¿Cómo instalar un sistema DAS en un túnel minero de 1 200 metros?

Instalar una red DAS en un túnel de una mina subterránea es algo totalmente distinto a hacerlo en un edificio de oficinas o en un centro comercial. Cuando se trata de un túnel de 1.200 metros de longitud, el entorno no es ninguna broma: humedad extremadamente alta, mucho polvo, paredes rocosas irregulares que provocan reflejos de señal descontrolados y, lo peor de todo, la enorme pérdida de señal en largas distancias consume la mayor parte de la energía de la señal.

Si el balance de enlace no es el adecuado o eliges los componentes pasivos incorrectos, acabarás con señales que caen en picado, altas tasas de error de bits o incluso componentes quemados. Así que hoy vamos a hablar de cómo construir un sistema fiable y de bajo mantenimiento Sistema DAS en un túnel minero de 1 200 metros, según la experiencia real.

1. ¿La señal no llega lo suficientemente lejos? Resuelve primero la pérdida en el cable de alimentación de 1 200 metros.

El mayor problema es el siguiente: en un túnel de 1,2 km, si solo se tiende un cable de alimentación principal de un extremo a otro, la pérdida de señal es enorme. Tomemos como ejemplo un cable de alimentación común de 7/8″: a 2,1 GHz o 3,5 GHz, ... se nota claramente cómo la señal se debilita cada 100 metros.

He aquí un error en el que caen muchas personas: utilizan ciegamente divisores de potencia de división igual en cada derivación de la antena. ¿Qué ocurre? Para cuando la señal llega a los 800 metros, se ha hundido hasta el nivel de ruido de fondo, y el extremo más alejado prácticamente no recibe nada.

Lo que solemos hacer es adoptar un enfoque “asimétrico”, utilizando una estructura en cascada con acopladores direccionales:

• Cerca de la fuente: Utiliza 15 dB o 20 dB acopladores direccionales. Solo se destina una pequeña parte a la antena local, mientras que más del 90% de la energía sigue penetrando a mayor profundidad.
• Sección central: A medida que la señal principal se debilite, cambia gradualmente a Acopladores de 10 dB o 7 dB.
• Extremo más alejado: A estas alturas, ya se ha aprovechado la mayor parte de la energía. Utiliza un divisor híbrido de 3 dB o un divisor de potencia de dos vías para dividir lo que queda: aprovecha hasta la última gota de energía de radiofrecuencia.

2. Humedad + vibración = el caldo de cultivo perfecto para el PIM

Cualquiera que haya estado en una mina sabe lo desagradable que es. Maquinaria pesada vibrando sin descanso, polvo mineral y mucha humedad: todo ello acelera la oxidación de los conectores de RF. Y así es precisamente como se produce la intermodulación pasiva (PIM).

En cuanto se activa el PIM, el umbral de ruido de recepción de la estación base se dispara. El síntoma clásico: los teléfonos muestran todas las barras de cobertura, pero no se puede hacer una llamada ni enviar datos. Es muy frustrante.

Por eso, la elección de los materiales es fundamental. Evita los componentes baratos de calidad comercial. Por ejemplo, nuestros acopladores de baja pérdida y divisores de potencia de cavidad prescinden del acero inoxidable, que se magnetiza con facilidad, y utilizan en su lugar latón o aluminio no magnéticos de alta pureza, con un recubrimiento galvánico trimetálico. En pruebas reales a 2x43 dBm, el PIM se mantiene por debajo de -161 dBc. Incluso con explosiones y martillos neumáticos vibrando constantemente, los contactos internos aguantan perfectamente.

3. Elección de antenas: ¿de panel, de varilla o de coaxial con fugas?

El espacio en el túnel es reducido. La elección de la antena influye directamente en la facilidad o dificultad del cableado. Cada tipo tiene su lugar:

• Antena de panel direccional: Gran alcance y gran potencia, pero puede quedar bloqueado físicamente por grandes camiones mineros. Ideal para tramos largos y rectos, como las galerías de transporte principales.
• Antena de látigo omnidireccional: Es barato y pequeño, pero su alcance en un túnel estrecho es simplemente aceptable. Se suele utilizar para realizar trabajos puntuales en cámaras de refugio o talleres de mantenimiento.
• Cable coaxial con fugas: Iluminación uniforme a lo largo de toda la longitud: sin zonas de sombra y sin que los camiones la bloqueen. En mi opinión, es la solución definitiva para túneles con muchas curvas o secciones transversales estrechas.

Si conectas varias antenas en cadena con cables, la pérdida de inserción de tu componentes pasivos es tu salvavidas. Unos buenos divisores de potencia de cavidad pueden alcanzar una pérdida de inserción inferior a 0,1 dB. No subestimes esos 0,1 dB: en un recorrido de más de 1 200 metros con docenas de nodos, ese ahorro se nota. La energía acumulada puede ampliar fácilmente tu cobertura entre 50 y 100 metros más, lo que te ahorrará tener que añadir un costoso amplificador de línea.

4. No escatimes en conectores y protección, o te arrepentirás

Las comunicaciones subterráneas son una cuestión de seguridad. Una interrupción de la red es un problema grave. Por eso, todos tus componentes pasivos deben ser resistentes.

• Sellado: Los divisores y acopladores de potencia deben tener, como mínimo, un grado de protección IP65; yo recomendaría IP67.
• Calidad de los conectores: Anímate 4.3-10 o Conector hembra tipo N conectores con juntas tóricas de silicona resistentes a altas temperaturas. En entornos húmedos, evitan que la humedad penetre en la cavidad.
• Alivio de tensión: Utilice soportes antivibratorios para fijar firmemente los componentes a la pared del túnel. Evite que el peso de los cables o las sacudidas ejerzan presión sobre los conectores.

Por fin

Sinceramente, instalar un sistema DAS en un túnel de 1 200 metros no consiste simplemente en apilar equipos. Es una lucha contra la pérdida de señal, el PIM y el estrés mecánico. Ahorrar en componentes pasivos puede suponer un pequeño ahorro inicial, pero más adelante, el coste de la resolución de problemas y los riesgos de seguridad superarán fácilmente cien veces lo que se ahorró.

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