ELECTRÓNICA
Instalación de Antenas de TV Actualizado a la ICT2 junior Septiembre de 2008
ÍNDICE DE MATERIAS
PRÓLOGO 1. ANTENAS RECEPTORAS DE TELEVISIÓN Y RADIO o Introducción o Funcionamiento de una antena o Características técnicas de las antenas 1.3.1. Ganancia 1.3.2. Directividad 1.3.3. Relación delante/atrás D/A 1.3.4. Frecuencia o banda de trabajo 1.3.5. Impedancia 1.3.6. Carga al viento 1.4. Principales antenas para recepción de televisión 1.4.1. Antena Yagi 1.4.2. Antena logaritmo-periódica 1.4.3. Antenas de panel 1.5. Elección de la antena 1.6. Antenas receptoras de radio 1.6.1. La radio en modulación de amplitud (AM) 1.6.2. La radio en modulación de frecuencia (FM) 1.6.3. La radio digital (DAB) 1.7. Sujección de la antena 1.8. Disposición de las antenas y cálculo del mástil utilizado 1.8.1. Carga del viento Q 1.8.2. Momento flector M 1.8.3. Colocación de las antenas en el mástil 1.9. Elementos mecánicos del sistema de antena
1
2. AMPLIFICADORES DE ANTENA 2.1. Introducción 2.2. Tipos y características generales de los amplificadores de antena para televisión 2.3. Preamplificadores para caja de antena 2.4. Amplificadores para mástil 2.5. Amplificadores para instalaciones colectivas (ICT) 2.5.1. Amplificadores monocanal 2.5.2. Centrales amplificadoras
47 47
3. ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN DE ANTENAS 3.1. Introducción 3.2. Cables coaxiales 3.3. Mezcladores 3.4. Filtros 3.5. Separadores 3.6. Atenuadores 3.7. Acopladores de antena 3.8. Ecualizadores 3.9. Cambiadores de canal o conversores 3.10. Distribuidores o repartidores 3.11. Derivadotes 3.12. Tomas de usuario 3.13. Inyectores/extractores de corriente
69 69 70 74 76 77 78 78 79 81 81 86 88 92
1 4 5 6 6 9 10 12 13 14 14 17 20 22 25 26 26 28 29 32 32 33 33 37
48 50 52 56 56 63
3.14. Otros elementos de interés
93
4. INSTALACIÓN DE ANTENAS INDIVIDUALES 4.1. Introducción 4.2. Cálculo de la ganancia mínima de la antena utilizada 4.3. Amplificadores para instalaciones de antena individuales 4.3.1. Preamplificadotes 4.3.2. Amplificadores para mástil 4.4. Niveles de señal en las tomas de usuario 4.5. Ejemplos de instalaciones 4.6. Instalación cíe antena individual con varias tomas de usuario 4.7. Organigrama para el cálculo de los elementos necesarios para la instalación de una antena individual 5. INSTALACIÓN DE ANTENAS COLECTIVAS 5.1. Introducción 5.2. Amplificadores para instalaciones de antenas colectivas 5.3. Diseño del sistema amplificador utilizando amplificadores monocanal 5.4. Diseño del sistema amplificador utilizando centrales amplificadoras 5.5. Diseño y cálculo de la distribución de señal 5.5.1. Diseño con distribuidores 5.5.2. Diseño con derivadores de 2 o 4 direcciones 5.5.3. Diseño combinado distribuidor-derivador-tomas 5.6. Relación señal/ruido en las tomas de usuario 5.7. Ejemplos de instalaciones de antena con varias tomas de usuario 6. INSTALACIÓN DE ANTENAS PARABÓLICAS 6.1. Introducción 6.2. Satélites geoestacionarios 6.2.1. Distancia del satélite a la Tierra 6.2.2. Posición orbital de los satélites 6.2.3. Bandas de frecuencias utilizadas 6.2.4. Enlaces ascendente y descendente 6.3. Satélites de TV en órbita geoestacionaria 6.3.1. Satélites de TV que se reciben en España 6.3.2. Zonas de cobertura de los satélites 6.4. Orientación y montaje de una antena parabólica 6.4.1. Tipos de antenas parabólicas 6.4.2. Huella de potencia de un satélite 6.4.3. Determinación del Acimut, elevación y desplazamiento de polarización 6.4.4. Orientación de la antena de foco centrado de montaje Az-El 6.4.5. Orientación de la antena Offset de montaje Az-El 6.4.6. Orientación de la antena de montaje polar 6.5. Instalación receptora de TV por satélite 6.5.1. Potencia radiada por el satélite 6.5.2. Carga del viento 6.6. Recepción de los satélites Astra e Hispasat 6.6.1. Características de los satélites Astra 6.6.2. Características del satélite Hispasat 6.7. Medida de señal en la antena
97 97 98 101 101 102 104 105 126 129 133 133 137 139 141 143 144 148 148 154 156 l6l 161 162 162 163 164 166 167 167 169 169 169 173 177 187 189 191 193 199 200 202 202 221 227
7. SISTEMAS COMUNITARIOS DE TV POR SATÉLITE 7.1. Introducción 7.2. Procesado por R.F. o procesado de canales 7.3. Procesado por Frecuencia Intermedia a) Cable coaxial b) Distribuidores c) Derivadotes d) Tomas de usuario e) Amplificadores f) Centrales amplificadoras g) Mezcladores-separadores h) Procesadores de F.I. i) Matrices de conmutación 7.4. Sistemas de distribución mixta 7.5. Elección de la unidad externa 7.6. Otros servicios ofrecidos por la instalación colectiva 7.7. Instalación comunitaria de Astra 7.7.1. Distribución de la señal 7.7.2. Distribución en árbol-estrella con 4 cables 7.7.3. Distribución con un solo cable
231 231 236 242 243 243 245 245 245 246 246 247 248 249 254 254 256 256 257 258
8. EJEMPLOS DE INSTALACIONES 8.1. Introducción 8.2. Instalaciones de TV terrestre 8.3. Mapa de España y tabla de coordenadas geográficas con apuntamiento a Hispasat y Astra
263 263 264 273
9. INTRODUCCIÓN A LA TELEDISTRIBUCIÓN Y LA TELEVISIÓN POR CABLE 9.1. Introducción a la teledistribución 9.2. Introducción a la televisión por cable 10. APLICACIÓN DE LA NORMA SOBRE I.C.T. 10.1. Introducción 10.2. Aplicación de la nueva normativa 10.3. Instaladores de telecomunicación autorizados 10.4. Dimensiones mínimas de la I.C.T. 10.4.1. Características de los elementos de captación 10.4.2. Características del equipamiento de cabecera 10.4.3. Características de la red 10.4.4. Niveles de calidad para los servicios de radiodifusión sonora y de televisión 10.4.5. Obra civil. Especificaciones técnicas mínimas de las edificaciones en materia de telecomunicaciones 10.4.6. Resumen de aplicación de la normativa en la sección de telefonía
277 277 283 285
11. INSTALACIONES PARA RECEPCIÓN DE TELEVISIÓN DIGITAL 317 11.1. Introducción 11.2. Conceptos básicos de televisión digital 11.3. Características de los sistemas de televisión digital 11.3.1. Televisión digital vía satélite 11.3.2. Televisión digital por cable 11.3.3. Televisión digital terrestre 11.4. El receptor digital
285 286 287 292 296 297 298 298 300 311
317 318 324 325 325 326 327
11.5. Tipos de instalaciones 11.6. Medidas en instalaciones de TV digital
329 331
APÉNDICES Apéndice I. CANALES Y FRECUENCIAS EN TELEVISIÓN Y RADIO 1.1. Canales de televisión: asignación de frecuencias por el CCIR 1.1.1. Planificación de frecuencias utilizadas en televisión 1.1.2. Espectro de un canal de televisión para VHF y para UHF 1.2. Frecuencias y canales de radio en AM y FM 1.2.1. Frecuencias de radio en AM 1.2.2. Canales y frecuencias de radio en FM 1.2.3. Canales y frecuencias utilizados en FM
335 335 338
Apéndice II. CANALES INCOMPATIBLES II. 1. Obtención de los canales incompatibles II.2. Tabla de canales incompatibles II.3. Canales imagen
343 343 344 345
Apéndice III. ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS MATEMÁTICOS UTILIZADOS
347
Apéndice IV. SÍMBOLOS DE DIAGRAMAS DE BLOQUES
351
Apéndice V. CONVERSIÓN DE dBµv A µv
357
DATOS DE FABRICANTES
359
LÉXICO DE TÉRMINOS EMPLEADOS EN INSTALACIONES DE ANTENAS
363
BIBLIOGRAFÍA
371
ÍNDICE ANALÍTICO
373
PROLOGO
338 339 339 340 341
La idea de este libro surgió por unos apuntes que comencé a escribir para mis alumnos, ya que no existía publicado nada actualizado sobre el tema de instalaciones de antenas colectivas, y era una de las partes de la programación de la asignatura Tecnología electrónica en la especialidad de Comunicaciones de Formación Profesional. Pronto, los apuntes tomaron un volumen tal que mis propios alumnos me propusieron la idea de poder publicarlo, ya que era lo suficientemente amplio como para poder hacer de ellos un libro. Y aquí está, fruto de una búsqueda de elementos en catálogos de diversos fabricantes españoles y extranjeros con los que se da solución a los distintos tipos de instalaciones. Al mismo tiempo se ha aprovechado para que pueda ser interesante a otros niveles: Ciclos Formativos de grado medio y grado superior en la Familia Profesional de Electricidad y electrónica, instaladores de antenas, e incluso, Ingenieros Técnicos o Ingenieros de Telecomunicación que deseen conocer los elementos físicos reales de una instalación. En esta edición se ha actualizado todo el contenido para adaptarse a la normativa de ICT nueva, en vigor en agosto de 2006. El libro se ha estructurado en once capítulos y varios apéndices. En cada capítulo se explica lo necesario para llevar a cabo una instalación con los elementos analizados en él. En el capítulo 1 se estudian las características de las antenas receptoras de TV. Así podemos elegir el tipo adecuado de antena para unas condiciones técnicas determinadas. En el capítulo 2 se estudian las características básicas que tienen los amplificadores utilizados en instalaciones de antenas y su funcionamiento básico interno, con el fin de comprender el motivo de su conexionado. En el capítulo 3 se analizan los elementos fundamentales a utilizar en las instalaciones de antenas, tanto individuales como colectivas. En el capítulo 4 se estudia la realización de instalaciones de antena individual con los elementos estudiados en capítulos anteriores. Se eligen los elementos adecuados dentro de catálogo que consiguen los mejores resultados de calidad y lo más económicos posibles. En el capítulo 5 se estudia la instalación de antena colectiva o individual con varias tomas de usuario. Se eligen los elementos adecuados dentro de catálogo para conseguir la máxima calidad de imagen, siempre partiendo de la instalación más económica posible. En el capítulo 6 se estudia la instalación de antenas receptoras de TV vía satélite, y se obtienen los datos necesarios para localizar al satélite en el espacio. También se exponen las formas de orientar la antena parabólica en la práctica. En el capítulo 7 se estudian los elementos necesarios para la instalación colectiva de TV vía satélite e incluyendo la TV terrestre tanto analógica como digital. En el capítulo 8 se realizan algunos ejemplos de instalaciones de antenas, sobretodo lo referente al diseño del sistema amplificador que puede ser problemático. Se encuentra un mapa de España con las coordenadas geográficas y una tabla con la orientación de antenas a los satélites Astra e Hispasat prácticamente desde cualquier punto de España. En el capítulo 9 se introducen la teledistribución y la televisión por cable como ampliación de instalaciones colectivas. El 10 amplía la Normativa sobre ICT y expone la sección de telefonía básica de dichas
instalaciones y el 11 analiza lo necesario para instalaciones receptoras de TV digital. Los apéndices tienen como misión dar información adicional útil o bien profundizar en algún tema específico o aclarar algunos conceptos utilizados en los distintos capítulos. El objetivo final siempre es: realizar la instalación más económica posible con la mejor calidad de imagen. Espero que sea útil a las personas a quienes va destinado y que le puedan sacar el mayor provecho posible. Agradezco la colaboración de los distintos fabricantes por autorizar a incluir sus catálogos de los elementos de que disponen, todos figuran en el CD-ROM; a mis alumnos y alumnas que me animaron a seguir adelante en esta labor y a todos aquellos que de forma directa o indirecta han colaborado desinteresadamente.
ANTENAS RECEPTORAS DE TELEVISIÓN Y RADIO 1.1.- INTRODUCCIÓN Los transmisores de televisión radian las señales de TV convertidas en ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de 300000 km/s. en el aire. La onda está formada por dos campos, eléctrico y magnético, dispuestos perpendicularmente. El campo eléctrico está paralelo a la antena transmisora, definiendo así el plano cíe polarización de la onda electromagnética, tal y como aparece en la figura 1.1. Podemos tener, por tanto, ondas electromagnéticas polarizadas horizontalmente (caso más frecuente) o verticalmente. Es obligatorio que el dipolo de la antena receptora esté paralelo al dipolo de la antena transmisora para recibir el máximo nivel de señal, por lo que hay que conocer cómo está dispuesto el transmisor. La mayoría de las antenas se pueden utilizar con polarización horizontal y vertical. Asimismo, las antenas pueden utilizarse como transmisoras y como receptoras conservando invariables sus parámetros principales.
La antena receptora es el elemento que convierte la energía electromagnética procedente de la emisora de televisión, en una energía eléctrica en la caja de conexiones, que se podrá utilizar en los receptores de TV. Una antena receptora se puede representar por un generador con una impedancia interna según se puede ver en la figura 1.2.
En el campo de la TV, la norma establece que la impedancia de entrada y salida de todos los elementos activos y pasivos sea de 300 W en el caso de elementos simétricos (balanceados), y de 75 W en los elementos asimétricos o no balanceados. Debido a que el cable de bajada utilizado es el coaxial de 75 W, y a que la antena normalmente utilizada (Yagi) es simétrica, y por tanto tiene una impedancia de 300 W, se utiliza un elemento adaptador de impedancias denominado Balun (balanceado-no balanceado). Algunos lo denominan Balum. Ver figura 1.3.
Este elemento queda instalado en el interior de la caja de conexiones de la antena, y normalmente el fabricante suministra la antena con el Balun instalado en su interior, en caso contrario hay que adquirirlo y conectarlo.
1.2.- FUNCIONAMIENTO DE UNA ANTENA Imaginemos un circuito oscilante cerrado LC, como se indica en la figura 1.4a. En este circuito, el campo eléctrico está concentrado en el pequeño espacio de separación entre las placas del condensador, mientras que el campo magnético abarca un pequeño espacio alrededor de la bobina del circuito.
En el caso dado, estando separados los campos (el eléctrico en el condensador y el magnético en la bobina), la obtención de ondas electromagnéticas es prácticamente imposible. En rigor, el circuito oscilante cerrado emite ondas de radio porque hay en él una corriente de desplazamiento, pero habitualmente dicha corriente no pasa del condensador al espacio, y entonces la radiación del circuito es insignificante. Las condiciones de la radiación se cumplen en un circuito oscilante abierto, al que puede pasarse a partir del circuito cerrado separando las placas del condensador y aumentando al mismo tiempo su tamaño para conservar invariable la frecuencia propia del circuito como se indica en la figura 1.4b, c y d. La antena obtenida como resultado de esta conversión del circuito oscilante cerrado al abierto, se distingue por su simetría geométrica, y por eso recibe el nombre de Dipolo.
Los sectores simétricos del dipolo poseen cierta inductancia distribuida a lo largo de los conductores, y cierta capacidad entre conductores. La antena más simple utilizada en recepción de TV es el dipolo de media onda, que puede ser simple o plegado, según se muestra en la figura 1.5.
Las características de esta antena no son suficientes para la mayoría de los casos, y habrá que recurrir a antenas con mejores cualidades. Para mejorar algunas características, se construyen antenas que asocian al dipolo activo un número de elementos pasivos (antenas Yagi) o dipolos puestos en fase (antenas de panel, antenas logaritmo-periódicas), que serán estudiadas en este capítulo.
1.3.- CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS ANTENAS Las características que más nos interesan en una antena desde el punto de vista de su instalación como receptora de TV son: a) b) c) d) e) f)
Ganancia. Directividad. Relación Delante/Atrás (D/A). Frecuencia o banda de trabajo. Impedancia. Carga al viento.
Las cinco primeras son características eléctricas, y la última es una característica mecánica. Vamos a estudiar cada una de ellas. 1.3.1.- Ganancia La ganancia de una antena receptora es la relación entre la tensión máxima captada por la antena y la tensión máxima captada por un dipolo:
Siendo: a) Vantena: tensión entregada por la antena de prueba. b) Vdipolo: tensión entregada por una antena dipolo. Si lo expresamos en decibelios1 (dB) tendremos la expresión:
Por ejemplo, si una antena capta una tensión de 2 V y un dipolo capta 0,5 V en las mismas condiciones, la ganancia de la antena es:
El fabricante suministra este dato en dB. Por tanto una antena de ganancia G1 = 10 dB, entrega menos nivel de señal que otra antena de ganancia G2 = 15 dB, en las mismas condiciones de recepción. 1.3.2.- Directividad Es la capacidad que tiene una antena para recibir señales sólo en ciertas direcciones y sentidos determinados. La directividad es una característica que nos indica los lugares por los que una antena puede recibir. Se obtiene del diagrama de radiación, que es una representación gráfica de la radiación de una antena en función de las distintas direcciones del espacio, y siempre a una distancia fija; Es una figura tridimensional similar a la mostrada en la Figura 1.6a). En ella podemos observar diversos elementos denominados lóbulos, siendo uno el principal y el resto secundarios. El tamaño de cada lóbulo indica el nivel de recepción que tendremos en dicha dirección.
De este diagrama de radiación, se obtienen los planos horizontal y vertical; es como si se diese un corte en horizontal a dicho diagrama y otro corte en vertical. En la Figura 1.6b) se representa una sección horizontal de un diagrama de radiación. En dicha sección, podemos observar los niveles de cada lóbulo, tanto del principal como del secundario, así como obtener la relación entre ellos. Un parámetro importante que se obtiene es el ángulo de apertura o abertura.
El ángulo de apertura o abertura nos indica los puntos en los que la ganancia de la antena disminuye 3 dB respecto al valor máximo (esto es igual a 0,707 como valor máximo, según se indica en la figura 1.6b). Es dentro de este ángulo donde se considera que la señal captada por la antena es la adecuada. En los diagramas de radiación es posible comparar la ganancia de la antena, la relación Delante/Atrás (D/A) y la directividad. El ángulo de abertura puede ser en horizontal y en vertical, según se muestra en la figura 1.7.
Los fabricantes suelen mostrar el diagrama de radiación de tres formas: Ø Indicando los valores de atenuación con referencia al valor máximo que entrega la antena, como se puede ver en la fig. 1.8.
Ø Indicando los valores de ganancia/atenuación con referencia a 0 dB que es un dipolo simple, tal y como se muestra en la figura 1.9. En este caso, viene expresada la ganancia directamente.
Ø Indicando el valor máximo y mediante marcas o circunferencias concéntricas, los concientes respecto al valor máximo, tal y como se muestra en a Figura 1.9b) y en la Figura 1.6b). El diagrama de radiación y el ángulo cíe abertura son importantes puesto que nos permiten conocer los caminos por los que entra la señal en la antena. Esto puede servirnos para evitar
interferencias, como se verá más adelante. 1.3.3.- Relación delante/atrás (D/A) Por definición, es la relación, expresada en dB, entre la ganancia máxima del lóbulo principal de la antena y la ganancia máxima cíe cualquier lóbulo comprendido entre 90° y 270° respecto al lóbulo principal. Sin embargo, los fabricantes suelen suministrar el dato respecto a 180° (por detrás) del lóbulo principal; esto se puede ver en la figura 1.8a. Si el diagrama de directividad viene expresado en dB, el cálculo de la relación D/A se hace restando las cantidades del lóbulo principal y la cantidad a 180°; en el caso de la figura 1.8a, sería aproximadamente: D/A= O dB - (-22 dB) = 22 dB. Éste es otro dato que suministra el fabricante directamente. Otro dato (que no suele suministrar el fabricante directamente), es la relación de directividad, que es la relación, expresada en dB, entre la ganancia máxima del lóbulo principal de la antena y la ganancia máxima de cualquier otro lóbulo (se puede ver en la figura 1.8a). Observando el diagrama de radiación, se pueden ver los lugares por donde pueden entrar señales que produzcan interferencias. 1.3.4.- Frecuencia o banda de trabajo El margen de frecuencias sobre el que una antena puede trabajar, se denomina ancho de banda pasante o banda de trabajo. Dependiendo del tipo de instalación, se podrá utilizar una antena de banda estrecha (para un solo canal) o de banda ancha, (para cubrir una banda o la gama de UHF completa e incluso todas las bandas de TV). Como regla general, la ganancia de una antena de banda ancha es inferior en algunos dB a la de una antena de banda estrecha. La longitud de las varillas de una antena está relacionada con la frecuencia central de trabajo. Para un dipolo resulta:
Debido a que el ancho de banda para TV ha de ser de 7 u 8MHz (para VHF o UHF respectivamente), habrá que dimensionar y fabricar los elementos para ese ancho de banda. En el caso de antenas de banda ancha, puede llegar a cubrir todo el margen de UHF (470MH.Z a SóOMHz). Para aumentar el ancho de banda de la antena, se disponen de dos opciones: o o
Aumentar la superficie de los conductores que forman la antena. Utilizar una red de compensación en frecuencia, que en TV se forma generalmente con una línea de transmisión en forma de tubo.
Las antenas Yagi multicanal (banda ancha) se caracterizan por tener los directores con una superficie muy amplia, como se puede ver en la figura 1.10.
El fabricante suele suministrar una gráfica en la que se muestra la ganancia en función de la frecuencia, de tal forma, que lo habitual es que al aumentar la frecuencia aumente la ganancia. Esto se puede ver en la Figura 1.10 bis. Hay que tenerlo en cuenta en el momento de prever el nivel de señal que tendremos para cada uno de los canales que se reciban con dicha antena. En la antena de ejemplo (Figura 1.10 bis), si recibimos un canal en 550 MHz, vemos en la gráfica que se recibirá con una ganancia de unos 11,3 dB, 4,2 dB
por debajo del valor indicado por el fabricante en las tablas del catálogo. Esto es así con objeto de compensar las pérdidas del cable de conexión con el amplificador, pues como se verá en el próximo capítulo, el cable tiene mayores pérdidas a frecuencias altas. En el CD-ROM se encuentran las características básicas de antenas suministradas por diversos fabricantes, disponiéndose de antenas para las bandas I, II, III, IV, V, multicanal y multibanda aunque en España sólo se usan para TV actualmente las de bandas IV y V. 1.3-5.- Impedancia La impedancia de una antena dipolo, al ser un elemento simétrico, es de 300 W según está normalizado. Como el cable de bajada de antena (línea de transmisión) es un cable coaxial (asimétrico) de 75 W normalizados, necesitamos adaptar la impedancia cíe la antena a la del cable para que no exista onda estacionaria, y esto se consigue mediante un adaptador de impedancia o Balun. El balun está dispuesto en el interior de la caja de conexiones cíe la antena según se muestra en la figura 1.11.
Generalmente, el balun es una adaptación de impedancia del tipo cuarto de onda (l/4) en circuito impreso. De cualquier forma, los fabricantes suelen suministrar el balun ya conectado en la caja de la antena; en caso contrario, hay que adquirirlo y conectarlo. 1.3.6.- Carga al viento
La carga al viento o resistencia al viento nos indica el efecto que tiene el viento sobre la antena. El fabricante la expresa para una velocidad del viento de 130 km/h y 150 km/h (generalmente los fabricantes sólo la suministran a 130 km/h). A la velocidad de 130 km/h se utiliza la carga al viento si la antena está colocada a una altura inferior a 20 m desde el suelo; si la altura es mayor de 20 m entonces se utiliza la carga al viento a 150 km/h. En el apartado 1.8 se aplica la carga al viento en un caso real. La carga al viento se expresa en Newton (N) o en kilogramos (kg); para el cálculo del mástil nos interesa en N. Para ello, si la carga al viento viene expresada en kg, se multiplica por 9,81 y la tenemos expresada en N. Ejemplo:
Cuanto mayor sea el tamaño de la antena, mayor carga al viento tendrá, al tener más superficie expuesta al viento. Es un dato de interés en la colocación de la antena en el mástil.
1. 4.
PRINCIPALES ANTENAS PARA RECEPCIÓN DE TELEVISIÓN
En recepción de TV, las antenas más utilizadas son: · · ·
Antena Yagi. Antena logaritmo-periódica (logarítmica). Antena cíe panel.
En una instalación receptora cíe TV, si la instalación de la antena no es buena, nunca podrá verse la imagen en el receptor de TV adecuadamente. Para instalar adecuadamente una antena es necesario conocer los tipos fundamentales y sus características principales. Por ello estudiaremos cada tipo por separado. 1.4.1.
Antena Yagi
La antena Yagi es la más utilizada en recepción cíe TV. Está formada por un dipolo (elemento activo) y varios elementos pasivos. Su estructura básica con dipolo plegado se muestra en la figura 1.12.
En la antena Yagi, el dipolo tiene una longitud de l/2. El/los reflector/es tienen una longitud un poco mayor LR = l/2 + 5 %, y los directores una longitud un poco menor L'D = l/2 - 5 %. La separación entre los elementos es de 0,15l a 0,25l, aunque depende del fabricante. De hecho, cada fabricante tiene sus propios tipos en los que los directores y reflectores tienen una longitud y una separación determinada para conseguir la máxima ganancia y directividad. Cuantos más elementos tengan estas antenas, mayor es la ganancia y la directividad, aunque a partir de un número de elementos prácticamente no aumentan. En la figura 1.13 podemos ver este efecto.
Este tipo de antena lo podemos encontrar de banda ancha o estrecha e incluso multibanda (Bandas III, IV y V). La diferencia entre las de banda ancha y las de banda estrecha es que la superficie de los elementos es mayor en la de banda ancha. En las figuras 1.14, 1.15 y 1.16 podemos observar los tres tipos básicos de antenas Yagi, de banda estrecha, de banda ancha y multibanda, respectivamente.
En el mercado se encuentran muchos modelos de antenas de distintos fabricantes. Se encuentran antenas cuya ganancia es de 19 dB. En el CD-ROM podemos encontrar las características de algunas de estas antenas.
1.4.2.
Antena logaritmo-periódica (logarítmica)
Esta antena está formada por una serie de dipolos activos, cada uno sintonizado a una frecuencia distinta, por tanto, es una antena de banda ancha o multibanda. Se utiliza en las instalaciones individuales donde el nivel de señal es bueno, ya que su ganancia es de unos Hall dB en los modelos que nos suministran los fabricantes para recepción de TV. Es una antena económica. Su R.O.E. (relación de onda estacionaria) es un poco peor que la Yagi. Su constitución básica se muestra en la figura 1.17.
Los elementos de este tipo de antenas pueden ser dipolos en V como la mostrada en la figura 1.18a.
Es una antena de elementos múltiples, alimentados todos en oposición de fase por una línea cruzada. Debe su nombre a que sus elementos tienen longitudes que aumentan en progresión geométrica, y por ello esta antena puede funcionar en una extensa gama de frecuencias. Si uno de los elementos entra en resonancia a una cierta frecuencia, los que le preceden hacen el oficio de directores, y los que le siguen hacen el oficio de reflectores. La alimentación (conexión con el cable de bajada) se efectúa por delante (por la parte más pequeña), que apunta hacia la emisora. La ganancia de una antena logarítmica es similar a la de una antena Yagi de los mismos elementos. En las figuras 1.18 y 1.19 se muestran aspectos constructivos de distintos modelos de antenas logarítmicas.
Para las antenas logaritmo-periódicas, si alguna parte de la banda no es necesaria, se suprimen los dipolos pertenecientes a esas frecuencias, con lo cual la longitud de la antena es menor.
En la figura 1.20 se muestran dos antenas receptoras de TV para las bandas III, IV y V.
1.4.3.- Antenas de panel Las antenas de panel están constituidas por varios dipolos apilados y un panel reflector, como se muestra en la figura 1.21. En esta figura se muestran 4 dipolos y un panel reflector.
Esta antena se fabrica para toda la banda de UHF, tiene una ganancia de unos 14 dB. Los dipolos están separados una distancia d = X/4 y están puestos en fase gracias al cruce de la línea que une ambos dipolos, según se muestra en la figura 1.22.
La separación entre los dipolos y el reflector es aproximadamente X/4. Este tipo de antena se suele utilizar cuando se reciben canales procedentes de varios emisores cercanos en dirección, ya que el ángulo de recepción horizontal es de unos 30° ó 35°, según se puede ver en su diagrama de directividad mostrado en la figura 1.23).
También se utiliza cuando se quieren recibir varios canales de UHF con una ganancia homogénea, siempre que no sea necesario una antena de gran directividad, según se muestra en la figura 1.23b).
1.5.
ELECCIÓN DE LA ANTENA
A la hora de elegir el tipo de antena que debemos colocar en una instalación, hemos de tener en cuenta algunos factores como son: Ø Ganancia necesaria: Depende del nivel de señal que llegue y el tipo de instalación (individual o colectiva). Para ganancias pequeñas (instalaciones individuales) se pueden utilizar los tres tipos básicos estudiados. Para ganancias altas hemos de utilizar antenas Yagi de gran ganancia y muy directivas.
Ø Reflexiones e interferencias: Si, además de la señal directa que se desea recibir, se recibe otra por detrás o de otra dirección cercana, entonces habrá que tomar las precauciones necesarias. Veamos los casos más típicos. En la figura 1.24, observamos que usando una antena Yagi con más elementos (más directiva y con relación D/A mayor), se pueden evitar interferencias procedentes de distintas direcciones a la que apunta la antena.
Si la interferencia procede de una dirección cercana a la de recepción, se puede solucionar el problema girando la antena un poco para que quede fuera del ángulo de abertura de la antena, según se muestra en la figura 1.25. Esto ocurre cuando la dirección de procedencia de la señal interferente puede hacerse coincidir con un cero del diagrama de radiación de la antena.
Si la dirección de la señal interferente difiere muy poco de la dirección de la señal principal, el problema se puede solucionar utilizando un sistema de antenas acopladas horizontalmente como se
muestra en la figura 1.26.
Si la interferencia viene por abajo (procedente del suelo), las antenas se acoplarán verticalmente, como se indica en la figura 1.27. En este caso las antenas se separan entre sí 1 m aproximadamente y se va modificando dicha distancia hasta disminuir el ángulo de abertura vertical y eliminar la interferencia.
El acoplamiento de dos antenas supone una ganancia adicional de unos 3 dB. Para acoplarlas es necesario un dispositivo denominado "acoplador" que se estudiará en el capítulo 3. En caso de que la interferencia proceda de atrás, no sirven estos dos últimos casos que se han comentado; para ello la solución se muestra en la figura 1.28. Consiste en montar las antenas en horizontal como en la figura 1.26, pero desplazando las antenas una distancia l/4 respecto a la frecuencia interferente.
Las señales que proceden de frente, producen en las dos antenas señales que se unen en fase a la entrada del acoplador, sumándose, mientras que las señales procedentes de la onda posterior entran al acoplador en oposición de fase, y se anulan. Esto es consecuencia de la traslación horizontal de las dos antenas (desplazadas l/4) y de la longitud de los dos cables de conexión que difieren también en l/4 acortado por el factor de velocidad «k» del cable.
En general, hay que estudiar cada caso de interferencia y corregirlo de la forma más adecuada. Por ejemplo (para la Fig. 1.28): Ø Canal 40 (l = 48 cm). Ø Antena 1 atrasada l/4 = 12 cm. Ø Cable de k = 0,8 tendrá una longitud de 0,8 • l./4 = 9,6 cm más que el de la antena 1.
1.6. ANTENAS RECEPTORAS DE RADIO La emisión de radiodifusión contempla tres tipos que son: a) La radio en modulación de amplitud (AM). b) La radio en modulación de frecuencia (FM). c) La radio digital (DAB -Digital Audio Broadcasting-). La implantación de cada una de ellas en orden cronológico es en el que aparece en la lista anterior (la más antigua es la AM y la más nueva es la DAB). Veamos las características básicas de cada una de ellas desde el punto de vista de la antena receptora que se utiliza en cada caso.
1.6.1. La radio en modulación de amplitud (AM) El servicio de radiodifusión en AM comenzó sobre el año 1920, estableciéndose en la actualidad dos bandas de frecuencias que son la Onda Media que cubre el margen de 520 KHz a 1.605 KHz y la Onda Larga que cubre el margen de 150 KHz a 285 KHz Los servicios utilizados actualmente son emisoras de radio de carácter nacional en la onda media, quedando muy pocos de onda larga en servicio. La ventaja fundamental de este tipo de modulación es su alcance que es de varios cientos de kilómetros, sin embargo su principal inconveniente es que le afecta prácticamente cualquier ruido, por lo que cada vez se utiliza menos, esto sin contar que la calidad de las emisiones es muy pobre. Para la recepción de este tipo de señales, se utilizan en general antenas de ferrita, que consisten en un núcleo de este material, alrededor del que tenemos una bobina. Esta antena se encuentra en el interior del receptor de radio, por lo que desde el punto de vista del instalador de antenas no se utilizan. Para una adecuada sintonía, la ferrita se coloca perpendicularmente a la recepción de la señal deseada. También existen antenas exteriores, pero la longitud de hilo de antena es del orden de 180 a 600 m, por lo que se puede comprender su escasa utilización en la práctica. 1.6.2. La radio en modulación de frecuencia (FM) En un intento de mejorar algunos inconvenientes de la emisión de AM, surge la modulación en frecuencia (FM) en torno a los años 1930 a 1940. Los dos parámetros a mejorar respecto a la AM, son la calidad de la emisión y la reducción del ruido de la señal recibida. La banda en la que se utiliza la FM está comprendida entre 87 a 110 MHz, teniendo asignados canales cada 200 KHz, ocupando cada canal un ancho de banda de ± 75 KHz, con un margen entre canales de ± 25 KHz. El alcance de estas emisiones es pequeño (unas decenas de kilómetros), similar al de las emisiones de televisión. Con este margen de frecuencias, la longitud de onda es de unos 3 m, por lo que una antena dipolo tendrá de longitud 1,5 m. Es la única antena para radio obligatoria en una instalación de antena colectiva (denominadas actualmente Infraestructura Común de Telecomunicaciones o ICT). La emisión de FM se suele realizar tanto con polarización horizontal como con polarización vertical, con antenas dipolo circular y vertical como la mostrada en la Figura 1.29 a), o con antenas dipolo en ángulo de 45º y 135º como la mostrada en la Figura 1.29 b), de tal forma que en los receptores de FM, se puede recibir tanto con una antena de varilla (l/4) incorporada al propio receptor, como con una antena exterior con polarización horizontal y/o vertical.
Debido a que normalmente se desean recibir la señales que proceden de todas direcciones, la antena receptora de FM se elige de tipo omnidireccional horizontal, formada por un dipolo plegado y doblado, tal y como la mostrada en la Figura 1.30, aunque existen antenas para FM con polarización horizontal y vertical, que podemos encontrarlas en los catálogos de algunos fabricantes.
Sobre el año 1961 la emisión de FM pasó a ser de mono a estéreo, lo que introdujo una mejora notable en la audición de dicha señal de radio, siendo totalmente compatibles ambas emisiones en los dos tipos de receptores (mono y estéreo). Posteriormente, en 1990, se introdujo en España de forma generalizada el sistema de datos para radio RDS (Radio Data System), que permite añadir información en las emisiones de radio para ofrecer una serie de servicios de interés al usuario, fundamentalmente para la recepción en equipos móviles (vehículos). En dicha información se indica el nombre de la emisora, nombre del programa, la frecuencia, la zona, etc. Además se suministra información de tráfico, lo que permite que los conductores conozcan posibles problemas en la ruta que llevan. Ni que decir tiene, que los receptores de radio han de incorporar el decodificador RDS para visualizar en pantalla la información correspondiente.
1.6.3. La radio digital (DAB) Se trata de un sistema digital de radio universal que mejora la calidad de la radio FM, siendo además interactiva. Se digitaliza la señal de audio, se comprime y modula con un sistema digital COFDM que es el utilizado en televisión digital terrestre. Se han definido cuatro modos de transmisión, de los cuales, el Modo I es el establecido para transmisiones terrestres, en la Banda III que se ha utilizado hasta ahora en televisión analógica terrestre. En esta banda, el alcance de las transmisiones es de unas decenas de kilómetros (hasta unos 60 o 70 Km) dependiendo de la potencia del transmisor. En España está definido el uso de los Canales 10 (209 a 216 MHz) y 11 (216 a 223 MHz), sin embargo están reservados además los canales 8 y 9. Por ahora, no se utiliza habitualmente este tipo de recepción debido a que los receptores son costosos, sin embargo, disponemos de antenas para su recepción exterior, similares a la mostrada en la Figura 1.31- Además cualquier antena cíe las típicas utilizadas hasta ahora para la Banda III en recepción de TV serían válidas, aunque son directivas y por tanto no captarían en tocias direcciones.
1.7. SUJECCIÓN DE LA ANTENA Las antenas receptoras de TV y radio se montan generalmente sobre un mástil redondo de la sección adecuada, de modo que forman una estructura metálica que ha de resistir la presión del viento. La longitud y la sección del mástil están determinadas por el tipo, número y posición de las antenas que estén sujetas al mismo. Los valores mínimos de separación de antenas se dan en la tabla I, extraída de la norma C.E.I., para diversos ángulos formados por las antenas montadas. Las bridas de sujeción del mástil, se colocarán separadas un mínimo de 1/8 de la longitud del tubo del mástil.
En catálogo nos encontramos el valor de la resistencia o carga al viento de cada antena que nos servirá para el cálculo. Si la instalación es de antena colectiva y requiere proyecto, hemos de hacer referencia a la Ley 1/1998 y al Real Decreto 401/2003 sobre Infraestructuras comunes de Telecomunicación en los edificios. En la figura 1.32 se muestra un ejemplo de las separaciones que deben tenerse en cuenta en la colocación de antenas en el mástil, observando la tabla I.
Otro aspecto importante en la sujeción de la antena es que el mástil ha de conectarse a masa (toma de tierra) mediante un cable de cobre de 25 mm2 de sección como mínimo, según se muestra en la figura 1.33. El cable no debe poder tocarlo una persona con las manos, por tanto debe estar protegido desde una altura de unos 2,5 m hasta el suelo; tampoco ha de hacer contacto con paredes o partes metálicas en el trayecto de bajada.
En cuanto a la colocación de los elementos de captación, hay que tener cuenta las siguientes consideraciones: a) Los mástiles de antena deben estar conectados a la toma de tierra del edificio a través del camino más corto posible, con cable de al menos, 25 mm2 de sección. b) La ubicación de los mástiles o torretas será tal que haya una distancia mínima de 5 m al obstáculo o mástil más próximo. c) La antena se colocará lo más alejada posible de fuentes de interferencias (anuncios luminosos, motores, etc.). d) Si se instala una antena y observamos que delante a una distancia determinada existe otra a la misma altura, se cambiará la altura de la misma para que al menos haya una separación en altura de 1 m. e) La distancia a líneas eléctricas será de 1,5 veces la longitud del mástil. f) En el caso de ICT, la altura máxima del mástil será de 6 m. Para alturas superiores se utilizarán torretas. g) Los mástiles de antenas se fijarán a elementos de fábrica resistentes, accesibles y alejados de chimeneas u otros obstáculos.
1.8. DISPOSICIÓN DE LAS ANTENAS Y CÁLCULO DEL MÁSTIL UTILIZADO Un elemento importante que hay que tener en cuenta es el mástil utilizado y la colocación de las
antenas en el mismo, incluidos los vientos si son necesarios. Existen unos conceptos básicos necesarios para este fin que son la «Carga del viento» y el «momento Héctor». 1.8.1. Carga del viento Q La carga del viento es la fuerza que actúa sobre el mástil en el punto de sujeción de la antena debido a la presión del viento sobre la misma. Esto se muestra en la figura 1.34.
El Vd. 401/2003 establece que: «La presión del viento sobre la antena y elementos de captación en alturas iguales o inferiores a 20 m se considera igual a 800N/m2 (Newton/metro2) = (81,63 kg/m2) equivalente a una velocidad del viento de 130 km/h. Para alturas superiores a 20 m se considerará igual a 1.080N/m2 = (110 kg/m2) que corresponde a una velocidad del viento de 150 km/h». El valor de la carga del viento de cada antena lo especifica el fabricante en su catálogo.
1.8.2. Momento flector M El momento flector en un mástil es el momento en el extremo superior de empotramiento o anclaje del mástil, debido a las fuerzas de todas las antenas y del propio mástil a causa de la acción del viento. Esto se muestra en la Figura 1.35.
Según las normas VDE: «El momento flector en el extremo superior del anclaje del mástil no debe sobrepasar los 1619 Nm (Newton por metro) = (165 kg • m)». En cualquier caso, no puede superar el valor máximo admisible por el tubo del mástil. 1.8.3.
Colocación de las antenas en el mástil
Deberán colocarse las antenas necesarias para las diversas bandas a lo largo del mástil, de tal forma que el momento flector del conjunto sea el menor posible. Esto implica que la antena de mayor carga del viento (normalmente la más grande) se colocará en el lugar más bajo del mástil y la de menor carga del viento se situará la más alta del mástil aunque en función del nivel de señal, la de UHF se coloque más arriba para obtener mayor nivel o una señal más limpia y libre de obstáculos. La figura 1.36 muestra el orden de colocación de las distintas antenas en el mástil.
La separación entre las antenas en el mástil para instalaciones colectivas no está especificada en el R.D. 401/2003, pero se recomienda seguir las especificaciones que se muestran en la figura 1.37, aunque el orden de las antenas no sea el mismo.
El mástil debe conectarse a la toma de tierra del edificio con un hilo de cobre de 25 mm2 de sección como mínimo. El R.D. 401/2003 es obligatorio en todas las instalaciones colectivas (ICT). En las instalaciones individuales se recomienda seguir esa norma. Si se instala más de una antena de UHF la distancia entre las antenas de UHF se puede reducir a unos 75 cm (Ver tabla I). El momento flector del mástil, debido a las antenas, se calcula de la siguiente forma:
M a = Q1 × I 1 + Q2 × I 2 + ...
en N • m (Newton por metro)
Siendo: a) Ma b) Q1, Q2 … c) I1, I2 …
el momento flector debido a las antenas. las cargas del viento en Newton de cada antena. las longitudes en metros desde el anclaje de la empotramiento del mástil en el muro.
antena hasta el
A este momento flector de la antena (Ma) habrá que añadirle el momento flector del propio mástil Mm, cuyo cálculo se muestra a continuación.
c)
Mm = D • h2 • 280 (N • m) para colocación de mástil inferior a 20 m
d)
Mm = D • h2 • 378 (N • m) para colocación de mástil superior a 20 m
estando el diámetro (D) y la altura (h) del mástil en metros (m).
El momento flector que tiene que soportar el mástil será la suma del momento flector debido a las antenas (Ma) y el momento flector del propio mástil (Mm), según se indica en la expresión [1.4]. MT = Ma + Mm [1.4] Deberá colocarse un mástil cuyo momento flector admisible MT sea un poco superior al calculado para tener un margen de seguridad. El fabricante nos indica en su catálogo los valores del momento flector admisible por el mástil. Además, los soportes de sujección del mástil han de soportar también el momento flector total calculado.
Ejemplo: Supongamos el cálculo de la figura 1.38. Tenemos un mástil de 3 m y hemos de colocar las antenas que se indican a continuación cuyas características se obtienen del catálogo adecuado.
·
Antenas o Antena FM; Carga del viento: 7 N. o Antena VHF banda III de 5 elementos; Carga del viento = 19 N. o Antena UHF Bandas IV y V de 23 elementos; Carga del viento = 30 N. Se ha considerado la carga del viento para 800 N/m2 (altura inferior a 20 m).
El momento flector debido a cada una de las antenas es: M1 = Q1 • L1 =
7 N • 2,5 m = 17,5 N • m
M2 = Q2 • L2 = 19 N • 1,5 m = 28,5 N • m M3 = Q3 • L3 = 30 N • 0,5 m = 15 N • m
El momento flector debido a todas las antenas será: Ma = M1 + M2 + M3 = 17,5 + 28,5 + 1 5 = 6 l N •m Si el mástil a utilizar es de 3000 mm x 40 mm f x 2 mm, su momento flector será aplicando la expresión [1.3]: Mm = D • h2 • 280 = 0,04 m • 32 m2 • 280 = 100,8 N • m Por tanto, el momento flector total que ha de soportar el mástil es, aplicando la expresión [1.4]: MT = Ma + Mm = 61 N • m + 100,8 N • m = 161,8 N • m En catálogo podemos comprobar que el mástil escogido tiene un momento flector admisible de 275 N • m, suficiente para este ejemplo. Para la elección del mástil, hay que tener en cuenta que en caso de utilizar vientos, la distancia para el cálculo del momento flector, se puede considerar desde la colocación de los vientos hacia arriba, tal como se indica en la figura 1.39.
1.9. ELEMENTOS MECÁNICOS DEL SISTEMA DE ANTENA Estos elementos son de muy diversos tipos y dependen del fabricante, los más típicos los mostrados en la Tabla II.
2 AMPLIFICADORES DE ANTENA 2.1.
INTRODUCCIÓN
La misión de un amplificador de antena, es elevar el nivel de señal lo suficiente para que la imagen en los receptores de TV sea perfecta. El amplificador de antena es un elemento necesario en las instalaciones colectivas y casi siempre en las instalaciones individuales. En cualquier instalación de antena, lo primero es disponer de una buena antena (no la más grande y con más ganancia, sino la adecuada), que capte un nivel de señal adecuado; luego se puede amplificar si no es suficiente. Cuando se adquiere un amplificador, el primer dato que se suele comprobar es la ganancia, y a causa de ello se acaba eligiendo un amplificador inadecuado que empeora la imagen en lugar de mejorarla. En muchas instalaciones, cuando se ve mal alguna emisora de TV, lo primero que hacen muchos instaladores es cambiar el amplificador por otro de mayor ganancia, y por lo general, al comprobar que las cosas no mejoran, se puede llegar a la conclusión de que la ganancia declarada por el fabricante no es cierta. En este capítulo vamos a analizar los distintos tipos de amplificadores para antena de TV, indicando sus aplicaciones, y teniendo en cuenta las características técnicas que tienen y que nos suministran los fabricantes. Los circuitos internos no nos interesan para el fin de este libro, además cambian continuamente con el estado de la tecnología.
2.2. TIPOS Y CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS AMPLIFICADORES DE ANTENA PARA TELEVISIÓN Los amplificadores pueden ser monocanal o de banda ancha y han de tener muy buena figura de ruido. El amplificador ha de colocarse lo más cerca posible de la antena y a ser posible bajo cubierto, así durará más tiempo. Las características técnicas básicas de un amplificador son: Ø Ganancia del amplificador en dB: Ha de ser la suficiente, ni muy alta ni muy baja. Ø Factor de ruido o figura de ruido: Indica cuánto nivel de ruido introduce el
amplificador a la señal de entrada. Determinará el tipo de antena y la distancia a la que se podrá colocar el amplificador para la instalación. El factor de ruido es el ruido expresado en KTo (o unidades), y la figura de ruido es el ruido expresado en dB. A mayor ruido, peor calidad de imagen. El paso del factor de ruido a figura de ruido se obtiene por la expresión. F (dB) = 10 log (K*TO) A KTo también se le denomina f (factor de ruido en unidades). Sabiendo la figura de ruido, podemos calcular la relación S/N, y según ésta, saber si la calidad de la imagen es perfecta. S/N es la relación (cociente) entre el nivel de señal útil y el nivel de ruido que tiene la señal. Expresado en decibelios (dB), es la diferencia entre el nivel de señal útil y el nivel de ruido. C/N es la relación entre el nivel de la portadora de la señal recibida y el nivel de ruido que tiene. En el caso de TV con modulación de amplitud en banda lateral residual, S/N = C/N. Este ruido aparece en la pantalla del televisor en forma de nieve, manchas, etc., y cuanto más elevado es el ruido (menor C/N), peor es la imagen. En el caso de televisión digital, la imagen no se verá. En TV analógica se considera una imagen perfecta cuando S/N > 46 dB, muy buena cuando S/N > 40 dB, y cuanto más disminuye, peor es la imagen. En TV digital terrestre C/N > 25 dB en el caso español, que aplicando un margen de seguridad de 3 dB, podemos considerar 28 dB un valor adecuado. La relación portadora/ruido se calcula restando a la señal de entrada al amplificador la figura de ruido del mismo y el ruido generado por la propia antena, que se considera de 2 dBjxv en TV analógica y 4 dBuv en TV digital terrestre. En la expresión [2.2] podemos calcular la relación C/N. El dato de la figura de ruido es de mucha importancia para determinados casos. C/N = SEA – F – 2 dBµV C/N = SEA – F – 4 dBµV
TV analógica TV digital terrestre
[2.2]
siendo: SEA: Señal a la entrada del amplificador en dBµV. F: Figura de ruido del amplificador en dB. Ø Banda de frecuencias pasante: 7 u 8 MHz I (para VHF y UHF respectivamente) para amplificadores monocanal y 3 o más canales en amplificadores de banda ancha. Cuanto mayor es el ancho de banda, mayor es el ruido. Ø Impedancia de entrada y salida: Las impedancias de entrada y salida están normalizadas a 75 W.
Ø Tensión máxima de entrada: Es el nivel de señal máximo que se permite a la entrada del amplificador para que no se produzca distorsión. Ø Tensión máxima de salida: Es el nivel de señal máximo a la salida del amplificador. Como límite se tienen 120 4 dBµV por consideraciones de la instalación. Existen diferentes tipos de amplificadores, como son: · · ·
Preamplificadores para caja de antena. Amplificadores para mástil. Amplificadores para instalaciones colectivas: o Amplificadores monocanal. o Centrales Amplificadoras.
Veamos cada uno de estos modelos con detalle.
2.3- PREAMPLIFICADORES PARA CAJA DE ANTENA Se utilizan cuando el nivel de señal captada por la antena es bajo y no se puede colocar otra antena de mayor ganancia. Tienen un factor de ruido muy bajo. Suelen ser de banda ancha. Para conectarlos, se quita el adaptador de impedancias del interior de la caja de antena y se coloca la placa del preamplificador. Su impedancia de entrada es de 300 W y la de salida de 75 W. Es evidente que hay que elegir un modelo del mismo fabricante que la antena. También existen preamplificadores para mástil que tienen un factor de ruido incluso menor que los de caja de antena. Habrá que colocarlos muy cerca de la antena. Su constitución interna dispone de un adaptador de impedancias a la entrada y a la salida, un amplificador de banda ancha y los filtros necesarios, como se indica en la figura 2.1. En el apéndice IV se da una relación del significado de los símbolos.
Por el mismo cable de bajada de antena, se suministra la alimentación necesaria para su funcionamiento. Esto se consigue colocando un filtro paso bajo y otro paso alto. El primero deja pasar la corriente continua hacia el amplificador y el segundo deja pasar la señal del amplificador al cable de bajada. En la fuente de alimentación lleva otro similar, como se indica en la figura 2.2.
En el CD-ROM se dan algunas características de preamplificadores de antena suministrados por varios fabricantes.
2.4
AMPLIFICADORES PARA MÁSTIL
Se utilizan en las instalaciones individuales, ya que la ganancia del amplificador no necesita ser muy alta. Se encuentran de banda ancha con una entrada, banda ancha con dos o más entradas (VHF, UHF, FM) y monocanales. El factor de ruido suele ser algo mayor que en los preamplificadores. Este tipo de amplificadores son los más utilizados en las instalaciones individuales. La alimentación es igual que en los preamplificadores de caja de antena estudiados anteriormente. Algunos modelos llevan salida de corriente continua (C.C.) por la entrada de antena, para poder alimentar un preamplificador de caja de antena cuando sea necesario. Para ello llevan un conmutador o un puente que habrá que poner en la posición adecuada a cada caso. Se dispone de varios tipos, como son: ·
Amplificadores de banda ancha con una entrada: El amplificador de banda ancha, dispone de una entrada y una salida. Se utiliza cuando la instalación de antena es con una sola antena multibanda. Su diagrama interno básico y aspecto se muestra en la figura 2.3. La impedancia de entrada y de salida es de 75 W. Su nivel de salida puede regularse con atenuadores en algunos modelos, en otros puede regularse su ganancia.
·
Amplificadores de banda ancha con varias entradas: Podemos encontrar varios modelos, con amplificación en una banda y mezcla en otra, amplificación en varias bandas, varias entradas para una banda, etc. Las salidas son mezcladas y disponen de una sola salida hacia el cable de bajada. En la figura 2.4 se muestra un diagrama de bloques básico de algunos de estos modelos.
Existen muchos modelos, con distintos tipos de entradas, con y sin atenuadores regulables, y con amplificación conjunta y separada de bandas, para poder solucionar todos los casos posibles de instalaciones individuales.
En los amplificadores de banda ancha, hay que tener en cuenta que cuantos más canales amplifiquen, menor es la ganancia total del conjunto. Los fabricantes suministran un cuadro donde se indica la reducción de nivel de señal a la salida de sus amplificadores y que aproximadamente se indica en la tabla I.
Hay que mirar en cada fabricante, la reducción en dB con el número de canales por amplificar. ·
Amplificadores monocanal: Estos amplificadores sirven para aumentar la amplitud de la señal del canal al cual están sintonizados, si existe un canal demasiado atenuado respecto a los demás. Se suele usar con otro amplificador general detrás.
Existen modelos que amplifican 3 canales de UHF siempre que estén todos dentro de un ancho de banda determinado (aproximadamente 7 canales). Su ganancia es alrededor de 30 dB ó 27 dB si amplifican 3 canales. Su diagrama básico interno se muestra en la figura 2.5.
2.5. 2.5.1.
AMPLIFICADORES PARA INSTALACIONES COLECTIVAS (ICT) Amplificadores monocanal
Para el sistema amplificador se utilizan tantos amplificadores como canales haya que amplificar. Llevan una regulación para ajustar el adecuado nivel de salida de los canales. En el caso de instalaciones de antena colectiva, el equipo amplificador necesita más ganancia y, por tanto, serán mayores y de más consumo. Estos equipos se instalan en el interior del edificio y están continuamente alimentados en corriente continua, con la fuente de alimentación adecuada que se suministra por separado.
El sistema amplificador consiste en poner tantos amplificadores monocanal como canales haya que amplificar, además de la fuente de alimentación. Su estructura interna se muestra en la figura 2.6.
Existen tres modelos básicos que son: ·
Amplificadores de una entrada y una salida: Estos amplificadores necesitan un repartidor o distribuidor a la entrada (como el mostrado en la figura 2.7a) y un mezclador a la salida, que mezcla la salida de todos los amplificadores para tener una sola bajada.
·
Amplificador con una entrada y dos salidas: Son los amplificadores con automezcla «Z» a la salida, de tal forma que uniendo las salidas de todos los amplificadores, se obtiene una salida con todos los canales amplificados y con el nivel adecuado.
El equipo amplificador sigue la estructura que se indica en la figura 2.7. El sistema puede tener dos salidas, y si alguna no se utiliza se cierra con u impedancia característica Zo = 75 W, que se suministra por separado.
Como vemos, el resultado de la conexión realizada es que a la salida, tenemos todos los canales amplificados. La condición indispensable es que los filtros de cada amplificador ofrezcan una impedancia muy alta a las frecuencias de los otros amplificadores, es decir, han de ser filtros muy selectivos. Los
puentes para los amplificadores se suministran con ellos. · Amplificadores monocanal con dos entradas y dos salidas: Automezcla «Z» a la salida y autodesmezcla «Z» a la entrada. Ya hemos visto cómo funciona la salida con automezcla «Z», veamos ahora cómo funciona la entrada con autodesmezcla «Z». Estos amplificadores para algunos fabricantes, pueden funcionar de dos formas: ·
Usando una sola entrada: en este caso el funcionamiento es igual que los estudiados anteriormente. La otra entrada se deja abierta o se cierra con Z0 = 75 W según indique el fabricante y se muestra en la figura 2.8.
·
Usando las dos entradas: en este caso, se une una entrada de un amplificador a la entrada del amplificador de al lado, y así sucesivamente; el último se cierra con Zo = 75 Q según se muestra en la figura 2.9.
En este caso, hay que considerar que en la conexión con autodesmezcla «Z», la ganancia de cada amplificador se reduce en 3 dB aproximadamente. Si el amplificador tiene una entrada conectada a la antena, la otra se conecta a Z0 = 75 W. El filtro de entrada de cada amplificador monocanal sólo deja pasar el canal considerado y ofrece una impedancia muy alta al resto de los canales. Debido a la conexión hecha, cada entrada de amplificador con una impedancia de entrada de 75 W, tiene por una entrada la impedancia de 75 W de la antena, y por otra la impedancia de 75 W de cierre del último amplificador, por tanto, resulta que hay adaptación de impedancias.
Los amplificadores monocanal pueden tener un ajuste de ganancia/atenuación manual para hacer dicho ajuste al instalar el sistema amplificador, o bien, pueden tener un sistema de C.A.G. de un margen de actuación de 20 ó 30 dB para tener la ganancia adecuada, sólo requiere un pequeño ajuste manual, el resto es automático. Este último modelo se utiliza en lugares donde el nivel de señal tiene muchas fluctuaciones. Actualmente, las instalaciones colectivas suelen llevar el sistema amplificador a base de amplificadores monocanal.
2.5.2.
Centrales amplificadoras
Las centrales amplificadoras encuentran su aplicación en las instalaciones de antena colectiva, cuando las señales captadas por la antena de cada banda tienen niveles similares o no demasiado diferenciados (unos 6 dB como máximo de diferencia), ya que en caso contrario, con los demás elementos necesarios (que serán estudiados en otro capítulo) puede salir más caro el sistema amplificador que con amplificadores monocanal. Tienen varias entradas (una por banda) e incluso dos por banda. Tienen una ganancia de hasta unos 55 dB. y disponen de fuente de alimentación en el interior. Existen dos modelos básicos, con amplificación conjunta y con amplificación separada. Actualmente los fabricantes disponen más de centrales amplificadoras con amplificación separada. Se dispone de modelos desde una entrada hasta cinco entradas. El diagrama de bloques básico interno se muestra en la figura 2.10. Las características básicas de las centrales amplificadoras son: · ·
Ganancia G: 40 a 50 dB. Figura de ruido F: 6 dB o algo más (depende del fabricante).
Cada fabricante dispone de varios modelos para los distintos casos posibles. Cuando los niveles de señal dentro de una banda son muy distintos, hay que recurrir al uso de ecualizadores, amplificadores monocanal, filtros de canal, etc., que serán estudiados en otro capítulo más adelante.
Para amplificación de más de dos canales hay que tener en cuenta la reducción de ganancia expuesta en la Tabla I. Algunos fabricantes disponen de centrales con características especiales. Fagor fabrica varios modelos de una central amplificadora denominada MicroMATV que es un amplificador selectivo programable, cuyas características se incluyen en el CD-ROM. Dispone de una entrada VHF de 30 dB de ganancia con atenuador, otra de FM sin ganancia y dos de UHF, las cuales tienen 8 canales independientes programabas por el usuario, de ganancia 40 dB con atenuación regulable. Posee, además, medidor de nivel de señal con lo cual no es necesario a priori ningún instrumento adicional. Se muestra en la figura 2.11.
Televés fabrica el modelo AVANT 5 que permite la ecualización por canal o por grupo de canales, pudiendo realizar el instalador la programación mediante un programador, un ordenador e incluso a distancia a través de un módem. Alead dispone de un sistema que consiste en una base que dispone de la fuente de alimentación y que sirve de soporte para los módulos amplificadores monocanal, realizando además las funciones de autodesmezcla a la entrada y automezcla Z a la salida. Un tipo se muestra en la figura 2.12.
Las centrales amplificadoras suelen ser idóneas para pequeñas instalaciones colectivas, donde no existen muchas pérdidas en la instalación, y por tanto la amplificación necesaria no es muy grande. La ventaja de las centrales es que cuando aparece un canal nuevo en emisión (por ejemplo con el canal Cuatro o La Sexta, e incluso actualmente con la televisión digital terrestre -TDT-), se amplifica y distribuye en la instalación y no hay que modificar en principio nada, mientras que en la amplificación monocanal, hay que añadir un amplificador cada vez que se añade una emisión.
3 ELEMENTOS PARA LA INSTALACIÓN DE ANTENAS 3.1.
INTRODUCCIÓN
Con este capítulo no se pretende hacer una exposición demasiado teórica y extensa sobre estos elementos, sino más bien una exposición lo más sencilla y práctica posible, teniendo en cuenta siempre los elementos que los distintos fabricantes suministran en sus catálogos. Los elementos de que se dispone para hacer una correcta instalación de antena para televisión, ya sea individual o colectiva son: Ø Antenas. Ø Cables o líneas de transmisión. Ø Mezcladores. Ø Amplificadores. Ø Filtros. Ø Separadores. Ø Atenuadores. Ø Acopladores de antena. Ø Ecualizadores. Ø Cambiadores de canal o conversores. Ø Distribuidores o repartidores. Ø Derivadores. Ø Tomas de usuario. Ø Otros elementos de interés (soporte, aisladores, conectores, etc.). Pasemos a la descripción de cada uno de ellos, indicando las características que más nos interesan desde el punto de vista de la instalación. Por su especial interés, las antenas y los amplificadores se han descrito en capítulos anteriores.
3.2.
CABLES COAXIALES (líneas de transmisión)
Hace ya unos años se utilizaban varios tipos de cables de bajada de antena. De todos ellos, ha quedado uno sólo, y ha sido adoptado por todos los fabricantes, tanto de antenas y receptores de televisión (que disponen de las conexiones para dicho cable) como los de cables; este cable es coaxial de impedancia característica Z0 = 75 W. La figura 3.1 muestra diversos esquemas de cable coaxial.
Existe una gran variedad de cables de bajada de antena. Están constituidos por un conductor central de cobre o aluminio y otro conductor concéntrico al anterior que actúa como pantalla y puede estar constituido por una malla o por una malla y una lámina, ambos de cobre y/o aluminio (ver figura 3.1). Ambos conductores están aislados entre sí por un dieléctrico de polietileno. Estos cables tienen la ventaja de no estar influidos por señales parásitas ni por paredes, masas metálicas u otras líneas eléctricas (al menos mucho menos que los cables paralelos), y por ello pueden colocarse directamente sobre cualquier estructura. Los datos más importantes del cable desde el punto de vista del instalador de antenas de televisión y radio son: · ·
Impedancia característica. Atenuación.
La impedancia característica del cable depende de la constitución del mismo. Para televisión y radio, este cable se fabrica con Z0 = 75 W. La atenuación es la pérdida del nivel de señal que se produce en una longitud de cable determinada y para una frecuencia determinada. El cálculo se hace usando la expresión:
At (dB) = 20 × log Siendo:
· · ·
Vs Ve
[3.11]
At(dB): la atenuación expresada en decibelios (dB). Vs: la tensión de señal al final del cable. Ve: la tensión de señal al principio del cable.
Se suele indicar la atenuación para una longitud de cable determinada, normalmente de 100 m (o de 1 m). La figura 3.2 muestra un esquema para la medida de la atenuación de un cable.
El fabricante suele suministrar un gráfico o una tabla con los valores de atenuación en función de la frecuencia para una longitud de cable determinada que suele ser de 100 m (o de 1 m). A mayor frecuencia, mayor atenuación. La figura 3.3 muestra un ejemplo de un gráfico de este tipo. Por ejemplo, para una frecuencia de 200 MHz (Banda III) en cable CCI120 tendremos una atenuación de aproximadamente 11 dB en 100 m (fig. 3.3)
La figura 3.4 es un ejemplo de una tabla con valores de atenuaciones para distintas frecuencias dentro de las bandas de TV terrestre.
La atenuación del cable es el parámetro que hemos de tener en cuenta en el cálculo de la instalación de antena. El conexionado de los cables coaxiales se hará teniendo en cuenta la figura 3.5.
En cuanto a su colocación, hemos de tener en cuenta que en las curvas, el radio de curvatura será al menos 10 veces el diámetro exterior del cable.
3.3.
MEZCLADORES
Un mezclador es un dispositivo electrónico encargado de introducir en una línea de transmisión (cable) una combinación de varias señales que se aplican a sus entradas. Las frecuencias de las señales han de ser distintas, en caso contrario, se producen interferencias. La figura 3.6 muestra un diagrama de un mezclador.
Los mezcladores están basados en los distintos tipos de filtros: paso alto, paso bajo, paso banda y elimina banda.
Estos filtros están formados a base de bobinas y condensadores. Los filtros paso alto dejan pasar las frecuencias por encima de un valor determinado denominado frecuencia de corte fe; las frecuencias por debajo de este valor son atenuadas. Los filtros paso bajo dejan pasar las frecuencias por debajo de un valor determinado denominado frecuencia de corte fe; las frecuencias por encima de este valor son atenuadas. Los filtros paso banda dejan pasar una banda de frecuencias comprendidas entre una frecuencia de corte inferior fi y una frecuencia de corte superior fs; las frecuencias fuera de esta banda son atenuadas. Los filtros elimina banda, eliminan una banda de frecuencias comprendidas entre una frecuencia de corte inferior f´i y una frecuencia de corte superior f´s; deja sin atenuar las frecuencias fuera de esta banda.
La figura 3.7 muestra un ejemplo de cada uno de estos tipos de filtros.
En la figura 3.8 se representa un posible esquema de un mezclador de dos entradas.
En la figura 3.9 se muestra un posible esquema de un mezclador para un sistema de 3 antenas (FM, VHF, UHF).
Las características técnicas que nos interesan de los mezcladores son: · ·
Número de canales de entrada, especificando la banda a que pertenecen. Atenuación de cada canal en dB.
Existen módulos mezcladores/repartidores directamente enchufables a los conectores coaxiales, con acoplamiento en corriente continua (c.c.) o sin acoplamiento en c.c., tal y como se muestra en la Figura 3.10.
3.4.
FILTROS
Los filtros se utilizan para dejar pasar el canal deseado o eliminar un canal no deseado. Se fabrican de una o dos entradas, actuando estos últimos también como mezcladores. Las características que más nos interesan de los filtros son: · ·
Canal que dejan pasar. Pérdidas de inserción (atenuación que producen en dB).
· ·
Rechazo al canal adyacente (atenuación que producen al canal adyacente en dB). Número de entradas.
Respecto al cálculo de la instalación, nos interesan más las dos primeras. En la figura 3.12 b) y c) se muestra el aspecto de un tipo.
3.5. SEPARADORES Estos elementos permiten separar dos o más canales de UHF procedentes de una antena de UHF con el fin de amplificar independientemente cada canal (con amplificadores monocanal), y llevarlos después al mezclador (incorporado actualmente en los amplificadores monocanal). Las características que más nos interesan son: a) Canales que separan. b) Pérdidas de inserción en dB. c) Rechazo entre canales en dB.
3.6.
ATENUADORES
Son elementos que se destinan a producir, en las partes de la instalación donde se insertan, un descenso del nivel de las señales. Se utilizan para equilibrar señales, evitar saturaciones en los amplificadores, etc. Pueden ser de atenuación fija o regulable. Se encuentran para conectar directamente con cable coaxial o enchufables a los conectores coaxiales. Su única característica es la atenuación que produce en la banda de frecuencias determinada. Podemos ver un tipo en la figura 3.12 a).
3.7.
ACOPLADORES DE ANTENA
Son dispositivos que permiten acoplar dos antenas iguales (del mismo canal y número de elementos), con el fin de obtener mayor directividad y ganancia. Ha de situarse en el centro de las antenas, y llevar a las mismas dos cables exactamente iguales (en longitud e impedancia característica). No producen atenuación. También se fabrican acopladores de antena activos (amplifican la señal), que tienen una ganancia determinada y muy bajo factor de ruido. Se utilizan cuando la señal es muy débil o se producen dobles imágenes por reflexión. La Figura 3.11 muestra la utilización de estos dispositivos.
3.8.
ECUALIZADORES
Son elementos que se utilizan para equilibrar varias señales recibidas por la misma antena y con distinto nivel. Se usan en combinación con las centrales amplificadoras. Las características técnicas más interesantes son: o o o
Pérdidas de inserción en dB. Margen de regulación por canal en dB. Número de canales.
Su estructura básica interna se muestra en la figura 3.12 d).
Existen otros elementos que son mezcladores-ecualizadores que se utilizan cuando las señales se reciben por distintas antenas y se quieren amplificar mediante una central amplificadora. El diagrama interno es similar al de la figura 3.12, pero en lugar de tener una entrada tiene varias.
3.9.
CAMBIADORES DE CANAL O CONVERSORES
Permiten cambiar el canal de entrada procedente de la antena, por otro distinto normalmente más bajo. Se utilizan cuando se reciben canales muy próximos, o cuando la instalación tiene un número elevado de tomas de usuario y en la que la longitud del cable coaxial desde la antena hasta las últimas tomas es muy elevada, teniendo pérdidas excesivas en la banda de UHF. También puede usarse cuando se reciben canales incompatibles (ver apéndice II). Las características técnicas que nos interesan son:
a) b) c) d)
Ganancia. Figura de ruido. Rechazo al canal adyacente en dB. Rechazo al canal de entrada en dB.
3.10. DISTRIBUIDORES O REPARTIDORES El distribuidor tiene por misión distribuir la señal a las diferentes salidas, de donde parten los cables coaxiales a los distintos receptores (en el caso de reparto en estrella) o a las distintas bajadas, para el resto de los casos. Se disponen de dos tipos: · ·
Resistivos. Inductivos.
Todos están preparados para conectar directamente el cable coaxial. Las características que más nos interesan son: · · ·
Atenuación en dB: es la pérdida del nivel de señal entre la entrada y cada una de las salidas. Rechazo entre salidas en dB: es la atenuación que se produce en una señal que entra por una salida y llega a otra salida. Relación de Ondas Estacionarias (ROE debe ser menor que 2).
El aspecto puede verse en la figura 3.13.
Existen distribuidores directamente enchufables a los amplificadores (disponen del conector coaxial adecuado para ello), como se pudo ver en la figura 3.10. El símbolo de un distribuidor se muestra en la figura 3.14.
Las salidas no utilizadas deben cerrarse con su impedancia característica Z0 = 75 W, que los fabricantes suministran a tal fin.
ü DISTRIBUIDORES RESISTIVOS Están constituidos por resistencias. Su estructura básica interna se muestra en la Figura 3.15.
El fabricante representa la atenuación en dB, por tanto, si calculamos la atenuación en dB para el caso de 4 salidas (ver ecuación [3.1]) resulta:
1 Ve 1 4 At (dB) = 20 × log = 20 × log = -12dB Ve 4
por ello el fabricante nos dará como atenuación de un distribuidor resistivo con 4 salidas, 12 dB. En este tipo de distribuidores, la atenuación es igual para todas las bandas. Se fabrican distribuidores resistivos con 2, 3, 4, 5 y 6 salidas. Se utilizan en instalaciones donde se disponen de pocas tomas de usuario (hasta 8 ó 10 tomas).
ü DISTRIBUIDORES INDUCTIVOS Están formados por transformadores de alta frecuencia. Su estructura básica se muestra en la figura 3.16. Cada salida es un secundario del transformador de alta frecuencia. Se utilizan núcleos toroidales para tener menos pérdidas (menor atenuación). Pueden tener uno o varios núcleos. A veces se utiliza un núcleo para cada salida.
Se fabrican con 2, 4, 6, 8 y 10 salidas dependiendo del fabricante. La atenuación que producen es igual para todas las bandas e inferior que la de los distribuidores resistivos. El rechazo entre salidas es mayor que en los resistivos. Se recomienda utilizarlos en instalaciones de más de 8 ó 10 tomas de usuario, ya que evita interferencias de unos receptores de TV en otros. Lógicamente, se pueden utilizar en todas las instalaciones. Su aspecto interior se muestra en la Figura 3.17.
3.11.
DERIVADORES
Un derivador es un dispositivo electrónico destinado a producir varias ramificaciones de una línea de transmisión (cable) tomando una parte de la señal que circula por ella. El resto de la señal (con alguna atenuación) continúa a la salida.
Se fabrican con 2 y 4 salidas. Se disponen de dos tipos: ü Resistivos. ü Inductivos. Hace algunos años también se fabricaban unos derivadores que se denominaban híbridos, (eran una mezcla de los inductivos y los resistivos), pero en la actualidad han desaparecido. Las salidas no utilizadas hay que cerrarlas con su impedancia característica Z0 = 75 W, que el fabricante suministra a tal fin. Las características técnicas que más nos interesan son: ü ü ü ü
Atenuación de paso o de prolongación en dB. Atenuación en derivación en dB. Rechazo entre salidas en dB. R.O.E. (<2).
La atenuación en derivación es la atenuación que se produce desde la entrada del derivador a una salida a toma. La atenuación de paso es la atenuación que se produce desde la entrada del derivador a la salida a bajada. Las atenuaciones en derivación y de paso vienen determinadas en función del lugar en que se vayan a instalar, de tal forma que el fabricante nos indica la planta de la vivienda donde se debe instalar un derivador determinado. Cuanto más cerca del amplificador se sitúe, más atenuación deberá tener en derivación y menos atenuación de paso. Los símbolos utilizados para los derivadores se muestran en la figura 3.18.
Los derivadores finales ya están cerrados internamente por su impedancia característica Zo = 75 Q (depende del fabricante).
ü DERIVADORES RESISTIVOS Están constituidos por resistencias. Su circuito básico interno se muestra en la Figura 3.19.
Los valores de las resistencias dependen de la atenuación en derivación y la atenuación de paso para las que se hayan diseñado; esto está en función del lugar de colocación de la vivienda (número de planta) para el que el fabricante lo haya previsto. Se fabrican con 2 salidas, aunque hace unos años se fabricaban también con 4.
DERIVADORES INDUCTIVOS Están constituidos por transformadores de alta frecuencia con núcleo to-roidal (para tener menos pérdidas). Su circuito básico se muestra en la Figura 3.20.
Las atenuaciones son menores que en los derivadores resistivos, y cuanto mayor es la frecuencia de la señal, la atenuación en derivación disminuye y aumenta la atenuación en prolongación; esto compensa la atenuación del cable que es mayor cuanto mayor es la frecuencia.
3.12. TOMAS DE USUARIO La toma de usuario es el elemento que permite la conexión de un receptor de televisión o radio de un usuario a la instalación de antena individual o colectiva. Pueden ser de dos tipos: ü De paso: se utilizan conectando unas a otras en serie. ü Final: es la última que se conecta (internamente va cerrada con su impedancia característica Zo = 75 W). Las tomas de paso que no se continúan hay que cerrarlas con su impedancia característica Zo = 75 W. También se dispone de tomas de usuario para los casos en que se instale una toma por cada usuario o una por cada salida de un distribuidor o de un derivador. Se dispone de tomas de usuario con o sin separador de Radio y Televisión, ecualizadas o no ecualizadas (las ecualizadas tienen menos atenuación en alta frecuencia para compensar las pérdidas del cable en estas altas frecuencias).
Sus características básicas son: ü Atenuación en derivación: atenuación de la entrada a cada salida al receptor de radio o televisión. ü Atenuación en prolongación: atenuación de la entrada a la salida hacia la siguiente toma de usuario. ü Rechazo entre TV y FM ü Rechazo entre TV y TV en las inductivas ü Rechazo entre FM y FM ü R.O.E. El rechazo entre TV y TV es fundamental sobre todo cuando nos encontramos con canales incompatibles (ver Apéndice II). Se fabrican de dos tipos: ü Resistivas. ü Inductivas. También hace unos años se fabricaban híbridas, pero actualmente no se fabrican. Se disponen de tres tipos: ü Con una sola toma para TV o Radio (FM) y otra para satélite. ü Con una toma de TV y otra de FM: en algunas tomas están separadas ambas salidas con filtros internos y en otras no. El conector coaxial macho es de TV y el conector hembra de FM, como se puede ver en la figura 3.21. ü Con una toma de TV, otra de FM y la tercera de satélite.
El símbolo utilizado para las tomas de usuario se puede ver en la Figura 3.22.
TOMAS DE USUARIO RESISTIVAS Están formadas a base de resistencias. Su circuito básico se muestra en la figura 3.23.
La atenuación en derivación y prolongación aumentan al aumentar la frecuencia.
TOMAS DE USUARIO INDUCTIVAS Están formadas a base de bobinas. Su circuito básico se muestra en la figura 3.24. Las tomas de usuario con separador radio-TV, llevan incorporado un filtro antes del conector de TV y Radio, como se puede ver en la figura 3.24. También se fabrican ecualizadas y sin ecualizar.
Las tomas de usuario ecualizadas se caracterizan por tener una atenuación en derivación que disminuye al aumentar la frecuencia, y una atenuación en prolongación que aumenta al aumentar la frecuencia; de esta forma se compensa la atenuación del cable que es mayor al aumentar la frecuencia. Las tomas de usuario sin ecualizar se caracterizan por tener las atenuaciones en prolongación y en derivación iguales en todas las bandas.
3.13. INYECTORES/EXTRACTORES DE CORRIENTE Estos elementos no están disponibles por todos los fabricantes, aunque sí por la mayoría. Son adecuados cuando es necesario alimentar amplificadores de mástil o amplificadores para caja de antena y el amplificador principal utilizado no mite el paso de corriente continua hacia el otro amplificador. Su circuito básico se muestra en la figura 3.25.
La característica que más nos interesa es la atenuación que produce en dB.
3.14. OTROS ELEMENTOS DE INTERÉS Estos elementos son de muy diversos tipos y dependen del fabricante, siendo los más típicos los mostrados en la Tabla I que nos muestra los conectores y clavijas utilizadas con cable coaxial.
4 INSTALACIÓN DE ANTENAS INDIVIDUALES 4.1. INTRODUCCIÓN Una instalación individual es aquella en la que se utiliza un sistema de captación (antenas) y la señal se lleva a 1 ó 2 tomas de usuario. En este capítulo se estudiará el método para calcular la mínima ganancia necesaria de la antena teniendo en cuenta el amplificador que se utilizará y el nivel de señal disponible en la antena, para que la imagen del receptor de televisión sea de muy buena calidad, cumpliendo los requisitos recomendados por la normativa de la ICT. El cálculo de la antena es muy importante ya que nos determina: ü La ganancia mínima de la antena necesaria. ü El amplificador que se utilizará, si es necesario. Con esto se puede obtener la instalación más económica posible. ü El lugar de colocación del amplificador. Aunque el amplificador en una instalación de antena individual suele colocarse en el mástil, lo más cerca posible de la antena, puede analizarse la posibilidad de colocarlo bajo cubierto, con la ventaja de un funcionamiento más prolongado (el cliente quedará más satisfecho). Muchos instaladores no lo llevan a la práctica, pues supone su cambio por avena a más largo plazo, con el consecuente perjuicio económico para el instalador, aunque posiblemente pudiera conseguir más clientes debido a la satisfacción de éstos. También veremos algunos ejemplos de instalación de antenas individuales.
4.2. CÁLCULO DE LA GANANCIA MÍNIMA DE LA ANTENA UTILIZADA Hemos de partir de los niveles de señal exigidos en las tomas de usuario que se indican en la tabla I.
Si el nivel de señal entregado por la antena es suficiente (por ej. 65 dBµv), no será necesario ningún amplificador. La característica fundamental que se tendría en cuenta en el amplificador para calcular la ganancia mínima de la antena, será la figura de ruido o factor de ruido. Este parámetro nos indica el ruido introducido por el amplificador. A mayor factor de ruido, mayor ruido. La figura de ruido (F) viene expresada en dB. El factor de ruido (f) viene expresado como KTo, en unidades. Los fabricantes nos pueden suministrar indistintamente uno u otro. El paso de uno a otro se realiza por la expresión: F = 10 log f f ~ KTO
Siendo: ü F: figura de ruido en dB. ü f: factor de ruido en unidades (ud). ü log: logaritmo en base 10. El paso de un valor a otro, para valores normales, se puede ver en la tabla II.
Para calcular los parámetros necesarios de la instalación (amplificador y ganancia de la antena), podemos utilizar el gráfico mostrado en la figura 4.1.
Supongamos que disponemos de un amplificador cuya figura de ruido es de 4 dB, para obtener una imagen excelente (46 dB de C/N) se necesita una señal de entrada al amplificador de 52 dBµv equivalente a 400 µv. La relación C N (portadora/ruido) se calcula por la expresión: C/N = Señal de entrada del amplific.-Ruido térmico de la antena-F (dB) siendo F(dB) la figura de ruido del amplificador expresada en dB. El ruido térmico que genera una antena de televisión tiene un valor de aproximadamente, 2 dBµv en TV analógica y 4 dBµv en TV digital terrestre. La expresión anterior quedaría para TV analógica como:
C/N = SEA – 2 dBµv – F
(dB)
[4.1]
y para TDT C/N = SEA – 4 dBµv – F
(dB)
siendo SEA la señal a la entrada del amplificador en dBµv Las condiciones para TV analógica suelen ser más restrictivas que la TDT. En TV analógica C/N > 43 dB. En TDT para España C/N > 25 dB. Si medimos con un medidor de campo el nivel de señal que llega a la antena, y sabemos el necesario en la entrada del amplificador (según el gráfico de la figura 4.1 o la expresión [4.1]), restando ambos valores obtenemos la ganancia mínima de la antena que se vaya a utilizar en dB. (En el cálculo hay que tener en cuenta la atenuación del cable desde la antena al amplificador). GA = Señal de entrada al amplificador (dBµv) - Señal de entrada en antena siendo GA la ganancia mínima de la antena utilizada. Supongamos en TV analógica que el nivel de señal a la entrada de la antena de 46 dBµv, y el amplificador que se va a utilizar tiene una figura de ruido de 4 dB, resulta que la señal a la entrada del amplificador según la figura 4.1 (o la expresión [4.1] ha de ser de 52 dBµv (para una imagen excelente), tendremos (despreciando la atenuación del cable): GA = 52 dBµv - 46 dBµv = 6 dB Necesitamos una antena que tenga como mínimo 6 dB de ganancia. De las disponibles en catálogo se podrá escoger la que más se aproxime y tenga mayor ganancia de 6 dB, ya que normalmente a mayor ganancia, mayor costo (se puede escoger una antena de mayor ganancia para poder situar el amplificador para mástil bajo cubierto). Habrá que comprobar ahora que el nivel de señal en la toma de usuario para cada canal de TV analógica está comprendida entre 57 y 80 dBµv exigidos. Este será el dato necesario para calcularla ganancia del amplificador, que será la diferencia del nivel de señal en la toma de usuario y el nivel de señal a la entrada del amplificador, con la antena que hemos elegido.
4.3.
AMPLIFICADORES INDIVIDUALES
PARA
INSTALACIONES
DE
ANTENA
En las instalaciones individuales no suelen ser necesarios amplificadores de mucha ganancia; a veces, incluso, no hace falta ninguno. Cuando son necesarios, se utilizan de dos tipos, según se analizaron en el capítulo 2: ü Preamplificadores. ü Amplificadores para mástil. Veamos la misión de cada uno y sus características básicas. La fuente de alimentación para estos amplificadores, se suministra por separado, y habrá que colocarla en el interior de la vivienda. 4.3.1. Preamplificadores Existen preamplificadores de varios tipos como son: ü De banda ancha para caja de antena. ü Monocanal para mástil. ü Varios canales de UHF para mástil. a)
Preamplificadores de banda ancha para caja de antena
Se instalan dentro de la propia caja de antena y son útiles, cuando los niveles de señal captados por la antena son muy bajos, y con ello se aprovecha al máximo la señal captada. Tienen un factor de ruido muy bajo. Para instalarlos hay que quitar la plaquita adaptadora de impedancias de la caja de la antena, ya que estos preamplificadores realizan también la adaptación de impedancias (Ze = 300 W, Zs = 75 W). En la figura 2.1 b se mostró un tipo.
Tienen una ganancia de 10 a 20 dB, dependiendo del fabricante y una figura de ruido muy baja, de 2 a 5 dB aproximadamente, que depende del fabricante.
b)
Preamplificador monocanal para mástil
Se utiliza cuando es necesario amplificar un canal que se recibe más débil que el resto de los canales. Suelen tener una salida de tensión continua de alimentación para un posible preamplificador para la caja de antena, que se puede conectar o no dependiendo del caso. La ganancia es mayor que los preamplificadores de caja de antena y la figura de ruido también es mayor. c)
Preamplificador de varios canales para mástil
Son similares a los anteriores, pero tienen un ancho de banda mayor, para amplificar varios canales, e incluso todas las bandas. 4.3.2. Amplificadores para mástil Estos amplificadores suelen ser de banda ancha, teniendo varias entradas (Banda I, FM, Banda III, UHF, ...). Están disponibles en versiones con 2, 3 o más entradas, incluso con dos de UHF. Algunos tienen la posibilidad de alimentar un preamplificador (pueden tener una salida de corriente continua por la entrada de señal), como se muestra en la figura 4.2.
Pueden ser de ganancia fija o regulable, o con atenuadores para regular el nivel de salida. Estos amplificadores son utilizados normalmente en las instalaciones individuales, ya que sus características son más generales. En la figura 4.3 se muestra un ejemplo de conexión de este tipo de amplificadores. La fuente de alimentación se suministra por separado y se coloca en el interior de la vivienda.
Algunos fabricantes disponen de amplificadores de banda ancha para colocar en el interior de la vivienda, cerca del receptor de televisión y conectados a una toma de usuario, tal como se indica en la figura 4.4. Este tipo de amplificadores denominados de estudio, se utilizan cuando se desea conectar dos o más receptores de televisión con la misma toma de usuario. Llevan incorporada la fuente de alimentación.
En las instalaciones individuales no suelen ser necesarios otros elementos, excepto en los casos complicados. Cuando se requiera un número de tomas de usuario mayor de 4 ó 5 se recomienda utilizar una instalación de antena colectiva.
4.4. NIVELES DE SEÑAL EN LAS TOMAS DE USUARIO Aunque ya se expusieron al comienzo de este capítulo, se resumen aquí los niveles exigidos en las tomas de usuario en el caso español.
Habrá que tener en cuenta estos niveles, para saber si la instalación re-cjciere amplificación, una o más antenas, ganancia de cada antena, etc.
4.5. EJEMPLOS DE INSTALACIONES Vamos a analizar algunas instalaciones de antenas individuales, partiendo ¿el caso más sencillo y llegando a instalaciones más complejas. Es imposible analizar todos los casos, ya que los difíciles son muy rarticulares y hay que analizar cada uno de ellos individualmente, si ~e quiere realizar una correcta instalación para todos los canales que se reciban. Ejemplo 1.- Se reciben todos los canales con niveles de señal similares y procedentes de una misma emisora. Para este caso tendremos dos posibilidades: ü Los niveles de señal son suficientemente altos. ü Los niveles de señal no son suficientes. a) Si los niveles de señal son suficientemente altos, basta con colocar una antena multibanda que cubra las bandas III, IV y V (VHF y UHF actualmente sólo UHF). La antena se elegirá según la ganancia necesaria. La figura 4.5 muestra el ejemplo de la instalación de la antena.
Con un mástil de unos 3 ó 4 metros será suficiente para la antena, pero si el mástil ha de ser largo (debido a algún obstáculo) entonces habrá que sujetarlo con unos vientos en el lugar adecuado según el cálculo realizado en el capítulo 1. b) Si los niveles de señal no son suficientes, el caso es similar al anterior, pero es necesario utilizar un amplificador de banda ancha, bien para caja de antena o bien para mástil. La fuente de alimentación se conectará en el interior de la vivienda, según se muestra en la figura 4.6.
Si se desea recibir también la banda de FM, es necesario añadir un mezclador después del amplificador de TV, o bien un amplificador para mástil con entrada de FM.
Ejemplo 2.- las señales se reciben con distintos niveles y/o de diferentes emisoras/repetidores En estos casos se dice que las señales no llegan ecualizadas. Aquí se encuentra la mayoría de los casos reales. Veamos algunos más significativos; para estos casos hay que utilizar antenas distintas para cada banda o canal según la procedencia de las señales. Supongamos que se recibe una señal de VHF procedente de un sentido y otras de UHF procedentes de otro sentido (en caso de que se reciban más de UHF en otros sentidos, se podría añadir otra antena, aunque estos casos no son corrientes). La instalación se muestra en la figura 4.7.
El amplificador debe disponer de las entradas adecuadas; para ello los fabricantes suministran varios modelos con diferentes entradas. En la instalación hemos de tener en cuenta que al seleccionar el amplificador y las antenas, ha de ser con las entradas reales y la ganancia que se requiere para cada banda o canal. En caso de que la señal de una antena requiera más ganancia que la de la otra antena será necesario un preamplificador según se muestra en la figura 4.8.
Si las señales en una banda tienen distintos niveles de señal, hay que elegir el amplificador con la ganancia adecuada de cada banda, con ganancia regulable o con atenuadores adecuados, según se muestra en la figura 4.9. Si algún canal requiere más ganancia, habrá que colocar un preamplificador para ese canal, y el amplificador deberá disponer de alimentación para el preamplificador, como se puede ver en la figura 4.8, aunque estos casos no son normales.
Por tanto la elección de los elementos dependerá de que se trate de un caso sencillo o de otro más complicado. También podríamos recurrir al empleo de un amplificador con ganancia regulable o atenuadores por banda como se muestra en la figura 4.10.
Se ha pretendido hacer un resumen de los casos más significativos y algunos más problemáticos; en cada caso el instalador tendrá que diseñar la instalación más adecuada. En las instalaciones de antena, pretenderemos siempre la más económica cumpliendo los requisitos mínimos de calidad de imagen excelente. Veamos un ejemplo práctico con elección de material de distintos fabricantes.
Supuesto: Imaginemos una instalación de antena individual en la que se reciben los canales siguientes, con niveles de señal medidos con un dipolo.
Se pretende instalar una toma de usuario. Se pide diseñar la instalación de antena más adecuada. En estas instalaciones suponemos que la atenuación del cable desde la antena al amplificador es 0. Consideraremos 15 m de cable coaxial cuyas características son las siguientes:
Considerando la banda V tenemos en los 15 m una atenuación de
AC =
25,5 × 15 = 3,825 100
dB
que hemos de tener en cuenta para el cálculo del nivel de señal a la entrada del amplificador. Si consideramos el nivel mínimo de señal en la toma de 60 dBµv (aunque la Norma es 57 dBµv), necesitamos como mínimo una ganancia total de: GT = señal en toma - señal de salida de antena - atenuación de cable; GT = 60 dBµv - 38 dBµv – 3,825 dB = 25,825 dB para el canal 57 que es el más desfavorable. El resto de los canales tendrían un nivel de señal en la toma de usuario algo superior, pero podemos comprobar que en ningún caso sobrepasan los 80 dBµv de máximo permitido. Consideremos una antena multibanda para las bandas III, IV y V cuya ganancia es de 6 dB para VHF y 12,5 dB para UHF, y un amplificador de banda ¿nena para mástil. La ganancia del amplificador será como mínimo de: GA = Ganancia total necesaria - ganancia de la antena GA = 25,82 dB - 12,5 dB = 13,32 dB que puede ser cubierta con los modelos que suministran los fabricantes. La figura de ruido del amplificador (según el gráfico de la figura 4.1) para obtener una imagen excelente con un nivel de señal de: señal salida antena:
SA = Nivel de señal en antena dipolo + ganancia de antena SA = 38 dB^iv + 12,5 dB = 50,5 dBµv
es menor que 2 dB, y ese tipo de amplificadores no existen en el mercado (al menos actualmente). Es necesario una antena de banda ancha de más ganancia que en la actualidad no se fabrica, por lo que hacen falta dos antenas, una oara VHF y otra para UHF. Como la señal no llega al nivel adecuado en el planteamiento anterior, hemos de colocar dos antenas, una para VHF y otra para UHF en el caso de TV y una omnidireccional para FM. Utilizaremos un amplificador para mástil que disponga de estas 3 entradas: FM, B-III y UHF. La figura de ruido de estos amplificadores es menor de 5 dB en general, por tanto, el nivel de señal a las entradas ha de ser, según el gráfico de la figura 4.1, de aproximadamente 53 dBµv. También lo podemos calcular matemáticamente:
C/N = SA - 2 dBµv - 5 dB; por tanto, SA = 46 dBµv + 2 dBµv + 5 dB = 53 dBµv Partiendo de las señales de entrada en cada canal, la ganancia de la antena en cada caso será de:
Por tanto, elegiremos una antena para la banda III del canal 6 de ganancia mayor de 8 dB, y una antena de UHF para las bandas IV y V de ganancia mayor de 15 dB. Se podrán elegir de entre varias antenas las que cumplan estos requisitos, por tanto, los niveles de señal a la entrada del amplificador son de 53 dBµv como mínimo. La ganancia mínima del amplificador deberá ser de: CAMmín = Nivel de señal en tomas - Nivel de señal en entrada del amplificador CAMmín = 60 dBµv - 53 dBµv = 7 dB La ganancia máxima del amplificador deberá ser de: GAMmáx = Nivel máximo en tomas - Nivel de señal en entrada del amplificador GAMmáX = 80 dBµv - 53 dBµv = 27 Db para no sobrepasar el límite máximo de señal en la toma de usuario. Cualquier amplificador que cumpla estas condiciones es válido, por tanto, se escogerá el más adecuado. No es necesario añadir más elementos al estar las señales ecualizadas. Para FM se tendrá en cuenta que el nivel mínimo requerido en la toma de usuario será de 50 dBµv, por tanto, el amplificador necesario se calculará para las emisoras más fuertes que se reciban en el punto de la instalación. La instalación quedará como se indica en la figura 4.11.
Este cálculo general no es necesario hacerlo si hemos escogido de antemano el fabricante cuyos elementos queremos utilizar. No se ha tenido en cuenta la diferencia de ganancia de la antena para cada canal, lo que dificultaría el cálculo y no obtendríamos mejoras notables. Si se reciben canales de TDT, el cálculo es el mismo solo que C/N = 25 dB y el nivel de señal en la toma de usuario estará entre 45 dBµv y 70 dBµv. Supongamos que hacemos la instalación con elementos de diferentes fabricantes. Lo haremos con algunos de ellos que son bastante conocidos: Televés, Ikusi, Fagor, Alead y Fracarro. Con esto hay una muestra suficiente para aprender a trabajar con estos elementos. a) TELEVÉS Amplificador para mástil de referencia 5357, con una figura de ruido de 4 dB en VHF y en UHF como máximo, y con regulación de ganancia de 15 dB en televisión y 20 dB en FM. Los niveles de señal a su entrada para una imagen excelente (ver figura 4.1) deben ser de: VHF = 52 dBµv; UHF = 52 dBµv Como en VHF tenemos 45 dBµv, la ganancia de la antena ha de ser de: GA = 52 dBµv - 45 dBµv = 7 dB La referencia 1065 es una antena que tiene de ganancia 9,5 dB para los canales 5 y 6 del CCIR. En UHF, en el peor de los casos tenemos: GA = 52 dBµv - 38 dBµv = 14 dB La referencia 1125 es una antena que tiene de ganancia 15,5 dB para los canales 21 al 69 del CCIR. Según las antenas elegidas, los niveles de señal a las entradas del amplificador serán (no se ha tenido en cuenta la diferencia de ganancia de la antena con la frecuencia para facilitar el cálculo): ü Canal 6 (B-III): 45 dBµv + 9,5 dB = 54,5 dBµv
ü Canal 23 (B-IV): 39 dBµv + 15,5 dB = 54,5 dBµv ü Canal 30 (B-IV): 41 dBµv + 15,5 dB = 56,5 dBµv ü Canal 33 (B-IV): 40 dBµv + 15,5 dB = 55,5 dBµv ü Canal 36 (B-IV): 40 dBµv + 15,5 dB = 55,5 dBµv ü Canal 39 (B-V): 41 dBµv + 15,5 dB = 56,5 dBµv ü Canal 41 (B-V): 42 dBµv + 15,5 dB = 57,5 dBµv ü Canal 57 (B-V): 39 dBµv + 15,5 dB = 54,5 dBµv
Como la ganancia del amplificador es: FM = 15 dB; B-III = 30 dB; UHF = 41 dB, (que al tener que amplificar 7 canales, se produce una reducción de ganancia de 5,5 dB, según vimos en la tabla I del capítulo 2, por lo que realmente tenemos 35,5 dB de ganancia). tendremos a la salida del amplificador un nivel de señal de: ·
Canal 6 (B-III): 54,5 dBµv + 30 dB = 84,5 dBµv
·
Canal 23 (B-IV): 54,5 dBµv + 35,5 dB = 90 dBµv
·
Canal 30 (B-IV): 56,5 dBµv + 35,5 dB = 92 dBµv
·
Canal 33 (B-IV): 55,5 dBµv + 35,5 dB = 91 dBµv
·
Canal 36 (B-IV): 55,5 dBµv + 35,5 dB = 91 dBµv
·
Canal 39 (B-V): 56,5 dBµv + 35,5 dB = 92 dBµv
·
Canal 41 (B-V): 57,5 dBµv + 35,5 dB = 93 dBµv
·
Canal 57 (B-V): 54,5 dBµv + 35,5 dB = 90 dBµv
La atenuación en cada banda de frecuencias del cable es la siguiente:
Restándole la atenuación del cable, de referencia 2151 modelo (T-100) que es de (suponiendo 15m de cable) 1,425 dB en B-III, 1,8 dB para B-IV y 2,25 dB para B-V, resulta un nivel de señal al final del cable de: ·
Canal 6 (B-III): 84,5 dBµv - 1,425 dB = 83,075 dBpv
·
Canal 23 (B-IV): 90 dBpv - 1,8 dB = 88,2 dBpv
·
Canal 30 (B-IV): 92 dBpv - 1,8 dB = 90,2 dBpv
·
Canal 33 (B-IV): 91 dBpv - 1,8 dB = 89,2 dBpv
·
Canal 36 (B-IV): 91 dBpv - 1,8 dB = 89,2 dBpv
·
Canal 39 (B-V): 92 dBpv - 2,25 dB = 89,75 dBpv
·
Canal 41 (B-V): 93 dBpv - 2,25 dB = 90,75 dBpv
·
Canal 57 (B-V): 90 dBpv - 2,25 dB = 87,75 dBpv
Al sobrepasar el límite de 80 dBµv, es necesario actuar sobre los reguladores del amplificador para que introduzcan la disminución de ganancia necesaria, de forma que el canal que tiene más nivel (C-41) no sobrepase los 80 dB en la toma de usuario. Para la toma de usuario se utilizará la referencia 5232 que tiene una atenuación de 0,5 dB para TV, por tanto pondremos esta. La fuente de alimentación adecuada es la de referencia 5495, que suministra la intensidad necesaria para el amplificador. La instalación quedaría de la forma indicada en la figura 4.12. En la práctica el cálculo se puede realizar para VHF y UHF sin concretar canales específicos.
b) IKUSI Amplificador para mástil de referencia 2023, modelo MBA-510, con una figura de ruido de 8,5
dB en VHF y en UHF como máximo, y con regulación de 26 dB en Banda III, 27 dB en UHF y 20 dB en FM. Los niveles de señal a su entrada para una imagen excelente (ver figura 4.l) deben ser de: VHF = 56 dBµv; UHF = 56 dBµv Como en VHF tenemos 45 dBµv, la ganancia de la antena ha de ser de: GA = 56 dBµv - 45 dBµv = 11 dB La referencia 1724 modelo INT-111 es una antena que tiene de ganancia 11 dB para los canales 5 y 6 del CCIR. En UHF, en el peor de los casos tenemos: GA = 56 dBµv - 38 dBµv = 18 dB Como no encontramos ninguna antena con dicha ganancia, es necesario utilizar un preamplificador para caja de antena. La referencia 1232 modelo CAU-S tiene una figura de ruido de 3,5 dB y una ganancia de 12 dB. Con esto, en UHF necesitamos un nivel de señal a la entrada del preamplificador de (ver figura 4.1) 51 dBµv, con lo que la antena a utilizar será: GA = 51 dBµv - 38 dBµv = 13 dB La referencia 1694 modelo SG-2169/16 es una antena que tiene de ganancia 16 dB para los canales 21 al 69 del CCIR. Hemos de asegurarnos que el amplificador para mástil elegido dispone de paso de corriente continua que permita alimentar el preamplificador para caja de antena, que en este caso se cumple. Según las antenas elegidas, los niveles de señal a cada entrada del amplificador serán sin tener en cuenta la diferencia de ganancia de la antena con la frecuencia y considerando que la ganancia de la antena en UHF se considera la ganancia del preamplificador para caja de antena más la ganancia de la antena elegida: Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
Canal 6 (B-III): 45 dBµv + 11 dB = 56 dBµv Canal 23 (B-IV): 39 dBpv + 25 dB = 64 dBpv Canal 30 (B-IV): 41 dBpv + 25 dB = 66 dBpv Canal 33 (B-IV): 40 dBpv + 25 dB = 65 dBpv Canal 36 (B-IV): 40 dBpv + 25 dB = 65 dBpv Canal 39 (B-V): 41 dBpv + 25 dB = 66 dBpv Canal 41 (B-V): 42 dBpv + 25 dB = 67 dBpv Canal 57 (B-V): 39 dBpv + 25 dB = 64 dBpv
Como la ganancia del amplificador es: FM = 20 dB; B-III = 26 dB; UHF = 27 dB, (que al tener que amplificar 7 canales, se produce una reducción de ganancia de 5,5 dB, según vimos en la tabla I del capítulo 2, por lo que realmente tenemos 21,5 dB de ganancia), tendremos a la salida del amplificador un nivel de señal de: ü ü ü ü
Canal 6 (B-III): 56 dBµv + 26 dB = 82 dBpv Canal 23 (B-IV): 64 dBpv + 21,5 dB = 85,5 dBpv Canal 30 (B-IV): 66 dBpv + 21,5 dB = 87,5 dBpv Canal 33 (B-IV): 65 dBuv + 21,5 dB = 86,5 dBuv
ü ü ü ü
Canal 36 (B-IV): 65 dBuv + 21,5 dB = 86,5 dBuv Canal 39 (B-V): 66 dBuv + 21,5 dB = 87,5 dBpv Canal 41 (B-V): 67 dBuv + 21,5 dB = 88,5 dBuv Canal 57 (B-V): 64 dBuv + 21,5 dB = 85,5 dBuv
La atenuación en cada banda de frecuencias del cable es la siguiente: Cable 2521
FM 6
Atenuación en dB/100 m B-III B-IV 8,9 13,2
B-V 18
Restándole la atenuación del cable, de referencia 2521 modelo (CCI-179) que es de (suponiendo 15m de cable) 1,335 dB en B-III, 1,98 dB para B-IV y 2."1 dB para B-V, resulta un nivel de señal al final del cable de: v v v v v v v v
Canal 6 (B-III): 82 dBµv - 1,335 dB Canal 23 (B-IV): 85,5 dBuv - 1,98 dB Canal 30 (B-IV): 87,5 dBuv - 1,98 dB Canal 33 (B-IV): 86,5 dBpv - 1,98 dB Canal 36 (B-IV): 86,5 dBpv - 1,98 dB Canal 39 (B-V): 87,5 dBpv - 2,7 dB Canal 41 (B-V): 88,5 dBpv - 2,7 dB Canal 57 (B-V): 85,5 dBpv - 2,7 dB
= 80,665 dBµv = 83,52 dBuv = 85,52 dBuv = 84,52 dBpv = 84,52 dBuv = 84,8 dBpv = 85,8 dBpv = 82,8 dBpv
La fuente de alimentación adecuada es la de referencia 3426, que suministra la intensidad necesaria para el amplificador, que dispone de dos salidas y tiene una atenuación de 5 dB. La toma de usuario será la referencia 2766 modelo ARTU-051 que tiene una atenuación de 3,5 dB en VHF y UHF. Teniendo esto en cuenta, a todos los niveles de señal calculados anteriormente, hay que restarle 8,5 dB que introducen de pérdida entre la fuente de alimentación y la toma de usuario, por ello, al no sobrepasar el límite de 80 dBpv, no sería necesario regular los atenuadores del amplificador. La instalación quedaría de la forma indicada en la figura 4.13. En la práctica el cálculo se puede realizar para VHF y UHF sin concretar canales específicos.
• FAGOR Amplificador para mástil de referencia 36845, modelo AMB-635N con una figura de ruido de 5 dB en VHF y en UHF como máximo, y con regulación de ganancia de 19 dB en televisión y 25 dB en FM. Los niveles de señal a su entrada para una imagen excelente (ver figura 4.1) deben ser de: VHF = 53 dBpv; UHF = 53 dBpv Como en VHF tenemos 45 dBuv, la ganancia de la antena ha de ser de: GA = 53 dBpv - 45 dBuv = 8 dB La referencia 80007 es una antena que tiene de ganancia 9 dB para los canales 5 al 12 del CCIR. En UHF, en el peor de los casos tenemos: GA = 53 dBpv - 38 dBpv = 15 dB La referencia 80369 es una antena que tiene de ganancia 16,5 dB para los canales 21 al 69 del CCIR. Según las antenas elegidas, los niveles de señal a las entradas del amplificador serán (sin tener en cuenta la diferencia de ganancia de la antena con la frecuencia para facilitar el cálculo): 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Canal 6 (B-III): 45 dBpv + 9 dB = 54 dBp Canal 23 (B-IV): 39 dBpv + 16,5 dB = 55,5 dBp Canal 30 (B-IV): 41 dBuv + 16,5 dB = 57,5 dBuv Canal 33 (B-IV): 40 dBuv + 16,5 dB = 56,5 dBuv Canal 36 (B-IV): 40 dBuv + 16,5 dB = 56,5 dBuv Canal 39 (B-V): 41 dBuv + 16,5 dB = 57,5 dBuv Canal 41 (B-V): 42 dBuv + 16,5 dB = 58,5 dBpv Canal 57 (B-V): 39 dBuv + 16,5 dB = 55,5 dBuv
Como la ganancia del amplificador es:
FM = 30 dB; B-III = 30 dB; UHF = 36 dB, (que al tener que amplificar 7 canales, se produce una reducción de ganancia de 5,5 dB, según vimos en la tabla I del capítulo 2, por lo que realmente tenemos 30,5 dB de ganancia). tendremos a la salida del amplificador un nivel de señal de: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Canal 6 (B-III): 54 dBpv + 30 dB = 84 dBpv Canal 23 (B-IV): 55,5 dBpv + 30,5 dB = 86 dBpv Canal 30 (B-IV): 57,5 dBpv + 30,5 dB = 88 dBpv Canal 33 (B-IV): 56,5 dBpv + 30,5 dB = 87 dBpv Canal 36 (B-IV): 56,5 dBpv + 30,5 dB = 87 dBpv Canal 39 (B-V): 57,5 dBpv + 30,5 dB = 88 dBpv Canal 41 (B-V): 58,5 dBpv + 30,5 dB = 89 dBpv Canal 57 (B-V): 55,5 dBpv + 30,5 dB = 86 dBpv
La atenuación del cable en cada banda de frecuencias es la siguiente:
Cable CCFSAT
FM 6,5
Atenuación en dB/100 m B-III B-IV 8,6 12,5
B-V 17,8
Restándole la atenuación del cable, de referencia CCFSAT que es de (suponiendo 15 m de cable) 1,29 dB en B-III, 1,875 dB para B-IV y 2,67 dB para B-V, resulta un nivel de señal al final del cable de: · · · · · · · ·
Canal 6 (B-III): 84 dBpv - 1,29 dB = 82,71 dBpv Canal 23 (B-IV): 86 dBpv - 1,875 dB = 84,125 dBpv Canal 30 (B-IV): 88 dBpv - 1,875 dB = 86,125 dBpv Canal 33 (B-IV): 87 dBpv - 1,875 dB = 85,125 dBpv Canal 36 (B-IV): 87 dBpv - 1,875 dB = 85,125 dBuv Canal 39 (B-V): 88 dBuv - 2,67 dB = 85,33 dBpv Canal 41 (B-V): 89 dBpv - 2,67 dB = 86,33 dBpv Canal 57 (B-V): 86 dBpv - 2,67 dB = 83,33 dBpv
La fuente de alimentación adecuada es la de referencia 66105, modelo FA-802 que suministra la intensidad necesaria para el amplificador, disponiendo de dos salidas y produce una atenuación de 4 dB. La toma de usuario será la referencia 85164, modelo BIF-01S que tiene una atenuación de 0,5 dB para TV. Con estas atenuaciones, hay canales que sobrepasan el límite de 80 dBpv, por lo que es necesario actuar sobre los reguladores del amplificador para que introduzcan la disminución de ganancia necesaria, de forma que el canal que tiene más nivel (C-41) no sobrepase los 80 dB en la toma de usuario. Una imagen de este tipo de amplificador se mostró en la figura 2.4 e). La instalación quedaría de la forma indicada en la figura 4.14.
• ALCAD Amplificador para mástil, modelo AM-407 con una figura de ruido de 5 dB en VHF y 5,5 dB en UHF como máximo, y con regulación de ganancia de 16 dB en UHF y 22 dB en FM y VHF
Los niveles de señal a su entrada para una imagen excelente (ver figura 4.1) deben ser de: VHF = 53 dBµv; UHF = 53,5 dBuv Como en VHF tenemos 45 dBuv, la ganancia de la antena ha de ser de: GA = 53 dBuv - 45 dBuv = 8 dB El modelo BT-756 es una antena de 7 elementos que tiene de ganancia 9,8 dB para los canales 5 al 12 del CCIR. En UHF, en el peor de los casos tenemos: GA= 53,5 dBuv - 38 dBuv = 15,5 dB El modelo MX-075 es una antena de 48 elementos que tiene de ganancia 17 dB para los canales 21 al 69 del CCIR. Según las antenas elegidas, los niveles de señal a las entradas del amplificador serán (sin tener en cuenta la diferencia de ganancia de la antena con la frecuencia para facilitar el cálculo): a) b) c) d) e) f) g)
Canal 6 (B-III): 45 dBuv + 9,8 dB = 54,8 dBuv Canal 23 (B-IV): 39 dBuv +17 dB = 56 dBuv Canal 30 (B-IV): 41 dBuv + 17 dB = 58 dBuv Canal 33 (B-IV): 40 dBuv +17 dB = 57 dBuv Canal 36 (B-IV): 40 dBuv + 17 dB = 57 dBuv Canal 39 (B-V): 41 dBuv + 1 7 dB = 58 dBuv Canal 41 (B-V): 42 dBuv + 17 dB = 59 dBuv
h) Canal 57 (B-V): 39 dBuv + 1 7 dB = 56 dBuv Como la ganancia del amplificador es: FM = 26 dB; B-III = 26 dB; UHF = 38 dB, (que al tener que amplificar 7 canales, se produce una reducción de ganancia de 5,5 dB, según vimos en la tabla I del capítulo 2, por lo que realmente tenemos 32,5 dB de ganancia). tendremos a la salida del amplificador un nivel de señal de: § § § § § § § §
Canal 6 (B-III): 54,8 dBuv + 26 dB = 80 dBuv Canal 23 (B-IV): 56 dBuv + 32,5 dB = 88,5 dBpv Canal 30 (B-IV): 58 dBuv + 32,5 dB = 90,5 dBuv Canal 33 (B-IV): 57 dBuv + 32,5 dB = 89,5 dBpv Canal 36 (B-IV): 57 dBuv + 32,5 dB = 89,5 dBuv Canal 39 (B-V): 58 dBpv + 32,5 dB = 90,5 dBpv Canal 41 (B-V): 59 dBuv + 32,5 dB = 91,5 dBpv Canal 57 (B-V): 56 dBpv + 32,5 dB = 88,5 dBuv
La atenuación en cada banda de frecuencias del cable es la siguiente:
Cable CE-572
FM 6
Atenuación en dB/100 m B-III B-IV 10 12,3
B-V 17,4
Restándole la atenuación del cable, de referencia CE-752 que es de (suponiendo 15 m de cable) 1,5 dB en B-III, 1,845 dB para B-IV y 2,61 dB para B-V, resulta un nivel de señal al final del cable de: § § § § § § § §
Canal 6 (B-III): 80 dBpv - 1,5 dB = 78,5 dBpv Canal 23 (B-IV): 88,5 dBpv - 1,845 dB = 86,655 dBpv Canal 30 (B-IV): 90,5 dBpv - 1,845 dB = 88,655 dBpv Canal 33 (B-IV): 89,5 dBpv - 1,845 dB = 87,655 dBpv Canal 36 (B-IV): 89,5 dBpv - 1,845 dB = 87,655 dBpv Canal 39 (B-V): 90,5 dBpv - 2,6l dB = 87,89 dBpv Canal 41 (B-V): 91,5 dBpv - 2,61 dB = 88,89 dBpv Canal 57 (B-V): 88,5 dBpv - 2,61 dB = 85,89 dBpv
La fuente de alimentación adecuada es la de referencia AL-100, que suministra la intensidad necesaria para el amplificador, disponiendo de dos salidas. La toma de usuario será la referencia 85164, modelo BS-112 que tiene una atenuación de 1 dB para TV. Con estos elementos, los canales de UHF sobrepasan el límite de 80 dBpv, por lo que es necesario actuar sobre los reguladores del amplificador para que introduzcan la disminución de ganancia necesaria, de forma que el canal que tiene más nivel (C-41) no sobrepase los 80 dB en la toma de usuario. La instalación quedaría de la forma indicada en la figura 4.15.
• FRACARRO Amplificador para mástil, modelo EM2/L3U con una figura de ruido de 3,5 dB en VHF y 4 dB en UHF como máximo, y sin atenuadores. Los niveles de señal a su entrada para una imagen excelente (ver figura 4.1) deben ser de: VHF = 51 dBuv;
UHF = 52 dBuv
Como en VHF tenemos 45 dBuv, la ganancia de la antena ha de ser de: GA = 51 dBuv - 45 dBpv = 6 dB La referencia 6E512-F es una antena de ganancia 7 dB para el canal 6 del CCIR. En UHF, en el peor de los casos, tenemos: GA = 52 dBuv - 38 dBpv = 14 dB El modelo BLU-920F es una antena con ganancia de 18 dB para los canales 21 al 69 del CCIR. Según las antenas elegidas, los niveles de señal a las entradas del amplificador serán (sin tener en cuenta la diferencia de ganancia de la antena con la frecuencia para facilitar el cálculo): o o o o o o o o
Canal 6 (B-III): 45 dBpv + 7 dB = 52 dBpv Canal 23 (B-IV): 39 dBpv + 18 dB = 57 dBpv Canal 30 (B-IV): 41 dBpv + 18 dB = 59 dBpv Canal 33 (B-IV): 40 dBpv + 18 dB = 58 dBpv Canal 36 (B-IV): 40 dBpv + 18 dB = 58 dBpv Canal 39 (B-V): 41 dBpv + 18 dB = 59 dBpv Canal 41 (B-V): 42 dBpv + 18 dB = 60 dBpv Canal 57 (B-V): 39 dBpv + 18 dB = 57 dBpv
Como la ganancia del amplificador es:
FM = 27 dB; B-III = 28 dB; UHF = 22 dB, (que al tener que amplificar 7 canales, se produce una reducción de ganancia de 5,5 dB, según vimos en la tabla I del capítulo 2, por lo que realmente tenemos 16,5 dB de ganancia). tendremos a la salida del amplificador un nivel de señal de: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Canal 6 (B-III): 52 dBpv +27 dB = 79 dBpv Canal 23 (B-IV): 57 dBpv + 16,5 dB = 73,5 dBpv Canal 30 (B-IV): 59 dBpv + 16,5 dB = 75,5 dBpv Canal 33 (B-IV): 58 dBpv + 16,5 dB = 76,5 dBpv Canal 36 (B-IV): 58 dBpv + 16,5 dB = 76,5 dBpv Canal 39 (B-V): 59 dBpv + 16,5 dB = 77,5 dBpv Canal 41 (B-V): 60 dBpv + 16,5 dB = 76,5 dBpv Canal 57 (B-V): 57 dBpv + 16,5 dB = 73,5 dBpv
La atenuación en cada banda de frecuencias del cable es la siguiente: Cable SAT-423N
FM 6
Atenuación en dB/100 m B-III B-IV 9 13,7
B-V 20,3
Restándole la atenuación del cable, de referencia SAT-423N que es de (suponiendo 15m de cable) 1,35 dB en B-III, 2,05 dB para B-IV y 3,04 dB para B-V, resulta un nivel de señal al final del cable de: · · · · · · · ·
Canal 6 (B-III): 79 dBpv - 1,35 dB = 77,65 dBpv Canal 23 (B-IV): 73,5 dBpv - 2,05 dB = 71,45 dBpv Canal 30 (B-IV): 75,5 dBpv - 2,05 dB = 73,45 dBpv Canal 33 (B-IV): 76,5 dBpv - 2,05 dB = 74,45 dBpv Canal 36 (B-IV): 76,5 dBpv - 2,05 dB = 74,45 dBpv Canal 39 (B-V): 77,5 dBpv - 3,04 dB = 74,46 dBpv Canal 41 (B-V): 76,5 dBpv - 3,04 dB - 73,46 dBpv Canal 57 (B-V): 73,5 dBpv - 3,04 dB = 70,46 dBpv
La fuente de alimentación adecuada es la de referencia FAM-102N, que suministra la intensidad necesaria para el amplificador, disponiendo de dos salidas. La toma de usuario será la referencia 85164, modelo PR-100 que tiene una atenuación de 3 dB para TV. Con estos elementos, todos los canales tienen niveles adecuados de señal, por lo que no es necesario hacer mas nada. La instalación quedaría de la forma indicada en la figura 4.16.
Se ha pretendido utilizar el ejemplo con elementos de varios fabricantes muy conocidos. Hay que disponer del catálogo de cada uno de ellos. Se pueden utilizar combinaciones de elementos de los distintos fabricantes, esto es función del diseñador/instalador. Se puede escoger las antenas de un fabricante, los amplificadores de otro, el cable de otro, etc. En la práctica actual, la señal de VHF en Banda III no se recibe prácticamente en ningún sitio, por lo que dicha antena se eliminaría. Sin embargo se podría recibir la señal de radio digital DAB, con lo que habría que elegir un amplificador de mástil que disponga de dicha entrada. Todos los amplificadores para mástil que hemos visto, son de banda ancha en UHF, lo que implica que también amplifican la señal de televisión digital terrestre (TDT), siempre que los niveles de señal que lleguen a la antena sean los adecuados.
4.6. INSTALACIÓN DE ANTENA INDIVIDUAL CON VARIAS TOMAS DE USUARIO En las instalaciones de antena individuales al colocar más de una toma de usuario se suele utilizar la conexión indicada en la figura 4.17.
En estos casos, al conectar la fuente de alimentación para que funcione el amplificador, habrá una tensión continua por las tomas de usuario; si las tomas de usuario dejan pasar la c.c. hasta el amplificador, la instalación funcionará; en caso contrario no funcionará. Pero existe otro caso peor, si conectamos algún receptor de TV a una toma de usuario en lugar de a la salida de la fuente de alimentación, la entrada de antena del TV cortocircuitará la fuente de alimentación y la instalación no funcionará. En el caso de que la primera toma de usuario (la más cercana al amplificador), sea la que lleva conectada la fuente de alimentación, en una instalación ya existente, se debe recurrir a poner un condensador cerámico en la conexión del cable de antena, tal y como se muestra en la figura 4.18.
En el caso de que la fuente de alimentación esté conectada a otra toma que no sea la primera, entonces las tomas de usuario más cercanas al amplificador deben dejar pasar la c.c. Si conectamos algún receptor de TV a esas tomas, ha de ser mediante un prolongador-conector que elimina la c.c. hacia la entrada de antena del receptor de TV, según se muestra en la figura 4.19.
Todos estos casos se pueden evitar haciendo que la fuente de alimentación esté conectada al comienzo de toda, como se muestra en la figura 4.20.
Ante una instalación ya existente, habrá que estudiarla para encontrar la solución más óptima a los problemas que surjan.
Ante una instalación nueva, conviene plantear una distribución de señal sencilla, del tipo de antenas colectivas, situando la fuente de alimentación al lado del amplificador si es posible, y si no colocarla en el primer lugar bajo cubierto de la vivienda antes de la primera toma de usuario. En el capítulo 8 encontramos algunos ejemplos de instalaciones.
Siendo: a) F: Figura de ruido del amplificador o preamplificador. b) SEA: señal a la entrada del amplificador.
c) d) e) f) g) h)
SAD: señal de entrada dada por una antena dipolo para el canal más débil. GVHF: ganancia mínima de la antena de VHF. GUHF: ganancia mínima de la antena de UHF. GAV: ganancia de la antena de VHF utilizada. GAU: ganancia de la antena de UHF utilizada. Ac: atenuación del cable antena-amplificador (normalmente se desprecia).
NOTA 1: o o
El amplificador será con regulación separada de atenuación por banda. Si hay ecualización completa, no es necesaria esta separación en el amplificador. Si no llega ninguna señal por la banda III, la antena será sólo para las bandas IV y V.
Con este organigrama, se determinan los siguientes elementos: · · · ·
Antenas. Amplificador. Cable. Tomas de usuario.
Es decir, los elementos de tipo electrónico necesarios, pero faltan por elegir otros elementos para hacer la instalación, que son los elementos mecánicos como son: a) El mástil (tubos necesarios y diámetro del tubo). b) Cable de vientos si es necesario. • Tensores para los vientos. • Bridas para sujetar el cable y la pieza de vientos. • Garras para enganchar el cable de los vientos.
• Garras para sujetar el mástil (según el lugar de colocación). • Etc. Todos estos elementos que son necesarios para montar las antenas en el lugar adecuado de la vivienda, y los más significativos se encuentran expuestos al final del capítulo 1. De esta forma tendremos todos los elementos necesarios para la correcta instalación de la antena. Hay que destacar que el mástil habrá que calcularlo para saber el tipo de tubos que hemos de elegir y si son necesarios los cables de vientos o no. El cálculo del mástil se estudió en el capítulo 1.
5 INSTALACIÓN DE ANTENAS COLECTIVAS 5.1. INTRODUCCIÓN En este capítulo vamos a estudiar la forma de calcular una instalación para una vivienda unifamiliar con tomas de usuario en todas las habitaciones, así como analizar los elementos que se utilizan en las instalaciones colectivas que han de cumplir con la ICT, y por tanto, hay que llevar a cabo lo indicado en el Proyecto Técnico elaborado por un Ingeniero Técnico o Ingeniero de Telecomunicaciones. En una instalación colectiva (Centralizada) de antena, la señal recibida de un único SISTEMA DE RECEPCIÓN se envía a todos los usuarios por medio de una RED para servicios de RTV (radio y televisión). Una instalación centralizaba de antena puede ser esquematizada como en la figura 5.1.
También podemos utilizarla en instalación individual con varias tomas de usuario. Podemos observar los distintos elementos que componen una instalación colectiva, que se
definen de la siguiente forma: a) Conjunto de elementos de captación de señales: Es el conjunto de elementos encargados de recibir las señales de radiodifusión sonora y televisión procedentes de emisiones terrenales y de satélite. Los conjuntos captadores de señales, estarán compuestos por las antenas, mástiles, torretas y demás sistemas de sujeción necesarios, en unos casos, para la recepción de las señales de radiodifusión sonora y de televisión procedentes de emisiones terrenales, y en otros, para las procedentes de satélite. Asimismo, formarán parte del conjunto captador de señales, todos aquellos elementos activos o pasivos encargados de adecuar las señales para ser entregadas al equipamiento de cabecera de forma óptima, como son filtros, preamplificadores, etc. b) Equipamiento de cabecera: Es el conjunto de dispositivos encargados de recibir las señales provenientes de los diferentes conjuntos captadores de señales de radiodifusión sonora y televisión y adecuarlas para su distribución al usuario en las condiciones de calidad y cantidad deseadas; se encargará de entregar el conjunto de señales a la red de distribución. Habrá al menos dos líneas de bajada independientes para cumplir con ICT. c) Red: Es el conjunto de elementos necesarios para asegurar la distribución de las señales desde el equipo de cabecera hasta las tomas de usuario. En el sistema convencional (figura 5.1.a), corresponde a lo que se denominaba «red de distribución», sin embargo, en el sistema nuevo que debe cumplir la normativa sobre ICT, esta red se estructura en tres tramos.- RED DE DISTRIBUCIÓN, RED DE DISPERSIÓN y RED INTERIOR DE USUARIO (o red privada de usuario), con dos puntos de referencia: PUNTO DE ACCESO AL USUARIO (PAU) y TOMA DE USUARIO (BAT •Base de Acceso de Terminal-). d) Red de distribución: Parte de la red que enlaza el equipo de cabecera con la red de dispersión. Comienza a la salida del dispositivo de mezcla que agrupa las señales procedentes de los diferentes conjuntos de elementos de captación y adaptación de emisiones de radiodifusión sonora y televisión, y finaliza en los elementos que permiten la segregación de las señales a la red de dispersión (típicamente derivadores). e) Red de dispersión: Parte de la red que enlaza la red de distribución con la red interior de usuario. Comienza típicamente en los derivado-res que proporcionan la señal procedente de la red de distribución, y finaliza en los puntos de acceso al usuario. f) Red interior de usuario: Parte de la red que, enlazando con la red de dispersión en el punto de acceso al usuario, permite la distribución de las señales en el interior de los domicilios o locales de los usuarios. g) Punto de acceso al usuario (PAU): Es el elemento en el que comienza la red interior del domicilio del usuario, permitiendo la delimitación de responsabilidades en cuanto al origen, localización y reparación de averías. Se ubicará en el interior del domicilio del usuario y permitirá a éste, la selección del cable de la red de dispersión que desee de entre los dos que como mínimo deben llegar al PAU. h) Toma de usuario (Base de acceso de terminal): Es el dispositivo que permite la conexión a la red de los equipos de usuario para acceder a los diferentes servicios que ésta proporciona. En este capítulo vamos a analizar las características que debe tener una instalación centralizada, y a diseñar y calcular los datos de las instalaciones básicas utilizadas en viviendas unifamiliares como instalación individual con varias tomas de usuario. El resto de instalaciones requiere Proyecto técnico y sale fuera del alcance de este libro. Al mismo tiempo se tomarán las medidas necesarias para
adaptarse a la ICT. Cuando el número de tomas de usuario en el edificio o la vivienda es superior a 3 ó 4 (siempre que no sea obligatoria la instalación de ICT), se recomienda realizar una instalación de antena colectiva siguiendo el modelo de la figura 5.1.a). Además de la antena y el amplificador, los demás elementos que se utilizan en la instalación colectiva se estudiaron en el capítulo 3. El motivo fundamental de instalar una antena colectiva viene determinado en primer lugar por un aspecto estético, ya que los tejados o azoteas de los edificios podían estar llenos de antenas, una para cada vivienda, y eso puede suponer en edificios medianos o grandes un caos entre mástiles, antenas y cables de vientos de las antenas. Pero hay otro aspecto importante que es la seguridad, pues los mástiles en las instalaciones individuales no suelen estar adecuadamente calculados y la acción del viento puede derribarlos. En este capítulo se pretende diseñar la instalación y calcularla para una vivienda y un número de tomas de usuario determinadas, partiendo del nivel de señal que llega a la antena, medido con un medidor de campo, y utilizando una antena dipolo. El cálculo y elección de las antenas es similar al de las antenas individuales, y se especificarán las diferencias de cálculo en el momento oportuno. Los niveles de señal en la toma de usuario son los estudiados en el capítulo anterior.
5.2.
AMPLIFICADORES PARA INSTALACIONES DE ANTENAS COLECTIVAS
Los amplificadores básicos utilizados en las instalaciones de antenas colectivas, fueron estudiados en el capítulo 2. Además, en caso necesario, se utilizan los elementos fabricados para mástil en instalaciones individuales. Los modelos para instalaciones colectivas son: · ·
Amplificadores monocanal. Centrales amplificadoras.
Hay que indicar que estos amplificadores también se pueden utilizar en las instalaciones individuales con varias tomas de usuario, pero no es usual. ·
Amplificadores monocanal. Estos amplificadores que ya fueron estudiados en el capítulo 2, forman «sistemas amplificadores» con otros elementos.
El sistema amplificador o cabecera, estará constituido por los siguientes elementos: ·
Fuente de alimentación. Se encarga de proporcionar la tensión e intensidad continua a los elementos activos de la instalación. Puede haber más de una en paralelo, dependiendo del número de amplificadores u otros módulos conectados.
·
Amplificadores monocanal. Se encargan de amplificar cada canal de entrada al equipo de captación (antenas). Habrá uno por cada canal que se deba amplificar.
·
Filtros de canal. Se utilizan en el caso de que no sea necesario amplificar un canal; están en el mismo formato que los amplificadores y tienen muy poca ganancia. Estos elementos no son muy usuales y no todos los fabricantes disponen de ellos.
·
Conversares de canal. Se utilizan cuando es necesario cambiar uno de los canales de entrada por ser incompatible con otro que se distribuye o por tener la instalación mucha atenuación a ese canal concreto. En el apéndice II se muestra una tabla con los canales incompatibles.
·
Módulos de potencia. Son amplificadores de banda ancha, y se utilizan cuando es necesaria más potencia (ganancia) de la que suministran los amplificadores monocanal directos.
·
Moduladores. Se utilizan cuando queremos introducir una señal de vídeo + audio por un canal de televisión.
Cada conjunto irá montado en su pletina de soporte y con los conectores adecuados, incluidas las cargas de adaptación de impedancias (Zo) en los lugares adecuados. ·
Centrales amplificadoras. Las centrales amplificadoras son una buena solución para montar un «sistema amplificador» siempre que los canales recibidos por cada banda tengan amplitudes similares; en caso contrario son necesarios filtros, preamplificadores, ecualizadores, etc., y el diseño del «sistema amplificador» se hace más complicado y de mayor costo. Para estos casos interesa montar el sistema amplificador con amplificadores monocanal.
El sistema amplificador con centrales amplificadoras estará compuesto por los siguientes elementos: 1. Central amplificadora. Es el elemento amplificador. Lleva incorporada la fuente de alimentación y un determinado número de entradas dependiendo del modelo y del fabricante. Tiene una regulación de nivel por cada banda y se ajusta con un atornillador. En las centrales amplificadoras, hay que tener en cuenta que cuando el número de canales de entrada es superior a 1, se produce una reducción del nivel de señal en relación con el número de canales por amplificar. 2. Ecualizadores de canal. Se utilizan en instalaciones en las que se reciben varios canales (2, 3, 4,...) de UHF por una misma antena con niveles de señal distintos, permitiendo equilibrar las señales recibidas de distinto nivel. Su diagrama interno básico se mostró en la figura 3.12 d). 3. Ecualizador-mezclador de canales. Se utilizan en instalaciones en las que se reciben varios canales de UHF por distintas antenas, y se desean amplificar por la Central amplificadora. Su diagrama básico interno se muestra en la figura 5.2. 4. Conversares de canal. Su utilización es igual que en el caso de los amplificadores monocanal. 5. Filtros de canal. Se utilizan cuando se recibe un solo canal por alguna banda de recepción, permitiendo la eliminación de todas las señales interferentes fuera del canal deseado y que pueden haber sido captadas por la antena.
El sistema amplificador estará formado por la fuente de alimentación y tantos amplificadores monocanal como canales se reciben (actualmente al menos 8 canales de TV), ordenados de forma concreta según se estudió en el capítulo 2. Ocasionalmente podrá encontrarse un conversor de canal por tener canales incompatibles (ver apéndice II), por tener algún canal muy alto de UHF y producir mucha atenuación en el cable coaxial bajada, o cuando la instalación colectiva está situada muy cerca de la emisora y, debido a la alta intensidad de campo electromagnético, el receptor puede captar las señales por otro medio, produciendo una segunda imagen en la pantalla (ecos), que puede evitarse usando un conversor. Al convertir, hay que tener en cuenta que es necesario dejar libre un canal intermedio en VHF y cuatro canales en UHF. Se recomienda no usar conversor más que en casos excepcionales. La figura 5.3 muestra un ejemplo de un sistema amplificador para 5 canales de entrada de TV más FM, utilizando amplificadores monocanal del tipo autodesmezcla «Z» a la entada y automezcla «Z» a la salida, que son los más modernos.
En ella podemos observar que los canales de los amplificadores están ordenados de izquierda a derecha de menor a mayor frecuencia; el orden puede ser el contrario, y lo fija el fabricante. Si una de las dos salidas no se utiliza, se cierra con Zo.
5.4. DISEÑO DEL SISTEMA AMPLIFICADOR UTILIZANDO CENTRALES AMPLIFICADORAS Utilizar centrales amplificadoras para montar el sistema amplificador, es generalmente más complicado en instalaciones grandes que con amplificadores monocanal, ya que necesitará montar filtros, ecualizadores, etc., y de la forma más adecuada. El caso más sencillo es el que las señales que entran por cada banda están ecualizadas (tienen niveles de señal similares). Éste sería el caso del diagrama mostrado en la figura 5.4. Por desgracia éste es el único montaje que algunas empresas instaladoras “sobre todo en las localidades no muy grandes” utilizan, con consecuentes resultados catastróficos para los inquilinos de las viviendas, y a veces incluso mal instaladas.
Otro caso muy general es cuando se reciben como máximo 3 canales de UHF no ecualizados y el resto están ecualizados; es este caso es necesario disponer de un ecualizador de 3 canales en la entrada UHF, como se indica en la figura 5.5.
Cuando a la entrada de UHF pudieran captarse por la antena algún canal no deseado, se colocará un filtro para eliminarlo, como se indica en la figura 5.6.
Éstos son algunos de los casos más sencillos y generales. Lógicamente existen casos más complicados incluyendo varias antenas de UHF y mezcladores-ecualizadores. Cada caso particular es un problema a resolver, y habrá que buscar la solución óptima. En el capítulo 8 encontramos algunos ejemplos.
5.5. DISEÑO Y CÁLCULO DE LA DISTRIBUCIÓN DE SEÑAL Lo primero que hemos de hacer en una instalación es el diseño de la misma. Este, a ser posible, ha de ser simétrico, para evitarnos tener que calcular muchas tomas de usuario al diseñar la instalación. Para ello, hemos deconocer: a) b) c) d)
Canales que se van a recibir. Nivel de señal de cada uno de los canales que se reciben. Lugar de montaje de los amplificadores y de las antenas. Número de tomas de usuario y situación de las mismas.
El diseño de reparto de señal se puede hacer de las siguientes formas: · · ·
Diseño con distribuidores (diseño en estrella). Diseño con derivadores de 2 ó 4 salidas. Diseño combinado distribuidor-derivador.
En España no se permite un diseño con tomas de usuario en cascada en viviendas distintas (si dentro de una misma vivienda). El desacoplo/atenuación entre dos tomas de usuario distintas ha de ser >38 dB para las frecuencias de 47 a 300 MHz, >30 dB desde 300 a 862 MHz y >20 dB desde 950 a 2150 MHz (satélite). No puede haber canales incompatibles. Este efecto de desacoplo se muestra en la figura 5.7.
En caso de derivadores, distribuidores o tomas de usuario construidas con elementos resistivos o inductivos, la atenuación directa Ad es igual a la atenuación inversa Ai. Sin embargo, en el caso de derivadores, distribuidores o tomas de usuario de tipo inductivo, Ai > Ad. La atenuación directa es la atenuación en derivación o prolongación según se utilicen los elementos. La atenuación inversa viene expresamente indicada en caso de ser distinta de la atenuación directa.
5.5.1. Diseño con distribuidores (diseño en estrella) Consiste en utilizar un distribuidor detrás de otro hasta llegar a las tomas de usuario. Un ejemplo de este tipo se puede ver en la figura 5.8.
En este caso, todas las tomas de usuario tienen el mismo nivel de señal, excepto las diferencias de atenuación producidas por la diferente longitud del cable entre el distribuidor y las distintas tomas de usuario. Las tomas de usuario en el caso a) serán del tipo con la menor atenuación posible, siempre cumpliendo los desacoplos normalizados entre distintas tomas. Para el cálculo de la atenuación de la distribución de la figura 5.8.a), supongamos que las atenuaciones de cada uno de los elementos que forman parte de la instalación son los indicados en la tabla I. Calculemos la toma de usuario que más longitud de cable necesita; supongamos que son 50 m.
Si queremos 60 dBµV como mínimo en las tomas de usuario (en FM se necesitan sólo 40 dBµV y en FI 45 dBµv), necesitamos a la salida del sistema amplificador los siguientes niveles de señal: SSA = SU + AT Señal a la salida del amplificador = Señal en toma usuario + atenuación de distribución. 6. 7. 8. 9. 10.
FM: B-III: B-IV: B-V: FI:
40 dBµv + 24,55 dB = 64,55 dBµv 60 dBµv + 25,6 dB = 85,6 dBµv. 60 dBµv + 28,1 dB = 88,1 dBµv. 60 dBµv + 30,3 dB = 90,3 dBµv. 45 dBnv + 40,2 dB = 85,2 dBµv
La ganancia del amplificador dependerá del nivel de señal de entrada a la antena y de la ganancia de la misma, que será estudiado más adelante. El desacoplo/atenuación entre tomas de distinto usuario es la suma de la atenuación de los 30 m (se ha supuesto la longitud de cable entre 2 tomas de usuario de distinto usuario) de cable, más el desacoplo/atenuación entre dos tomas de salida del distribuidor de 10 salidas más el desacoplo/atenuación de las tomas de usuario. El distribuidor elegido, tiene un desacoplo de 6 dB en todas las bandas. El desacoplo en cada una de las bandas será: 1. FM: 3,05 dB + 6 dB + 21,5 • 2 dB = 52,05 dB (mayor de los 38 dB exigidos). 2. B-IIL 4,1 dB + 6 dB + 12 • 2 dB = 34,1 dB (menor de los 38 dB exigidos). Poniendo una toma de usuario con 2 dB más de atenuación en esta banda, es suficiente. 3. B-IV: 6,6 dB + 6 dB + 12 • 2 dB = 36,6 dB (mayor de los 30 dB exigidos). 4. B-V: 8,8 dB + 6 dB + 12 • 2 dB = 38,8 dB (mayor de los 30 dB exigidos). Por tanto, la distribución realizada con los componentes elegidos cumple la normativa vigente de ICT.
En caso de hacer la distribución con distribuidores de otros fabricantes, la forma de hacerlo y los resultados obtenidos son similares. 5.5.2.
Diseño con derivadores de 2 o 4 direcciones
Consiste en utilizar una línea de distribución principal que desciende ver-ticalmente a lo largo de las diversas plantas de la vivienda, realizándose la distribución dentro de cada planta a las distintas viviendas de la misma según se muestra en la figura 5.9.
Con el fin de compensar en cada caja derivadora las pérdidas por la diferencia de longitud del cable, según la planta en que vayan situadas, son de distintos tipos, con distintas atenuaciones en derivación y de paso. (Los conceptos de atenuación en derivación y de paso se estudiaron en el capítulo 3). Supongamos el caso de una instalación para 48 tomas de usuario utilizando derivadores de 4 direcciones, como se muestra en la figura 5.10.
Algunos fabricantes suministran gráficas con derivadores, similares al mostrado en la figura 5.11, así podemos conocer la posición de cada derivador en la instalación.
5.5.3.
Diseño combinado distribuidor-derivador-tomas
Para realizar una distribución de señal en una edificación, en general hay que utilizar una combinación de los elementos disponibles, distribuidores, derivadores y tomas de usuario de paso y finales. La distribución depende del tipo de edificación, del número de tomas de usuario por cada vivienda, etc. Se debe hacer una distribución lo más «simétrica» posible, para no tener muchas diferencias de nivel de señal entre distintas tomas de usuario. El colocar tomas de usuario en cascada, tiene el inconveniente de que la atenuación es mayor que en otros casos, pero tiene la ventaja en general de ser más económico.
Existen algunos modelos de diseños que se pueden tomar como referencia, pero hay que tener en cuenta que cada instalación es muy particular y se deben buscar las soluciones óptimas y escoger una de ellas que puede ser la más económica, siempre cumpliendo los requisitos de calidad.
Diseño 1.- Combinación de distribuidor y derivadores con tomas de usuario finales Este se muestra en la figura 5.12.
En este tipo de distribución se suele colocar un derivador por planta/vivienda del edificio, y se colocará en el pasillo central de la escalera (el lugar idóneo dependerá del edificio). Es una de las distribuciones más usuales que se utilizan.
Diseño 2.- Distribución de señal con derivadores y tomas de paso Este tipo de distribución se muestra en la figura 5.13.
Esta instalación también es muy utilizada. Tiene más atenuación que la anterior, pero es más económica. Si el amplificador tiene suficiente ganancia para solucionar la distribución con este diseño, es más ventajoso por ser más económico con la misma calidad del diseño anterior.
Diseño 3.- Distribución de señal con derivadores y distribuidores. Este modelo se muestra en la figura 5.14.
Este tipo de distribución tiene una atenuación similar al diseño 1 (algo menor) y resulta además algo más económica, aunque de mayor costo que el caso del diseño 2. Se puede hacer un diseño combinado entre el diseño 2 y el 3, pero los resultados pueden predecirse: atenuación y coste similar al diseño 3. Cualquier diseño es válido si es simétrico (o casi simétrico) respecto a los niveles de señal, ya que analizando la toma más desfavorable y la más favorable (normalmente se sabe cuáles son), las demás tomas quedan incluidas en los márgenes normalizados, si se han elegido los elementos recomendados por el fabricante en cuestión. En general, se recomienda realizar 2 ó 3 diseños y escoger el más adecuado al caso en consideración.
5.6. RELACIÓN SEÑAL/RUIDO EN LAS TOMAS DE USUARIO Cuando en una instalación hay bastante atenuación desde el amplificador de antena hasta la toma de usuario, tal y como sucede en las instalaciones con varias tomas de usuario y de antena colectiva, no podemos utilizar los cálculos que se utilizaron en el capítulo anterior del nivel de señal necesaria a la entrada del amplificador para una relación portadora/ruido (C/N) determinada, ya que sólo son válidas para las instalaciones de antena individual. Para las instalaciones con varias tomas de usuario y pequeñas colectivas, a la figura de ruido del amplificador le vamos a sumar 4 dB por efecto de las pérdidas de la red de distribución. El cálculo exacto queda fuera del alcance de este libro. Así, la relación portadora/ruido (C/N) del conjunto será la indicada en la expresión [5.1]: C/N = SA – Na –Ft Siendo:
· · · ·
[5.1]
C/N: relación portadora/ruido del conjunto en dB. SA: nivel de señal a la salida de la antena en dBuv. Na: ruido térmico generado por la antena en dBuv. Ft: figura de ruido total de la instalación en dB = Famplif. + 4 dB.
Ejemplo 1 Una instalación de antena colectiva con una atenuación del cable de bajada desde la antena hasta el amplificador de 1.5 dB, un amplificador de figura de ruido 9 dB y ganancia 40 dB y un sistema de distribución de señal de atenuación 30 dB. Por tanto, C/N será (aplicando la expresión [5.1] y considerando el ruido térmico producido por la antena en TV analógica de 2 dBµv) de: C/N = SA - 2 dBuv - 13 dB
(13 dB = Famp + 4 dB)
Si queremos una relación C/N para obtener una imagen excelente de 46 dB como mínimo, el nivel de señal a la salida de la antena será, como mínimo:
SA = C/N + 2 dBµv + 13 dB = 46 dB + 2 dBuv + 13 dB = 61 dBµv, Por tanto, se elegirá la ganancia de la antena para tener como mínimo 61 dBµv a su salida. Este cálculo de C/N hay que repetirlo para todas las antenas de TV que se han de colocar, considerando en cada caso, el canal para el cual la instalación tenga más atenuación.
5.7. EJEMPLOS DE INSTALACIONES DE ANTENA CON VARIAS TOMAS DE USUARIO Vamos a suponer algunos ejemplos que pueden ser significativos dentro de los casos más usuales de instalaciones colectivas. Se diseñará y calculará el sistema amplificador, antenas y distribución de señal. Habrá que: ·
Diseñar la distribución de señal y calcular la atenuación en la toma más desfavorable.
·
Calcular la mínima ganancia de antena para tener, en la toma más desfavorable, 60 dBµv en TV analógica (es suficiente con 57 dBuv) y una relación portadora/ruido en dicha toma a46 dB (43 dB es lo mínimo exigido por la Norma ICT) en todas las bandas de TV que lleven antena.
·
Elegir la antena y amplificador adecuados según los cálculos de los puntos 1 y 2 disponibles en catálogo.
·
Calcular el nivel mínimo de señal en la toma más desfavorable y el máximo en la más favorable con los elementos elegidos en el punto 3, y que cumplan los requisitos exigibles por la normativa.
·
Calcular el desacoplo entre las tomas de usuario más desfavorables (con menos desacoplo) y comprobar que cumple la norma vigente.
·
Establecer los requerimientos mecánicos de la instalación, amplificadores y antenas.
Ejemplo 2 Se desea realizar una instalación de antena para una vivienda unifamiliar de 3 plantas. En cada planta hay 4 tomas de usuario (al Final se propone el diseño para cumplir con ITC). Los niveles de señal medidos con un medidor de campo y usando una antena dipolo son:
TV: C-23: 55 dBµv C-30: 51 dBµv C-33: 50 dBµv C-36: 50 dBµv C-39: 52 dBµv C-41:53.dBµv C-53:49dBµv C-57: 48 dBµv TDT: C-66 a 69
• Todas las señales proceden del mismo sentido. • Considerar 4 m de cable entre planta y planta, 10 m de derivador a toma, y 5 m si en el diseño se incluyen tomas intermedias.
FM;
88,7 MHz: 76 dBv. 96,6 MHz: 70 dBµv. 101,3 MHz: 70 dBµv.
95,1 MHz: 74 dBµv. 97,5 MHZ: 70 dBµV. 102,3 MHz: 75 dBµv.
95,7 MHz: 77 dBµv. 98,3 MHZ: 90 dBµV. 106,5 MHz: 65 dBµv.
En este caso, no entran combinaciones de canales incompatibles (ver apéndice II); por tanto, no hay que tener precauciones especiales. Consideremos la distribución de señal de la figura 5.15.
La distribución indicada en la figura 5.15 es simétrica y es la más económica. También es una de las instalaciones con el menor número de elementos. En caso de ser una instalación más grande y compleja, en la figura 5.15 b podríamos tener problemas de ganancia del sistema amplificador y habría que cambiar la distribución a otra con menor atenuación; por ejemplo, los tipos indicados en las figuras 5.8 y 5.14. El cálculo de atenuaciones y ejemplos figuran en el CD-ROM.
6 INSTALACIÓN DE ANTENAS PARABÓLICAS 6.1.
INTRODUCCIÓN
La idea de la transmisión vía satélite comenzó en 1945 con el científico norteamericano Arthur C. Clarke. Hace unos años, la única idea que muchas personas tenían de la transmisión vía satélite era la aparición en TV de antenas parabólicas muy grandes apuntando hacia el cielo, pero día a día hemos visto más antenas, hemos tenido noticias de más satélites y de más potencia, las antenas han disminuido de tamaño, y en la actualidad en que se dispone de satélites de alta potencia se ha llegado a tener antenas de sólo 60 cm de diámetro que se suelen ver instaladas en gran número. La televisión vía satélite nos permite recibir muchos canales, en varios idiomas, en nuestro receptor de TV. Se puede proceder a la instalación de nuestro propio equipo doméstico conociendo sólo unos cuantos detalles, sin ser expertos en el tema, claro que el desconocimiento y los instaladores aprovechados hacen que a veces la instalación resulte más cara de lo necesario.
En este capítulo estudiaremos lo más fundamental sobre los satélites y aprenderemos a realizar una instalación de una antena individual.
6.2.
SATÉLITES GEOESTACIONARIOS
Un satélite geoestacionario es un satélite artificial, colocado a una determinada distancia de la superficie terrestre (concretamente del Ecuador) y a la misma velocidad de rotación que la Tierra (una vuelta en 24 horas), de forma que permanece estacionario con respecto al mismo punto de la Tierra y es «visible» para bastante superficie de la misma. En la figura 6.1 se muestra este concepto.
6.2.1. Distancia del satélite a la Tierra Los satélites geoestacionarios están situados en el plano del Ecuador terrestre, por tanto están en órbita ecuatorial, y giran en el mismo sentido y a la misma velocidad angular que la Tierra (una vuelta cada día), como podemos observar en la figura 6.2.
Para cumplir este requisito, la distancia a la que se ha de colocar el satélite sobre el Ecuador de la Tierra es de 35.806 km, que es la conocida órbita de Clarke. Dicha distancia es independiente de la masa del satélite, por tanto cualquier tipo de satélite puede colocarse en dicha órbita. Lógicamente, el satélite no se deja en dicha órbita a su suerte, sino que continuamente se está controlando su posición mediante técnicas telemétricas.
6.2.2. Posición orbital de los satélites En una vuelta de la Tierra sobre sí misma (cada día), sucede que ésta queda entre el Sol y el satélite, con lo cual éste no recibe energía solar y se produce un eclipse de la Tierra hacia el satélite, que representamos en la figura 6.3.
En estos instantes, el satélite sólo depende de sus baterías internas, por tanto se hará que esto suceda a unas horas en las que haya poca emisión. El tiempo máximo que durará un eclipse es de aproximadamente 69 minutos. Debido a la inclinación del eje de la Tierra, este tiempo sólo puede aplicarse durante los equinoccios (igual duración del día y la noche), disminuyendo hacia los solsticios (día más largo o noche más larga). En general, el eclipse del satélite sólo tiene lugar durante 22 días antes y después de un equinoccio. Los eclipses comienzan con 102 minutos al día, llegan al máximo (69 minutos) en los equinoccios y van disminuyendo hasta que ya no hay eclipse. Se producen dos eclipses máximos al año que coinciden aproximadamente sobre el 21 de marzo y sobre el 22 de septiembre. Debido a esto, se hace que el satélite correspondiente a cada país, se coloque en un lugar tal que las horas de eclipse coincidan con horas de poca audiencia, es decir, de madrugada. En la figura 6.4, tenemos representadas las posiciones orbitales de los satélites correspondientes a cada país europeo, indicando las horas de sombra (eclipse) según GMT (Tiempo del Meridiano de Greenwich).
6.2.3. Bandas de frecuencias utilizadas Las frecuencias utilizadas en los satélites están comprendidas en las bandas “C” y «Ku» de microondas. Esta gama de frecuencias se muestra en la figura 6.5.
Dentro de las bandas “C” y “Ku”, para el enlace descendente se utiliza U gama de frecuencias de los 4 GHz en banda C y los 12 GHz en banda Ku. ul y como se indica en la figura 6.6.
Por poner un ejemplo de los satélites que utilizan las bandas C y Ku, tenemos:
6.2.4. Enlaces ascendente y descendente Las señales llegan al satélite desde la estación en tierra por lo que se llama “Haz ascendente” y se envían a la tierra desde el satélite por el “Haz descendente”. Para evitar interferencias entre los dos haces, las frecuencias de ambos son distintas. Las frecuencias del haz ascendente son mayores que las del haz descendente, debido a que a mayor frecuencia se produce mayor atenuación en el recorrido de la señal, y por tanto hay que transmitir con más potencia, y en tierra se dispone de ella. Para evitar que los canales próximos del haz descendente se interfieran entre sí, se utilizan polarizaciones distintas (horizontal, vertical, circular a derechas, circular a izquierdas). En la figura 6.7 se muestra un diagrama de este concepto.
En el interior del satélite, existen bloques denominados Transceptores (Transponder) que tienen como misión recibir, cambiar y transmitir las frecuencias del satélite.
6.3. SATÉLITES DE TV EN ÓRBITA GEOESTACIÓNARIA En la actualidad existen muchos satélites de TV en órbita geoestacionaria, y día a día se va incrementando su número. En http://www.satsig.net/sslist.htm encontramos una lista actualizada. De todos ellos, nos interesan los que se reciben adecuadamente en nuestro país. 6.3.1.
Satélites de TV que se reciben en España
En España se reciben varios satélites de TV, entre ellos, los más populares en la actualidad son el español HISPASAT y los satélites ASTRA europeos. Además están, entre otros: EUTELSAT, INTELSAT, TELECOM, PANAMSAT, etc. Cada satélite está situado en una posición geoestacionaria concreta, como se muestra en la figura 6.8. Ya se dispone del ASTRA 2 en posición orbital 28,2° Este y ASTRA 3 a 23,5° Este.
En el caso de los ASTRA, su posición es de 19,2° Este y para el HISPASAT es de 30° Oeste. Ambos requieren conversores de parábola distintos, lo cual implica que son necesarias dos antenas para recibir los dos satélites o bien, conversores modernos que puedan sintonizar ambas bandas de frecuencias. 6.3-2. Zonas de cobertura de los satélites La zona de cobertura de un satélite, es la superficie de la Tierra delimitada por un contorno de densidad de flujo de potencia (potencia/m2) constante, que permite obtener la calidad deseada de recepción en ausencia de interferencias. La zona de cobertura debe ser el área más pequeña que cubre la zona de servicio. La zona de cobertura se representa en los mapas como «Huella» de potencia del satélite en cuestión. La «huella» de potencia viene definida de acuerdo a la anchura del haz de la antena transmisora del satélite, como se muestra en la figura 6.9.
Como el satélite está en el Ecuador, la huella tendrá en principio forma ovoidal (forma de huevo) o no circular.
6.4. ORIENTACIÓN Y MONTAJE DE UNA ANTENA PARABÓLICA La orientación y el montaje de una antena parabólica depende del tipo concreto de antena, aunque el cálculo de los parámetros para su orientación es muy similar, y los conceptos son iguales en todos los tipos. El montaje de la antena depende del fabricante, y para ello, el propio fabricante suministra la información necesaria para realizar con éxito dicho montaje. 6.4.1. Tipos de antenas parabólicas Los tipos de antenas parabólicas más importantes que nos encontramos en instalaciones de recepción de televisión son: Ø Ø Ø Ø
Foco Primario. OFFSET. Cassegrain. Antena plana.
Este tipo de antenas tienen la característica fundamental de que las ondas que inciden en la superficie de la antena, dentro de un ángulo determinado, se reflejan e inciden en un punto denominado Foco (a excepción de la antena plana). Allí se colocará el detector correspondiente. Las dos primeras son las más usadas en recepción de TV por satélite. Examinaremos a continuación sus características principales.
a) ANTENA PARABÓLICA DE FOCO PRIMARIO O CENTRADO La superficie de la antena es un paraboloide de revolución, y el fabricante la calcula y fabrica
para tener un rendimiento alto, el mayor posible. Su forma aparece en la figura 6.10.
Se puede observar que todas las ondas que inciden paralelamente al eje principal se reflejan y van a parar al Foco. El Foco está centrado en el paraboloide. Este tipo de antena tiene un rendimiento máximo de un 60% aproximadamente; es decir, de toda la energía que llega a la superficie de la antena, el 60% llega al foco y se aprovecha, el resto no llega al foco y se pierde. Las que se suelen ver son de tamaño grande (aproximadamente de 1,2 m de diámetro en adelanté).
b) ANTENA PARABÓLICA OFFSET Este tipo de antena se obtiene recortando de grandes antenas parabólicas de forma esférica, según se muestra en la figura 6.11.
Como podemos observar en la figura 6.11b, estas antenas tienen el Foco desplazado hacia abajo, de tal forma que queda fuera de la superficie de la antena. Debido a esto, el rendimiento es algo mayor que en la de Foco Primario, y llega a ser de un 70% o algo más. El diagrama de directividad tiene forma de óvalo, como podemos observar en la figura 6.12.
Las ondas que llegan a la antena se reflejan; algunas se dirigen al foco, y el resto se pierde. Esto se muestra en la figura 6.13.
c) ANTENA PARABÓLICA CASSEGRAIN Este tipo de antena es similar a la de Foco Primario, sólo que tiene dos reflectores; el mayor apunta al lugar de recepción, y las ondas al chocar, se reflejan y van al Foco donde está el reflector menor; al chocar las ondas, van al Foco último, donde estará colocado el detector. Esto se puede ver en la figura 6.14.
Se suelen utilizar en antenas muy grandes, donde es difícil llegar al Foco para el mantenimiento de la antena.
d) ANTENAS PLANAS Se han utilizado para la recepción de los satélites de alta potencia (.DBS), como el Hispasat, pero ya están en desuso. Este tipo de antena no requiere un apuntamiento al satélite tan preciso como las estudiadas anteriormente, aunque lógicamente hay que orientarlas hacia un satélite determinado. 6.42. Huella de potencia de un satélite En la huella de potencia se indica la potencia con que emite el satélite hacia esa zona en concreto, expresándola en dBW(decibelios por vatio), según se muestra en la expresión [6.1].
P dBW = 10 × log S 1W
→
PS = 10
dBW 10
siendo: a) Ps la potencia de salida del satélite expresada en vatios (W). Esto es lo que se denomina PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente) del satélite. En los mapas de la huella de potencia o zonas de cobertura, se indica e. valor del PIRE en dBW. Con este dato, se puede calcular la instalación receptora adecuada a cada lugar de recepción, aunque los operadores de los satélites nos suelen mostrar gráficas con el tamaño de antena necesario para un¿ instalación individual en cada zona geográfica. A continuación, en la figura 6.15, se muestran las zonas de cobertura «Huellas de potencia» expresados en dBW para los satélites Astra y Eutelsat.
Los satélites de TV se clasifican básicamente en tres tipos: a) Satélites de baja potencia Ps < 30w. b) Satélites de mediana potencia DTH (también denominados FSS) (Direa To Home) con Ps = 30 a lOOw. c) Satélites de alta potencia DBS (Direct Broadcasting Satellite) cor. Ps>100w. La banda DBS ha dejado de usarse con polarizacióin circular y se utiliza con polarización lineal sin limitación de canales y cobertura europea, como los FSS. En la figura 6.16, se muestra la separación entre canales de los satélites DBS. La posición orbital, se mostró en la figura 6.4.
En DBS, se utiliza la banda de 11,7 GHz a 12,5 GHz. En FSS (Fixed Satellite Service) disponemos de 2 bandas: 1. FSS baja de 10,7 GHz a 11,7 GHz. 2. FSS alta de 11,7 GHz a 12,75 GHz. 6.4.3. Determinación del Acimut elevación y desplazamiento de polarización La orientación de antenas parabólicas permite calcular los ángulos necesarios para apuntar la antena receptora hacia el satélite determinado. El ángulo de error para recibir adecuadamente el satélite es muy pequeño, del orden de 0,2°. Por ese motivo, para recibir la señal correctamente, hay que mover un poco la antena (respecto al valor calculado) hasta encontrar el satélite con el máximo nivel de señal. Para la orientación de una antena, hay que tener en cuenta la situación geográfica del lugar de recepción y la situación del satélite. La situación geográfica del lugar de recepción se determina por la longitud y la latitud. La Tierra está dividida en partes. El Ecuador divide la Tierra en el hemisferio Norte y el hemisferio Sur, y el meridiano de Greenwich divide la Tierra en Este y Oeste. Las divisiones paralelas al Ecuador se denominan Paralelos, y al ángulo considerado se llama Latitud, bien Norte o bien Sur, según sea del hemisferio Norte o del hemisferio Sur. Las divisiones alrededor de Greenwich se denominan Meridianos, y el ángulo considerado se llama Longitud, bien Este o bien Oeste. En el caso del satélite Hispasat, su localización en el espacio en la órbita de Clarke, sería la indicada en la figura 6.17.
El Acimut (o Azimut) es el ángulo horizontal al que hay que girar la antena, desde el polo Norte terrestre hasta encontrar el satélite. A veces se indica este ángulo con relación al polo Sur. La elevación es el ángulo al que hay que elevar la antena desde el horizonte para localizar el satélite en cuestión. El desplazamiento de la polarización es el ángulo al que hay que girar el conversor de la antena para que la polarización horizontal y vertical incidan perfectamente en el conversor. En el caso de los satélites DBS, debido al uso de polarización circular, no es necesario este parámetro. Los ángulos citados anteriormente, Acimut, elevación y desplazamiento de la polarización, se pueden determinar básicamente de tres formas: o o o
Mediante cálculo matemático. (No se utilizará aquí aunque se realiza en el CD-ROM). Mediante tablas o gráficos realizados para cada satélite y cada país. Mediante abaco realizado por las expresiones del apartado a).
El primero tiene la ventaja de poder calcular cualquier punto para cualquier satélite conociendo sólo las coordenadas del lugar de recepción y el satélite que se desea recibir. Su condicionante consiste en usar las fórmulas adecuadamente. El segundo método tiene la ventaja de que los datos de Acimut y elevación se obtienen directamente de los mapas. El inconveniente es que, si no se dispone de los mapas adecuados, no se puede realizar el cálculo. El tercer método tiene las ventajas del primero y del segundo; es decir, no requiere utilizar fórmulas pues ya están representadas en los gráficos y además sólo es necesario conocer las coordenadas del lugar de recepción y el satélite deseado. Los operadores de los satélites suelen disponer en su página Web un método para calcular la orientación de la antena desde el punto que nos interese, conociendo la latitud y la longitud. En http://www.mediasoluciones.com/acimut/ podemos ver un ejemplo. 1. CÁLCULO MATEMÁTICO
Las fórmulas para calcular los distintos ángulos se encuentran en el CD-ROM, así como su aplicación. En ellas se puede calcular el ángulo de Acimut referido al polo Norte terrestre, ya que utilizaremos directamente la lectura de la brújula. También podemos calcular la elevación de la antena tomando como referencia el horizonte. Los ángulos se consideran positivos al Norte y/o al Este y negativos al Sur y/o al Oeste. Estos ángulos se pueden ver representados en la figura 6.18.
El desplazamiento de la polarización no es un ángulo crítico, y además su cálculo sólo es aproximado. En la figura 6.19 se muestra dicho ángulo.
En la figura 6.20 se muestra la comparación entre la polarización lineal y circular.
Para instalar la antena se utiliza una brújula, que indica el polo Norte magnético, que tiene un error respecto al polo Norte geográfico. Por tanto habrá que tenerlo en cuenta y corregirlo; a dicho error se le denomina Declinación magnética, y es distinta para cada lugar e incluso para cada año. La figura 6.21 muestra la variación existente entre el polo Norte geográfico y el polo Norte magnético.
Este ángulo de declinación magnética, hay que corregirlo en España, girando hacia la derecha el ángulo de Acimut, es decir, hay que sumárselo al obtenido de cualquiera de los procedimientos mencionados. Este valor de declinación magnética se obtiene de la figura 6.22.
En el caso de España, este ángulo es de unos 5 a 6° hacia la derecha en la Península, en Baleares y Canarias es de 1,5°, aproximadamente. Instalación receptora en Puente Genil (Córdoba). Coordenadas geográficas 37° 23' 30" Norte y 4° 46' 20" Oeste. Se desea instalar una antena hacia el satélite Astra situado a:19,2º Este. Los datos que tenemos y necesitamos se resumen a continuación: · · ·
Latitud Ө = 37,39° Norte = 37,39° (como es hacia el Norte, el ángulo es positivo). Longitud antena receptora LREC = 4,77° Oeste = - 4,77° (como es hacia el Oeste, el ángulo es negativo). Φ = - 4,77° - 19,2° = -23,97° (diferencia entre la longitud del lugar de colocación de la antena receptora y la longitud del satélite).
Calculemos el Acimut mediante la hoja de cálculo incluida en el CD-ROM, obteniendo que, el Acimut será α = 143,78° Debido a la declinación magnética, que en el lugar de recepción concreto es de 5° hacia el
Oeste, (se obtiene del mapa de la figura 6.22), el valor que habrá que medir con la brújula será de: Δ = α + 5° = 143,78° + 5° = 148.78° Calculamos la elevación mediante la hoja de cálculo incluida en el CD-ROM. La elevación será:
γ = 39,89°.
Como el satélite Astra emite con polarización horizontal y vertical, hemos de calcular el desplazamiento de la polarización (suponemos una antena de Foco Primario), y lo obtendremos del CD-ROM; por tanto, el desplazamiento de la polarización que será de δ = 28° hacia la derecha (en el sentido de las agujas del reloj), al ser positivo. 2. UTILIZANDO LOS MAPAS REALIZADOS PARA CADA SATÉLITE En estos mapas, llamados de Iso-Elevación, Iso-Acimut e Iso-Polarízación (Iso indica «igual» Iso-Polarízación significa “igual polarización”) realizados en nuestro caso para España y para cada satélite, se obtienen directamente los valores de elevación, Acimut y desplazamiento de polarización, tal y como se muestra en la figura 6.23.
Lo único que tenemos que hacer es localizar el lugar de recepción de forma aproximada y el mapa nos dará el valor de los ángulos correspondientes. Al Acimut hay que añadirle la declinación magnética correspondiente. Este procedimiento es más corto y menos complicado que el caso anterior, pero da lugar a un error un poco mayor (aunque tiene poca importancia, ya que al final siempre hay que reajustar la orientación de la antena hasta captar el máximo nivel de señal). Para el ejercicio propuesto anteriormente, y, observando el mapa, podemos obtener los valores de elevación y Acimut en el punto considerado (Puente Genil) para el satélite Astra. Los valores obtenidos son aproximadamente: Elevación: 40°; Acimut: 144°; Al Acimut hay que añadirle la declinación magnética del lugar. Comparando estos datos con los calculados observaremos que la diferencia es mínima y además este método es más fácil de realizar. 3. MEDIANTE ÁBACO Éste es un método intermedio entre los dos anteriores. Se trata de utilizar un ábaco como el mostrado en la figura 6.24, en el cual aparecen los ejes de coordenadas en latitud y diferencia de longitud, y se obtiene como resultado el Acimut y la Elevación. Este ábaco está realizado para estaciones receptoras en el hemisferio norte y partiendo de la antena orientada hacia el polo Sur.
Utilizando el mismo ejemplo anterior, cuyas coordenadas geográficas eran: · ·
Latitud: 37,39° Diferencia cíe longitud: -23,97° (se tomará en valor absoluto) 23,97°.
Observando la figura 6.24 tenemos: ü Elevación: 41° ü Acimut: 37° (como el satélite está hacia el Este y el lugar de recepción hacia el oeste, los 37° son desde el Sur hacia el Oeste, o lo que es igual 180°- 37° = 143° desde el polo Norte. A este ángulo hay que añadirle la declinación magnética de 5°, por tanto quedaría un total de 148°, aproximadamente, que podemos comprobar que coincide prácticamente con el obtenido matemáticamente). Por tanto, quedaría un ángulo de I48e a medir con la brújula. Con este método no se puede calcular el desplazamiento de la polarización. Para ello, habría que utilizar alguno de los métodos anteriores. Cualquiera de los tres métodos es perfectamente válido como se ha podido comprobar con este ejemplo.
6.4.4. Orientación de la antena de foco centrado de montaje Az-El Este tipo cíe antena se muestra representado en la figura 6.25. Se puede sujetar al suelo o algún elemento resistente.
Tiene dos movimientos de rotación, coincidentes con el Acimut y la Elevación, de ahí su nombre de montaje.
Como los valores de Acimut y Elevación ya se han obtenido previamente, sólo hay que orientar la antena. Para ello, se utilizan dos instrumentos: § §
Brújula para medir el Acimut. Inclinómetro para medir la Elevación; también se mide el desplazamiento de la polarización.
Con la brújula ajustamos el valor del Acimut al obtenido en el apartado anterior, incluyendo la declinación magnética del lugar del receptor, según se muestra en la figura 6.26.
Para la elevación se utiliza el Inclinómetro que es un medidor de inclinación. Como el inclinómetro se coloca en la superficie de la antena (en una regla para tener una superficie plana), lo que realmente se mide es el ángulo complementario, como se muestra en la figura 6.27.
Por tanto, el ángulo medido por el inclinómetro es: ΨInclinómetro = 90° - Elevación = 90° - γ
En el ejemplo analizado en el apartado anterior, la elevación γ = 39,89°, por tanto ΨInclinómetro = 90° - 39,89º = 50,11º que es lo que ha de marcar para un ajuste adecuado. Para el ajuste con el inclinómetro, se suele colocar una regla recta (puede ser metálica) en los extremos de la superficie de la parábola para obtener un plano recto y fiable. Muchos de los modelos de antenas parabólicas incluyen en el soporte unos valores de elevación marcados, con lo que sólo hay que situar dicho soporte en ese valor. Esto se muestra en la figura 6.28b.
A continuación se ajusta el desplazamiento de la polarización al valor obtenido en el apartado anterior. Para el ajuste con la brújula, no se debe acercar mucho a superficies metálicas, pues daría un error al medir, ya que la brújula se desorienta. Una vez orientada la antena, se procede a medir, con un medidor de campo adecuado, el nivel de señal que se recibe, y se reajusta la antena para obtener el máximo nivel de señal posible. Si no se dispone de medidor de campo, el ajuste no se puede hacer tan perfecto, pero se puede conseguir que la calidad de la imagen sea perfecta si orientamos la antena, viendo en el receptor de TV el canal del satélite que se desea recibir, sintonizando el canal adecuado. 6.4.5. Orientación de la antena Offset de montaje Az-El Para la antena Offset, todo es igual que en el apartado anterior, a excepción de la elevación, ya que el Offset indica un ángulo de inclinación que ya dispone la antena. En España, el ángulo de offset de las antenas suele ser de unos 25°, y éste es un dato suministrado por el fabricante de la antena.
La Elevación será la obtenida para la antena de foco centrado y le restamos el ángulo de offset de la antena: Esto podemos verlo en la figura 6.28. Para el ejercicio anterior, y supuesto un offset de 25° tendremos: γ = 39,89° - 25° = 14,89° por tanto, el inclinómetro debe marcar: ΨInclinómetro = 90° - 14,89º = 76,11º Este tipo de antenas, son de menor tamaño que las de Foco Primario al tener mayor rendimiento. Su ajuste es menos delicado que las de foco primario al ser de menor superficie y tener por tanto un haz (ángulo de abertura) algo más ancho. También hay antenas Offset en cuyo soporte vienen marcados los valores de elevación, por tanto sólo hay que fijar dicho valor, que será el obtenido en la antena de foco centrado (ver figura 6.28b).
6.4.6. Orientación de la antena de montaje polar La antena de montaje polar se muestra representada en la figura 6.29.
Este tipo de antena se utiliza cuando queremos recibir varios satélites distribuidos en la órbita de Clarke. Permite de forma automática (con un motor) recorrer los satélites en órbita geoestacionaria con la rotación de un solo eje, que se denomina eje polar. Su ajuste es más delicado y complicado que los de las antenas estudiadas anteriormente; además resulta más cara. Se fabrican tanto en Foco Primario como en Offset. Su principio de funcionamiento se basa en las antenas radiotelescópicas. Su orientación se
realiza siguiendo los pasos siguientes: a) Primero se orienta la antena hacia el polo Sur (estando en el hemisferio Norte) y se eleva un número de grados igual a la latitud del lugar de recepción. b) Se ajusta el ángulo de declinación para encontrar la órbita geoestacionaria. El ángulo de declinación, puede obtenerse de tablas del fabricante, realizadas para los distintos valores de latitud del lugar de recepción. Como el lugar de recepción no coincide con el Ecuador, no se recorre el cinturón de Clarke (órbita geoestacionaria) al girar la antena en su eje polar, sino una elipse. Por ello, los fabricantes suministran unas tablas de corrección del ajuste de la declinación, para recorrer todos los satélites de la órbita geoestacionaria en un ángulo grande. Para esto dotan a la antena de un eje polar y un eje de rotación y ajuste del offset de declinación según la tabla del fabricante. En la figura 6.30 se muestra un ejemplo del fabricante Fracarro. El ajuste total de la antena se hace para varios satélites distanciados y que la señal captada por la antena sea la mayor posible.
En la página Web http://www.terra.es/personal/isodorbm/ encontramos un método práctico de ajuste para el montaje polar.
6.5. INSTALACIÓN RECEPTORA DE TV POR SATÉLITE Además de la orientación de la antena, estudiada en los apartados anteriores, hay que considerar el nivel y calidad de la señal captada por el equipo receptor de TV vía satélite. La figura 6.31 muestra los elementos básicos necesarios para la recepción de una señal de TV por satélite.
El equipo individual de recepción de TV por satélite puede estar compuesto por los siguientes elementos: o o o o o
Conversor LNB (de baja figura de ruido). Unidad interior sintonizable (Sintonizador de satélite). Rotor de parábola (para recibir varios satélites en instalación individual con una sola antena). Cable.
CONVERSOR LNB
Es el componente encargado de recoger y enviar hacia el cable coaxial las señales de radiofrecuencia reflejadas en la antena parabólica. Va colocado en el foco de la parábola. Para poder discriminar entre polarización horizontal y vertical, se aplica una tensión de 13V o de 18V a la entrada del conversor (esta la aplica directamente el sintonizador de satélite al seleccionar un canal predeterminado), llevándose a cabo una conmutación interna en el LNB, obteniendo a la salida del mismo la polarización deseada. También se dispone para instalaciones comunitarias LNB de 2, 4 y 8 salidas, para tener todas las polaridades disponibles y las dos bandas FSS del satélite1. Uno de estos elementos lo podemos ver en la figura 6.32.
También encontramos LNB dobles, para recibir dos satélites utilizando la misma parábola, y elementos multisatélite, que permite con la misma antena y varios LNB recibir varios satélites situados cerca en la órbita geoestaciona-ria; en estos casos hay que aumentar el tamaño de la antena para poder conseguir el nivel de señal adecuado. En conversores antiguos se utilizaban varios elementos, como se muestra en la figura 6.33, que aunque actualmente han desaparecido, existen instalaciones realizadas con ellos.
Los fabricantes disponen de todos los accesorios necesarios para una correcta instalación. La señal del haz descendente, en la banda Ku, que se refleja en la superficie del disco parabólico, orientado al satélite determinado, concentra toda su energía en el Foco, y a través de la entrada del LNB situado en dicho punto, se introduce la señal captada por la antena interna en el amplificador previo. En la figura 6.34 se muestra el aspecto interno de un LNB.
La señal captada por la antena es muy débil, por la gran atenuación que sufre en el espacio desde el satélite hasta el punto de recepción (aproximadamente 38.000 km) y, además, por tener una frecuencia muy elevada, debe ser cambiada para enviarla al receptor (sintonizador de satélite) a una frecuencia mucho más baja que se propague por el cable coaxial sin una gran atenuación (F.I. = 950 MHz a 2150 MHz). El dispositivo encargado de ello se denomina Conversor y al ser de bajo nivel de ruido se denomina conversor de bajo ruidoo LNC, que unido a un Amplificador de bajo nivel de ruido o LNA y a un oscilador local, mezclador y filtro de la 1.a F.I. forma lo que se llama LNB o Bloque de Bajo nivel de Ruido, que comúnmente se denomina Conversar LNB. La alimentación del conversor se realiza a través del propio cable de señal con sus correspondientes filtros de baja frecuencia en 13V ó 18V de tensión continua (de forma similar a como se hace en las instalaciones individuales de antena de TV). La forma constructiva de dichos elementos depende del fabricante, y hay que buscar en los distintos catálogos el elemento o combinación de elementos que nos interesa en una instalación específica.
o
UNIDAD INTERIOR SINTONIZABLE (SINTONIZADOR DE SATÉLITE)
También denominada Unidad de Recepción de satélite, es la encargada de sintonizar cada uno de los canales captados por la antena. La conexión de la antena a la Unidad interior se hace por medio de un cable coaxial de poca atenuación y buena respuesta a las frecuencias de la 1.a F.I. que comprende el margen de 950 MHz a 2.150MHz. La salida de la Unidad interior irá al receptor de TV, utilizando un cable coaxial normal de TV. El cable coaxial será de 75 W de impedancia característica. Existen muchísimos modelos en el mercado y a precios muy asequibles. Lo normal es que sean sintonizadores digitales (para canales digitales). Existen modelos mixtos que sirven para satélite digital y TDT.
o
ROTOR DE PARÁBOLA
También denominado Actuador, es el elemento encargado de colocar automáticamente la antena hacia un satélite determinado. Suele utilizarse en las antenas de montaje polar cuando se desean recibir varios satélites por la misma antena parabólica. Proporciona el movimiento y control para que la antena pueda rastrear el arco de satélites mediante un motor que mueve la antena, controlado por una unidad de control que se puede colocar cerca de la unidad de sintonía (o va incluido en ella). Se necesita un sólo actuador para el seguimiento y orientación de la antena a todos los satélites geoestacionarios del cinturón de Clarke, siempre dentro de un ángulo de acimut total donde los satélites son «visibles» por la antena. En la figura 6.35 se muestra un dispositivo de este tipo del fabricante Televés.
o
CABLE
Como se ha comentado anteriormente, el cable que conecta la antena con la unidad interior de sintonía ha de ser de buenas características, es decir, poca atenuación en el margen de frecuencias utilizado en la 1.a F.I. Los fabricantes disponen de varios modelos de este tipo de cable para poder utilizar en la instalación, sin embargo algunos instaladores utilizan el cable normal de TV con el consiguiente aumento de la atenuación y una posible pérdida de calidad de imagen si hay mucha longitud de cable. El cable que conecta la unidad de sintonía con el receptor de TV puede ser un cable coaxial normal de TV, tal y como el utilizado en las instalaciones individuales o colectivas de capítulos anteriores. Como ejemplo, en la tabla I se exponen las atenuaciones de cables coaxiales de distintos fabricantes para trabajar en la 1.a F.I. Para elegir adecuadamente el equipo receptor, es necesario saber el nivel con que llega la señal del satélite considerado para que la imagen en el receptor de TV sea perfecta. Este dato lo suministran los proveedores de servicios del satélite.
6.5.1. Potencia radiada por el satélite Es la potencia que radia el satélite hacia la zona de emisión. Se denomina PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente). Se mide en dBW (decibelios por vatio). En los mapas de zona de cobertura es el valor indicado para cada curva de potencia. El valor considerado será el de la curva límite dentro de la cual se encuentre nuestro lugar de recepción. También se suele indicar el tamaño de la antena para recepción individual.
6.5.2. Carga del viento Todas las partes de la unidad exterior, incluyendo componentes estructurales (excluyendo los medios de fijación), deberán estar diseñados para que resistan estas dos cargas principales: o o
Peso de la antena y componentes estructurales. Velocidad del viento.
Las cargas debidas a la nieve y al hielo no han sido consideradas. La sobrecarga debida al viento se calcula con la expresión [6.22].
QV = c × PV × S A
[6.22]
siendo: b) c) d) e)
Qv: c: Pv: SA: m.
Carga del viento de la antena, en N. coeficiente cólico (para antenas parabólicas se considera 1,2). Presión de viento, en N/m2. Superficie de la antena, en m2. (SA = p • R2) siendo R el radio de la antena en
La sobrecarga debida al viento, habrá que tenerla en cuenta cuando colocamos la antena en un mástil junto con el resto de las antenas de TV terrestre, según se refleja en la figura 6.36.
La carga del viento de cada una de las antenas se muestra en la tabla II.
La carga del viento de la antena parabólica la suele suministrar el fabricante, y en caso contrario, se hace aplicando la expresión [6.22], teniendo en cuenta que la antena es de 650 mm de diámetro y la velocidad del viento se supone 130 km/h, lo que supone una presión cíe viento Pv = 800 N/m2.
QV = c × PV × S A = 1,2 • 800 N/m2 • p • 0.3252 m2 = 318,56 N La diferencia entre el valor calculado y el suministrado por el fabricante está en el resto de elementos mecánicos que componen la antena. El momento flector que ha de soportar el mástil en este caso de la figura 6.36 será: MT = QV1 • d1 + QV2 • d2 + Qv3 • d3 + Mm = 71 N • 2,5 m + 17 N • 1,5 m + + 345,64 N • 0,2 m + 78,75 N • m = 350,87 N • m Nota: Mm = D • h2 • 280 = 0,045 m • 2,52 m2 • 280 = 78,75 N • m
como el mástil elegido soporta un momento flector de 355N • m, la instalación es correcta. En caso de situar la antena parabólica en el mismo mástil que las otras antenas de TV terrestre, se colocará debajo de todas, y a la menor distancia posible de las garras de sujeción del mástil, ya que su carga del viento es muy alta. Hay que tener en cuenta una serie de consideraciones en la instalación de antena parabólica, que se dan a continuación. 1. Si la unidad exterior está instalada hasta a 20 m de altura respecto del suelo, se tomará Pv = 800 N/m2, correspondiente a una velocidad del viento de 130km/h. 2. Si la unidad exterior está instalada por encima de 20 m sobre el nivel del suelo, Pv = 1100 N/m2, que corresponde a una velocidad del viento de 150 km/h. Donde haya condiciones ambientales adversas, puede ser necesario tomar un valor superior para la presión del viento, por ejemplo: Pv = 1 250 N/m correspondiente a una velocidad de viento de V= I60km/h. Pv = 1 900 N/m correspondiente a una velocidad de viento de V=200km/h. A las máximas presiones del viento aplicables, ninguno de los componentes de la antena y sujeción deberá desprenderse. El peso máximo de instalación de antena y la máxima velocidad del viento deberán ser declarados por el fabricante. 3. El cable coaxial de la antena deberá ir empotrado en tubos aislantes con un diámetro mínimo de 23 mm, y ser exclusivo para tal fin. 4. La toma de tierra de la antena se hará con un hilo de cobre de sección mínima de 25 mm2.
6.6. RECEPCIÓN DE LOS SATÉLITES ASTRA E HISPASAT 6.6.1. Características de los satélites Astra 6.6.1.1. INTRODUCCIÓN En este apartado se tratan las cuestiones técnicas relativas a la recepción de los programas del sistema de satélites Astra. Se describen las diferentes posibilidades de interconexión del decodifica-dor a la cadena audiovisual, según los equipos de que disponga el usuario. 1. ¿QUÉ OFRECE EL SISTEMA DE SATÉLITES ASTRA? Canales de Televisión Astro, ofrece una amplia selección de programas para Europa. Muchos de ellos, digitales (canal satélite digital), exclusivamente para abonados en España, Además, una amplia variedad de canales dedicados a la música, el deporte, los programas para niños, las noticias y el entretenimiento en general en varios idiomas europeos. Al ser un sistema de satélites de potencia media, Astro, ofrece la ventaja de permitir la recepción de la mayor parte de sus canales con antenas de dimensiones reducidas y equipos receptores económicos de instalación sencilla y rápida.
Canales de Radio Además de los canales de televisión, el sistema de satélites Astra transmite más de cuarenta emisoras de radio, entre las que se cuentan Cadena SER, 40 Principales y Cadena Dial, que se pueden recibir con el mismo equipo de recepción de satélite conectado al televisor o a la cadena de HIÉL Dado que la mayor parte de estas emisoras transmiten en estéreo, la cadena de HIFI o un televisor estéreo proporcionan mejor calidad de sonido. Dónde se pueden recibir los canales de Astra Astra se puede recibir en todo el territorio español, incluyendo Baleares y Canarias. La mayoría de los canales de interés para los espectadores españoles se pueden recibir mediante una antena parabólica de entre 60 y 90 cm de diámetro, dependiendo del lugar de recepción (120 cm en las Islas Canarias). El apartado «Huellas de Cobertura» de Astra lo muestra en detalle. Cómo instalar la antena orientada hacia Astra Normalmente, las antenas parabólicas se pueden instalar en el tejado, la pared, el patio o en el jardín. También se pueden instalar en los balcones orientados hacia el Sur. Al estar disponibles en diversos tamaños, formas y colores, las antenas parabólicas se adaptan perfectamente a cualquier estilo de edificación. Es muy importante evitar que haya obstáculos visibles en dirección al satélite. Colinas, edificios, árboles, etc., pueden dificultar la recepción de la señal ya que es necesaria una «visión» clara del satélite. En la mayor parte del territorio español, las antenas parabólicas deben orientarse hacia el Sureste. Para más detalles, consultar el mapa de elevación y Acimut.
2. ¿CÓMO RECIBIR LOS CANALES DE LOS SATÉLITES ASTRA? La banda de transmisión para Astra 1A...1D (Banda inferior) Astra ofrece transmisiones de televisión analógica en la banda de frecuencias de 10,70 GHz a 11,70 GHz y transmisiones digitales desde 11,7 GHz a 12,75 GHz desde una única posición orbital de 19,2° Este1. Siete satélites están coposicionados, el Astra IB, 1C, 1E, 1F, 1G, 1H y 2C, y transmiten más de cien canales de televisión analógicos y 350 digitales de entretenimiento general y temáticos gracias a la técnica utilizada para el aprovechamiento de las frecuencias disponibles (con los canales digitales se llega a varios cientos de canales de televisión). El sistema de cuatro satélites (Astra 1A...1D) dispone de 64 transpondedo-res utilizando un ancho de banda total de 1000 MHz (de 10,70 a 11,70 GHz). Estos son los denominados en banda inferior, transmitiendo canales de televisión analógicos. Se muestra en la figura 6.37.
Sólo los equipos que sean capaces de recibir esta banda completa de 1.000 MHz pueden asegurar la recepción a largo plazo, y son por tanto la mejor inversión tanto para los usuarios como para los detallistas e instaladores. La «Banda Superior» de ASTRA (ASTRA 1E, 1F, 1G, IH y 1K) El Sistema de Satélites Astra dispone de cuatro satélites adicionales, los Asirá 1E, 1F, 1G y 1H, en esta banda. Estos satélites están coposionados a 19,2°. Éste, con los Astra IB a 1C. Los satélites Astra 1E a 1G proporcionarán hasta 56 transpondedores adicionales para la introducción de los servicios digitales de Astra, en tanto que el Astra 1H se utiliza como satélite de reserva. Gracias a la técnica de compresión digital, estos nuevos satélites podrán transmitir varios centenares de canales de televisión comprimidos digitalmente, así como nuevos servicios digitales. Los satélites Astra 1E a 1G operan en la «Banda Superior» de 11,7 a 12,75 GHz, banda adyacente a la «Banda Inferior» (10,7-11,7 GHz) de los Astra 1A a ID en la que seguirán transmitiéndose los servicios analógicos de televisión (figura 6.38).
Polarización y selección de bandas Sin duda, los telespectadores desean tener acceso a toda la programación de radio y televisión de Astra. Por ello, los sistemas de distribución para señales digitales deberán poder distribuir toda la programación de satélite disponible junto con los canales terrestres. Para una utilización eficaz del ancho de banda de satélite disponible, el Sistema Satélites Astra transmite señales en dos polarizaciones, vertical (V) y Horizontal (H), cada una de las cuales cubre un ancho de banda de más de 2.000 MHz. Esto permite utilizar cada frecuencia dos veces y ofrece un ancho de banda total de más de 4.000 MHz. Dado que el rango de sintonización de un receptor de satélite comercial es inferior a los 2.000 MHz, la banda de frecuencias total (10,70 a 12,75 GHz) se ha dividido en dos bandas, la «Banda Inferior» y la «Banda Superior». Sin embargo, para distribuir ambas polarizaciones y bandas, es preciso encontrar soluciones que sean aptas para la transmisión digital y permitan al espectador seleccionar: 1. La polarización necesaria (V o H), y; 2. La banda de frecuencias necesaria («Banda Inferior» o «Banda Superior»). El principio básico de un sistema de distribución apto para transmisiones digitales es el de permitir que cada espectador seleccione el canal que desee ver en la polarización y banda necesarias, a través de un solo cable. El acceso a todos los canales satélites se logra a través de un conmutador controlado desde el receptor de satélite, que selecciona la polarización horizontal o vertical de cada banda (figura 6.39).
LNB y Receptor necesarios para recibir Astra (analógicos o banda inferior) 1. CONVERTIDOR DE ANTENA (LNB) El convertidor de antena para Astra transforma la banda de frecuencias de entrada desde 10,70 GHz a 11,70 GHz a frecuencia intermedia de satélite comprendida entre 950 MHz y 2150 MHz, con frecuencia de oscilador local a 9,75 GHz.
2. RECEPTOR DE SATÉLITE Los receptores de satélite para Astra pueden ser sintonizados dentro de un margen de frecuencias como mínimo de 950 MHz a 2050 MHz, dando una cobertura completa de la banda de frecuencia intermedia desde 950 MHz hasta 1950 MHz. 6.6.1.4.
RECEPCIÓN INDIVIDUAL (canales analógicos)
Conexión para un único usuario y una única antena Para un único hogar es muy sencilla la recepción de los programas de Astra, gracias a la sencillez de instalación de la pequeña antena y del receptor, y a su precio económico. Con una antena individual, se pueden recibir todos los canales disponibles en Astra fácilmente. Los canales terrestres se pueden conducir a través del mismo cable coaxial que las señales de satélite. EQUIPO REQUERIDO Formado por una pequeña antena parabólica Astra con un único LNB, un receptor cíe satélite y un televisor (preferiblemente con Euroconector).
Conexión a la cadena HIFI para recibir los programas de radio Los canales de radio en Astra se transmiten a través de varias subportadoras con compresión Wegener Panda-1® y se pueden escuchar a través del televisor. Opcionalmente, el receptor de satélite se puede conectar a cualquier equipo de música mediante los conectores de salida de audio (izquierda y derecha) del receptor de satélite, para disfrutar una mejor calidad de sonido estéreo, como se muestra en la Fig. 6.40.
Conexión para dos usuarios con una única antena Cualquier antena individual de Astra se puede equipar con un doble LNB y proporcionar dos salidas independientes de polarización vertical y horizontal (V/H), que permiten conectar independientemente dos receptores de satélite. De este modo se pueden conectar fácilmente dos telespectadores/hogares a través de una única antena o se puede usar un aparato de vídeo para grabar independientemente un canal, y ver otro al mismo tiempo. Las señales de satélite en FI (950...2150 MHz) se distribuyen hasta cada telespectador/hogar a través de un único cable. Esta solución proporciona, con bajo coste, todos los canales disponibles del satélite. EQUIPO REQUERIDO Compuesto por una única antena de satélite Astra con un LNB doble. Cada telespectador necesita un receptor de satélite conectado a su televisor. Se muestra en la figura 6.41.
Conexión para múltiples usuarios con una única antena Se pueden conectar fácilmente dos o más tomas de usuario a través de una única antena en un piso o bloque. De esta manera todos los canales As-tra pueden ser recibidos a través de una antena que tenga un LNB de doble salida. Las señales que van a cada toma de usuario, se distribuyen mediante un multiconmutador. La distribución de las señales de satélite en FI (950...2150 MHz) es una forma económica de proporcionar todos los canales disponibles del sistema de satélites a las tomas de usuario siempre que se conecte un receptor de satélite en cada toma. EQUIPO REQUERIDO Está formado por una única antena parabólica orientada a Astra con doble salida LNB y un multiconmutador para uso común. Cada toma de usuario requiere un receptor de satélite conectado a su televisor. Ver figura 6.42.
6.6.1.5.
RECEPCIÓN INDIVIDUAL (CANALES DIGITALES)
Los sistemas de distribución aptos para transmisiones digitales pueden recibir y distribuir todos los canales presentes y futuros de Astra en formato tanto analógico como digital y en las dos polarizaciones de las «Bandas Inferior y Superior». Un sistema de recepción individual apto para transmisiones digitales precisa un LNB Universal que incorpore un segundo oscilador local (O.L.), ajustado a 10,6 GHz1, además del habitual ajustado a 9,75 GHz. El paso de una polarización a otra se logra mediante los cambios de tensión (13/18 Volt2) efectuados en el LNB, al igual que con uno convencional. NOTA 1
Se recomienda el uso de un O.L. de frecuencia elevada (10,60 GHz) para evitar la posible intermodulación de los LNB de salida doble y cuádruple. 2 La tensión de alimentación del LNB para la polarización vertical se encuentra en el rango de 11,5 a 14 V, y para la polarización horizontal se encuentra en el rango de 16 a 19 V.
Para la recepción analógica o digital, el paso de una banda a otra se logra mediante la activación de un tono de 22 kHz dentro del receptor satélite3. Este tono, cuyo formato ha sido acordado por los fabricantes de LNB y receptores de satélite, activa el segundo oscilador local del LNB, llevando, de este modo, la «Banda Superior» al rango de sintonización del receptor (figura 6.43).
El LNB Universal Astra, en su versión con doble salida dispone de conmutadores internos que permiten la selección en ambas salidas de la «Banda Superior», la «Banda Inferior» y las polarizaciones vertical u horizontal, del mismo modo que en la versión de salida única (figura 6.44).
El LNB Universal Astra es compatible con los receptores analógicos de satélite que no disponen de la señal de 22 kHz, ya que el LNB se mantendrá de forma automática en la posición adecuada para recibir la «Banda Inferior» Astra. Para recibir la «Banda Superior» Astra los receptores digitales estarán equipados para emitir una señal de conmutación a 22 kHz.
NOTA 3
En los receptores analógicos de satélite actuales (que no disponen de la señal de 22 kHz), el conmutador permanecerá automáticamente en la posición correcta para la recepción de la «Banda Inferior» de Astra. Los futuros receptores digitales podrán seleccionar ambas bandas. Mediante el envío de la señal de 22 kHz se podrá recibir la «Banda Superior» de Astra
Estructura de distribución de los sistemas SMATV aptos para señal digital Los sistemas de distribución para edificios de viviendas aptos para señal digital precisan un LNB Universal de SMATV con cuatro salidas. Los cuatro cables de distribución, dos para la polarización vertical y horizontal de la «Banda Inferior» y los otros dos para la polarización vertical y horizontal de la «Banda Superior», se
conectan a los multiconmutadores para repartir la señal. Los multiconmutadores conectados a estos cables utilizan los mismos criterios (cambio de tensión y tono de 22 kHz) para la conmutación entre bandas y polarizaciones que un sistema de recepción individual (figura 6.45).
Todos los servicios se transmiten al telespectador a través de un solo cable conectado a la vivienda. El rango de frecuencias ampliado del sistema de distribución analógico/digital precisa que los componentes de la red (cables, repartidores, etc.) sean capaces de operar hasta 2.150 MHz. Esto se debe a que el segundo oscilador local convierte la «Banda Superior» de Astra a la banda de EL de 1.100-2.150 MHz. De este modo, la red podrá distribuir las señales de los satélites Astra junto con las señales terrestres utilizando un rango de frecuencias total de 47 a 2.150 MHz. Diámetro de la antena parabólica en sistemas SMATV En la tabla III figuran los diámetros de la antena parabólica (en cm) recomendados para los sistemas de distribución SMATV aptos para señal digital, dependiendo del PIRE transmitido en el punto de recepción y del número de :omas conectadas al sistema(1).
6.6.1.6. HUELLAS DE COBERTURA DEL SISTEMA DE SATÉLITES ASTRA El tamaño de antena necesario para recibir los programas desde los satéli-:es Astra, depende de la polarización y el modo del transpondedor así como de la localización geográfica de cada antena. En las siguientes páginas se ofrecen las huellas de cobertura indicativas del diámetro mínimo que deben tener las antenas parabólicas para instalaciones de recepción directa (DTH). Obsérvese que existen cuatro grupos distintos de huellas para cada satélite Astra, ya que cada satélite tiene dos polarizaciones con dos modos. Sirvan como referencia los datos que se ofrecen a continuación en cuanto a diámetro y contorno PIRE, basados en el conjunto aproximado de antenas parabólicas (*) que se encuentran actualmente en el mercado y que ofrecen una buena calidad de recepción siempre y cuando la antena parabólica esté orientada correctamente: NOTA
(1) (*)
Más información en http://www.astra.lu/company/index_es.htm Utilizando un LNB con una figura de ruido de 1,2 dB. Sin error de orientación. a) b) c) d)
antena de 60 cm: 51 dBW antena de 75 cm: 49 dBW antena de 90 cm: 47 dBW antena de 120 cm: 45 dBW
Para los sistemas de instalaciones colectivas (SMATV) se recomienda un diámetro de antena mayor que ofrecerá un margen adicional para compensar el ruido y las pérdidas en el sistema. Los satélites Astra IB, 1C y ID abarcan una gama de frecuencias de 10,70 GHz a 11,70 GHz en la banda FSS (ASTRA banda baja). Los satélites ASTRA 1E y 1F abarcan una gama de frecuencias de 11,70 GHz a 12,50 GHz en banda FSS (ASTRA banda alta). El tamaño de parabólica indicado ofrecerá una buena calidad de imagen (CCIR Informe 959-1 GRADO 4) durante el 99,9 % de un año tomado por término medio. Se recomienda expresamente que en la instalación se lleve a cabo la orientación de las antenas con la mayor precisión, para garantizar el máximo poder de recepción y suprimir interferencias de otros satélites adyacentes.
DIAGRAMAS DE COBERTURA Astra IB (11,45 GHz -11,70 GHz) Diámetro de antena parabólica (en cm) para la recepción directa (DTH*).
NOTA (*)
Indicación de tamaños de antenas parabólicas. No están garantizados los niveles de señal
6.6.2. Características del satélite Hispasat 6.6.2.1. CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA El sistema Hispasat está compuesto por los siguientes elementos: · Tres satélites en órbita, situados en la posición orbital cíe 30° Oeste. En tierra se contará con los elementos de un tercer satélite que permite un rápido lanzamiento, en caso de fallo en el despegue o durante la vida operativa del sistema. · Un centro de control de satélite, con las funciones cíe telemetría, telemando y control cíe los satélites en órbita. · Un centro de control de carga útil, dedicado a comprobar el correcto estado de funcionamiento de los repetidores de telecomunicación alojados en el satélite. o · · · · · ·
SERVICIOS QUE PROPORCIONA
Difusión y/o distribución de señales de TV y radio al área nacional. Comunicaciones especiales para la defensa nacional. Canales para redes oficiales. Distribución de TV para Hispanoamérica. Retorno de América. Acceso a Internet por satélite.
Vida útil del sistema: mínimo 10 años. Canales de TV y radio del sistema Hispasat El sistema Hispasat, con tres satélites (IB, IC y ID) dispone de 340 canales de TV entre los que se incluyen los de Digital + y otros tantos canales de radio.
Para conocer su programación visitar su página Web. 6.6.2.3. CANALES DE TV Y RADIO PARA AMÉRICA HISPASAT 1B, 1C y 1D - 30° OESTE
Los números recuadrados indican el tamaño de la antena necesaria
El contenido de los programas se encuentra en la Web. 6.6.2.4.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL SISTEMA HISPASAT
General Hispasat, S. A. ha sido concebido como un sistema de satélite multimisión formado por tres unidades de vuelo (Hispasat IB, Hispasat 1C e Hispsat ID), un Centro de Control del Satélite y dos centros de control de la carga útil.
La posición nominal de los tres satélites es 30° Oeste, correspondiente a la asignación española para el Servicio de Radio Difusión Directa. Las características de la plataforma sobre la que va implementada la carga útil de Hispasat permiten una vida útil de cada uno de los satélites de 10 a 15 años. Esta plataforma garantiza el mantenimiento de la posición orbital con gran precisión (0,07°) y ofrece una potencia total de 3.5 kW. La masa total de cada satélite es alrededor de 2150 kg con combustible para permitir el mantenimiento de la posición durante 15 años. Esta plataforma permite la operación de la carga útil (antenas y repetidores) que determinan la utilización del sistema como se desarrolla a continuación. Misiones El sistema Hispasat está diseñado para satisfacer las siguientes misiones: RADIODIFUSIÓN DIRECTA Esta misión permite la implementación de canales de televisión y portadoras de sonido asociadas en canales de 27 MHz, en la banda Kµ de 12 a 12,5 GHz. La figura 6.46 muestra el área de cobertura de los servicios de difusión directa. Podemos observar que tenemos la recepción individual o colectiva con antenas de diámetro alrededor de 40 cm y, por otra parte, deja libre suficiente potencia para implementar las otras misiones con los consiguientes ahorros económicos. Este diseño de sistema contrasta con los elegidos por Francia (TDF) y Alemania (TVSAT). Hispasat implementa en cada satélite seis amplificadores de potencia de 110 W, de los cuales cuatro pueden encenderse simultáneamente. Dado que uno de los cuatro tubos se dedica a la misión de transmisión de televisión hacia América, uno de los dos satélites dará servicio a tres de los canales de difusión directa y el otro a los otros dos.
MISIÓN DEL SERVICIO FIJO La misión del Servicio Fijo está diseñada para ofrecer 16 transpondedores de diversos anchos de banda (8 de 36 MHz, 2 de 46 MHz, 2 de 54 MHz y 4 de 72 MHz) en la banda de servicio fijo (14 GHz/12-11 GHz). La figura 6.47 muestra la cobertura de la antena del servicio fijo. Hay que hacer notar que la utilización de amplificadores de potencia media-alta (55 W) combinados con una cobertura diseñada para el territorio nacional, pero con vocación cíe ofrecer servicios en una buena parte de Europa occidental, resultan en una PIRE de más de 50 dBW especificada para el final de la vida útil del satélite y que es muy adecuada para el desarrollo de aplicaciones que implique un gran número de estaciones. La misión del Servicio Fijo tiene fundamentalmente dos grandes áreas de utilización: a. Redes de Telecomunicación (Públicas y privadas). b. Sistemas de Distribución, Intercambio y Contribución cíe señales de Radio y Televisión. Estas aplicaciones y su desarrollo dentro del actual contexto de las telecomunicaciones en España se explica con cierto detalle en la página Web. MISIÓN AMÉRICA La misión América consiste en dos submisiones como a continuación se detalla: I) Misión hacia América Esta misión permite el enlace ascendente desde cualquier zona del área de cobertura del servicio fijo, tal y como muestra la figura 6.47 y el descenso de esta señal sobre una zona de América que se extiende desde Nueva York a Buenos Aires, como muestra la figura 6.48. Dado que como etapa de salida se utilizan tubos de 110 W (del mismo conjunto que los de Radiodifusión directa), la PIRE radiada sobre la zona de cobertura excede 44 dBW en gran parte del territorio y, habida cuenta de condiciones climatológicas locales, permite la distribución de señales de Televisión a antenas de instalaciones individuales y colectivas de diámetro comprendido entre 1,2 y 2,5 m.
Estos mismos canales son también utilizables para la difusión de emisoras de radio y de sistemas de difusión de datos. II) Misión desde América El satélite Hispasat IB implementa, asimismo, dos canales de retorno desde América de 54 MHz y 72 MHz que permiten realizar el enlace ascendente en el área de cobertura delineada en la figura 6.48 y utilizan como canales descendentes dos de la misión del servicio fijo de este satélite (a saber 18 y 16). Esta misión permitirá la implementación de sistemas de contribución e incluso distribución de señales de televisión desde América o, en su caso, sistemas de distribución de datos. Misión Gubernamental La misión Gubernamental la forman dos canales que, utilizando la banda X (7-8 GHz), permiten el desarrollo de una serie de redes de comunicación estratégicas y tácticas dentro del área de cobertura que ofrecen las antenas de esta misión. Esta misión está destinada a las aplicaciones que determine el Ministerio de Defensa. Aplicaciones Excepción hecha de la carga útil gubernamental cuyas aplicaciones son muy específicas, las otras tres cargas útiles de Hispasat enmarcan su utilización bien en la implementación de redes de telecomunicación públicas o privadas, bien en el desarrollo de sistemas de transferencia de señales de televisión y/o radio. Estas dos grandes familias de aplicaciones se enmarcan en la Ley de Ordenación de las Telecomunicaciones, dentro de los Servicios Portadores de Telecomunicación y Servicios de Radiodifusión, respectivamente. La información actualizada se encuentra en: http://www.hispasat.es
6.7.
MEDIDA DE SEÑAL EN LA ANTENA
Una vez que se ha instalado y orientado la antena parabólica con los parámetros estudiados a lo largo del capítulo, toca llevar a cabo el ajuste práctico final, es decir, hacer un ajuste fino de apuntamiento al satélite, con objeto de obtener el máximo nivel de señal posible. Para ello, lo ideal es disponer de un medidor de campo, de tal forma que podamos determinar el nivel de señal exacto que tendremos, tanto en seña-".es analógicas como en digitales. Con este instrumento, podremos ver el espectro completo del satélite, los niveles de señal, e incluso las imágenes de televisión, tal y como se muestra en la figura 6.49. Así, se retocarán los ajustes de elevación, Acimut y desplazamiento de polarización hasta obtener el nivel máximo de señal.
El medidor de campo alimentará el LNB con la tensión (13V o 18V) y la frecuencia (O o 22 KHz) para poder seleccionar la banda y polaridad del satélite deseadas. Lo conveniente en antenas offset es comenzar por el acimut, ya que estas antenas disponen de mayor anchura del haz en vertical que en horizontal. Una vez que conseguimos el máximo nivel, retocamos la elevación, dejando para el final el desplazamiento de la polarización. Repitiendo una vez más el proceso, se obtiene un ajuste muy fino. En el caso de antenas de montaje polar, se procederá como se indicó en el apartado 6.4.6, realizando el ajuste final de la forma explicada. En caso de no disponer de medidor de campo, podemos hacer uso de un medidor económico, como el mostrado en la figura 6.50. Con este instrumento hemos de alimentar el LNB con el sintonizador de satélite; una vez orientada la antena con los valores de elevación, Acimut y desplazamiento de polarización, se procede a un ajuste más fino con este instrumento.
El instrumento lleva un mando de ajuste de sensibilidad o ganancia, que pondremos al máximo para ir disminuyendo progresivamente mientras vamos escuchando un pitido lo más alto posible y la aguja indique el nivel máximo de señal. El ajuste final se consigue cuando la ganancia está al mínimo y se marca el nivel máximo de señal. Todo esto reajustando los parámetros de la antena.
7 SISTEMAS COMUNITARIOS DE TV POR SATÉLITE 7,1.
INTRODUCCIÓN
En el capítulo anterior, hemos analizado la instalación individual de antena parabólica para recepción de TV vía satélite. Esta instalación suele unirse con el receptor de TV terrestre mediante el euroconector, tal y como se indica en la figura 7.1., o bien a través de la propia unidad de sintonía con entrada para TV terrestre.
En este caso, el canal de R.F. de salida cíe la Unidad de sintonía, se elegirá para que no sea incompatible con ninguno cíe los canales de TV terrestre, videocasete, o cualquier otro reproductor que incorpore salida de RE. Al igual que con la Ley de Antenas Colectivas de 1966, cuando las instalaciones de antenas individuales fueron sustituidas por las antenas colectivas, ahora surge la tarea de evitar la proliferación de antenas parabólicas individuales, a la vez que se han de satisfacer los deseos de cada usuario. Hasta hace poco tiempo, existían 6 ó 7 programas de TV vía satélite y unos cuantos por radio para elegir. Pero actualmente, su número se ha multiplicado y sigue creciendo con la demanda de los televidentes. Cada vez más usuarios están interesados en tener su vivienda equipada con recepción por satélite, sobretodo desde la aparición de los satélites Astra e Hispasat, con muchos programas en castellano y que requieren antenas de pequeño tamaño y económicas. Los tipos de instalaciones de TV por satélite se resumen en la figura 7.2.
La recepción colectiva es la solución más económica a la demanda de nuevos programas. Es suficiente con una simple antena parabólica relativamente pequeña y un sistema de distribución adecuado a cada edificio, similar al sistema mostrado en la figura 7.3.
Existen actualmente gran variedad de sistemas para la recepción de TV vía satélite disponibles por los fabricantes y a precios asequibles para cualquier usuario que lo desee. Las señales de satélite, pueden combinarse con los canales de TV terrestre en algunas instalaciones comunitarias sencillas, o individuales con varias tomas de usuario. En edificios nuevos o en rehabilitación, hay que incluirla en el proyecto técnico de la ICT, por tanto el instalador se atendrá a lo dispuesto en dicho proyecto. Existen básicamente dos sistemas colectivos de procesado de TV por satélite: a) Procesado por R.F. o procesado de canales. b) Procesado por F.I. El procesado en R.F. o procesado de canales, distribuye una selección de unos pocos canales de
TV por satélite a todas las viviendas, en combinación con los de TV terrestre. Ésta es una forma económica de distribuir unos pocos canales a todos los vecinos a través del sistema de antena colectiva existente en la edificación, pero hay que acordar qué canales se desean recibir por todos los usuarios. Los otros programas no estarán disponibles; se pueden añadir (de forma limitada) futuros canales de interés. El procesado por Frecuencia Intermedia (F.I.), está adaptado a la evolución futura, ya que posibilita la distribución de todos los programas de TV y radio vía satélite, no sólo los existentes actualmente, sino también los futuros. Es posible disponer de una mezcla de ambos sistemas partiendo de la misma o distintas antenas: Un sistema en F.I. para aquellos usuarios que deseen toda la oferta de canales, y un sistema de R.F. de uno a varios canales de interés para toda la comunidad. También pueden ser utilizados en teledistribución, disponiendo una antena para una red de teledistribución para varios edificios, como lo indicado en la figura 7.2. Cuando la antena parabólica recibe la señal del satélite, la concentra en el Foco y pasa por un LNB (incluyendo el conversor), que convierte la señal a una frecuencia más baja denominada 1.a F.I., cuya banda de frecuencias está comprendida entre 950 MHz y 2.150 MHz, como se representa en la figura 7.4, y los fabricantes disponen de los elementos necesarios para trabajar en ese margen de frecuencias.
Esta banda de frecuencias, unida a la banda utilizada en TV terrestre, configura una banda como la mostrada en la figura 7.5, de la que podemos decir, que es la nueva banda de recepción de TV.
Una vez obtenida la señal en 1a F.L, hay que proceder a su distribución que, básicamente, será de dos tipos: a) Distribución en estrella: se realiza mediante repartidores (ver capítulo 5). b) Distribución en derivación: se realiza mediante derivadores y cajas de paso (puede llevar algún distribuidor), (ver capítulo 5).
La mayoría de las distribuciones se realiza en derivación. La distribución en estrella es fácilmente adaptable a instalaciones colectivas ya existentes, ya que sólo incluye un equipo de cabecera, el cable coaxial a cada usuario y su toma de TV por satélite. La distribución en derivación se realiza fundamentalmente en instalaciones de viviendas nuevas o en rehabilitación, donde se introducen los elementos necesarios para la distribución de los canales del satélite. La instalación de la antena parabólica se hará como en el capítulo anterior, teniendo en cuenta que no se puede utilizar el pola-rotor, ya que al fijar una polaridad por uno de los usuarios es incompatible con otra polaridad que desee otro usuario; en su lugar se coloca un LNB con varias salidas, como el mostrado en las figuras 6.32 b) y c).
7.2.
PROCESADO POR R.F. O PROCESADO DE CANALES
En el procesado por R.F., los canales del satélite que salen del conversor de la antena receptora, se convierten en un canal de TV de las bandas de VHF, UHF o las bandas especiales de TV (ver apéndice I), de forma similar a los canales de TV terrestre. Este sistema está formado por unidades interiores sintonizables (receptores para instalación colectiva de satélite), con un modulador de TV al canal deseado, y se conecta al sistema de distribución de antena colectiva de la edificación. A la hora de elegir el canal o canales de salida, hay que tener en cuenta todo lo relativo a canales incompatibles analizado en el apéndice II. Debido al margen de frecuencias utilizado en TV terrestre (47 MHz a 860 MHz), no hay posibilidad de introducir muchos canales adicionales a los ya existentes en TV terrestre, por tanto, este sistema sólo es válido cuando se desea distribuir un total de unos 10 ó 12 canales de satélite más los de TV terrestre.
Un ejemplo de este tipo de distribución se muestra en la figura 7.6. En este tipo de distribución existen dos modelos diferentes: · ·
Sistema modulador en Doble Banda Lateral (DBL). Sistema modulador en Banda Lateral Vestigial (BLV).
En DBL, hay que dejar un canal de separación como mínimo entre canales convertidos de satélite, ya que se utiliza un ancho de banda por canal mayor que en TV terrestre (no se recorta la banda lateral). En BLV, se pueden convertir a canales adyacentes, no hay que dejar un canal en claro, ya que se utiliza un canal con la banda lateral recortada igual que los canales de TV terrestre. Los fabricantes suelen disponer de ambos modelos, aunque se está introduciendo fuertemente el segundo sistema, ya que se dispone actualmente de muchos canales. Un ejemplo de ambos tipos se muestra en las figuras 7.7 y 7.8.
Para este sistema de procesado, nos encontramos con dos procedimientos básicos: · ·
Procesado por R.F. en banda estrecha o monocanal. Procesado por R.F. en banda ancha.
En el procesado por R.F. en banda estrecha, cada canal de la 1.a F.I. se sintoniza y se convierte a un canal de TV con una unidad interior sintonizable, y se amplifica con un amplificador monocanal adecuado, como se indica en la figura 7.9. Esta solución es la adoptada frecuentemente.
En el procesado por R.F. en banda ancha, cada canal de la 1.a F.I. que se sintoniza, se convierte a un canal de TV , que luego se mezcla con el resto de los canales de TV terrestre, y se amplifica en banda ancha, como se indica en la figura 7.10. Este sistema es menos utilizado, además hay que tener en cuenta la reducción de ganancia de las centrales amplificadoras con el aumento del número de canales de TV por amplificar.
En ambos métodos, hay que tener en cuenta la forma de conectar los elementos que nos indique el fabricante en cuestión. Los pasos que se deben seguir para realizar el diseño de la instalación son: o
Poner un receptor de satélite (unidad interior sintonizable) por cada uno de los canales que se desean distribuir.
o
Calcular la frecuencia utilizada dentro de la 1.a F.I. que se obtiene a la salida del conversor de la antena, mediante la expresión [7.1]. FFI = FE – FOL
siendo: Ø FF1:Frecuencia central usada en la 1.ª F.I. Ø FE: Frecuencia central del canal de entrada. Ø FOL: Frecuencia del oscilador local del conversor. Tener en cuenta que el ancho de banda de un canal de satélite es de 27 MHz (13,5 MHz por encima y 13,5 MHz por debajo de la FFI); en algunos satélites es de 36 MHz. o
Si las frecuencias de los canales están suficientemente separadas (al menos 2 canales de
TV), se puede utilizar un receptor en DBL. En caso contrario habrá que utilizar un receptor BLV, dependiendo de si el fabricante dispone de ambos modelos. o
Elegir el canal de TV de salida deseado, teniendo en cuenta todo lo referente a canales incompatibles.
Las ventajas del sistema por procesado de R.F. son las siguientes: ·
Es un sistema compatible con la instalación colectiva de la vivienda.
·
No es necesario utilizar redes de distribución específicas para satélite.
·
Los canales de TV por satélite llegan al receptor de TV directamente, por la misma distribución que los canales de TV terrestre, y están disponibles en todas las tomas de usuario del edificio.
Como inconveniente podemos destacar que el costo aumenta mucho con el número de canales recibidos, aunque se reparte entre todos los inquilinos de la vivienda. Este sistema de distribución se suele utilizar de forma conjunta con el procesado por EL, ya que la ICT obliga a que el sistema de distribución incluya hasta 2150MHz desde la cabecera hasta las tomas de usuario.
7.3. PROCESADO POR FRECUENCIA INTERMEDIA (F.L) En el procesado por Frecuencia Intermedia, la distribución de señal se realiza en la 1.a EL, obtenida del conversor de la antena receptora, por tanto se utilizará la banda de 950 MHz a 2.150 MHz. Las ventajas de este sistema de distribución son: El equipo de cabecera es económico (sólo necesita un amplificador o distribuidor...). Se distribuyen muchos canales a cada toma de usuario. Se utiliza en distribución el ancho de banda de 47 MHz a 2.150 MHz. Está preparado para recibir canales futuros, prácticamente sin modificaciones en la instalación. Como inconvenientes se pueden citar: Cada usuario necesita un receptor individual de satélite (sin embargo, actualmente se dispone de receptores de TV que incorporan un decodificador de satélite, con lo cual esto ya no es inconveniente). Es incompatible con la instalación que exista en la vivienda, por tanto se utilizará en instalaciones nuevas o con líneas nuevas de distribución independientes de la instalación colectiva existente, o sustituyendo a ésta. Para realizar este tipo de distribución por F.L, los fabricantes disponen de los elementos necesarios para llevar a cabo la instalación, como son: Cable coaxial. Distribuidores: pasivos, activos y conmutables. Derivadores. Tomas de usuario de paso y finales. Amplificadores.
Mezcladores y separadores. Procesadores de F.I. Matrices de conmutación (switch-over matrices). Estos elementos son similares a los estudiados hasta ahora, con la diferencia de que están fabricados para trabajar en la 1.a F.I. y en TV terrestre, por tanto, en algunos habrá que tener en cuenta una serie de detalles. Veamos cada uno por separado. Hay que ver el catálogo concreto de cada fabricante para conocer los elementos de que dispone.
CABLE COAXIAL Un cable coaxial sólo puede transportar una banda de 1.a F.I. (950 MHz a 2.150 MHz). Como los satélites pueden emitir en dos polaridades distintas (excepto los DBS), y pueden utilizar las mismas frecuencias en ambas polarizaciones, se necesitarían dos cables para hacer la distribución, o bien, utilizar procesadores de F.I. o matrices de conmutación, aunque estos dos últimos elementos, no están disponibles por todos los fabricantes. Existe en el mercado un cable con 4 coaxiales en su interior para utilizar con matrices de conmutación.
DISTRIBUIDORES (SPLITTERS) Podemos encontrarlos de tres tipos: Pasivos. Activos. Conmutables. Distribuidores pasivos: Similares a los estudiados en los capítulos anteriores, pero con un margen de frecuencias de 47 MHz a 2.150 MHz. Un ejemplo de este tipo de distribuidores, lo podemos encontrar en el fabricante Televés, cuya atenuación para la referencia 5152 (distribuidor de 4 salidas) es: - Hasta 862 MHz: = 7,5 dB
- Hasta 1.750 MHz: = 10 dB
Distribuidores activos: Este tipo de distribuidores son iguales que los anteriores, pero introducen una cierta ganancia. Se utilizan en la distribución cuando es necesario amplificar un poco las señales. Distribuidores conmutables (multiconmutador): Disponen de 3, 4 y 5 entradas: Polarización Horizontal, Polarización vertical y TV terrestre. Se utilizan fundamentalmente para distribución en estrella. Permiten desde la unidad de sintonía individual, seleccionar la polarización Horizontal, Vertical o bien TV terrestre, para cada usuario independientemente, con un simple cambio de tensión y/o de frecuencia (que lo introduce la propia unidad de sintonía de forma automática al seleccionar un canal). Una unidad con 4 salidas, se muestra representada en la figura 7.11.
Una posible utilización de este dispositivo en instalaciones comunitarias se muestra representado en la figura 7.12. Aquí se utiliza una antena con salida H y V y un distribuidor conmutable con tomas de usuario para 4 usuarios. En cada toma de usuario tendremos TV terrestre + H/V Al final del capítulo se muestra su aplicación en la recepción de Astra, por tener un número de canales superior a los admitidos en un cable.
Mediante el uso de distribuidores pasivos o activos puede ampliarse e: número de tomas de usuario instaladas. Se pueden utilizar amplificadores de línea de F.I. para aumentar el nivel de señal en las tomas muy alejadas del distribuidor. Este modelo es muy útil en edificios ya en funcionamiento con instalación de antena colectiva de TV terrestre.
DERIVADORES Similares a los derivadores utilizados hasta ahora, pero con un margen de respuesta en frecuencia de 47 MHz a 2.150 MHz. Están disponibles con 1, 2, 3 y 4 salidas, dependiendo del fabricante.
TOMAS DE USUARIO Similares a las utilizadas en TV terrestre, pero con respuesta en frecuencia hasta 2.150 MHz. Se dispone de tomas de usuario con 263 salidas (R/TV + SAT y R + TV + SAT), según el fabricante elegido. En la figura 7.13 se muestran ambos tipos de tomas.
La distribución con derivadores y tomas de usuario de paso y finales de las señales de TV+satélite por un solo cable se realiza igual que en las colectivas normales, pero con los elementos que cubren la banda de satélite.
AMPLIFICADORES Utilizados para formar el sistema amplificador de la cabecera de la instalación. Se dispone básicamente de dos tipos: Boosterj Centrales amplificadoras. Booster: Permiten amplificar los canales que recibe por las entradas H, V, y Ter., correspondientes a las polarizaciones Horizontal y Vertical del satélite y a TV Terrestre respectivamente, con una ganancia dentro de un margen de unos 5 a 10 dB. Su diagrama interno básico se muestra en la figura 7.14. Está formado básicamente por tres amplificadores independientes, uno para cada entrada.
CENTRALES AMPLIFICADORAS
Amplifican el nivel de señal aplicado a sus entradas. Existen dos modelos: Amplifican las señales procedentes de satélite y mezclan las de TV terrestre. Amplifican ambas señales con regulación por separado. Ambos modelos se muestran en la figura 7.15.
MEZCLADORES-SEPARADORES Permiten mezclar o separar las señales de TV SAT y la TV terrestre, posibilitando llevar ambas señales por el mismo cable.
PROCESADORES DE F.I. Este elemento tiene como misión cambiar un canal de entrada de la 1.ª F.I. y pasarlo a otro distinto dentro de la 1.a F.I. Con esto se consigue aprovechar al máximo todo el ancho de banda de la 1.ª F.I., ya que frecuencias iguales en polarización vertical y horizontal se pueden cambiar a otros valores para introducirlos por el mismo cable coaxial. Se utilizan para distribuir las señales de TV+satélite por un mismo cable, así como complemento a los diferentes tipos de distribución de satélite y se pueden utilizar en cualquier tipo de instalación. Poseen autodesmezcla Z de entrada y automezcla Z de salida. Su estructura de montaje se muestra en la figura 7.16.
Consta de tantos Procesadores de F.I. como canales se desean cambiar, una fuente de alimentación y una Central Amplificadora de F.I. que además mezcla la señal procedente de TV terrestre. Esta central es opcional; si no se usa, habrá que utilizar un amplificador para TVSAT. También se dispone de un conversor de 1a F.I. a VHF para convertir una parte de la banda de 1.a F.I. a VHF y hacer la distribución. Luego, al conectar la unidad interior sintonizable individual, necesita un conversor VHF-F.I. entre la toma de usuario y la unidad interior sintonizable. Con este sistema se pueden distribuir hasta 10 canales. La ventaja que ofrece es que se puede adaptar a cualquier instalación colectiva donde no se desee modificar la distribución y se quieran incorporar ciertos canales de F.I.
MATRICES DE CONMUTACIÓN Estos elementos permiten realizar sistemas de distribución en 1.a EL en cascada, en la cual se distribuya la polarización horizontal, vertical y TV terrestre por el mismo cable coaxial desde la matriz de conmutación a la toma de usuario. Estos elementos tienen 3, 4 o 5 entradas que son: F (Vertical), H (Horizontal) de una o más antenas y Ter. (TV terrestre), y varias salidas a tomas de usuario finales. Las entradas también pueden venir indicadas como LNBA y LNB B. Permiten una selección de polarización H o V para cada usuario con un simple cambio de tensión y/o frecuencia proporcionado por la propia Unidad interior sintonizable de forma automática al seleccionar un canal determinado. Estos elementos están disponibles como finales y de paso, siendo sus características más importantes desde el punto de vista de la instalación, la atenuación de paso, la atenuación en derivación y el desacoplo entre las señales. Sus símbolos se muestran en la figura 7.17.
En combinación con estos elementos existen unos amplificadores, denominados Matriz amplificadora, que tienen 3, 4 ó 5 entradas H, V y Ter. , y 3, 4 ó 5 salidas H, V y Ter., amplificadas un cierto nivel. Su símbolo se muestra en la figura 7.18.
Dos ejemplos de instalación con estos elementos se muestran en las figuras 7.19 y 7.20. En la figura 7.19, se utiliza la matriz amplificadora en un lugar intermedio de la instalación para que el nivel de señal a la entrada de las matrices de conmutación sea la adecuada.
En la figura 7.20, no es necesario utilizar amplificadores intermedios al ser los niveles de señal adecuados a las entradas de todas las matrices de conmutación. Se puede aumentar el número de usuarios utilizando más matrices de extensión EXR 144 y amplificadores VWS 32.
En estos sistemas, no se pueden utilizar tomas de usuario de paso, sólo finales, debido a que dos usuarios no pueden seleccionar entradas distintas de la matriz de conmutación correspondiente por el mismo cable.
7.4
SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN MIXTA
En la práctica, puede utilizarse una combinación de los sistemas analizados de procesado y distribución por R.F. y por 1.a F.I., aunque la tendencia es el uso de la distribución en 1.ª F.I; claro que, si hay demasiados canales por distribuir, se tendrán que combinar todos los sistemas. Se pueden plantear dos sistemas mixtos de distribución: — Distribución por un solo cable coaxial (dos bajadas según la ICT). — Distribución por matrices de conmutación. Un sistema de procesado mixto por un solo cable coaxial se representa en la figura 7.21.
La red de distribución estará formada por distribuidores, derivadores y tomas de usuario de paso y/o finales, todo ello con un solo cable coaxial o dos para cumplir con la normativa de ICT.
La ventaja de este sistema es el uso de un sólo cable coaxial. El sistema de distribución mixto por matrices de conmutación se muestra representado en la figura 7.22.
Cuando se dice «una polaridad» se sobrentenderá, por ejemplo, la polaridad horizontal y cuando se dice «otra polaridad» será la vertical o circular, y viceversa. Este sistema puede distribuir más canales que el anterior, pero hay que utilizar elementos de distintos fabricantes, además como «inconveniente» podemos citar que utiliza distribución a tres o cuatro cables coaxiales (según el fabricante) en cada matriz de conmutación. En vista de lo analizado, se puede comprobar que existen muchas posibilidades de llevar a buen fin una instalación comunitaria de TV por satélite para prácticamente cualquier requisito que se exija. El instalador o diseñador ha de conocer los elementos de que disponen los fabricantes y sobre todo de los nuevos que van surgiendo, ya que éste es un campo en continua expansión y cada vez aparecen elementos nuevos muy interesantes y con muchas posibilidades de aplicación. Cada caso particular tiene una solución óptima que habrá que analizar cuidadosamente.
7.5. ELECCIÓN DE LA UNIDAD EXTERNA La unidad externa formada por la antena y el LNB ha de estar perfectamente elegida para la instalación comunitaria. Para ello es necesario realizar cálculos que quedan fuera del alcance de este libro.
Hay que mencionar que existen antenas parabólicas a las que se les puede poner hasta 4 LNB, son las denominadas «multisatélite». Se utilizan cuando se desean recibir varios satélites muy cercanos (6° o 7°) en la órbita de Clarke. La antena ha de ser un poco mayor al tener peor rendimiento.
7.6. OTROS SERVICIOS OFRECIDOS POR LA INSTALACIÓN COLECTIVA Continuamente hay una exigencia de distribuir información de audio y/o vídeo que se produce localmente e incluso Internet, junto con los canales de TV que se distribuyen, utilizando la misma red de distribución de la instalación colectiva. Las aplicaciones más típicas son: Sonorización (megafonía). Circuito cerrado de televisión. Vigilancia. Vídeo comunitario. Otros que utilicen el cable coaxial. Para ello se utilizan las bandas de TV de 47 MHz a 860 MHz, incluidas las bandas S e Hiperbandas (ver apéndice I). El principal elemento para ello es el modulador de audio-vídeo. Este elemento recibe una señal de audio y/o vídeo y la modula para convertirla en una señal de TV que puede ser amplificada y distribuida por la red de distribución de la instalación colectiva. Las señales de audio-vídeo pueden proceder de una videocámara, micrófono (portero electrónico), videocasete, etc. Lo fácil y simple que es ampliar el sistema de instalación colectiva con estos servicios, hace que sean muy aceptados sobre todo en residencias, colegios... Un ejemplo de una instalación de este tipo se muestra en la figura 7.23.
En esta figura, aparecen una producción musical y sonido, un portero electrónico con cámara de vídeo y un videocasete, todas ellas moduladas, cada una por un modulador (MOD), aplicadas al equipo amplificador y distribuidas en el edificio a los lugares de interés (a todas las tomas de usuario que existan). Este tipo de servicios está disponible por los fabricantes, y para su aplicación habrá que tener en cuenta las Normas Tecnológicas correspondientes sobre megafonía y vídeo en circuito cerrado. La norma para ICT sólo obliga a que la distribución de señal en el edificio desde la cabecera hasta las tomas de usuario se realice con elementos cuya ba da de frecuencias llegue hasta 2150 MHz, el resto de elementos no es obligatorioDesde los registros PAU hasta las tomas de usuario irá un solo cable; por esto, en dichos elementos se colocará un conmutador (distribuidor conmutable de dos entradas) o bien se conectará manualmente a uno u otro cable según deseos del propietario. Esto último es lo más económico, pero técnicamente mejor el primero. Actualmente encontramos PAU con 2 entradas y hasta 8 salidas
conmutables en muchos fabricantes, que son adecuados a la ICT.
7.7. INSTALACIÓN COMUNITARIA DE ASTRA 7.1. Distribución de la señal Las dos topologías básicas de las redes de distribución de señales son de árbol-rama y la de estrella. La red en árbol-rama utiliza un cable principal de distribución con derivaciones insertadas en toda su longitud. Las señales son conducidas a cada vivienda a través de cables secundarios conectados cada uno de los puntos de derivación. Las redes en estrella se construyen haciendo partir todos los cables secundarios de un solo punto. Con la topología en estrella, pueden construirse fácilmente múltiples sistemas SMATV aptos para señal digital. En la antena parabólica se instala u LNB cuádruple, con cuatro terminales de salida, uno para cada polaridad banda. Las señales de cada cable se conducen a un multiconmutador y los cables secundarios individuales lo unen a cada vivienda. Las emisiones terrestres se incorporan a cada uno de los cables, por lo general dentro del multiconmutador, y se separan en la caja de toma del telespectador. El multiconmutador reconoce los criterios de conmutación (el cambio d tensión y el tono de 22 kHz), generados por el receptor de satélite y transmitidos por el cable secundario y selecciona la banda correspondiente a los canales elegidos. En ausencia del tono de 22 kHz, el multiconmutador activa por defecto as bandas analógicas, por lo que un receptor «únicamente analógico» conectado al sistema recibirá automáticamente las bandas analógicas correctas. 7.7.2. Distribución en árbol-estrella con 4 cables En edificios más grandes, los sistemas SMATV aptos para señal digital pueden requerir una combinación de topologías en árbol-rama y en estrella que termita minimizar la atenuación en los cables secundarios. Esta es la forma más sencilla de aumentar la capacidad de canales en situaciones en las que 1 longitud del cable secundario desde el punto de la estrella hasta la caja de toma produciría una atenuación excesiva de las señales (figura 7.24).
Esta combinación se conoce como topología en árbol-estrella y utiliza i mismo LNB cuádruple de cuatro terminales de salida que un sistema sólo e estrella. Las emisiones terrestres de televisión y radio se incorporan a todos los cables en su banda de frecuencias y formato originales. Esto es necesario para que los espectadores puedan ver emisiones por satélite y grabar emisiones terrestres, o viceversa, independientemente de la banda de servicios pe satélite que estén recibiendo. Cuando es necesario, las señales se amplifican para su transmisión a un sistema de distribución principal de cuatro cables. Los cuatro cables (para polarización vertical banda inferior, polarización vertical banda superior, polarización horizonte banda inferior y polarización horizontal banda superior) llegan hasta el punto c distribución más próximo en el que se encuentre instalado un multiconmutador. De ahí, los cables principales se llevan hasta el siguiente punto de distribución. Los cables secundarios se conectan a cada vivienda desde los puntos de distribución, del mismo modo que si se tratara de una red sólo en estrella.
7.7.3. Distribución con un solo cable Para minimizar el coste de la instalación, especialmente en las redes grandes configuradas en árbol-rama o con tomas en cascada, puede distribuirse una selección de los canales de mayor interés transmitidos por ASTRA, utilizando tres tipos diferentes del procesado estudiados: procesado en R.F., distribución en el formato original de F.I. de satélite y conversión de canales F.I. a F.I. Esto significa que no pueden distribuirse todos los canales de ASTRA e un único cable, aunque este procedimiento puede utilizarse en situaciones e las que resulta imposible tender más de un cable, por ejemplo, en las redes cuyas condiciones sólo disponen de espacio para un cable. La combinación de los tres métodos permite la utilización de un sistema con un solo cable de la forma más eficaz, tanto para los servicios analógicos existentes como para los futuros servicios digitales. (En todos los casos debe reemplazarse los cables, repartidores, amplificadores y otros componente para permitir la transmisión de la banda completa entre 47 y 2.150 MHz). Se muestra un resumen de aplicación de estos sistemas en las figuras 7.25 a 7.28. Existe un amplio abanico de fabricantes de todos estos elementos.
8 EJEMPLOS DE INSTALACIONES 8.1. INTRODUCCIÓN En este capítulo se pretende resumir con algunos ejemplos, los conceptos fundamentales que se deben tener en cuenta actualmente en la instalación de antenas receptoras de televisión. Desde la introducción de los canales privaos surgen algunos problemas nuevos y los fabricantes disponen de elementos nuevos para solucionarlos. No se pretende dar un ejemplo de los múltiples casos que se podrían plantear, ya que serían innumerables y quizás poco Tácticos. Se pretende simplemente dar una idea del camino a seguir para alanzar los objetivos propuestos. Los aspectos fundamentales que siempre deben tenerse en cuenta son: A la entrada de un amplificador de banda ancha, bien de instalación individual bien de instalación colectiva, las señales han de estar ecualizadas, es decir, que tengan amplitudes similares. Se considerarán ecualizadas cuando exista como máximo una diferencia de 4 a 5 dB a la entrada del amplificador, teniendo ya en cuenta la antena que se va a utilizar. Éste será el objetivo fundamental, ya que en caso contrario habrá imágenes de un canal fuerte que interfieran a otro canal débil, y después del amplificador no tiene solución. En instalaciones colectivas: Si el equipo amplificador es a base de amplificadores monocanal, hay que cuidar los canales adyacentes, si se distribuyen éstos. Si la diferencia de amplitud entre canales adyacentes es ≥10 dB habrá qué ecualizarlos antes de entrar en el equipo amplificador. Se tendrá en cuenta todo lo relativo a canales incompatibles. La red de distribución se diseñará dependiendo del número de tomas de usuario y las longitudes de cable necesarias. Los sistemas ya fueron analizados en el capítulo 5. Se seguirá el organigrama del capítulo 4 en el proceso de elección. Hay que tener en cuenta que en cada localidad o zona de recepción puede haber algún tipo particular de problema que habrá que resolver. La experiencia y el análisis de los casos problemáticos siempre es fundamental.
8.2.
INSTALACIONES DE TV TERRESTRE
Todos los niveles de señal de televisión que se van a indicar se suponen medidos con una antena dipolo. En el caso de FM se supondrá que será con una antena de FM circular.
Supuesto 1 Los canales que se reciben y los niveles de señal son los siguientes C-5: C-21: C-39: C-50: C-57: C-63:
61 dBµv 60 dBµv 59 dBµv 40 dBµv 42 dBµv 43 dBµv
=> => => => => =>
Dirección 1 Dirección 1 Dirección 1 Dirección 2 Dirección 2 Dirección 2
Los niveles de señal recibidos por la Dirección 1 están ecualizados y tienen amplitud suficiente. Los niveles recibidos por la Dirección 2 están ecualizados pero tienen po-a amplitud y hay que amplificarlos. Será por tanto necesario una antena para Banda III (Canal 5), otra antena le UHF para los canales 21 y 39 apuntando en la Dirección 1, y otra antena le UHF para la banda V (canales 50, 57 y 63) apuntando en la Dirección 2. Además esta antena requiere un amplificador. Una instalación posible podría ser como la mostrada en la figura 8.1. VHF
Para VHF la antena elegida tendrá una ganancia de unos 9 dB; esto depende le la longitud del cable utilizado y de la atenuación introducida por el mezclador.
Para UHF-1 podremos utilizar una antena de ganancia 10 dB. Para UHF-2, entre la antena y el amplificador han de tener una ganancia entre 20 y 37 dB más la atenuación introducida por el cable. El nivel de señal i la salida del mezclador será similar en todos los canales. La ganancia de antena y el modelo de amplificador concreto se calculará según lo estudiado en el capítulo 4. Cualquier fabricante puede disponer de estos elementos; sin embargo, sería interesante disponer un filtro supresor del canal 39 (en línea de puntos en la figura 8.1), que se podría recibir por la UHF-2 por los lóbulos laterales c la antena. Este filtro se coloca antes de la entrada del amplificador. El mezclador ha de dejar pasar la corriente continua por la salida al amplificador para su alimentación. Buscando en catálogos, podemos encontrar en el fabricante Fracarro un elemento de referencia EM2-UKUMV que incluye una entrada de UHF-1 ce una ganancia de 10 dB; una entrada UHF-2 con una ganancia de 26 dB y de filtros supresores de canal que se piden al canal deseado; una entrada c VHF que solo la mezcla. Esto lo podemos ver en la figura 8.2.
Con este elemento, la instalación es más económica puesto que sólo n cesitamos poner las antenas y un amplificador para mástil, ref. EM2-UKUM y la instalación quedaría como se muestra en la figura 8.3.
En el caso de instalación colectiva, se pondría una antena de VHF, una de HF-1, otra de UHF-2, un amplificador monocanal por cada canal de entrada, posiblemente haría falta un filtro supresor del canal 39 en UHF-2; para central amplificadora se pondría una antena de VHF, una de UHF-1, otra de UHF-con un previo de unos 20 dB de ganancia y un filtro supresor del canal 39, 1 y como se muestra en las figuras 8.4 a) y b). En este caso, hay que añadir na antena de FM y amplificación para FM, ya que en las instalaciones colectas es obligatorio.
Supuesto 2 Los canales que se reciben y los niveles de señal son los siguientes FM: C-6: C-23: C-42: C-51: C-58: C-62:
45 dBµv 52 dBµv 50 dBµv 48 dBµv 52 dBµv 52 dBµv 52 dBµv
=> => => => => =>
Dirección 1 Dirección 1 Dirección 1 Dirección 2 Dirección 2 Dirección 2
Observamos que todas las señales están ecualizadas y hay que amplificarlas.
Al proceder de dos direcciones distintas, hay que disponer los siguientes elementos: 1 antena de FM. 1 antena de Banda III, del canal 6. 1 antena de UHF apuntando a la dirección 1. 1 antena de UHF apuntando a la dirección 2. (podría ser necesario i filtro supresor del canal 42 si se producen interferencias). Se utilizará un amplificador de 4 entradas, de las cuales 2 serán de UHF, que están disponibles por todos los fabricantes. Su diagrama de conexión se muestra en la figura 8.5.
La ganancia necesaria entre el amplificador y la antena será de 27 dB, m la atenuación del cable, como máximo. Si hay más ganancia, se puede cor pensar con tomas de usuario con cierta atenuación, aunque se pueden elej los elementos para no superar este valor. En el caso de instalación colectiva, con amplificadores monocanal se utilizará un amplificador monocanal por cada señal de entrada (podría ser n> cesado el uso del filtro supresor del canal 42) como se indica en la figura 8.6 a). Si se utiliza central amplificadora, se realizará como se indica en figura 8.6 b).
Las ganancias necesarias de antenas y amplificadores, dependerán de la atenuación de la red de distribución. Supuesto 3 Los canales que se reciben por banda y los niveles de señal son los siguientes: B-III: B-IV: B-V:
60 dBµv 50 dBµv 48 dBµv
Todos procedentes de la misma dirección. Los canales por bandas están ecualizados, y entre Banda IV y V también. Se podría poner una antena para Banda III y otra para UHF (Bandas IV y V), y un amplificador con dos entradas (B-III, UHF). Esta solución se representa en la figura 8.7.
Entre la antena de VHF y el amplificador habrá una ganancia de 20 dB + atenuación del cable, como máximo. Entre la antena de UHF y el amplificador habrá una ganancia de 25 dB + atenuación del cable, como máximo. También podría solucionarse con una antena multibanda (bien del tipo Yagi o bien del tipo logaritmo-periódica), y un amplificador de banda ancha con atenuación por cada banda, como el indicado en la figura 8.8. Este elemento no está disponible por todos los fabricantes. Por ejemplo, Fracarro dispone del modelo EK6/Q-345 con 1 entrada, atenuadores en bandas III, IV y V y ganancia en B-III de 20 dB, en B-IV de 27 dB y en B-V de 25 dB.
Se puede añadir una antena de FM y el mezclador correspondiente al circuito de la figura 8.8. También, al circuito de la figura 8.7 se le puede añadir una antena de FM y cambiar el amplificador por uno con la correspondiente entrada de FM.
En el caso de instalación colectiva, se utilizarán los esquemas representados en la figura 8.9 a) y b). Se supone que no se reciben canales incompatibles.
Supuesto 4 Los canales que se reciben y los niveles de señal son los siguientes FM: C-6: C-30: C-33: C-36: C-57: C-63:
50 dBµv 56 dBµv 59 dBµv 60 dBµv 47 dBµv 39 dBµv 50 dBµv
Todos procedentes de la misma dirección. Este caso es uno de tipo didáctico y en la práctica no es frecuente. Se plantean unos niveles de señal no ecualizados. Además existe un canal con muy poco nivel (C- 57) en banda V, y un canal bajo en Banda IV (C-36). Se podría plantear de la siguiente forma: 1 antena de FM. 1 antena para el canal 6 (B-III). 1 antena para banda IV (canales 30, 33 y 36). 1 antena para banda V (canales 57 y 63). El canal 36 hay que subirlo de nivel para ecualizarlo con el 30 y el 33. El canal 57 hay que subirlo de nivel para ecualizarlo con el 63. No interesa poner una antena y un ecualizador, ya que los canales 30, 33 y 63 se reciben con buena amplitud, y se empeoraría la relación S/N y por tanto la calidad de la imagen. Por eso, a fin de no bajar la relación S/N en los canales que se reciben adecuadamente, se opta por amplificar más los que llegan más débiles. El diseño podría quedar como se muestra en la figura 8.10.
Suponiendo unos amplificadores monocanal con figura de mido de 5 dB, necesitaremos a la entrada del canal 57 un nivel de señal de: SEA = 46 dB + 2 dBµv + 5 dB = 53 dBµv como tenemos 39 dBµv, se necesita una antena con una ganancia de: GA= 53 dBµv - 39 dBµv = 14 dB que se puede conseguir fácilmente. Para el canal 36 necesitamos un nivel de señal de: SEA= 46 dB + 2 dBµv + 5 dB = 53 dBµv como tenemos 47 dBµv, se necesita una antena con una ganancia de: GA= 53 dBµv - 47 dBµv = 6 dB (Habría que comprobar que en las tomas de usuario hay un mínimo de 60 dBfiv). Por tanto, cumpliendo estos requisitos el sistema funcionará perfectamente. Puede haber otras soluciones posibles, todo es cuestión de un poco de ingenio y buscar los elementos adecuados en catálogo. En el caso de instalación colectiva, los esquemas se representan en la figura 8.11 a) y b). En este caso, se requiere también el uso de amplificadores monocanal de mástil para tener suficiente relación S/N en los canales 36 y 57 que son los de menor nivel. Las condiciones de las antenas y amplificadores monocanal para mástil, son las mismas que en una instalación individual.
Podría haber muchos más ejemplos, pero con éstos y los analizados en los respectivos capítulos puede ser suficiente para emprender cualquier instalación.
8.3. MAPA DE ESPAÑA Y TABLA DE COORDENADAS GEOGRÁFICAS CON APUNTAMIENTO A HISPASAT YASTRA Se presenta a continuación un mapa de España donde se pueden encontrar las coordenadas
geográficas de las distintas localidades y una tabla donde se encuentran los datos para orientar las antenas parabólicas a los satélites Astra e Hispasat. En el CD-ROM se amplía esta información.
9 INTRODUCCIÓN A LA TELEDISTRIBUCIÓN Y LA TELEVISIÓN POR CABLE 9.1.
INTRODUCCIÓN A LA TELEDISTRIBUCIÓN
La teledistribución o CATV, podemos considerarla como una gran instalación colectiva, con algunos servicios adicionales que puede soportar y que conectará por cable a distintos hogares y/o edificios la señal que la empresa suministradora (operador) distribuya. En este tipo de instalaciones, hay que tener en cuenta la gran longitud de cable utilizado, y que todos los elementos, excepto los de la cabecera, estarán a la intemperie, por tanto, están herméticamente cerrados. Al utilizar gran cantidad de cable, habrá muchas pérdidas, por tanto existirán amplificadores intermedios y ecualizadores para compensar el aumento de atenuación que se produce en el cable con el aumento de frecuencia. Esto es importante y dará lugar a multitud de tipos de distribución, con líneas principales (troncales) y líneas secundarias que tendrán amplificadores y ecualizadores (o ecualizadores-amplificadores) intercalados, para que los niveles de señal y la relación S/N sean los adecuados en las tomas de los usuarios. En este tipo de instalaciones se parte de una relación C/N = 54 dB en TV terrestre y una C/N = 20 dB en TV vía satélite como mínimo, para compensar las pérdidas que se producen en la gran distribución.
Elementos utilizados en teledistribución Podemos partir de una de una estructura de teledistribución como la indicada en la figura 9.1.
En esta figura, podemos ver los distintos elementos de que consta una instalación de teledistribución, y que son, entre otros: Cable coaxial y/o fibra óptica. Distribuidores. Derivadores y acopladores direccionales. Ecualizadores. Amplificadores. Inyectores de corriente.
Equipo de cabecera. Etc. Sus aplicaciones son las mismas que las estudiadas hasta ahora. Veamos las características más importantes y fundamentales de cada uno de estos elementos. CABLE COAXIAL El cable coaxial, al ser muy largo, ha de tener baja atenuación además de baja resistencia en corriente continua, ya que los amplificadores se alimentarán (en la mayoría de los casos) a través de él (telealimentados) y ha de tener pocas pérdidas en corriente continua, por ello tendrá gran sección comparada con los cables utilizados hasta ahora. Un cable coaxial típico de teledistribución puede tener las características mostradas en la siguiente tabla comparadas con un cable coaxial normal para instalaciones colectivas.
Esto nos da una idea de las características del cable que se debe utilizar. Debido a las diferentes atenuaciones en distintas frecuencias, al llegar las señales a un amplificador de banda ancha, se pueden producir distorsiones al tener unos canales con más amplitud que otros; por esto hay que poner ecualizadores antes de cada amplificador o amplificadores con ecualizadores de entrada. Cuando la distancia recorrida sin salidas a viviendas, es muy grande (por ejemplo, al enviar la señal de una localidad a otra), la atenuación del cable coaxial es muy grande; en estos casos se puede recurrir al uso de cables de Fibra óptica, ya que si no hay que introducir ecualizadores/amplificadores intermedios (e incluso fuentes de alimentación), y sería poco rentable. Un cable de fibra óptica, tiene una atenuación de unos 0,2 dB cada km e incluso menor; mucho menor que la atenuación de un cable coaxial. Para poder utilizar la fibra óptica, es necesario un módulo emisor óptico y un receptor óptico (uno en cada extremo), amplificadores para fibra óptica, etc. DISTRIBUIDORES
Su función es la misma que la estudiada hasta ahora. Permiten el paso de corriente continua (c.c.) para telealimentar a los amplificadores. Existen modelos para exterior y para interior. El número de salidas varía cíe 2 hasta 8, dependiendo del fabricante. DERIVADORES Su función es la misma que la estudiada hasta ahora. Algunos modelos permiten el paso de c.c. para telealimentar a los amplificadores. Existen modelos para exterior y para interior. El número de salidas es muy amplio, desde 1 hasta 16, dependiendo del fabricante. Los de una sola salida se denominan acopladores direccionales. ECUALIZADORES Se conectan en los puntos necesarios de la red de distribución, sobre todo delante de los amplificadores para ecualizar los niveles de señal. Permiten el paso de c.c. para telealimentación de los amplificadores. Si los amplificadores llevan incorporados ecualizadores, no son necesarios. AMPLIFICADORES Los amplificadores son de banda ancha. Pueden ser telealimentados o alimentados localmente a través de la red. Lo normal y más práctico para la empresa suministradora es que sean telealimentados. Pueden disponer de ecualizadores a la entrada, (en ese caso no es necesario colocar ecualizadores antes del amplificador). Están disponibles versiones de amplificación conjunta o amplificación separada (pero con una sola entrada). También los hay con Control Automático de Ganancia (C.A.G.), y éstos no llevan ajustes manuales o son de poco control. Un factor importante que hay que tener en cuenta en estos amplificadores es que casi todos los modelos disponen de la denominada Vía de retorno. Esta vía de retorno consiste en que además de la amplificación normal como cualquier amplificador, dispone de un amplificador en sentido inverso, es decir, la entrada de la vía de retorno es la salida normal, y la salida de la vía de retorno es la entrada normal. Esto se representa en la figura 9.2.
Esta banda de retorno funciona a frecuencias más bajas (normalmente entre unos 5 MHz hasta 50 MHz aproximadamente). Con esto se consigue poder introducir información desde cualquier punto de la red de distribución, hasta la cabecera (la central de teledistribución). Esto implica que los derivadores, distribuidores, etc., han de dejar pasar la banda de retorno en sentido inverso, en los lugares donde interese. Esta vía de retorno se puede utilizar para sistemas de vigilancia, seguridad, TV de pago, control de energía eléctrica, etc. Los modelos de amplificadores existentes son: Amplificadores para troncal. Amplificadores de línea. Los amplificadores para troncal se utilizan en la(s) línea(s) principal(es) (troncal). Tienen baja figura de ruido y son de mejores características que los amplificadores de línea. Los amplificadores de línea son utilizados en las líneas secundarias y tienen características más estándar que los troncales, por ejemplo figura de ruido mayor. Como la distribución puede ser muy grande, se parte de una C/N = 54 dB para obtener suficiente calidad de imagen en TV analógica. Para ello, se utiliza una parte de la distribución, ya que como se pudo comprobar en el capítulo 5, cuando se aumentan términos en la fórmula de Friis, éstos son más pequeños (menos significativos) y tendrán poca influencia sobre el resultado final. INYECTORES DE CORRIENTE Igual que en las instalaciones colectivas, estos elementos suministran alimentación a los amplificadores telealimentados si algún elemento intermedio de la distribución no deja el paso de c.c. EQUIPO DE CABECERA Este equipo estará colocado en la Central de Control y Producción de las señales.
Existen elementos tales como: Módulos de amplificación monocanal, para bandas I, III, IV y V. Módulos procesadores de canal: convierten un canal de TV en otro de TV. Módulos de amplificación de radio en F.M. Módulos receptores de TV por satélite. Módulos distribuidores activos de satélite. Moduladores de TV: entrada de audio y vídeo y salida de TV. Módulos procesadores de canal en la banda de retorno. Módulos multiplexor-demultiplexor. Generador de frecuencias piloto. Módulos procesadores de audio vía satélite. Módulos convertidores de radio RDS (Sistema de Radio Digital). Módulos de alimentación. Elementos para fibra óptica. Etc. Con estos elementos se puede hacer cualquier procesado de canales de TV y radio para teledistribución, además de los equipos digitales que se están imponiendo fuertemente. Sería interesante ampliar la banda de frecuencias en teledistribución hasta la 1.a F.I. de satélite (950 MHz a 2.050 MHz), así habría posibilidad de distribuir muchos más canales.
9.2.
INTRODUCCIÓN A LA TELEVISIÓN POR CABLE
Podemos considerar la televisión por cable como un gran sistema de teledistribución, donde se podrían enlazar distintas localidades a través de redes de teledistribución con cable coaxial y/o con fibra óptica, todo perteneciente a un mismo operador (proveedor del servicio) que será quien determine los programas que se van a distribuir. Uno de los principales atractivos que tiene la televisión por cable, es la posibilidad de disponer en nuestro hogar una conexión directa con la red de cable y disfrutar de gran variedad de canales de televisión, distintos de los que se reciben por TV terrestre, además de los de TV terrestre. También se incluyen actualmente canales digitales, telefonía y acceso a Intenet. Existen otros servicios muy interesantes e importantes en las redes de cable, son los denominados servicios de valor añadido. Estos servicios se pueden llevar a cabo a través de la banda de retorno de la instalación, y dependen del operador de la red de cable. Algunos de ellos son: Control de alarma. Seguridad. Control a distancia. Contador. Servicios informáticos. Servicios telefónicos. Etc. El servicio no es gratuito, hay una cuota que habrá que pagar; pero, sin embargo, se prevé que se podrá pagar por ver un canal determinado un día cualquiera y/o por un servicio determinado. Todo estará gestionado por un ordenador central que se encargará de controlar el equipo de cabecera, los servicios contratados por cada usuario, y se podrá manejar por ejemplo el aire acondicionado o calefacción de un hogar determinado, saber el lugar donde se activa una alarma, etc.
Incluso, yendo más lejos, se podría conectar a través de un ordenador con el banco, comunicarse con otros amigos o compañeros con el ordenador, realizar pedidos de material o comestibles a los comercios determinados, etc. Vemos que las posibilidades son enormes, todo depende de lo que ofrezca el operador del servicio y lo que soliciten sus abonados. El Real Decreto 401/2003 obliga a poner los tubos necesarios para ubicar en su interior los cables para hacer llegar a los usuarios el servicio de telecomunicación por cable. Se colocará en cada vivienda un número de tomas de usuario igual al menos a la mitad de las estancias de dicha vivienda sin contar baños y trasteros y como mínimo dos.
10 APLICACIÓN DE LA NORMA SOBRE ICT
10.1.
INTRODUCCIÓN
En los capítulos anteriores, se ha estudiado la forma de llevar a cabo la instalación de antena tanto individual como colectiva, y se han dado las nociones de lo que se necesita para cumplir con la norma sobre ICT (Infraestructuras Comunes de Telecomunicación). En este capítulo, se pretende hacer un resumen de lo más significativo en cuanto a la aplicación de la citada norma, destacando los aspectos más importantes relativos a la instalación de antena colectiva, aunque se especificarán otras instalaciones que también se exigen en la construcción de los edificios nuevos. La ICT comprende: Captación y adaptación de las señales de radiodifusión sonora y TV terrestre y su distribución hasta los puntos de conexión del usuario situados en las distintas viviendas o locales. Distribución de señales de radiodifusión sonora y TV por satélite hasta dichos puntos. Acceso al servicio de telefonía disponible al público y al servicio de telecomunicación por cable, mediante infraestructura para conectar las distintas viviendas a las redes de los operadores habilitados. Adaptación de infraestructuras anteriores. La norma sobre Infraestructuras Comunes de Telecomunicación, se divide en cuatro anexos, cuya aplicación es la siguiente: Anexo I: Captación, adaptación y distribución de señales de radiodifusión sonora y televisión procedentes de emisiones terrenales y de satélite.
Anexo II: Acceso al servicio de telefonía disponible al público. Anexo III: Acceso al servicio de telecomunicación por cable. Anexo IV: Obra civil. Especificaciones técnicas mínimas de las edificaciones en materia de telecomunicaciones.
10.2.
APLICACIÓN DE LA NUEVA NORMATIVA
La normativa actual de aplicación de la ICT es la siguiente: REAL DECRETO-LEY 1/1998, de 27 de febrero (B.O.E. del 28-2-1998), sobre infraestructuras comunes en los edificios para el acceso a los servicios de telecomunicación. REAL DECRETO 401/2003, de 4 de abril, por el que se aprueba el Reglamento regulador de las infraestructuras comunes de telecomunicaciones para el acceso a los servicios de telecomunicación en el interior de los edificios y de la actividad de instalación de equipos y sistemas de telecomunicaciones. El anexo II es el que regula la aplicación de la parte de telefonía en los edificios. El anexo IV trata de las canalizaciones y los recintos. ORDEN CTE/1296/2003, de 14 de mayo por la que se desarrolla el Reglamento regulador de las infraestructuras comunes de telecomunicaciones para el acceso a los servicios de telecomunicación en el interior de los edificios y la actividad de instalación de equipos y sistemas de telecomunicaciones, aprobado por el Real Decreto 401/2003, de 4 de abril. LEY 10/2005, de 14 de junio, de Medidas Urgentes para el Impulso de la Televisión Digital Terrestre, de Liberalización de la Televisión por Cable y de Fomento del Pluralismo. Artículo quinto trata de aspectos relacionados con la ICT. ORDEN ITC/1077/2006, de 6 de abril, por la que se establece el procedimiento a seguir en las instalaciones colectivas de recepción de televisión en el proceso de su adecuación para la recepción de la televisión digital terrestre y se modifican determinados aspectos administrativos y técnicos de las infraestructuras comunes de telecomunicación en el interior de los edificios. En esta normativa, se establecen los requisitos y criterios mínimos para llevar a cabo una infraestructura común de telecomunicaciones (ICT), que incluye tanto la sección de telefonía como la de radio y televisión así como la televisión por cable y las comunicaciones de datos vía radio. Es conveniente la lectura de la normativa anteriormente citada, incluida al completo en el CDROM, además de un resumen de lo más significativo desde el punto de vista del instalador. La normativa se aplicará a todos los edificios de nueva construcción que tengan propiedad horizontal (ver CD-ROM). Además se aplicará en la adaptación de las instalaciones individuales o de las infraestructuras preexistentes cuando, de acuerdo con la legislación vigente, no reúnan las condiciones para soportar una infraestructura común de telecomunicaciones o no exista obligación de instalarla, se realizará de conformidad con los anexos referidos en las letras a), b) y c) del artículo 4.1 del Reglamento (Real Decreto 401/2003) que les sean de aplicación.
10.3- INSTALADORES DE TELECOMUNICACIÓN AUTORIZADOS A los efectos del Reglamento, tendrán la consideración de instaladores de telecomunicación las personas físicas o entidades que realicen la instalación o el mantenimiento de equipos o sistemas de telecomunicación y que cumplan los requisitos siguientes: 1.- Tener contratado un seguro de responsabilidad civil subsidiaria o de la responsabilidad civil que pueda corresponder, aval u otra garantía financiera contratada con entidad debidamente autorizada, cuya cobertura mínima sea de 300.506,05 € por siniestro, que cubra los posibles daños que pudieran causar a las redes públicas de telecomunicaciones o al dominio público radioeléctrico por defectos de instalación o mantenimiento de los equipos o sistemas de telecomunicación que instalen o mantengan, así como por la instalación de equipos no destinados a ser conectados a las redes públicas de telecomunicación.
Falta pagina 288
El tipo de actividad que puede realizar en función de la cualificación y medios técnicos de que disponga. Los interesados deberán instar su inscripción en el Registro de empresas instaladoras de telecomunicación mediante solicitud dirigida a la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información, que podrá ser presentada en los lugares previstos en el art. 38.4 de la Ley 30/1992, de 26 de noviembre, de Régimen Jurídico de las Administraciones Públicas y del Procedimiento Administrativo Común. A dicha solicitud, acompañarán la documentación que acredite la personalidad del solicitante y el cumplimiento de los requisitos señalados en el artículo 14 del RD 401/2003. Recibida la solicitud con la documentación indicada en el apartado anterior, la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información tramitará el correspondiente expediente de inscripción, y podrán exigirse o practicarse cuantas comprobaciones se estimen
pertinentes en relación con los datos aportados. En caso de que la inscripción no pudiera practicarse por insuficiencia de los datos aportados, se requerirá al interesado que los complete en el plazo de 10 días hábiles, de conformidad con lo dispuesto en la Ley 30/1992, de 26 de noviembre, de Régimen Jurídico de las Administraciones Públicas y del Procedimiento Administrativo Común. Concluida la instrucción del expediente, el Secretario de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información dictará resolución, que agota la vía administrativa, sobre la procedencia o no de la inscripción y la notificará en el plazo máximo de tres meses contados desde la recepción de la solicitud acompañada de la documentación indicada en el apartado 2. De no resolverse y notificarse el expediente en el plazo señalado, como consecuencia de un retraso imputable a la Administración, será de aplicación lo dispuesto en los art. 43 y 44 de la Ley 30/1992, de 26 de noviembre, de Régimen Jurídico de las Administraciones Públicas y del Procedimiento Administrativo Común. Una vez practicada la primera inscripción, cualquier hecho que suponga modificación de alguna de las circunstancias que hayan de ser objeto de inscripción deberá hacerse constar en el Registro, en el plazo máximo de un mes a partir del momento en que se produzca, mediante solicitud dirigida a la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información, acompañada de copia adverada de la documentación que acredite fehacientemente dichas circunstancias. La Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información dictará resolución sobre la procedencia de la inscripción de las modificaciones solicitadas, en el plazo y con los efectos previstos en el apartado anterior. En los supuestos de fusión, escisión, aportación, modificación o transmisión de empresas, será necesario presentar la solicitud de modificación de la inscripción a que hace referencia el apartado anterior a los efectos de determinar que la entidad absorbente o resultante pueda seguir manteniendo la inscripción en el Registro de empresas instaladoras de telecomunicación a que hace referencia este reglamento. En los supuestos en que no proceda autorizar la modificación por no ser única la empresa o entidad resultante, se procederá a su cancelación de conformidad con lo establecido en el apdo. 9El Registro debe mantenerse actualizado; para ello periódicamente las empresas (personas físicas o entidades) deberán acreditar el mantenimiento de los requisitos que dieron lugar a su inscripción. A tal fin, el encargado del registro podrá solicitar la información necesaria y, en particular, aquella cuya caducidad o relevancia así lo aconseje. La inscripción registral tendrá la consideración de título habilitante, y la realización de la actividad sin el título correspondiente será considerada como infracción del artículo 80.5 de la Ley 11/1998, de 24 de abril, General de Telecomunicaciones. Se hará constar, mediante nota practicada de oficio al margen de la inscripción correspondiente, la imposición de cualquier sanción firme por las infracciones cometidas por los sujetos inscritos en el Registro. Igualmente se anotará, en su caso, la suspensión provisional del título habilitante. La primera inscripción y sus sucesivas modificaciones y su cancelación se practicarán a instancia del interesado y, en su caso, de oficio por el encargado del registro, expresándose la fecha en que se produjeron. Serán causas de cancelación: El incumplimiento inicial o sobrevenido por parte del titular de la inscripción de alguno de los requisitos u obligaciones establecidos en el artículo 14 de este reglamento, así como en la orden por la que éste se desarrolla y demás disposiciones que resulten aplicables según la normativa vigente. Renuncia expresa del interesado. La muerte o incapacidad sobrevenida del empresario individual o la extinción de la personalidad jurídica de la empresa o entidad. Cuando la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información
constate el incumplimiento inicial o sobrevenido por parte del titular de la inscripción de alguno de los requisitos u obligaciones establecidos en el art. 14 de este reglamento, así como en la orden que lo desarrolle y demás disposiciones que resulten aplicables según la normativa vigente, le dirigirá una comunicación, y le otorgará el plazo de un mes para que subsane dicho incumplimiento. A tal efecto, el titular de la inscripción deberá aportar toda la documentación que la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información estime precisa para la verificación del cumplimiento de los citados requisitos. Transcurrido dicho plazo sin que la subsanación se hubiera producido, se procederá a tramitar el correspondiente expediente de cancelación. La cancelación de la inscripción será practicada a instancia del interesado o de oficio por el encargado del registro al concluir el expediente de cancelación, mediante la correspondiente resolución del órgano competente, previa audiencia del interesado. Cuando se cancele una inscripción, el encargado del registro anotará, también, la causa que la determinó. Las certificaciones expedidas por el encargado del registro serán el único medio de acreditar, fehacientemente, el contenido de los asientos del registro. Las inscripciones y anotaciones en el registro y la expedición de certificaciones a instancia de parte darán lugar a la percepción, por la Administración, de las tasas correspondientes con arreglo a lo previsto en las normas reguladoras de las tasas y precios públicos. Los datos inscritos en el libro de registro serán de libre acceso para su consulta por cuantos terceros interesados lo soliciten, en los términos establecidos en el artículo 37 de la Ley 30/1992, de 26 de noviembre, de Régimen Jurídico de las Administraciones Públicas y del Procedimiento Administrativo Común. En el Registro de empresas instaladoras de telecomunicación se llevará un libro de registro con la diligencia de apertura firmada por el Secretario de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información, con expresión de los folios que contiene, que estarán numerados, sellados y rubricados. Se abrirá, en principio, un folio para cada empresa Instaladora, al que se le adjudicará un número de inscripción que será el del folio en que se inscriba. Dicho folio irá seguido de cuantos otros sean necesarios, ordenados a su vez por el número que haya correspondido al folio inicial, seguido de otro número que reflejará el número correlativo de folios que se precisen para la inscripción de las modificaciones que procedan. Además, se utilizarán los libros auxiliares, archivos, cuadernos o legajos que el encargado del Registro considere oportuno para su buen funcionamiento. Las inscripciones en el Registro de empresas instaladoras de telecomunicación se notificarán a los interesados, indicando el número de registro asignado. Las inscripciones practicadas en el Registro de empresas instaladoras de telecomunicación serán comunicadas al Registro de establecimientos industriales a los efectos de su oportuna coordinación.
10.4.
DIMENSIONES MÍNIMAS DE LA ICT
Los elementos que, como mínimo, conformarán la ICT de radiodifusión sonora y televisión serán los siguientes (RD 401/2003): Los elementos necesarios para la captación y adaptación de las señales de radiodifusión sonora y televisión terrenales. El elemento que realice la función de mezcla para facilitar la incorporación a la red de distribución de las señales procedentes de los conjuntos de elementos de captación y adaptación de señales de radiodifusión sonora y televisión de satélite. Los elementos necesarios para conformar las redes de distribución y de dispersión de manera que al PAU de cada usuario final le lleguen dos cables, cada uno de ellos por canalizaciones
independientes, con las señales procedentes de la cabecera de la instalación. Un PAU para cada usuario final. Los elementos necesarios para conformar la red interior de cada usuario. Para el caso de viviendas, el número de tomas será de una por cada dos estancias o fracción, excluidos baños y trasteros, con un mínimo de dos. Para el caso de locales u oficinas, el número de tomas se fijará en el proyecto de la instalación en función de su superficie o distribución por estancias, con un mínimo de una por local u oficina. Deberá reservarse espacio físico suficiente libre de obstáculos en la parte superior del inmueble, accesible desde el interior del edificio, para la instalación de conjuntos de elementos de captación para la recepción de las señales de radiodifusión sonora y televisión por satélite, cuando éstos no formen parte de la instalación inicial. Con carácter general, la infraestructura común de telecomunicaciones para la captación, adaptación y distribución de señales de radiodifusión y televisión deberá respetar las siguientes consideraciones:
El sistema deberá disponer de los elementos necesarios para proporcionar en la toma de usuario las señales de radiodifusión sonora y televisión con los niveles de calidad mencionados en el punto 4.5. de la presente norma. Tanto la red de distribución como la red de dispersión y la red interior de usuario estarán preparadas para permitir la distribución de la señal, de manera transparente, entre la cabecera y la toma de usuario en la banda de frecuencias comprendida entre 47 y 2.150 MHz. En el caso de disponer de canal de retorno, éste deberá estar situado en la banda de frecuencias comprendida entre 5 y 30 MHz. En cada uno de los dos cables que componen las redes de distribución y dispersión se situarán las señales procedentes del conjunto de elementos de captación de emisiones de radiodifusión sonora y televisión terrenales, quedando el resto de ancho de banda disponible de cada cable para situar, de manera alternativa, las señales procedentes de los posibles conjuntos de elementos de captación de emisiones de radiodifusión sonora y televisión por satélite. Las señales de radiodifusión sonora y de televisión terrenales, cuyos niveles de intensidad de campo superen los establecidos en el punto 4.1.6 de la presente norma, difundidas por las entidades que disponen del preceptivo título habilitante en el lugar donde se encuentre situado el inmueble, deberán ser distribuidas, sin manipulación ni conversión de frecuencia, salvo en los casos en los que técnicamente se justifique en el proyecto técnico de la instalación, para garantizar una recepción satisfactoria, en particular, cuando exista saturación de los equipos receptores debidos a su proximidad al transmisor o se presenten desvanecimientos de la señal en trayectos de propagación sobre el mar. En la realización del Proyecto Técnico de la ICT se deberá tener en cuenta que las bandas de frecuencias 195,0 a 223,0 MHz y 470,0 a 862,0 MHz se deben destinar, con carácter prioritario, para la distribución de señales de radiodifusión sonora digital terrenal y televisión digital terrenal respectivamente, no pudiéndose reclamar la protección de otras señales de telecomunicaciones distribuidas en estas bandas frente a las interferencias causadas por las señales de radiodifusión sonora digital terrenal o televisión digital terrenal, aunque la emisión de estas señales se produzca con posterioridad al diseño y construcción de la ICT Se deberán distribuir en la ICT, al menos, aquellas señales correspondientes a servicios que: Existentes en la fecha de entrada en vigor del presente Reglamento, se derivan de concesiones efectuadas al amparo de lo dispuesto en la Ley 4/80 de 10 de enero del Estatuto de la Radio y la
Televisión, la Ley 46/83 de 26 de diciembre Reguladora del Tercer Canal de Televisión, la Ley 10/88 de 3 de mayo de Televisión Privada, y la Ley 41/95 de 22 de diciembre de Televisión Local por Ondas Terrestres. Las no contempladas en el apartado anterior que existan en el momento de la construcción de la ICT y estén gestionadas por las Administraciones Públicas. Las restantes, no contempladas en ninguno de los dos apartados anteriores, que: emitan en abierto, no dispongan de sistema de acceso condicionado y tengan obligaciones de servicio público. Y, en todo caso, las difundidas por entidades que dispongan del preceptivo título habilitante dentro del ámbito territorial donde se encuentre situado el inmueble, y que presenten en el punto de captación un nivel de intensidad de campo superior a:
La ICT deberá estar diseñada y ejecutada, en los aspectos relativos a la seguridad eléctrica y compatibilidad electromagnética, de manera que se cumpla lo establecido en: La Directiva 73/23/CEE, de 19 de febrero de 1973, referente a la aproximación de legislaciones de los estados miembros relativas al material eléctrico destinado a ser empleado dentro de determinados límites de tensión, incorporada al derecho español mediante el Real Decreto 7/1988, de 8 de enero, sobre exigencias de seguridad de material eléctrico destinado a ser utilizado en determinados límites de tensión, desarrollado por la Orden Ministerial de 6 de junio de 1989. Deberá tenerse en cuenta, asimismo, el Real Decreto 154/1995, de 3 de febrero, que modifica el Real Decreto 7/1988 anteriormente citado y que incorpora a la legislación española la parte de la Directiva 93/68/CEE, de 22 de julio, en la parte que se refiere a la modificación de la Directiva 73/23/CEE. La Directiva 89/336/CEE, de 3 de mayo, sobre la aproximación de las legislaciones de los estados miembros relativas a la compatibilidad electromagnética, modificada por las Directivas 98/13/CEE, de 12 de febrero; 92/31/CEE, de 28 de abril y por la Directiva 93/68/CEE, de 22 de Julio, incorporadas al derecho español mediante el Real Decreto 444/1994,
de 11 de marzo, por el que se establecen los procedimientos de evaluación de la conformidad y los requisitos de protección relativos a compatibilidad electromagnética de los equipos, sistemas e instalaciones, modificado por el Real Decreto 1950/1995, de 1 de diciembre y, mediante la Orden Ministerial de 26 de marzo de 1996 relativa a la evaluación de la conformidad de los aparatos de telecomunicación, regulados en el Real Decreto 444/1994, de 11 de marzo, modificado por el Real Decreto 1950/1995, de 1 de diciembre. Para el cumplimiento de las disposiciones anteriores, podrán utilizarse como referencia las normas UNE-EN 50083-1, UNE-EN 50083-2 y prEN 50083-8 de CENELEC.
10.4.1. Características de los elementos de captación 10.4.1.1. CONJUNTO DE ELEMENTOS PARA LA CAPTACIÓN DE SERVICIOS TERRENALES Las antenas y elementos anexos: soportes, anclajes, riostras, etc., deberán ser de materiales resistentes a la corrosión o tratados convenientemente a estos efectos. Los mástiles o tubos que sirvan de soporte a las antenas y elementos anexos, deberán estar diseñados de forma que se impida, o al menos se dificulte la entrada de agua en ellos y, en todo caso, se garantice la evacuación de la que se pudiera recoger. Los mástiles de antena deberán estar conectados a la toma de tierra del edificio a través del camino más corto posible, con cable de 25 mm2 de sección. La ubicación de los mástiles o torretas de antena, será tal que haya una distancia mínima de 5 m al obstáculo o mástil más próximo; la distancia mínima a líneas eléctricas será de 1.5 veces la longitud del mástil. La altura máxima del mástil será de 6 m. Para alturas superiores se utilizarán torretas. Los mástiles de antenas se fijarán a elementos de fábrica resistentes } accesibles y alejados de chimeneas u otros obstáculos. Las antenas y elementos del sistema captador de señales soportarán la: siguientes velocidades de viento: Para sistemas situados a menos de 20 m del suelo: 130 km/h. Para sistemas situados a más de 20 m del suelo: 150 km/h. Los cables de conexión serán del tipo intemperie o en su defecto debe rán estar protegidos adecuadamente.
10.4.1.2.
CONJUNTO PARA LA CAPTACIÓN DE SERVICIOS POR SATÉLITE
El conjunto para la captación de servicios por satélite, cuando exista, e¡ tara constituido por las antenas con el tamaño adecuado y demás elemente que posibiliten la recepción de señales procedentes de satélite, para garantizar los niveles y calidad de las señales en toma de usuario fijados en la presente norma. Los requisitos siguientes hacen referencia a la instalación del equipamiento captador, entendiendo como tal al conjunto formado por las antenas y demás elementos del sistema captador junto con las fijaciones al emplazamiento, para evitar en la medida de lo posible riesgos a personas o bienes. Las antenas y elementos del sistema captador de señales soportarán las siguientes
velocidades de viento: Para sistemas situados a menos de 20 m del suelo: 130 km/h. Para sistemas situados a más de 20 m del suelo: 150 km/h. Todas las partes accesibles que deban ser manipuladas o con las que el cuerpo humano pueda establecer contacto deberán estar a potencial de tierra o adecuadamente aisladas. Con el fin exclusivo de proteger el equipamiento captador y para evitar diferencias de potencial peligrosas entre éste y cualquier otra estructura conductora, el equipamiento captador deberá permitir la conexión de un conductor, de una sección de cobre de, al menos, 25 mm2 de sección, con el sistema de protección general del edificio.
10.4.2.
Características del equipamiento de cabecera
El equipamiento de cabecera estará compuesto por todos los elementos activos y pasivos encargados de procesar las señales de radiodifusión sonora y televisión. Las características técnicas que deberá presentar la instalación a la salida de dicho equipamiento son las siguientes (los fabricantes deben proporcionarlos cumpliendo dichas exigencias):
Para canales modulados en cabecera, el nivel autorizado de la portadora de sonido en relación con la portadora de vídeo estará comprendido entre -8 dB y -20 dB. Asimismo para las señales que son distribuidas con su modulación original, el equipo de cabecera deberá respetar la integridad de los servicios asociados a cada canal (teletexto, sonido estereofónico, etc.) y deberá permitir la transmisión de servicios digitales.
10.4.3- Características de la red En cualquier punto de la red, se mantendrán las siguientes características:
10.4.4.
Niveles de calidad par a los servicios de radiodifusión sonora y de televisión
En cualquier caso las señales distribuidas a cada toma de usuario deberán reunir las siguientes características:
Las diferencias fundamentales entre esta normativa y la anterior puede verse en el CD-ROM. 10.4.5. Obra civil Especificaciones técnicas mínimas de las edificaciones en materia de telecomunicaciones Estas especificaciones técnicas tienen por objeto establecer los requisitos mínimos que, desde un punto de vista técnico, han de cumplir las canalizaciones, recintos y elementos complementarios que alberguen la infraestructura común de telecomunicaciones (ICT) para facilitar su despliegue, mantenimiento y reparación, contribuyendo de esta manera a posibilitar el que los usuarios finales accedan a los servicios de Telefonía Disponible al Público y Red Digital de Servicios Integrados (TB + RDSI), Telecomunicaciones por Cable (TLCA) y Radiodifusión y Televisión (RTV). Todos los elementos necesarios, dimensiones y colocación vendrán indicados en el proyecto técnico, realizándose aquí una breve descripción. 10.4.5.1.
INSTALACIÓN DE LAS ANTENAS
La instalación de las antenas se llevará a cabo con las especificaciones indicadas en el proyecto teórico, cuyas características fundamentales son el hecho de que el cable coaxial sea de intemperie, que se utilice un elemento pa-samuros para introducir los cables al interior de la vivienda y que los cables hasta el RITS vayan bajo tubo (canalización). 10.4.5.2.
RECINTO SUPERIOR (RITS)
Es el local o habitáculo donde se instalarán los elementos necesarios para el suministro de los servicios de RTV y, en su caso, de otros posibles servicios. En él se alojarán los elementos necesarios para adecuar las señales procedentes de los sistemas de captación de emisiones radioeléctricas de RTV, para su distribución por la ICT del inmueble o, en el caso de otros servicios, los elementos necesarios para trasladar las señales recibidas hasta el RITI.
Para el caso de edificios o conjuntos inmobiliarios de hasta 3 alturas y planta baja y un máximo de 10 PAU y para conjuntos de viviendas unifamiliares, se establece un Recinto de Instalaciones de Telecomunicaciones Único (RITU) que acumule la funcionalidad del recinto superior (RITS) y del recinto inferior (RITI) estudiado más adelante. Para los casos de inmuebles de pisos de hasta 45 PAU y de conjuntos de viviendas unifamiliares de hasta 10 PAU, los Recintos Superior, Inferior y Único podrán ser realizados mediante armarios ignífugos de tipo modular Recinto Modular (RITM). Los recintos dispondrán de espacios delimitados en planta para cada tipo de servicio de telecomunicación. Estarán equipados con un sistema de escalerillas o canaletas horizontales para el tendido de los cables oportunos. La escalerilla o canaleta se dispondrá en todo el perímetro interior a 30 cm del techo. Las características citadas no serán de aplicación a los recintos de tipo modular (RITM). En cualquier caso tendrán una puerta de acceso metálica, con apertura hacia el exterior y dispondrán de cerradura con llave común para los distintos usuarios autorizados. El acceso a estos recintos estará controlado y la llave estará en poder del presidente de la comunidad de propietarios o del propietario del inmueble, o de la persona o personas en quien deleguen, que facilitarán el acceso a los distintos operadores para efectuar los trabajos de instalación y mantenimiento necesarios. Los Recintos de Instalaciones de Telecomunicaciones tendrán las dimensiones mínimas siguientes y deberá ser accesible toda su anchura:
En el caso de RITU las medidas, serán de:
Los recintos de instalaciones de telecomunicación, excepto los RITM, deberán tener las siguientes características constructivas mínimas: Solado: pavimento rígido que disipe cargas electrostáticas: terrazo, cemento, etc. Paredes y techo con capacidad portante suficiente El sistema de toma de tierra se hará según lo dispuesto en el apartado 7 de las presentes especificaciones técnicas. El RITS estará preferentemente en la cubierta o azotes, y nunca por debajo de la última planta del inmueble. En los casos en que pudiera haber un centro de transformación de energía próximo, caseta de maquinaria de ascensores o maquinaria de aire acondicionado, los recintos de instalaciones de telecomunicaciones se distanciarán de éstos un mínimo de dos metros, o bien se les dotará de una protección contra campo electromagnético previsto en el punto 7.3 del Reglamento.
Se evitará, en la medida de lo posible, que los recintos se encuentren en la proyección vertical de canalizaciones o desagües y, en todo caso, se garantizará su protección frente a la humedad. Instalaciones eléctricas de los recintos: Se realizará lo que figura en el proyecto técnico y en cualquier caso lo especificado en el apartado 5.5.5 del RD 401/2003. 10.4.5.3.
REGISTRO SECUNDARIO
Los registros secundarios se ubicarán en zona comunitaria y de fácil acceso, debiendo estar dotados con el correspondiente sistema de cierre y, en los casos en los que en su interior se aloje algún elemento de conexión, dispondrá de llave que deberá estar en posesión de la propiedad del inmueble. Se colocará un registro secundario en los siguientes casos: En los puntos de encuentro entre una canalización principal y una secundaria en el caso de inmuebles de viviendas, y en los puntos de segregación hacia las viviendas, en el caso de viviendas unifamiliares. Deberán disponer de espacios delimitados para cada uno de los servicios. Alojarán, al menos, los derivadores de la red de RTV, así como las regletas que constituyen el punto de distribución de TB + RDSI y el paso de cables TLCA y SAFI. En cada cambio de dirección o bifurcación de la canalización principal. En cada tramo de 30 m de canalización principal. En los casos de cambio en el tipo de conducción. Las dimensiones mínimas serán: 450 x 450 x 150 mm (altura x anchura x profundidad). En inmuebles de pisos con un número de PAU (nota 1) por planta igual o menor que tres, y hasta un total de 20 en la edificación. En inmuebles de pisos con un número de PAU (nota 1) por planta igual o menor que cuatro, y un número de plantas igual o menor que cinco. En inmuebles de pisos, en los casos b) y c). En viviendas unifamiliares. 500 x 700 x 150 mm (altura x anchura x profundidad). En inmuebles de pisos con un número de PAU (nota 1) comprendido entre 21 y 30. En inmuebles de pisos con un número de PAU (nota 1) menor o igual a 20 en los que se superen las limitaciones establecidas en el apartado anterior en cuanto a número de viviendas por planta o número de plantas. 550 x 1.000 x 150 mm (altura x anchura x profundidad). En inmuebles de pisos con número de PAU (nota 1) mayor de 30. Arquetas de 400 x 400 x 400 mm (altura x anchura x profundidad). En el caso b), cuando la canalización sea subterránea.
Si en algún registro secundario fuera preciso instalar algún amplificador o igualador, se utilizarán registros complementarios como los de los casos b) ó c), sólo para estos usos. Los cambios de dirección con canales se harán mediante los accesorios adecuados garantizando el radio de curvatura necesario de los cables. En los casos en que se utilicen un RITI situado en la planta baja, o un RITS situado en la última planta de viviendas, podrá habilitarse una parte de éste en la que se realicen las funciones de registro secundario de planta desde donde saldrá la red de dispersión de los distintos servicios hacia las viviendas y locales situados en dichas plantas. 10.4.5.4.
CANALIZACIÓN PRINCIPAL
Es la que soporta la red de distribución de la ICT del inmueble, conecta el RITI y el RITS entre sí y éstos con los registros secundarios. Podrá estar formada por galerías, tuberías o canales. En ella se intercalan los registros secundarios, que conectan la canalización principal y las secundarias. También se utilizan para seccionar o cambiar de dirección la canalización principal. En el caso de acceso radioeléctrico de servicios distintos de los de radiodifusión sonora y televisión, la canalización principal tiene como misión añadida la de hacer posible el traslado de las señales desde el RITS hasta el RITI 10.4.5.5.
CANALIZACIÓN SECUNDARIA
Es la que soporta la red de dispersión del inmueble, y conecta los registros secundarios con los registros de terminación de red. En ella se intercalar los registros de paso, que son los elementos que facilitan el tendido de los cables entre los registros secundarios y de terminación de red. Los registros de terminación de red son los elementos que conectan las canalizaciones secundarias con las canalizaciones interiores de usuario. En estos registros se alojan los correspondientes puntos de acceso a los usuarios; en el caso de RDSI, el PAU podrá ir superficial al lado de este registro. Estos registros se ubicarán siempre en el interior de la vivienda, oficina o local comercial y los PAU que se alojan en ellos podrán ser suministrados por los operadores de los servicios previo acuerdo entre las partes. Del registro secundario podrán salir varias canalizaciones secundarias que deberán ser de capacidad suficiente para alojar todos los cables para los servicios de telecomunicación de las viviendas a las que sirvan. Esta canalización puede materializarse mediante tubos o canales. Si es mediante tubos, en sus tramos comunitarios será como mínimo de 4 tubos, que se destinarán a lo siguiente: Uno para servicios de TB + RDSI. Uno para servicios cíe TLCA y SAFT. Uno para servicios cíe RTV. Uno de reserva. Su número para cada servicio y sus dimensiones mínimas se determinarán por separado de acuerdo con la siguiente tabla:
10.4.5.6.
REGISTROS DE PASO
Los registros de paso son cajas con entradas laterales preiniciadas (agujeros casi hechos) e iguales en sus cuatro paredes, a las que se podrán acoplarconos ajustables multidiámetro (de varios diámetros, que se corta el cono en función del diámetro del conducto que entre) para entrada de conductos. Se definen tres tipos de las siguientes dimensiones mínimas, número de entradas mínimas de cada lateral y diámetro de las entradas:
Además de los casos indicados en el apartado anterior, se colocará como mínimo un registro de paso cada 15 m de longitud de las canalizaciones secundarias y de interior de usuario y en los cambios de dirección de radio inferior a 120 mm para viviendas o 250 mm para oficinas. Estos registros de paso serán del tipo A para canalizaciones secundarias en tramos comunitarios, del tipo B para canalizaciones secundarias en los tramos cíe acceso a las viviendas y para canalizaciones interiores cíe usuario de TB + RDSI, y del tipo C para las canalizaciones interiores de usuario de TLC A, RTV y SAFI. Se admitirá un máximo de dos curvas de noventa grados entre dos registros de paso. Los registros se colocarán empotrados. Cuando vayan intercalados en la canalización secundaria, se ubicarán en lugares cíe uso comunitario, con su arista más próxima al encuentro entre dos paramentos a una distancia mínima de 100 mm. En canalizaciones secundarias mediante canales, los registros de paso serán los correspondientes a las canales utilizadas.
10.4.57.
REGISTROS DE TERMINACIÓN DE RED
Estarán en el interior de la vivienda, local u oficina y empotrados en la pared y en montaje superficial cuando sea mediante canal; dispondrán de las entradas necesarias para la canalización secundaria y las de interior de usuario que accedan a ellos. De manera opcional, podrán ser integrados en un único cuadro. Estos registros, cuando sean independientes para cada servicio, deberán tener tapa y unas dimensiones mínimas (altura x anchura x profundidad), expresados en mm de:
El de TB + RDSI: 100 x 170 x 40. El de RTV será una caja o registro de 200 x 300 x 60. El de TLCA y SAFI será una caja o registro de 200 x 300 x 40. Cuando dos servicios de los anteriormente descritos se integren en un único registro, las medidas mínimas serán cíe 300 x 400 x 60 mm, provisto de tapa. Cuando los tres servicios anteriormente descritos se integren en un único registro, las medidas mínimas serán de 300 x 500 x 60 mm, provisto de tapa. Estos registros se instalarán a más de 200 mm y menos de 2.300 mm del suelo Los registros para RDSI, TLCA y RTV y SAFI dispondrán de toma de corriente o base de enchufe.
10.4.5.8.
CANALIZACIÓN INTERIOR DE USUARIO
Estará realizada con tubos o canales y utilizará configuración en estrella, generalmente con tramos horizontales y verticales. En el caso de que se realice mediante tubos, éstos serán de material plástico, corrugados o lisos, que irán empotrados por el interior de la vivienda, y unirán los registros cíe terminación de red con los distintos registros cíe toma, mediante al menos tres conductos de 20 mm cíe diámetro mínimo. El apéndice 7 recoge un ejemplo práctico de configuración típica de una canalización interior de usuario. Para el caso de TB + RDSI acceso básico, se deberá tener en cuenta que se instalarán, como máximo, seis cables por cada conducto cíe 20 mm, y se colocarán conductos adicionales en la medida necesaria. En el caso de que se realice mediante canales, éstas serán de material plástico, en montaje superficial o enrasado, uniendo los registros de terminación de red con los distintos registros de toma. Dispondrán, como mínimo, de 3 espacios independientes que alojarán únicamente servicios de telecomunicación, uno para TB+RDSI, otro para TLCA+SAFI y otro para RTV. Para el dimensionado, se aplicarán las reglas del apartado 5.4.1 del Real Decreto 401. En aquellas estancias, excluidos baños y trasteros, en las que no se instalen tomas de los servicios básicos de telecomunicación, se dispondrá de una canalización adecuada que permita el acceso a la conexión de al menos uno de los citados servicios.
10.4.5.9.
REGISTROS DE TOMA
Irán empotrados en la pared. Estas cajas o registros deberán disponer para la fijación del elemento de conexión (BAT o toma de usuario) de, al menos, dos orificios para tornillos separados entre sí un mínimo de 60 mm, y tendrán, como mínimo, 42 mm de fondo y 64 mm en cada lado exterior.
10.4.5.10. ARQUETA DE ENTRADA En función del número de puntos de acceso a usuario del inmueble, la arqueta de entrada deberá tener las siguientes dimensiones interiores mínimas:
10.4.5.11. CANALIZACIÓN EXTERNA La canalización externa que va desde la arqueta de entrada hasta el punto de entrada general al inmueble; estará constituida por conductos de 63 mm de diámetro, en número mínimo y con la utilización fijada en la siguiente tabla, en función del número de PAU (nota 1) del inmueble:
10.4.5.12. CANALIZACIÓN DE ENLACE Para la entrada inferior: esta canalización estará formada bien por tubos, en número igual a los de la canalización externa, bien por canales, que alojarán únicamente redes de telecomunicación. En ambos casos, podrán instalarse empotrados o superficiales, o en canalizaciones subterráneas. En el caso de tubos, los destinados a TB+RDSI se dimensionarán todos del mismo diámetro exterior, en función del número de pares de los cables de la red cíe distribución, de acuerdo con la siguiente tabla:
En los espacios correspondientes a TB + RDSI, la sección y el diámetro del cable mayor
de TB se determinarán en función del número total de pares de los cables de la red de distribución de la ICT, de acuerdo con la siguiente tabla:
En el caso de que discurra por el techo de plantas subterráneas, la canalización cíe enlace inferior puede constituirse mediante bandejas o canales que partan del registro de enlace que incorpore el punto de entrada general, dimensionadas de acuerdo con los criterios antes indicados para el cálculo de canales. En los tramos de canalización superficial con tubos, éstos deberán fijarse mediante grapas separadas, como máximo, un metro. Cuando la canalización sea mediante tubos, se colocarán registros de enlace (armarios o arquetas) en los siguientes casos: Cada 30 m de longitud en canalización empotrada o 50 m en canalización por superficie. Cada 50 m de longitud en canalización subterránea. En el punto de intersección de dos tramos rectos no alineados. Dentro de los 600 mm antes de la intersección en un solo tramo de los dos que se encuentren. En este último caso, la curva en la intersección tendrá un radio mínimo de 350 mm y no presentará deformaciones en la parte cóncava del tubo. Las dimensiones mínimas de estos registros de enlace serán 450 x 450 x 120 mm (altura x anchura x profundidad) para el caso de registros en pared. Para el caso de arquetas las dimensiones interiores mínimas serán 400 x 400 x 400 mm. Cuando la canalización sea mediante canales, en los puntos de encuentro en tramos no alineados se colocarán accesorios de cambio de dirección con un radio mínimo de 350 mm. Un resumen y disposición de todos estos elementos aplicados en una instalación de un edificio se encuentra en el CD-ROM, así como un ejemplo de proyecto técnico de ICT.
10.4.6.
Resumen de aplicación de la normativa en la sección de telefonía
10.4.6.1.
PREVISIÓN DE LA DEMANDA
Para que la red interior sea capaz de atender la demanda telefónica a largo plazo del inmueble, se realizará una evaluación de las necesidades telefónicas de sus usuarios. Se aplicará para determinar el número de líneas necesarias, los valores siguientes: Viviendas 2 líneas por vivienda.
Locales comerciales u oficinas en edificaciones de viviendas. 1º) Si se conoce o se puede estimar el número de puestos de trabajo: 1 línea por cada 5 puestos de trabajo, con un mínimo de 3. 2º) Si sólo se conoce la superficie de la oficina: 1 línea/33 m2 útiles, como mínimo. En estos 33 m2 no se contabilizarán despachos individuales ni salas de reuniones, en cada uno de los cuales se estimarán las líneas necesarias independientemente de su superficie. El número mínimo de líneas a instalar será de 3. Locales comerciales u oficinas en edificaciones destinadas fundamentalmente a este fin. Cuando no esté definida la distribución y ocupación o actividad de la superficie se utilizará como base de diseño, la consideración de 3 líneas por cada 100 m2 o fracción.
10.4.6.2.
DIMENSIONAMIENTO MÍNIMO DE LA RED DE ALIMENTACIÓN
El diseño y dimensionado de esta parte de red, así como su instalación, será siempre responsabilidad del operador del servicio de telefonía disponible al público. Cada operador facilitará el respaldo del servicio cíe la red de alimentación que considere oportuno.
10.4.6.3. VERTICAL)
DIMENSIONAMIENTO MÍNIMO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN (UNA
Conocida la necesidad futura a largo plazo, tanto por plantas como en el total del inmueble, o estimada dicha necesidad según lo indicado en el apartado 3.1, se dimensionará la red de distribución con arreglo a los siguientes criterios: La cifra de demanda prevista se multiplicará por 1,4, lo que asegura una ocupación máxima de la red del 70% para prever posibles averías de algunos pares o alguna desviación por exceso en la demanda cíe líneas. Obtenido de esta forma el número teórico de pares se utilizará el cable normalizado de capacidad igual o superior a dicho valor, o combinaciones de varios cables, teniendo en cuenta que para una distribución racional el cable máximo será de 100 pares, debiendo utilizarse el menor número posible de cables de acuerdo con la siguiente tabla:
El dimensionado de la red de distribución se proyectará con cable o cables multipares, cuyos pares estarán todos conectados en las regletas de salida del punto de interconexión. Cuando un operador vaya a suministrar el servicio de telefonía disponible al público al inmueble, deberá instalar sus regletas de entrada en el registro principal y conectar en éstas los pares de su cable o cables de alimentación, y establecerá el servicio a cada abonado con la realización de los puentes correspondientes entre sus regletas y las del punto de interconexión. En el caso de edificios con una red de dispersión inferior o igual a 30 pares, ésta podrá realizarse con cable de uno o dos pares desde el punto de distribución instalado en el registro principal. De él saldrán los cables de acometida interior que subirán por las plantas para acabar directamente en los PAU (Puntos de Acceso al Usuario). Los puntos de distribución estarán formados por las regletas de conexión en cantidad suficiente para agotar con holgura toda la posible demanda de la planta correspondiente. El número de regletas se hallará calculando el cociente entero redondeado por exceso que resulte de dividir el total de pares del cable, o de los cables, de distribución por el número de plantas y por cinco o diez, según el tipo de regleta a utilizar.
10.4.6.4. DIMENSIONAMIENTO MÍNIMO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN (VARIAS VERTICALES) En inmuebles con varias verticales, o en los casos de infraestructuras que atiendan a varios edificios, el punto de interconexión será único. La red de cada vertical será tratada como una red de distribución independiente, y se diseñará, por tanto, de acuerdo con lo indicado en el apartado anterior.
10.4.6.5.
DIMENSIONAMIENTO MÍNIMO DE LA RED DE DISPERSIÓN
Se instalarán cables de acometida interior que cubran la demanda prevista, y se conectarán al correspondiente terminal de la regleta del punto de distribución. Dicha conexión se realizará correlativamente de arriba hacia abajo de acuerdo con una ordenación de viviendas.
10.4.6.6.
DIMENSIONAMIENTO MÍNIMO DE LA RED INTERIOR DE USUARIO
Los elementos necesarios para conformar la red privada de cada usuario. Para el caso de viviendas, el número de BAT (Base de Acceso Terminal o toma de usuario) será de una por cada dos estancias o fracción, excluidos baños y trasteros, con un mínimo de dos. Para el caso de locales u oficinas, el número de BAT se fijará en el proyecto de la instalación en función de su superficie o distribución por estancias, con un mínimo de una por local u oficina. Los pares de esta red se conectarán a las bases de acceso terminal y se prolongarán hasta
el punto de acceso al usuario, dejando la longitud suficiente para su posterior conexión a éste. En los apéndices del anexo II del Real Decreto 401/2003, encontramos imágenes de aplicación de este tipo de instalaciones.
10.4.6.7. PARTICULARIDADES UNIFAMILIARES
DE
LOS
CONJUNTOS
DE
VIVIENDAS
En el caso de conjuntos de viviendas unifamiliares, la red de alimentación llegará a través de la canalización necesaria, hasta el punto de interconexión situado en el recinto de instalación de telecomunicaciones único (RITU), donde terminará en las regletas de entrada. La red de distribución será similar a la indicada para inmuebles de pisos, con la singularidad de que el recorrido vertical de los cables se transformará en horizontal, y se limitará la capacidad máxima de los cables de distribución a 25 pares para los casos en que la canalización principal se construya subterránea. La figura 10.1 muestra un esquema general típico para conjuntos de viviendas unifamiliares. Los puntos de distribución podrán ubicarse en la medianería de dos viviendas, de manera alterna, de tal forma que, desde cáela punto cíe distribución, se preste servicio a ambos.
Cuando el número de pares de la red de distribución sea igual o inferior a 30, se instalará un único punto de distribución en el RITU del que partirán los cables de acometida (como mínimo dos pares) a cada vivienda. Las canalizaciones y recintos son comunes tanto para telefonía como para el resto de infraestructura, así es que para su dimensionamiento hay que considerarlo todo. Las conexiones en el interior de los registros se realizan con regletas para telefonía, como las mostradas en la figura 10.2 a). En ellas se conectarán los pares de entrada y salida, como se muestra en la figura 10.2 b) y se realiza la identificación de pares como en la c).
En las siguientes páginas Web de fabricantes, podemos encontrar elementos para la instalación de ICT. http://www.alcad.net http ://www .fagorelectronica. es http: //www .fracarro. com http://www.ikusi.com http: //www. krone. es http: //www. tecatel. com http://www.televes.es http://www.unex.biz
INSTALACIONES PARA RECEPCIÓN DE TELEVISIÓN DIGITAL 11.1. INTRODUCCIÓN En los años 90 se vivieron desarrollos tecnológicos que han hecho posible la digitalización de la señal de televisión hasta el usuario final, el gran público. La importancia y repercusión de la televisión digital se puede comparar a la introducción de la televisión en color, o al comienzo de las transmisiones de televisión vía satélite. A finales de los años 80, el rápido desarrollo de algoritmos de compresión de vídeo como JPEG (Joint Photographic Experts Group -grupo de expertos en desarrollo de imágenes fijas-) y MPEG (Motion Pictures Experts Group -grupo de expertos en desarrollo de imágenes en movimiento-), reducen de forma significativa el flujo de datos necesario para la transmisión de imágenes, lo que produjo un cambio notable en el panorama de la transmisión de imágenes digitales; al mismo tiempo, el aumento de la densidad de integración en la fabricación de circuitos integrados, permitían considerar la realización práctica de circuitos de descompresión y memoria a un precio asequible. El proyecto europeo DVB (Digital Video Broadcasting -radiodifusión de vídeo digital-) tiene por objetivo establecer por consenso el marco técnico para la introducción de los sistemas de televisión digital que serán usados por los radiodifusores. Los motivos de un sistema digital podemos resumirlos en los siguientes: La calidad de reproducción de un sistema digital de vídeo bien diseñado es independiente del medio y depende únicamente de la calidad de los procesos de conversión.
La conversión del vídeo al sistema digital permite grandes prestaciones que no son posibles con las señales analógicas. El coste de los equipos digitales es menor que el de los analógicos (de similares prestaciones). Los equipos digitales pueden llevar incorporados equipos de autodiag-nóstico, con lo que la máquina detecta sus propios fallos; el coste de mantenimiento se reduce y las reparaciones están más orientadas hacia los sistemas que hacia los dispositivos. Los equipos analógicos desaparecerán al no poder competir económicamente con los digitales, al igual que el Compact Disc desplazó al disco de vinilo. En este capítulo no se pretende hacer un estudio completo de la señal de televisión digital, sino una introducción de los conceptos asociados a dicha señal y su implicación en la instalación de antena colectiva e individual; se centrará en el interés del instalador de la instalación, independientemente de los procesos complejos que tienen lugar en la señal digital, ya que éstos los implementarán los receptores correspondientes y no la instalación propia. En abril de 2010 cesarán las emisiones de televisión analógica terrestre, pasando a ser todas digitales.
11.2. CONCEPTOS BÁSICOS DE TV DIGITAL La conversión de una señal analógica en digital supone seguir los pasos mostrados en el diagrama de la figura 11.1.
Muestreo de la señal analógica original. Se obtienen así algunos valores de la señal que serán los que se digitalizan y se transmiten. La frecuencia de muestreo (Fm) ha de garantizar la reconstrucción posterior de la señal original. Para ello, dicha frecuencia será al menos el doble del ancho de banda de la señal a transmitir, que normalmente coincide con la frecuencia máxima de la señal analógica que se desea transmitir (criterio de Nyquist). Este proceso se muestra en la figura 11.2.
Convertidor analógico/digital (A/D) o codificación de las muestras en bits. El número de bits necesarios para codificar una muestra depende del tipo de señal y la calidad deseada. Este número de bits (n) depende de los niveles que se deseen distinguir, de tal forma que 2n = número de niveles; por ejemplo, para 8 bits se pueden distinguir 256 niveles distintos. La señal es ya digital, y tiene una cantidad de bits por segundo asociada (tasa binaría). La señal a transmitir se hará en serie, por ello habrá que introducir un convertidor paralelo a serie que suele ir incluido en el mismo A/D. A esta señal digital obtenida, habrá que añadirle unos bits para poder detectar y/o corregir errores en la transmisión, de tal forma que se pueda realizar una comunicación fiable. De esta forma, la cantidad de bits a transmitir será mayor que la necesaria para digitalizar la señal. En el caso concreto de televisión, se podría digitalizar la señal de vídeo compuesta, sin embargo esto nos limita las posibilidades de tratamiento de dicha señal; en su lugar, la información a trasmitir se compone de audio y vídeo, estando esta última a su vez compuesta por Luminancia (Y), Diferencia de Azul (U) y Diferencia de Rojo (V). Como tenemos en cada pantalla 720 puntos en horizontal y se recorren en un tiempo de 52 µs, resulta una frecuencia de muestreo de: Fm = número de puntos por línea/duración línea = 720/52 • 10-6 = 13,84 MHz La frecuencia de muestreo real que se utiliza es un poco menor, 13,5 MHz, debido a que es un múltiplo entero de 2,25 MHz, que es un factor común de las frecuencias de línea de los estándares definidos por el ITU (antiguo CCIR). Este muestreo para Y, U y V está definido como muestreo 4:4:4, es decir, 4 muestras de Y, 4 muestras de U y otras 4 muestras de V. Sin embargo, este muestreo no considera que la percepción del ojo humano es menor al color que a la luminancia. De esta forma, otros tipos de muestreo como el 4:2:2 y submuestreos que aprovechan al máximo esta característica del ojo mencionada, como 4:1:1 y 4:2:0. El diagrama de este proceso de muestreo de la señal de televisión se muestra en la figura 11.3.
La señal total resultante contiene en total 13,5 • 8 + 6,75 • 8 + 6,75 • 8 = = 216 Mbps (millones de bits por segundo). Como en el sistema real se ha estandarizado en televisión digital el submuestreo 4:2:0, la cantidad de información a transmitir es de 13,5 • 8 + + 6,75 • 8 = 162 Mbps. En este caso, y según el criterio de Nyquist, el mínimo ancho de banda para transmitir dicha información sería de 81 MHz, sin contar los bits añadidos para detección y corrección de errores. Esto es excesivo, y por tanto, resulta necesario un nuevo paso que consiga reducir dicho ancho de banda, es la compresión. Compresión. La señal digital puede comprimirse sin que el usuario perciba grandes diferencias entre la señal original y la comprimida. Un canal analógico ocupa aproximadamente lo mismo que 8 canales digitales comprimidos con similar calidad, o lo mismo que de 1 a 3 canales digitales comprimidos en alta definición. Para comprimir la señal se emplea el estándar MPEG-2 cuyas ideas básicas son: Redundancia espacial: la información que se repite en la misma zona de la pantalla se envía sólo una vez con el número de veces que se repite. Redundancia psicovisual: las imágenes lejanas,... que el ojo humano no percibe claramente, se envían borrosas. Redundancia temporal: las imágenes que se mueven sin perder sus características se envían una vez, transmitiendo a continuación los cambios de coordenadas. Se codifican de modo más sencillo las imágenes más habituales. La señal de audio también se comprime, eliminándose las partes no perceptibles al oído humano.
Como resultado de la compresión, es lógico pensar que no todas las imágenes ocupan un mismo ancho de banda. Así, un canal de noticias en donde aparece únicamente el presentador o una retransmisión de Fórmula 1 con cámaras fijas no necesitará la misma cantidad de información que la transmisión de una película de acción. Para conseguir disminuir los posibles errores que puedan aparecer en la transmisión, además de todo lo anterior, se produce un proceso de entrelazado, barajado o entremezclado -también conocido como aleatorización-, que consiste en cambiar de orden la secuencia de las muestras de una forma concreta que luego en el receptor se vuelve a recomponer, resultando con ello una disminución de la percepción de errores al quedar éstos dispersos de forma aleatoria por toda la pantalla y no en una franja de la misma. El efecto de este bloque se puede ver en la figura 11.4.
Para medir la calidad en un sistema de televisión digital se han de tener en cuenta unos parámetros que son distintos que en televisión analógica y que son: BER (Bit Error Rate -velocidad de error de bit-): este parámetro nos indica la cantidad de bits erróneos que se reciben en total, indicándose normalmente I error por cada nº de bits determinado; por ejemplo, un BER de 10~10 indica que se produce un error después de 1010 bits, lo que significa un error de bit cada media hora suponiendo una velocidad de 5,5 Mbps. Como en el sistema de transmisión existen bloques encargados de detectar y corregir errores, el BER es distinto en cada una de dichas partes. En cada sistema de televisión digital se especificará los requisitos mínimos exigidos de BER. Eb/N0 (Energía de bit frente al ruido): Es la relación señal/ruido de las señales digitales, siendo un parámetro básico en las transmisiones digitales, pues determina el BER. Este parámetro depende del sistema de modulación empleado, y por tanto su valor dependerá de cada caso concreto. Se establecen relaciones entre la C/N y Eb/N0 y entre Eb/N0 y el BER mediante unas curvas que caracterizan el sistema cíe transmisión digital. Una vez efectuadas las diferentes operaciones que constituyen la codificación de la señal (MPEG de audio y vídeo, inserción de datos, encriptación, entrelazado, etc.), se tiene un flujo de datos
listo para modular una portadora y transmitirla a los usuarios. El proceso completo del sistema de televisión digital, sigue el diagrama cíe bloques mostrado en la figura 11.5. Todos los sistemas utilizan el mismo diagrama de bloques y la misma forma de trabajar con la señal, a excepción del bloque de modulación que es particular para cada tipo cíe transmisión y que se estudiará en los apartados siguientes.
Los tres sistemas cíe difusión (televisión digital vía satélite, por cable y terrestre) tienen en común la señal cíe origen en formato MPEG-2, así como algunas partes de la codificación, tales como la protección contra errores de código de bloque empleado (Reecl Solomon 204, 188), algoritmo utilizado para realizar la dispersión de energía y entrelazado o aleatorización. Sin embargo, los sistemas de modulación que se emplean son diferentes y dependen del medio de transmisión. La codificación fuente se encarga de convertir la señal digital en formato MPEG-2, sistema que comprime y agrupa las señales de audio y vídeo en grupos de longitud fija de 188 bytes. Se produce también la dispersión de energía según un esquema regulado por el ITU. En el bloque de codificación y entrelazado se realizan los procesos de codificación Reed Solomon 204, 188 en el que llegan 188 bytes de datos y salen 204 bytes, que corresponden a la corrección de error de hasta 8 bytes erróneos por paquete de datos (grupo de 188 bytes) y el entrelazado que evita ráfagas de errores consecutivos y su efecto en la pantalla (ver figura 11.4). Según el medio de transmisión utilizado, se dispondrá de un ancho de banda determinado por las consideraciones tanto técnicas como administrativas. Las condiciones técnicas (relación señal/ruido y ecos principalmente) son muy diferentes si las señales de recepción proceden de satélite o si proceden de una red cableada o por ondas hertzianas de televisión terrestre. La recepción vía satélite tiene una C/N pequeña (10 dB), pero la señal está desprovista de eco. La recepción por cable tiene una C/N elevada (>30 dB), aunque puede estar afectada por ecos cortos debidos a desadaptaciones de impedancia en la línea. En recepción terrestre las condiciones son más difíciles que en el caso anterior, ya que aparecen ecos, interferencias, variaciones de señal, etc. Por estos motivos, las técnicas de modulación son diferentes en cada caso, con el fin de adaptarse lo mejor posible a las condiciones impuestas por el canal de transmisión y al mismo tiempo garantizar la compatibilidad en cuanto al ancho de banda de canal con las emisiones analógicas. Para profundizar en los conceptos relacionados con la televisión digital, se aconsejan los libros indicados en la bibliografía del final del libro.
11.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE TELEVISIÓN DIGITAL Los sistemas de televisión digital que se utilizan se dividen en tres grupos: • Televisión digital vía satélite.
• Televisión digital por cable. • Televisión digital terrestre (TDT). Cada uno de estos grupos tiene unas características de transmisión distintas que se expondrán en apartados independientes.
11.3.1. Televisión digital vía satélite Como se dijo en el apartado anterior, el diagrama de bloques del sistema mostrado en la figura 11.6, se corresponde con el de televisión digital vía satélite particularizando el bloque de Modulación al utilizado en este sistema que se corresponde con la modulación QPSK (Quadrature Phase Shift Keying -modulación por desplazamiento de fase en cuadratura-).
Previo al bloque de modulación, en este sistema se introduce una codificación de Viterbi y un filtrado, estando a continuación el modulador QPSK. Las características básicas de este modulador son: Gran robustez de la señal con niveles bajos transmitidos a larga distancia. Alta eficiencia espectral (la potencia se reparte por igual en todo el ancho de banda). Ancho de banda pequeño [BW = (Flujo binario/número de bits por símbolo) • (1 + α)]. El número de bits por símbolo en este caso es de 2, y el Roll-off (a) de 0,35. En el caso concreto de un satélite cuyo transponder sea de 27 MHz de ancho de banda, tendríamos un flujo binario máximo de (27 • 2)71,35 = 40 Mbps, siendo esta velocidad de información la máxima posible.
11.3.2.
Televisión digital por cable
En un sistema de transmisión por cable, la limitación viene principalmente por el ancho de banda reducido para poder transmitir la mayor cantidad posible de señales por el mismo. Las atenuaciones sin embargo son pequeñas y la relación señal/ruido grande, por lo que el tipo de modulación empleado es el QAM (Quadrature Amplitude Modulation -modulación de amplitud en
cuadratura-), concretamente el sistema utilizado es el 64 QAM en el que se utilizan 6 bits para formar un símbolo y un Roll-off de 0,15. Previo al bloque de modulación, se produce la codificación de los bits en símbolos y el filtrado con un Roll-off de 0,15, pasando a continuación al modulador 64 QAM. El ancho de banda empleado responde a la expresión: [BW = (flujo binario/número de bits por símbolo) * (1 + α)] El número de bits por símbolo en este caso es de ó, y el Roll-off de 0,1$. Como en TV (UHF) se establece un ancho de banda por canal de 8 MHz, se correspondería con un flujo binario de 8 • 6/1,15 = 41,74 Mbps, equivalente a la tasa binaria de un canal de satélite en el caso anterior, pero ocupando un ancho de banda casi 4 veces menor.
11.3.3. Televisión digital Terrestre (TDT) Este caso es el más complejo, ya que entre otras cosas tenemos ecos debidos a la propagación multitrayecto. La señal que llega a un punto de recepción es el resultado de la suma del rayo directo más una serie de rayos reflejados (ecos) debidos a los múltiples caminos que puede recorrer la señal para llegar al punto deseado. Cada uno de estos rayos reflejados llega al receptor con una amplitud y un retardo determinado, resultado del camino que hayan recorrido. El efecto de estos ecos en la recepción analógica se manifiesta en la aparición de dobles imágenes de la señal principal (imagen fantasma), en ocasiones difíciles de quitar. Para que la televisión digital terrenal suponga una mejora frente a la analógica, debe utilizar un tipo de modulación que sea especialmente robusto frente a la propagación multitrayecto y que permita la introducción de nuevos servicios. Esto se consigue con un sistema denominado COFDM (Coded Orthogonal Frequency División Multiplexing -multiplexión de código por división de frecuencias ortogonales-), que consiste en modular en (QPSK o QAM un gran número JV de portadoras por símbolos de duración TS (igual a su período), la frecuencia de dos portadoras consecutivas que distan 1/TS. Esto determina la condición de ortogonalidad entre estas portadoras. La relación entre la frecuencia fk de la portadora más baja y la fk de una portadora de rango k es fk = fO + k/TS. Todas las portadoras utilizadas ocuparán el ancho de banda del canal de transmisión (8 MHz) y cada una formará un subcanal de forma que la suma de las informaciones contenidas en cada uno de estos subcanales será igual a toda la información que se desea transmitir. La velocidad de símbolo de cada portadora se hace coincidir con la distancia entre portadoras. En el diagrama de bloques, el bloque de modulación será un codificador Viterbi, seguido de un modulador COFDM, a continuación se inserta un intervalo de guarda, un convertidor digital analógico y la conversión a un canal de UHF para su transmisión. Los dos sistemas normalizados son el 2K (1.705 portadoras) y el 8K (6.817 portadoras); el primero se utiliza en países con una orografía suave, y el segundo (8K) cuando la orografía sea más accidentada, como es el caso de España. Teniendo en cuenta que la velocidad binaria necesaria para transmitir una señal de televisión de alta definición es del orden de 24 Mbps, una de calidad PAL plus del orden de 12 Mbps y una de calidad PAL de 6 Mbps, se puede apreciar otra de las ventajas de la modulación COFDM, que es la de permitir la transmisión, en un ancho de banda de 7,6l MHz modulada en 64 QAM, de un solo canal de televisión de alta definición, dos canales con calidad PAL plus, o 4 canales con calidad PAL estándar.
Es posible también enviar varios canales de sonido y datos. Los valores de C/N mínimos requeridos son: QPSK: entre 3,1 y 16,3 dB. 16QAM: entre 8,8 y 22,8 dB. 64QAM: entre 14,4 y 27,9 dB. Notablemente inferiores a los utilizados en el caso analógico. Este hecho permite que las potencias de salida de los transmisores puedan ser inferiores a las existentes en la actualidad para garantizar la misma cobertura.
11.4.
EL RECEPTOR DIGITAL
El receptor digital o sintonizador digital o IRD (Integrated Receiver-Deco-der -receptor decodificador integrado-), tiene por misión obtener la señal de imagen y sonido de la que llega a su entrada procedente de uno de los sistemas digitales analizados anteriormente; demodula y decodifica la señal digital y dependiendo del origen de dicha señal tendremos tres tipos: IRD satélite que demodula QPSK. IRD cable que demodula QAM. IRD terrestre que demodula COFDM. Es el utilizado en TDT. El diagrama de bloques genérico de un IRD se muestra en la figura 11.6.
La señal procedente de la toma de usuario o de la antena, se introduce en un sintonizador cuya función es elegir un canal (transponder, terrestre o CATV) y convertirlo a una frecuencia fija para ser filtrado adecuadamente, evitando interferencias de canales adyacentes. Sigue con un demodulador específico del medio utilizado y se decodifica y detectan/corrigen errores producidos en la transmisión; a continuación, se demultiplexa y se elige el programa deseado del canal sintonizado, dirigiéndose a un circuito de desembrollado o desencriptado mediante una detección de acceso condicional en función de que el canal sea de pago o libre. Una vez demultiplexado, se decodifica el programa concreto a través de los decodificadores de MPEG-2 y se convierte a analógica; esta señal se convierte a la norma del país concreto, en nuestro caso al sistema PAL. El DVB define los interfaces del IRD y son: • BUS de conexión serie de baja velocidad. • BUS de conexión serie para PC de alta velocidad. • BUS de conexión paralelo de alta velocidad. • BUS de datos de control. • BUS para módem telefónico externo. • Interfaz telefónico. • Interfaz de señal procedente de antena (FI). • Interfaz de entrada de punto de terminación de red de SMATV. • Interfaz de salida al televisor o vídeo. • Salida de audio/vídeo en banda base. • Salida de componentes Y,U y V, con conector tipo S. • Salida R, G, B, euroconector.
• Salida canal de retorno, a través de las redes SMATV. Los receptores digitales utilizados para la televisión de pago, pueden incorporar tres interfaces más: Interfaz cíe tarjeta cíe abonado: permite al usuario acceder a los servicios digitales de un determinado radiodifusor. Interfaz cíe tarjeta bancada: permite hacer pagos por visión o compras desde el domicilio. Interfaz de acceso condicional: permite que el desembrollador del sistema no forme parte del IRD, y pueda ser incorporado por el usuario o el radiodifusor (sistema MULTICRYPT). En los esquemas de instalaciones mostrados en el capítulo 7 apartado 7.7.3 se pueden observar accesos condicionales con línea telefónica mediante conector RJ-45.
11.5. TIPOS DE INSTALACIONES Las instalaciones utilizadas son del mismo tipo que las de señales analógicas, simplemente habrá que tener en cuenta los niveles de señal y calidad admitidos. En el caso de señales digitales son los siguientes: C/N mínima para instalación individual (TV por satélite): Servicios analógicos: 15 dB. Servicios digitales: 11 dB. C/N mínima para instalación colectiva (TV por satélite): Servicios analógicos: 18 dB. Servicios digitales: 15 dB. Para la TDT tenemos C/N mínima cíe 25 dB Estos valores se han tomado teniendo en cuenta los valores umbrales de C/N y un margen de seguridad de 1 dB para servicios analógicos en instalación individual, 2 dB en servicios digitales de instalación individual y servicios analógicos en instalación colectiva y 4 dB en servicios digitales de instalación colectiva. Podemos ver que los servicios analógicos son más restrictivos que los digitales, por tanto en instalaciones mixtas serán quienes determinen los elementos de la instalación. En el caso de servicios digitales, tenemos que C/N viene ciada por: - QPSK: C/N = Eb/N0 + 1,7 dB. - 64 QAM: C/N = Eb/N0 + 7,2 dB. En cada caso existen unos diagramas que relacionan el factor Eb/N0 y C/N con el BER, de tal forma que se puedan cumplir los requisitos en las instalaciones, que para cumplir con la norma sobre ICT es necesario un BER mejor que 9-1CP (menor que este valor; el valor umbral es 10"' por encima del cual no funciona el sistema). Esto implica un Eb/N0 de unos 4.3 dB en modulación QPSK y una C/N de entre 25 y 26 dB en 64 QAM dependiendo del tipo de conversor utilizado. En el caso de instalaciones para recepción vía satélite, los sistemas estudiados en el capítulo 7 son perfectamente válidos, teniendo en cuenta que el receptor que se conectará al televisor será un receptor digital y que los sintonizadores, conversores de canal y de FI serán digitales. Sin embargo, existe otro tipo de elemento para este caso concreto y está basado en un elemento nuevo denominado
«Transmodulador Digital Transparente (TDT)», que consiste en transformar la señal digital QPSK procedente del satélite en señal QAM en banda de televisión (47 a 862 MHz); para ello, es necesario un transmodulador por cada transponder que se quiera distribuir y además será necesario un receptor de cable (distinto al de las instalaciones individuales) para tener acceso a los servicios comunitarios. Los esquemas de instalaciones mostrados en el capítulo 7 referentes a instalaciones para recibir los canales de ASTRA pueden servir de ejemplo de este tipo de instalaciones de recepción colectiva de servicios digitales. En el capítulo 10 se estudiaron las características necesarias de las instalaciones para cumplir con la norma sobre ICT. Habrá que aplicarla al diseñar la instalación en el proyecto. En el CD-ROM encontraron ejemplos de adaptación de instalaciones a la TDT.
11.6. MEDIDAS EN INSTALACIONES DE TV DIGITAL Las medidas a realizar en la instalación para TV digital son fundamentalmente el nivel de salida de las señales o potencia de salida y el BER, siendo necesario para ello un medidor de campo para televisión digital. En estos medidores, cuando deseamos medir la potencia de la señal, se mide la potencia media y se le añade un factor cuyo valor es aproximadamente de 21 dB para QPSK y aproximadamente de 15 dB en el caso de 64 QAM, ambos para un ancho de banda de medida de 300 KHz. La sensibilidad de los receptores cíe televisión y de satélite es un parámetro a tener en cuenta, pues determina los niveles de señal que deben llegar a las tomas de usuario, además de prever que las señales digitales deben estar entre 5 y 10 dB por debajo de las analógicas para que no se produzcan interferencias de los canales digitales sobre los analógicos. Estos valores son: Receptor analógico de satélite: de -60 a -25 dBm ó de 49 a 70 dBuv. Receptor digital de satélite: de -70 a -38 dBm ó de 39 a 70 dBuv. Receptor digital de cable: de -65 a -38 dBm ó de 44 a 83 dBuv. Receptor de televisión: de 57 a 84 dBuv. El BER nos aparecerá indicado, en la pantalla, siendo valores válidos los menores a 9 • 10-5 (0.00009). En la figura 11.7 se muestran imágenes de un medidor de campo en televisión digital.
APÉNDICE I CANALES Y FRECUENCIAS EN TELEVISIÓN Y RADIO
1.1. CANALES DE TELEVISIÓN: ASIGNACIÓN DE FRECUENCIAS POR EL CCIR La distribución de los canales especificados por el CCIR para televisión son los indicados en la Tabla I. De ellos, los pertenecientes a las bandas I, III, IV y V son los correspondientes a la difusión de televisión a los usuarios.
1.1.1. Planificación de frecuencias utilizadas en televisión La planificación de frecuencias resulta como se indica en la Tabla II. Tabla
1.1.2.
Espectro de un canal de televisión para VHF y para UHF
La situación cíe las distintas portadoras dentro de un canal de televisión está indicada en la Figura 1.
El espectro de un canal digital de TV (TDT) ocupa los 8 MHz completos.
1.2. FRECUENCIAS Y CANALES DE RADIO EN AM Y FM 1.2.1. Frecuencias de radio en AM En AM (amplitud modulada) se disponen de tres grupos de señales, que son: • Onda larga. • Onda media. • Onda corta. Los valores y características de estos grupos están indicados en la Tabla III.
Podemos encontrar las frecuencias concretas de las emisoras y su localiza-ción geográfica para Onda Media, en el «BOE» del 11 de junio de 1993. La separación mínima entre dos portadoras de dos emisoras distintas es de 9 kHz. 1.2.2.
Canales y frecuencias de radio en FM
En FM (frecuencia modulada) cuyas características están indicadas en la tabla IV, se disponía de canales y frecuencias específicas.
En la actualidad, se indica el valor de la frecuencia de la portadora de emisión o cíe recepción (que es el valor de la frecuencia central del espectro cíe emisión), y que puede ser cualquier valor entre 87,5 y 108 MHz, tomando siempre valores cíe portadora con un margen de 100 kHz; por ejemplo, una portadora puede ser de 91,2 MHz y otra de 91,3 MHz, siempre que las emisoras estén separadas una distancia suficiente para no perturbarse. Podemos encontrar los valores cíe las frecuencias cíe emisión y la locali-zación geográfica de las emisoras, en el «BOE» del 21 cíe febrero de 1989. La separación mínima entre dos portadoras es cíe 100 ktlz. En el CD-ROM se puede encontrar el Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias para uso nacional, y una versión actualizada en: http://www2.setsi.mityc.es 1.2.3. Canales y frecuencias utilizadas en FM
APÉNDICE II CANALES INCOMPATIBLES El receptor de TV, al cumplir la norma sobre interferencias electromagnéticas, la señal generada, entregada a la antena está por debajo de los límites necesarios para producir interferencias. Sin embargo cuando existe avería, es un elemento a tener en cuenta, pues es posible que ya los niveles de emisión sean superiores.
II.1. OBTENCIÓN DE LOS CANALES INCOMPATIBLES Las interferencias que se producen son debidas a la señal generada por el oscilador local cíe un receptor cíe televisión para el canal que se esté sintonizando en un momento determinado. Esta señal, al coincidir con alguna frecuencia de otro canal que entre por la antena, puede producir una resonancia y se interfieren ambas señales, que son debidas a dos canales de televisión distintos.
II.2 TABLA DE CANALES INCOMPATIBLES En esta tabla encontramos todas las combinaciones de canales incompatibles dentro de la gama de televisión comercial. No incluye los canales especiales de las bandas L y S. Estos canales, requieren desacoplos especiales entre tomas de usuario. Las siguientes combinaciones de canales tienen que ser absolutamente evitadas: • C-5 con C-10. • C-6 con C-11. • C-7 con C-12. En las instalaciones de antenas colectivas en las que se distribuyan las combinaciones de canales indicadas en la Tabla I, en que Cj son los canales que pueden ser interferidos por C, el desacoplo entre dos tomas de TV deberá ser de 50 dB.
Además de estos canales incompatibles (en UHF el canal incompatible del canal «n» es el canal «n + 5»), puede haber una pequeña interferencia en el canal «n + 4» porque parte de la banda entra en este canal.
II.3. CANALES IMAGEN Otros canales incompatibles son aquellos que aparecen debidos a la frecuencia imagen, es decir, los CANALES IMAGEN. • Canal 2: Interfiere al S-4 y una parte interfiere al S-3. • Canal 3: Interfiere al S-5 y una parte interfiere al S-4. • Canal 4: Interfiere al S-6 y una parte interfiere al S-5. · • • • • • • • •
EN LA BANDA III TENEMOS:
Canal 5: Interfiere al S-14 y una parte interfiere al S-13. Canal 6: Interfiere al S-/5y una parte interfiere al 8-14. Canal 7: Interfiere al S-l6y una parte interfiere al S-/5. Canal 8: Interfiere al S-/7y una parte interfiere al S-16. Canal 9: Interfiere al S-18y una parte interfiere al S-17. Canal 10: Interfiere al S-19y una parte interfiere al S-18. Canal 11: Interfiere al S-20 y una parte interfiere al S-19. Canal 12: Interfiere al S-2'l y una parte interfiere al S-20.
En resumen, el canal «n» interfiere como canal imagen a los canales «n + 10» y «n + 11» de acuerdo con la asignación del Apéndice I. ·
EN LAS BANDAS UHF TENEMOS:
Canal «n» interfiere a los canales «n + 9» y «n + 10» Por ejemplo: los canales imagen del canal 35 son el canal 44 y el canal 45. Los receptores de TV tienen incorporados unos filtros que atenúan los canales imagen, pero hay modelos recientes que no atenúan lo suficiente y producen interferencias, tienen poco rechazo al canal imagen.
APÉNDICE III ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS MATEMÁTICOS UTILIZADOS
A continuación se expone una lista de los símbolos más utilizados a lo largo del texto por orden alfabético, finalizando con los caracteres griegos. A: Atenuación. Se mide en dB. AA: Atenuación atmosférica, también denominada atenuación por la lluvia. Ac: Atenuación en el cable. Ad: Atenuación directa. A¡: Atenuación inversa. AT: Atenuación total (suma de atenuación atmosférica y atenuación espacio libre). B, BW: Ancho de banda. BER: Velocidad de error de bit.c: Coeficiente cólico. C: Potencia de portadora en comunicación vía satélite. C: Capacidad de una antena. Se mide en Faradios (F). C/N: Relación potencia de portadora/potencia de ruido. D: Diámetro de un tubo de mástil. D: Diámetro de una antena parabólica. D/A: Relación delante/atrás en una antena. Se mide en dB. dB: Decibelio.
