Calculadora de radioenlaces: cómo funciona y cómo interpretar los resultados

La calculadora de radioenlaces sirve para comprobar, en unos segundos, si un enlace de microondas tiene potencia y margen suficientes, qué espacio libre necesita bajo la línea de visión y cómo le afecta la lluvia. En este artículo vemos qué datos pide, qué calcula con ellos y cómo interpretar cada resultado.

Todo el cálculo se hace en tu navegador y se actualiza al cambiar cualquier dato. Si no has leído antes la teoría, te conviene empezar por el artículo de radioenlaces de microondas.

Calculadora de Radioenlaces

Presupuesto de enlaces · Pérdidas en espacio libre
Zona de Fresnel · Margen de desvanecimiento

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Cómo funciona

La herramienta recoge cinco grupos de datos (enlace, equipos y antenas, pérdidas, lluvia y objetivo de disponibilidad), calcula el presupuesto del enlace, el despeje y la lluvia, y los resume en un estado con forma de semáforo.

Datos de entrada

Enlace

• Banda y frecuencia (GHz): al elegir una banda se rellena la frecuencia. También puedes escribir una frecuencia personalizada entre 1 y 100 GHz.
• Distancia (km): longitud del vano entre las dos antenas.
• Factor k: modela la curvatura efectiva de la Tierra. Con k = 4/3 se representan condiciones normales y con k = 2/3 el peor caso, que es el que conviene usar para comprobar el despeje.
• Distancia al obstáculo (opcional): distancia desde la antena A hasta un cerro, un edificio o un árbol concreto. Si se deja vacía, el despeje se calcula en el punto medio.

Además, la herramienta muestra el alcance habitual de la banda elegida y avisa si la distancia lo supera:

Equipos y antenas

• Potencia de transmisión (Ptx): la que entrega el equipo, en dBm.
• Umbral del receptor: el nivel mínimo con el que el equipo funciona con la modulación elegida. Lo da el fabricante, normalmente para un BER de 10⁻⁶.
• Antenas: puedes escribir la ganancia de cada una o elegir el diámetro. En ese caso, la herramienta calcula una ganancia aproximada con una eficiencia del 55 %: G = 17,8 + 20·log(D) + 20·log(f). Por ejemplo, una antena de 0,6 m a 15 GHz da unos 37 dBi. Si tienes el dato del fabricante, úsalo.

Pérdidas

• Cables y conectores: la pérdida en el lado de transmisión y en el de recepción (guíaondas, jumpers, conectores).
• Pérdidas adicionales: desalineación, obstáculos parciales o cualquier otra atenuación que quieras considerar.
• Atenuación fija adicional por lluvia o gases: un valor manual y opcional. Déjalo a 0 si usas la estimación automática de lluvia, para no contarla dos veces.

Lluvia y objetivo

• Intensidad R0,01 (mm/h): la intensidad de lluvia que se supera el 0,01 % del año en la zona del enlace (ITU-R P.837). En Europa suele estar entre 20 y 60 mm/h. Con 0 no se estima la lluvia.
• Polarización: horizontal o vertical. Por encima de 10 GHz la horizontal atenúa algo más, por lo que se usa como peor caso.
• Disponibilidad objetivo: 99 %, 99,9 %, 99,99 % o 99,999 %.

Qué calcula, paso a paso

Con los valores que trae la herramienta por defecto (15 GHz, 10 km, Ptx = 20 dBm, antenas de 37 dBi, 1 dB de pérdida en cada extremo y umbral de −78 dBm), el cálculo es el siguiente:

1. Pérdida en espacio libre: FSPL = 92,45 + 20·log(15) + 20·log(10) ≈ 136,0 dB.
2. EIRP: Ptx − pérdidas Tx + Gtx = 20 − 1 + 37 = 56 dBm.
3. Potencia recibida (RSL): 20 − 1 + 37 − 136,0 + 37 − 1 ≈ −44,0 dBm.
4. Margen de desvanecimiento: RSL − umbral = −44,0 − (−78) ≈ 34,0 dB.

Gráfico del nivel de señal

Desde la versión 1.3, la calculadora dibuja este mismo recorrido en el panel de resultados y lo actualiza al cambiar cualquier dato. La línea azul muestra el nivel de señal en cada punto (salida del transmisor, cables, antena de transmisión, espacio libre, antena de recepción y receptor), la línea naranja marca el umbral del receptor y la distancia entre la RSL y el umbral es el margen. Si has indicado la lluvia, aparece también el nivel que quedaría con la lluvia estimada para la disponibilidad elegida, en verde si sigue por encima del umbral y en rojo si lo cruza.

El botón Descargar gráfico (PNG) guarda la imagen con el fondo oscuro y los datos del enlace, lista para incluirla en un informe.

Despeje: Fresnel y curvatura

La herramienta calcula el despeje que necesita el enlace por debajo de la línea de visión. Suma dos términos: el 60 % del radio de la primera zona de Fresnel y la altura que la curvatura de la Tierra levanta el terreno en el punto analizado:

• Radio de Fresnel: r₁ = 17,3·√(d₁·d₂ / (f·d)), con las distancias en km y la frecuencia en GHz.
• Curvatura: d₁·d₂ / (12,74·k), en metros.
• Despeje total: 0,6·r₁ + curvatura.

En el centro del enlace, d₁ = d₂ = d/2. Si indicas la distancia a un obstáculo, la herramienta repite el cálculo para ese punto y muestra el despeje que se necesita allí. El resultado se mide respecto a la línea recta entre las antenas, por lo que debes compararlo con el perfil real del terreno y probar también con k = 2/3.

Lluvia

A partir de unos 10 GHz, la lluvia puede ser lo que decide si el enlace cumple o no. Cuando indicas R0,01, la herramienta aplica el método simplificado de la ITU-R:

1. Atenuación específica (ITU-R P.838): γR = k·R^α, con los coeficientes de la recomendación para la frecuencia y la polarización elegidas. Entre dos frecuencias de la tabla se interpola.
2. Longitud efectiva (ITU-R P.530): la lluvia no cae por igual en todo el vano, así que se multiplica la distancia por un factor r para obtener la longitud efectiva.
3. Atenuación al 0,01 %: A0,01 = γR · distancia efectiva.
4. Otras disponibilidades: Ap = A0,01 · 0,12 · p^−(0,546 + 0,043·log p), con p en % del año y válido de 0,001 % a 1 %.

Con ese resultado, la herramienta muestra la atenuación de lluvia para la disponibilidad que elegiste y calcula en qué porcentaje del año la lluvia superaría tu margen. En el ejemplo, el margen de 34,0 dB cubre la lluvia hasta el 99,9984 % del tiempo, lo que equivale a unos 8,5 minutos al año de indisponibilidad por esta causa.

Cómo interpretar el estado

La herramienta compara el margen con el recomendado para la disponibilidad elegida y muestra un estado:

• Sin enlace: el margen es negativo, la señal queda por debajo del umbral.
• Lluvia: el margen es menor que la atenuación por lluvia estimada para esa disponibilidad.
• Insuficiente: el margen está más de 10 dB por debajo del recomendado.
• Margen justo: está por debajo del recomendado, pero a menos de 10 dB.
• Cumple: alcanza o supera el margen recomendado.

El margen recomendado es una regla práctica: 15 dB para el 99 %, 20 dB para el 99,9 %, 30 dB para el 99,99 % y 40 dB para el 99,999 %.

Qué no calcula

Es una herramienta de estimación rápida y no sustituye al estudio completo del enlace. No incluye:

• El multitrayecto, que domina por debajo de unos 10 a 15 GHz. En esas bandas usa el margen recomendado y, si hace falta, diversidad.
• El desvanecimiento selectivo, la diversidad ni la interferencia.
• La absorción por gases, que aumenta cerca de 22 GHz y de 60 GHz. Puedes añadirla con la atenuación fija adicional.
• El perfil real del terreno: el despeje se calcula respecto a la línea recta entre antenas y debes contrastarlo con la cartografía.
• Los límites legales de potencia radiada de tu país y banda: comprueba siempre el EIRP.

Copiar resultados y compartir el enlace

• Copiar resultados: copia un resumen de texto con los datos principales, listo para pegar en un informe o en un correo.
• Copiar enlace con estos datos: genera una dirección que guarda todos los valores introducidos. Al abrirla, la calculadora aparece ya rellena, lo que sirve para compartir un cálculo con un compañero.
• Restablecer ejemplo: vuelve a los valores iniciales.

Consejos de uso

• Guarda la RSL medida en la puesta en servicio y compárala con la calculada. Si se aleja más de unos 3 dB, revisa la alineación, los conectores y el despeje.
• Prueba el enlace con k = 2/3 y con la polarización horizontal para ver el peor caso.
• Usa los datos del fabricante para la ganancia de las antenas y el umbral del receptor siempre que los tengas.
• Si el estado es "Margen justo" o "Lluvia", valora una antena de mayor diámetro, una banda más baja o reducir el vano.

Versiones de la calculadora

La versión actual aparece junto al título de la calculadora y en el pie de la página, y el historial completo está en el desplegable Historial de versiones.

Resumen de fórmulas

Con f en GHz, d, d₁ y d₂ en km, D en m, potencias en dBm y pérdidas y ganancias en dB.