ES2245617B1 - Equipo para comunicacion por radiofrecuencia en ambito urbano o viario. - Google Patents

Abstract

Equipo para comunicación por radiofrecuencia en ámbito urbano o viario, que comprende una luminaria de uso común para alumbrado público en la cual se ha habilitado al menos un transceptor que dispone de al menos una entrada y al menos una salida de datos que provienen de una o más antenas que operan en la banda de radiofrecuencia. Tanto por su constitución como por su habitual disposición en entornos urbanos o viarios, este tipo de luminarias resuelven satisfactoriamente el alojamiento, suministro eléctrico, elevación y distribución de los respectivos transceptores, de modo que el conjunto obtenido resulta especialmente apropiado para la prestación de servicios relacionados con el mundo de la información en general, y para la transmisión de datos en particular.

Description

Equipo para comunicación por radiofrecuencia en ámbito urbano o viario.

Campo de la invención

La presente invención se inscribe principalmente dentro del sector de la telemática, y de los sistemas de transmisión de señal y procesamiento de datos, para la prestación de servicios relacionados con el mundo de la información.

Antecedentes de la invención

En los últimos años, debido al auge de las tecnologías de la información, la mayoría de ciudades y centros urbanos han experimentado una importante proliferación de infraestructuras relacionadas con la transmisión de datos, siendo ejemplo de ello la instalación de diferentes tipos de conexiones de red cableadas bajo pavimento urbano, o la instalación de estaciones base de telefonía móvil en los tejados de algunos inmuebles. Ambas soluciones presentan importantes carencias, debido principalmente a las molestias y al rechazo social derivados de su implantación, en cuanto a obras, ruidos, y pérdida de movilidad en el primer caso, y en cuanto a contaminación electromagnética y visual en el segundo.

En general, las soluciones cableadas tienen por definición la limitación que implican un uso necesariamente estático de sus servicios. A su vez, el modo desordenado como se resuelven actualmente las redes de telefonía móvil en entornos urbanos dista mucho de ser óptimo, y no parece ser el más apropiado para enfocar la cuestión de dotar de cobertura y de servicios de acceso a la información a dichos entornos, especialmente en áreas metropolitanas, conforme se consolidan los servicios prestados por las mismas.

Actualmente son numerosas las ciudades que cuentan con una cierta cantidad de puntos independientes de acceso donde es posible la conexión a internet, denominados hotspots, los cuales se hallan dispersos generalmente en aeropuertos, estaciones ferroviarias, hoteles e instalaciones habitualmente relacionadas con la movilidad. No se tiene constancia, sin embargo, de la existencia de luminarias adaptadas para la transmisión de datos mediante las cuales sea posible, aprovechando tanto su constitución como la ventajosa disposición de las mismas en entornos urbanos o viarios, la prestación de servicios relacionados con el mundo de la información.

Descripción de la invención

La presente invención hace referencia a una luminaria de uso común para alumbrado público en la cual se ha habilitado un transceptor, entendiendo como tal el conjunto formado por un transmisor y un receptor, los cuales pueden compartir o no parte sustancial de sus componentes, en función de lo cual pueden por lo tanto operar de forma alterna o simultanea, disponiendo para ello de al menos una entrada y una salida de datos que provienen de una o más antenas que operan en la banda de radiofrecuencia.

Son varias las ventajas derivadas de dotar a una luminaria de alumbrado público de un transceptor de radiofrecuencia Una primera característica la constituye el hecho que estas luminarias, especialmente aquellas en las que el reflector queda integrado en el interior de la armadura, suelen disponer de una cierta cantidad de espacio vacío en su interior, en el cual resulta posible la instalación del transceptor.

Otra característica importante la constituye el hecho que este tipo de luminarias disponen en sí mismas de suministro eléctrico y son por lo tanto susceptibles de constituir una fuente de suministro eléctrico para el transceptor. La cuestión del suministro eléctrico es generalmente uno de los principales inconvenientes relacionados con una infraestructura de red inalámbrica, ya que deben proveerse las conexiones a los diferentes nodos, lo que hace que dichos nodos en última instancia sigan manteniendo dependencia de un entorno cableado, lo cual a su vez puede llegar a constituir un serio inconveniente en instalaciones de relativa envergadura, con nodos relativamente cercanos y uniformemente distribuidos en un entorno. La idoneidad del sustrato propuesto en este caso no sólo se concreta en términos de disposición geométrica, sino adicionalmente por el hecho que éste constituye indefectiblemente una fuente de suministro eléctrico, resultando posible la conexión al mismo por medio de un transformador, y simplificando por lo tanto en gran medida dicha cuestión.

Además de satisfacer las necesidades de alojamiento y suministro eléctrico del transceptor, un aspecto derivado de la disposición habitual de este tipo de luminarias en entornos urbanos o viarios es el de poder proporcionarle unas importantes condiciones de elevación. Ello favorece en primera instancia la visibilidad recíproca entre los diferentes transceptores, y los habilita en segunda instancia, para proporcionar cobertura a un entorno cercano, en especial a los planos de calzada y de fachada inmediatos. En este aspecto, la distancia a los respectivos planos de calzada y de fachada, constituye una distancia suficientemente pequeña como para que pueda transmitirse la señal con antenas de muy baja intensidad, satisfaciendo por lo tanto las normativas más restrictivas en ese sentido. En la base de un báculo en cuyo extremo superior se halla dispuesta una luminaria de este tipo, la densidad de potencia así obtenida, considerando una potencia de emisión de 0,1 W según ordenanzas municipales y una altura de instalación de 10 m, es de 0,008 \muW/cm^{2}, unas 10 veces inferior a los límites más restrictivos que establecen un limite de densidad de potencia de 0,1 \muW/cm^{2}.

Existen así mismo, precedentes de la retirada de antenas de estaciones base de telefonía móvil por el hecho que estas constituyen una agresión directa al paisaje urbano y son contrarias a las directivas municipales que regulan este aspecto. En el caso propuesto, contrariamente, cuando la totalidad de los componentes se hallan integrados en la propia luminaria, el conjunto así obtenido resulta totalmente imperceptible a efectos de contaminación visual.

Finalmente, otra característica importante la constituye el hecho que la distancia típica entre dos luminarias adyacentes en una distribución habitual de alumbrado público en entornos urbanos, suele ser de alrededor de 20 metros, la cual significa una distancia considerablemente menor que el radio de alcance medio de las soluciones comerciales más habituales para la transmisión de datos en entornos domésticos o empresariales, como pueden ser aquellas que operan en las frecuencias de 2,4 Ghz y de 5 Ghz, y que en espacios abiertos suelen alcanzar distancias de entre 50 y 150 m, pudiendo llegar con visibilidad favorable hasta los 300 m o incluso más. Teniendo en cuenta, por lo tanto, que el sustrato propuesto conforma una distribución esencialmente uniforme en el espacio público de un entorno urbano, resulta posible tanto la prestación de servicios relacionados con la movilidad en espacio público, como la prestación de servicios relacionados con usos estáticos en espacio privado, yen especial la comunicación, tanto en el primer caso como en el segundo, de varios terminales de usuario fijos o móviles, por medio de un cierto número de este tipo de luminarias, las cuales comunican entre sí y con los terminales de usuario.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la presente descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de esta descripción la siguiente relación de figuras, en las cuales con carácter meramente ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La Figura 1 es una vista esquemática en planta en la que esencialmente se muestra un diagrama de bloques correspondiente a una luminaria que dispone de un transceptor de radiofrecuencia en su interior.

La Figura 2 es una vista esquemática en planta similar a la anterior, en la que esencialmente se muestra una luminaria donde el transceptor de radiofrecuencia forma parte de una placa de integración que comprende adicionalmente un procesador, un medio de memoria volátil y un medio de memoria no volátil.

Descripción de un modo preferente de realización

Tanto el sector de las telecomunicaciones como el de la informática, se caracterizan por una gran variedad de soluciones y una constante renovación de las mismas. No debe entenderse que el objeto de esta descripción se restringe a un producto o a una gama de productos que cumplen con un estándar, un protocolo o un formato específicos, sino a aquellos que satisfacen los requerimientos que para ellos se especifican.

Aunque con una menor renovación, existe igualmente gran variedad en lo referente a los formatos de los diferentes tipos de luminarias mediante las cuales se resuelve el alumbrado público en entornos urbanos o viarios. Una primera clasificación se establece entre aquellas luminarias que disponen de un conjunto formado básicamente por una carcasa y un reflector, y aquellas que disponen de una pantalla difusora entorno a la lámpara. Dentro del primer tipo, que es el que presenta una mayor idoneidad, se distingue entre aquellas luminarias cuyo reflector se dispone exento en relación al cuerpo principal de la armadura, y aquellas en las que el reflector se presenta integrado en su interior, definiendo un único cuerpo. Aunque ambos casos quedan dentro del objeto de esta memoria, la siguiente descripción detallada se desarrollará, por el hecho de presentar unas características más apropiadas, y sin pérdida de generalidad, con referencia a una luminaria de un solo cuerpo. En este último tipo de luminarias, por el hecho de estar constituidas en base a un único volumen y por el hecho de ser el reflector el componente de mayor anchura en su interior, queda definido en su parte trasera una cierta cantidad de espacio vacío, en el cual resulta posible la integración tanto del transceptor 2 como del
transformador 5.

A la vista de la Figura 1 se percibe una representación esquemática de una luminaria 1 con reflector integrado 6, que dispone en su parte trasera de una placa porta-equipo 10 destinada a alojar los diferentes componentes habituales para el accionamiento y el correcto funcionamiento de la lámpara. Estos componentes suelen consistir en un cebador 12, una reactancia 13, un condensador 14, una regleta de empalmes eléctricos 11, y en algunos casos un transformador eléctrico 15 que proporciona una tensión de salida normalmente comprendida entre 95 y 125 V. Una de las principales características de la luminaria representada es la de incluir, además de los mencionados componentes, un transceptor 2, formado por un transmisor 3' y un receptor 3'', que se conectan a sendas antenas 4 que operan en la banda de radiofrecuencia, como se describe en más detalle con posterioridad.

Para entender, en ese sentido, las dimensiones de los respectivos elementos que intervienen en la representación de las figuras, las luminarias de este tipo suelen disponer de unas dimensiones aproximadas de 70 cm. de largo por 30 cm. de ancho. Por su parte, los transceptores habituales en uso doméstico o empresarial suelen tener unas dimensiones aproximadas comprendidas entre 10 x 10 cm. y 10 x 15 cm. con una profundidad que oscila entre 1 y 3 cm, en función de si disponen o no de carcasa propia, de modo que resulta posible su disposición en la parte trasera de la luminaria comprendida entre el reflector 6 y la armadura 7. En particular en esta situación, debido a sus importantes características de estanqueidad, la propia armadura actúa como carcasa del transceptor, pudiendo por lo tanto prescindir éste de carcasa propia y presentarse como una placa de circuitos integrados, presentando un menor volumen y una mayor capacidad de integración cuando se procede a la obtención industrial de este nuevo tipo de productos.

Por el hecho de tratarse de una superficie libre de componentes u obstáculos, una disposición conveniente cuando el espacio interior es limitado, es aquella donde el conjunto definido por transceptor 2 y transformador 5 se presenta sujeto en la cara interior de la tapa de cierre de la luminaria, mediante guías horizontales u otros medios de sujeción que pueden formar parte del propio diseño de la carcasa 7. Cuando el transceptor se dispone en el interior de una luminaria para el alumbrado de vías importantes, sin embargo, debe tenerse en cuenta que la lámpara en este tipo de luminarias puede llegar a los 400 W, pudiendo llegar a aumentar la temperatura interior por encima de los 40ºC, y por lo tanto puede resultar apropiada la ubicación del transceptor en un compartimiento separado 8 en relación al reflector 6, específicamente destinado para su alojamiento.

En ese sentido, para reducir la temperatura interior de la luminaria procurando mantener a su vez el índice de protección que define sus características de estanquidad, ésta puede incluir medios para el control interior de la temperatura, como un pequeño ventilador ubicado en el extremo de recepción 18 del báculo, aprovechando en primera instancia la huequedad del mismo para expulsar el aire, y en segunda instancia su constitución metálica para disipar el calor hacia el exterior, sin que para ello sea preciso la perforación de los elementos envolventes. Para contribuir a disminuir la radiación de calor hacia el interior, generada en la superficie del reflector principalmente, puede resultar igualmente apropiada la disposición de un recubrimiento térmicamente aislante entorno al reflector, compuesto por una o varias láminas de aislante poroso o cerámico, separadas preferiblemente de éste por pequeños puntos de soporte de entre 1 y 2 cm. aproximadamente, a fin de evitar el contacto directo con la superficie del reflector, habilitando a su vez una o varias cámaras de aire entre la lámina aislante y
el reflector.

En cuanto a la alimentación, la red de alumbrado público obtiene el suministro eléctrico usualmente en corriente alterna trifásica, con una tensión nominal normalizada de 220/380 V ó 230/400 V, según los estándars de cada país. De la acometida a cada báculo surge una derivación 17 que consiste normalmente en una fase y un neutro, los cuales discurren por el interior del báculo hacia el extremo superior del mismo, donde entregan finalmente en la regleta de empalmes 11, instalada habitualmente en la placa porta-equipo 10 de la luminaria como se ha comentado con anterioridad. El transceptor se conecta a esta regleta por medio de un transformador 5 o fuente de alimentación, que permite la conversión de corriente alterna de 220 V ó 230 V a corriente continua de 12 V, conformado por un devanado primario y un devanado secundario, un circuito de rectificación, uno o más condensadores que suavizan la salida de corriente, y opcionalmente un regulador que estabiliza la salida a un determinado valor, usualmente 12 V y en algunos casos también 5 V ó 3,3 V.

Son ejemplos de transceptores que operan en la banda de radiofrecuencia, aquéllos utilizados habitualmente para la comunicación inalámbrica entre ordenadores en ámbito doméstico o empresarial, como los concentradores, intercambiadores, o enrutadores, compatibles con el estándar 802.11, que suelen disponer igualmente de un conector que habilita una conexión cableada de entrada y salida de datos, y al menos una antena 4 que opera en la banda de radiofrecuencia. Tanto las soluciones basadas en el estándar 802.1 1a como 802.11g presentan un rendimiento y alcance similares. Aunque el estándar 802.11g es una solución más difundida, el estándar 802.11a opera en la banda de radiofrecuencia de 5 Ghz, considerablemente menos expuesta a interferencias que la banda de 2,4 Ghz en la que opera el estándar 802.11g, y tiene la ventaja de disponer de un mayor número de canales sin solapamiento (entre 12 y 19 según la región), lo cual resulta apropiado en distribuciones que cuentan con un mayor número de células. Dado que ambos estándars no son compatibles, es posible utilizar o bien transceptores duales que combinan ambas soluciones, o bien una distribución que permite una combinación mixta de luminarias con alternancia de ambos estándars, aunque otras soluciones basadas en otras codificaciones y otros rangos de frecuencia, como 900 Mhz, 1800 Mhz, u otros rangos del espectro electromagnético, también pueden ser utilizadas.

En un modo particular de realización, y con el objeto de incluir funcionalidades adicionales, el transceptor 2 puede incluir en sí mismo, o formar parte de una placa de integración 20 que dispone de un microprocesador 21, de una memoria volátil 22 destinada principalmente a almacenar de forma temporal instrucciones para ser procesadas, y de una memoria no volátil 23 destinada principalmente a almacenar archivos o documentos de usuario, bases de datos o un sistema operativo, entre otros. Esta placa dispone de un conector 19 para la obtención de suministro eléctrico del transformador 5 o fuente de alimentación, y de un chipset controlador 24 que coordina las interrupciones y los diferentes buses entre componentes, principalmente. Ello permite por lo tanto, la prestación de servicios adicionales basados en la transmisión de datos, como el procesamiento o el almacenamiento de datos de forma remota, de modo que resulta posible por ejemplo, la ejecución de aplicaciones remotas, o el almacenamiento y la consulta a distancia de archivos y de documentos previamente almacenados.

Queda claro, por lo tanto, que este tipo de luminarias es especialmente apropiado para la prestación de servicios relacionados con el mundo de la información en general, y para la transmisión de datos en particular, siendo particularmente interesante el caso donde esta transmisión de datos se produce mediante un cierto número de este tipo de luminarias, de modo que puede establecerse una red de comunicaciones basada en una distribución celular, donde cada célula se corresponde con cada una de ellas en un entorno urbano o viario.

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los diferentes elementos, así como las características particulares del transceptor, serán susceptibles de variación, siempre y cuando ello no suponga una alteración a la esencialidad del invento. Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre con carácter amplio y no limitativo.

Claims (10)

1. Equipo para comunicación por radiofrecuencia en ámbito urbano o viario, caracterizado porque comprende una luminaria de uso común para alumbrado público, que incorpora al menos un transceptor que dispone de al menos una entrada y al menos una salida de datos procedentes de una o más antenas que operan en la banda de radiofrecuencia.

2. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicación 1, caracterizado porque dicho transceptor se ubica en el espacio interior de dicha luminaria comprendido entre el reflector y la armadura en su parte trasera.

3. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicación 2, caracterizado porque dicho transceptor se dispone sujeto en la cara interior de la tapa de cierre de la armadura de dicha luminaria

4. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicación 1, caracterizado porque dicho transceptor se ubica en un compartimiento separado en relación al reflector de dicha luminaria

5. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un ventilador en el extremo de recepción de dicha luminaria.

6. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un recubrimiento térmicamente aislante entorno al reflector de dicha luminaria, donde dicho recubrimiento aislante estando separado de dicho reflector por pequeños puntos de soporte, puede definir una o varias cámaras de aire.

7. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un transformador eléctrico que proporciona el suministro eléctrico a dicho transceptor de radiofrecuencia.

8. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicación 1, caracterizado porque dicho transceptor es un concentrador, un intercambiador o un enrutador, que puede disponer de una conexión cableada de entrada y salida de datos, y porque dicha o dichas antenas a las que se conecta dicho transceptor operan en al menos una de las bandas de radiofrecuencia de 2,4 Ghz o de 5 Ghz, aproximadamente.

9. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicación 1, caracterizado porque dicho transceptor comprende en si mismo, o se conecta a una placa que integra, al menos un microprocesador y al menos una memoria volátil asociada a dicho o a dichos microprocesadores.

10. Equipo para comunicación por radiofrecuencia según reivindicaciones 1 ó 9, caracterizado porque dicho transceptor comprende en sí mismo, o se conecta a una placa que integra, al menos un medio de memoria no volátil.