Subido por Javier Maddia

Sistemas de Comunicaciones Troncalizados

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Sistemas de
Comunicaciones
Troncalizados
Sistemas de Comunicaciones II – Curso Mecanicos de Comunicaciones – Primer Alferez D Federico Balmaceda
4/21/2014 8:26 AM
TECNOLOGÍAS ANALÓGICAS VS DIGITALES
Las tecnologías analógicas y digitales en sistemas de radiocomunicaciones se
diferencias por el tipo de modulación que utilizan. La modulación se puede
entender como el proceso mediante el cual se transporta información (voz o
datos) a través de una señal de radio
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AM
Históricamente, las agencias de seguridad públicas han usado sistemas de radio
analógicos para soportar sus requerimientos de comunicaciones. Mientras estos
sistemas continúan sirviendo a muchas agencias de seguridad públicas a nivel
mundial, los sistemas digitales están comenzando notoriamente a impactar el
mercado de la seguridad pública.
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Características como mejor calidad de voz dentro de las áreas de cobertura, voz
encriptada, transmisión de datos, así como otras ventajas como la eficiencia
espectral, han hecho que la modulación digital sea la tecnología preferida para
el desarrollo de los sistemas de radiocomunicaciones futuros
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Una representación que contrasta los niveles de cobertura frente a la
calidad de la voz en la modulación análoga y digital
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OPERACIÓN DE UN SISTEMAS TRUNKING
Para ilustrar cómo operan los sistemas trunking se hará contrastándolo con
un sistema convencional, y se pensará en el contexto de un banco.
En un sistema convencional, los clientes harían la cola en la caja
correspondiente al tipo de transacción que ellos van a
realizar.
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Con esto existirían colas más largas en algunas cajas, mientras otras
podrán estar desocupadas, lo que refleja un uso poco eficiente de las
cajas
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OPERACIÓN DE UN SISTEMAS TRUNKING
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OPERACIÓN DE UN SISTEMAS TRUNKING
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CLASIFICACIÓN DE USUARIOS EN UN SISTEMA TRUNKING
Los sistemas de radio trunking guardan información sobre los usuarios según su
dirección individual, y la de cualquier grupo al que ellos pertenezcan.
Usuarios de radio: Al personal que usa el sistema se le asigna una radio que es
activada en el sistema. En el controlador central usa un registro del usuario
para controlar las funciones del sistema a las que se le permitirá acceder.
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Grupo de conversación (Talkgroups): Un talkgroup es la unidad básica de
comunicación en un sistema trunking. En la mayoría de las organizaciones, los
usuarios de radio trabajan en grupos que son realizados según sus funciones y
responsabilidades. Una radio puede ser programada con un solo o varios
talkgroups.
Los usuarios seleccionan un talkgroup particular en sus radios y cuando alguien
del grupo requiere realizar un llamado al grupo se le asigna un canal de voz al
grupo completo. Los talkgroups se identifican en el sistema por un único ID.
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Multigrupo (Multigroups): Pueden combinarse varios talkgroups para formar
un multigroup.
De la misma forma que los talkgroups, los multigroups se identifican en el
sistema por un único ID.
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TIPOS DE LLAMADAS EN UN SISTEMA TRUNKING
Pueden hacerse varios tipos de llamadas en un sistema trunking. A continuación se
describen cinco ejemplos de los posibles tipos de llamadas de voz que pueden
realizarse.
Los ejemplos son divididos en dos tipos principales de servicios de llamada:
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Llamadas grupales: Las llamadas grupales son servicios que proveen comunicación
desde un usuario a un grupo de usuarios (uno a muchos). Dentro de éstas se
distinguen:
- Llamada Talkgroup: Las llamadas talkgroup son el método más básico de
comunicación en un sistema de radio trunking. En la mayoría de las
conversaciones que participa un usuario de radio son llamadas talkgroup.
- Llamada Multigroup: Una llamada multigroup es una llamada que involucra
dos o más talkgroups. Mediante este tipo de llamadas es posible transmitir un
mensaje simultáneamente a varios talkgroups seleccionando un multigroup.
- Llamada de emergencia: Las llamadas de emergencia siempre tienen la
prioridad más alta en el sistema. Cuando se realiza una petición de una
llamada de emergencia y todos los canales de voz están ocupados, la petición
toma una prioridad encima de cualquier otro tipo de petición de llamada.
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Llamadas individuales: Las llamadas individuales son servicios que proveen
comunicación desde un usuario a otro usuarios (uno a uno). Dentro de éstas
se distinguen:
- Llamada Privada: Las llamadas privadas permiten las radios
apropiadamente equipadas en el sistema entrar en una
conversaciones uno a uno. El remitente entra en el modo de
conversación privada, selecciona una radio especifica marcando su
ID en un teclado de su radio, y presiona el PTT para comenzar la
llamada.
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- Llamada interconectadas al Teléfono: La interconexión telefónica
agrega capacidades a un sistema trunking extendiendo su rango de
comunicación al uso de los medios de servicio de telefonía públicos. Una
radio apropiadamente equipada puede acceder a llamadas desde su
radio a un teléfono y desde un teléfono a su radio.
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TIPOS DE SISTEMAS
TRONCALIZADOS
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Sistema Troncalizado
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Monositio
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Sistema Troncalizado: Monositio
Un sistema Troncalizado Monositio
Un sistema de radio trunking monositio está constituido principalmente por
los siguientes
componentes:
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Subscriptores
Controlador de Sitio
Repetidores
Canal de Control
Canales de Voz
Combinador
Multiacoplador
Este tipo de Sistema se compone de un solo sitio de repetición, no
admitiéndose la interoperabilidad con otros sitios de repetición.
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Sistema Troncalizado: Monositio
Un sistema Troncalizado Monositio
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Subscriptores
Los suscriptores son las radios móviles, radios bases, los portátiles y las unidades de
escritorio.
Proveen a los usuarios la capacidad de comunicarse dentro del sistema.
A cada uno de estas unidades se les asigna un número de identificación único
(ID) y además están fabricados con subsistemas lógicos necesario para
realizar las siguientes funciones dentro del sistema:
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Generar y transmitir los requerimientos de servicios bajo la forma de palabras de
datos que son luego usados para modular la frecuencia portadora.
Interpretar los mensajes de datos enviados por la unidad de control central.
Generar la frecuencia del canal de voz asignado.
Generar tonos para aconsejar a los usuarios el estado de las peticiones de
llamadas.
Cada suscriptor tiene asignada un único ID de seis dígitos que sirve para que la
unidad de control central identifique las radio autorizadas dentro del sistema.
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Controlador de Sitio
El controlador de sitio procesa el tráfico de datos que entra y sale del
sistema,
asigna las repetidoras para el acceso a los canales de voz, y generalmente
supervisa y mantiene el orden del sistema.
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El controlador de sitio mantiene una base de datos que contiene los
ID de cada una de las unidades de radio del sistema además de los grupos
de conversación (talkgroups) activos dentro del sistema.
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El controlador de sitio en un sistema monositio realiza las siguientes funciones al
momento de
procesar una llamada de radio:
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Servicios de peticiones de llamadas.
Recupera y decodifica las peticiones de señales entrantes.
Mantiene una base de datos de las radios activas y sus permisos dentro del
sistema.
Recibe las afiliaciones de los grupos de conversación (talkgroups).
Chequea los privilegios de acceso a llamadas.
Supervisa y controla todas las secuencias de llamadas.
Mantiene una lista de subscriptores que están esperando para que les asignen
un repetidor en caso de canales ocupados.
Selecciona y asigna los canales de voz requeridos.
Selecciona el canal de control.
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Repetidores
Un repetidor es una estación RF que sirve como un enlace RF entre el sistema
y las radios.
Los repetidores en un sistema trunking se conectan en una configuración de
sitio con un mínimo de dos suscriptores y un máximo que depende del tipo de
estándar o protocolo utilizado.
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Canal de Control
En los sistemas trunking, el canal de cpntrol es el equipo que tiene la
inteligencia para controlar y supervisar el funcionamiento del sistema y para
realizar la asignación de canales.
El canal de control entonces debe ser capaz de comunicarse con todas las
radios del sistema, de recibir las peticiones de canales de radio para efectuar
una llamada y de enviar las asignaciones del canal a las radios dentro del
área de cobertura del sistema.
Cada sistema trunking tiene uno de sus canales asignado para funcionar
como canal de control y el resto de los canales se utilizan para la
comunicación de voz.
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Canal de Voz
El canal de voz es el nombre asignado a los repetidores que transmiten y
reciben la información de voz.
Cuando uno de los miembros de un grupo de conversación pide el servicio
de un canal de voz, al grupo completo se le asigna su propio canal de voz
por el período que dure de llamada
Combinador
Un combinador es un dispositivo que combina la señal RF de salida (TX) de
dos o más transmisores en una sola salida.
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Multiacoplador
Es un dispositivo que permite conectar varios receptores (RX) utilizando una
única antena de modo tal que la impedancia de este equipo esté
correctamente adaptada a la impedancia de la antena.
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Sistema Troncalizado
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Multisitio
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SISTEMA TRUNKING MULTISITIO
Los sistemas trunking multisitio aumentan el tamaño del área de cobertura y
proporcionan comunicación de radio en lugares que están fuera del
alcance de los sistemas trunking monositio .
Un sistema multisitio puede analizarse como una agrupación de sistemas
monositio con un punto centralmente localizado de control (MASTERSITE) y
distribución de audio. El controlador central del sistema (Sitio maestro)
supervisa los equipos y subscriptores de todos los sitios mientras que el
controlador de sitio coordina y vigila el funcionamiento de los sitios
individualmente. Esta coordinación requiere el uso de un dispositivo que
permita comunicarse con todos los controladores individuales de cada sitio.
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Un sistema multisitio permite a las radios viajar por grandes áreas geográficas
sin perder la comunicación con su grupo de conversación. Además, distintos
miembros de un grupo pueden dispersarse a lo largo de varios sitios en el
sistema y aún así es posible que se comuniquen entre ellos
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Sitio Maestro (Master Site)
Un sitio maestro o Master Site, es el punto central de control para la
operación de un sistema multisitio.
Es el sitio dentro del sistema que realiza el control, el procesamiento de las
llamadas, la asignación de los recursos dentro del sistema y la distribución
del audio a todos los otros sitios del sistema. Estas funciones las realizan el
controlador de zona, el subsistema de distribución de audio, y el subsistema
de administración respectivamente
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Finalmente un sistema trunking multisitio de una zona proporciona tres modos de
operación:
Modo Wide Area Trunking: Corresponde al estado normal de operación de
cualquier sitio en el sistema. Si todos los sitios están en este modo, hay rutas de
comunicación que cubren la zona entera. El controlador de zona es el que
controla el procesamiento de las llamadas y el que asigna las rutas del audio;
cada sitio tiene conectividad con el master site, un controlador de sitio activo, un
canal de control activo y por lo menos un canal de voz operando.
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Modo SiteTrunking: Corresponde al modo de funcionamiento que tiene lugar
cuando hay una pérdida de la ruta de control (conectividad con el master site)
o de todas las rutas de audio en un sitio.
El sitio afectado opera como un sistema de trunking monositio que proporciona
los servicios de radio registrados en el sitio. El audio no es ruteado por el sitio
maestro y permanece dentro del sitio. El controlador del sitio es el que controla el
procesamiento de las llamadas al sitio.
El sitio puede quedarse operando en este modo siempre y cuando haya una
ruta de control entre el controlador del sitio y los repetidores, un canal de control
activo, y por lo menos un canal de voz operando.
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Modo Failsoft: Corresponde al modo de funcionamiento que proporciona
comunicaciones convencionales al sitio usando repetidores programados con
esta capacidad.
Las llamadas no son trunking y sólo ocurren en canales dedicados.
El sitio entrará en modo de Failsoft si el controlador del sitio falla o todos los
canales de control se pierden.
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Sistema Troncalizado
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Multisitio
Multizona
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Sistema Troncalizado Multizona
Un sistema multizona se refiere a un sistema de radio que contiene varias zonas
interconectadas. Este tipo de configuración proporciona una extensa área de
comunicaciones de radio dentro de la red basada en la interconexión de
múltiples zonas, rastrea el movimiento de los usuarios del sistema por los sitios o
por las zonas, y proporciona un subsistema de administración al que se puede
accederse de cualquier zona.
En consecuencia un sistema multizona opera prácticamente sin límites de
fronteras, creando una operación homogénea del sistema sobre extensas áreas
geográficas (Es muy similar a la arquitectura de un sistema de radio móvil
celular).
Un sistema multizona incorpora tres nuevos elementos a su estructura:
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Una ruta de control activa, es requerida entre cualquier par de zonas para ser
capaz de coordinar una llamada que involucra sitios en más de una zona.
Una ruta entre zonas, para routear el audio a cualquier zona requerida por
algún miembro de un grupo de conversación (talkgroup).
Los controladores de zona requieren el hardware y software necesario
8:26 y
mantener
la comunicación
entre sí, operar
elD Federico
equipamiento
en su propia4/21/2014
zona,
Sistemas de Comunicaciones
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– Primer Alferez
Balmaceda
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coordinar el procesamiento de las llamadas si es en una zona o varias zonas.
Estructura Básica de un sistema Multizona
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Sistema Troncalizado
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Sitio de Repetición
Motorola GTR 8000
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Descripción Funcional del Sitio de Repetición
GTR 8000
Subsistema Expansible de Sitio GTR 8000:
• 1 a 5 racks. Cada uno soporta de 2 a 28 canales
• En el segundo y los siguientes racks se usan los X-hubs en lugar de los
controladores de sitio.
Controladores de Sitio GCP 8000:
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• Dos controladores protegen contra un punto simple de falla
• La lógica interna determina el controlador primario y el controlador de
respaldo
Enrutadores de Sitio:
• La interface WAN provee comunicación hacia y desde el Sitio Maestro
para el tráfico de voz, datos, control y administración de red.
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Descripción Funcional del Sitio de Repetición GTR
8000 (continuación)
Sistema de Distribución de Radio Frecuencia (RFDS):
• Provee la interface entre las radio bases y las antenas del sitio.
Switches Ethernet:
• Dos, integrados con los controladores de sitio (en el gabinete 1 y
en los
XHub en los gabinetes 2 – 5)
• Puertos para interface con:
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– Estaciones Base
– Enrutadores del Sitio
– MOSCAD Opcional
– Puerto para la programación y el análisis de fallas con un
computador
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Modos Operacionales
• Wide Area Trunking (Area amplia)
• Site Trunking (Area Local)
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• Failsoft
• Sitio Apagado (off)
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Causas de los Modos Operacionales
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Recursos Mínimos
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Subsistema Expansible de Sitio GTR
8000
El término “Subsistema Expansible de Sitio GTR 8000”
Incluye los siguientes componentes integrados:
• Radio Bases GTR 8000
• Controladores de Sitio GCP 8000
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• Hubs de expansión para todos los subsistemas de sitio expansibles GTR8000
con más de un gabinete
• Switch Ethernet (integrado con cada controlador de sitio)
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Configuraciones
Dos configuraciones basadas en el número de canales:
1 - 6 canales
• Un gabinete con 6 radio bases
• Dos controladores de sitio GCP 8000
• Un sitio, llamado Subsistema Expansible de Sitio GTR 8000
Mas de 6 canales
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• Dos a cinco gabinetes con 6 radio bases cada uno
– Excepto el gabinete 5, que tiene sólo 4 radio bases
• Dos controladores de Sitio GCP 8000 (Gabinete 1)
• Hubs de Expansion (X-Hubs)
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Configuraciones Soportadas del Subsistema
Expansible de Sitio GTR 8000
Configuraciones basadas en el número de enlaces:
• Un Enrutador: Para subsistemas con hasta 28 estaciones base (sin enlace
redundante)
• Dos Enrutadores: Para subsistemas con hasta 28 estaciones base (provee
enlaces redundantes hacia el Sitio Maestro)
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Bandas de frecuencia soportadas:
• 700 MHz, 800 MHz, UHF-R1 (350-435 MHz), UHF-R2 (435-524 MHz), y VHF
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Subsistema con un solo enrutador
• Si el enlace en cualquier extremo
del enrutador del sitio remoto falla,
el sitio entra en el modo site
Trunking
• Si el enrutador falla, el sitio entra
en el modo site trunking
• Si uno de los switches falla, el sitio
sigue operando normalmente
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• Si los dos switches fallan en:
– Gabinete 1 y los controladores de
sitio fallan, entonces el sitio entra a
Failsoft
– Gabinete 2 – 5; el único impacto es
la reducción en la capacidad de
canales.
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Subsistema con dos enrutadores
• El más alto nivel de redundancia
• Si los enlaces en cualquier
extremo de los enrutadores del
sitio remoto fallan, el sitio entra en
el modo site trunking
• Si ambos enrutadores fallan, el
sitio entra en el modo site
trunking.
• Si uno de los switches falla, el
sitio sigue operando normalmente
41
• Si los dos switches fallan en:
– Gabinete 1 y los controladores de
sitio fallan, entonces el sitio entra
a Failsoft
– Gabinete 2 – 5; el único impacto
es la reducción en la capacidad
de canales.
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Componentes del Subsistema Expansible
GTR 8000
Subsistema Expansible de Sitio GTR 8000
• Enrutador de Sitio S2500
• Controlador de Sitio GCP 8000
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• Radio Base GTR 8000
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Subsistema de Sitio Expansible GTR 8000
• Módulos de Controlador de Sitio Redundantes
• Hasta seis módulos transceiver
• Hasta seis módulos amplificadores de potencia
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• Hasta seis módulos de fuente de potencia
• Panel de juntura, para la conexión con otros
dispositivos.
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Enrutador del Sitio
El enrutador del sitio
proporciona una interface
WAN que maneja todo el
tráfico hacia y desde la
zona para el sitio de RF
incluyendo:
• Voz
• Control
• Datos
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• Tráfico de
administración de red
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Radio Base
La radio base GTR 8000
proporciona el enlace de
Radio Frecuencia (RF)
entre el sistema y el
suscriptor / radio móvil
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Ejercicio para probar sus conocimientos
1. Cuál es el máximo número de gabinetes/racks que un
Subsistema de Sitio Expansible GTR 8000 puede incluir?
2. Cuáles gabinetes tienen los Hubs de Expansión?
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3. Un rayo causó la pérdida de la antena de transmisión
conectada al gabinete 1 de un sitio de 28 canales. En que
modo está operando el sitio?
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Funciones del Controlador de Sitio GCP 8000
Funciones:
• Administra el sitio y los canales
• Reenvía las solicitudes de registros
• Administra los broadcasts
• Provee la hora y la señal de referencia de frecuencia al GTR 8000
• Monitorea los equipos GTR 8000 y de distribución de RF
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• Interactúa con el equipo administrador del sitio para MOSCAD
• Proporciona un control de sitio redundante
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Controlador de Sitio GCP 8000 (Vista Frontal)
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Subsistema Expansible de Sitio GTR 8000
• Máximo 6 Radio Bases
por Gabinete/rack
• Un total de 28 radios
posibles, máximo en 5
gabinetes/racks
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• El segundo rack introduce
los Hubs de Expansion
(X-Hubs)
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Funciones del Hub de Expansión
El Hub de Expansión provee las siguientes funciones en el
sitio:
• Enrutamiento del tráfico Ethernet entre las Radio Bases GTR
8000 conectadas y el Controlador de Sitio
• Distribución de la hora y la referencia de frecuencia desde el
Controlador de Sitio hacia las Radio Bases
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• Monitoreo de las Radio Bases GTR 8000 y el equipo de
distribución de RF
• Caminos de enrutamiento redundantes
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Puertos del Controlador de Sitio GCP 8000
(Vista Frontal)
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Fuente de Potencia
• Opera con entrada AC o
DC
• Fuente AC
(90 a 264 VAC, 47-63 Hz)
• Fuente DC
(43.2 VDC a 60 VDC)
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• LEDs para Alarmas,
Estados y Ventiladores
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Fin…
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Fin… por hoy
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