Man Prac_sup EA-815 F (0MI1415) (1)

ENTRENADOR DE ANTENAS

EA-815 F MANUAL DE TEORÍA Y PRÁCTICAS CICLO DE GRADO SUPERIOR

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MANUAL DE PRÁCTICAS CICLO DE GRADO SUPERIOR EA-815 F

ÍNDICE 0

INTRODUCCIÓN..................................................................................................... 3

PRÁCTICA 1 1 ESPECTRO DE RADIOFRECUENCIA. MEDIDOR DE CAMPO. ........................... 5 1.1 Objetivos............................................................................................................ 5 1.2 Fundamentos teóricos ....................................................................................... 5 1.2.1 Espectro Radioeléctrico ........................................................................ 5 1.2.2 Medidor de campo ................................................................................ 7 1.2.3 Transmisión de la Señal de Televisión ................................................. 9 1.3 Desarrollo práctico........................................................................................... 12 1.4 Cuestiones....................................................................................................... 14 1.5 Hoja de resultados........................................................................................... 15 PRÁCTICA 2 2 DETERMINACIÓN DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE ANTENAS TERRESTRES....................................................................................................... 17 2.1 Objetivos.......................................................................................................... 17 2.2 Fundamentos teóricos ..................................................................................... 17 2.3 Desarrollo práctico........................................................................................... 18 2.4 Cuestiones....................................................................................................... 21 2.5 Hoja de resultados........................................................................................... 22 PRÁCTICA 3 3 APUNTAMIENTO DE ANTENAS UTILIZANDO UN MEDIDOR DE CAMPO UBICACIÓN DE LAS ANTENAS. .......................................................................... 25 3.1 Objetivos.......................................................................................................... 25 3.2 Fundamentos teóricos ..................................................................................... 25 3.2.1 Introducción......................................................................................... 25 3.2.2 Antena de TV terrestre........................................................................ 25 3.2.3 Características .................................................................................... 26 3.2.4 Tipo de antenas .................................................................................. 27 3.2.5 Bandas y canales de TV ..................................................................... 28 3.3 Desarrollo práctico........................................................................................... 29 3.4 Cuestiones....................................................................................................... 32 3.5 Hoja de resultados........................................................................................... 33 PRÁCTICA 4 4 CONFIGURACIÓN DE UN SISTEMA DE RECEPCIÓN DE TV TERRESTRE UTILIZANDO AMPLIFICADORES DE CANAL PROGRAMABLES PARA UHF ... 35 4.1 Objetivos.......................................................................................................... 35 4.2 Fundamentos teóricos ..................................................................................... 35 4.2.1 Sistema de amplificación .................................................................... 35 4.3 Desarrollo práctico........................................................................................... 36 4.4 Cuestiones....................................................................................................... 39 4.5 Hoja de resultados........................................................................................... 40

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PRÁCTICA 5 5 CÁLCULO DE PÉRDIDAS EN DISTINTAS INSTALACIONES DE ANTENAS COLECTIVAS ........................................................................................................ 43 5.1 Objetivos.......................................................................................................... 43 5.2 Fundamentos teóricos ..................................................................................... 43 5.2.1 Sistema de distribución por cajas de paso.......................................... 44 5.2.2 Sistemas de distribución por cajas derivadoras.................................. 45 5.2.3 Sistema de Distribución por Repartidores o Distribuidores................. 46 5.2.4 La toma de usuario ............................................................................. 46 5.2.5 Pérdidas en los cables coaxiales ........................................................ 48 5.2.6 Cálculo de instalaciones de antena .................................................... 49 5.2.7 Niveles de calidad para los servicios de radiodifusión sonora y de televisión ............................................................................................. 51 5.3 Desarrollo práctico........................................................................................... 53 5.4 Cuestiones....................................................................................................... 55 5.5 Hoja de resultados........................................................................................... 56 PRÁCTICA 6 6 LEY SOBRE INFRAESTRUCTURAS COMUNITARIAS ....................................... 59 6.1 Objetivos.......................................................................................................... 59 6.2 Fundamentos Teóricos.................................................................................... 59 6.2.1 Introducción......................................................................................... 59 6.2.2 Obligatoriedad de instalar la infraestructura ....................................... 62 6.2.3 ¿Quién paga la instalación?................................................................ 63 6.2.4 Recepción de más de una oferta ........................................................ 63 6.2.5 Régimen sancionador ......................................................................... 63 6.3 Realización práctica ........................................................................................ 64 6.4 Cuestiones....................................................................................................... 65 6.5 Hoja de resultados........................................................................................... 66 PRÁCTICA 7 7 REALIZACIÓN PROYECTO INSTALACIÓN TV TERRESTRE. PLAN DE EJECUCIÓN, MONTAJE, SEGURIDAD Y CALIDAD............................................ 67 7.1 Objetivos.......................................................................................................... 67 7.2 Fundamentos teóricos ..................................................................................... 67 7.3 Desarrollo práctico........................................................................................... 70 7.4 Cuestiones....................................................................................................... 73 7.5 Hoja de resultados........................................................................................... 74 PRÁCTICA 8 8 PROYECTO DE INSTALACIÓN DE UNA ESTACIÓN RECEPTORA DE TVSATÉLITE.............................................................................................................. 75 8.1 Objetivos.......................................................................................................... 75 8.2 Satélites a recibir ............................................................................................. 75 8.2.1 Objetivos ............................................................................................. 75 8.2.2 Fundamentos teóricos......................................................................... 75 8.2.3 Desarrollo práctico .............................................................................. 80 8.2.4 Cuestiones .......................................................................................... 81 8.2.5 Hoja de resultados .............................................................................. 82

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8.3 Viabilidad del proyecto .................................................................................... 84 8.3.1 Objetivos ............................................................................................. 84 8.3.2 Fundamentos teóricos......................................................................... 84 8.3.3 Desarrollo práctico .............................................................................. 85 8.3.4 Hoja de resultados .............................................................................. 86 8.4 Proyecto de instalación de la unidad externa.................................................. 87 8.4.1 Objetivos ............................................................................................. 87 8.4.2 Fundamentos teóricos......................................................................... 87 8.4.3 Desarrollo práctico .............................................................................. 90 8.4.4 Cuestiones .......................................................................................... 92 8.4.5 Hoja de resultados .............................................................................. 93 8.5 Proyecto de Instalación, Distribución y Unidad Interna ................................... 94 8.5.1 Objetivos ............................................................................................. 94 8.5.2 Fundamentos teóricos......................................................................... 94 8.5.3 Desarrollo práctico .............................................................................. 97 8.5.4 Cuestiones .......................................................................................... 97 8.5.5 Hoja de resultados .............................................................................. 98 PRÁCTICA 9 9 ANÁLISIS DE UNA INSTALACIÓN DE TV TERRESTRE Y SATÉLITE ............... 99 9.1 Objetivos.......................................................................................................... 99 9.2 Fundamentos teóricos ..................................................................................... 99 9.3 Desarrollo práctico........................................................................................... 99 9.4 Cuestiones..................................................................................................... 101 9.5Hoja de resultados ............................................................................................ 102 PRÁCTICA 10 10 PRÁCTICAS CON LOS ELEMENTOS EXTERNOS (ANTENA Y LNB).............. 103 10.1 Objetivos........................................................................................................ 103 10.2 Utilización del medidor de campo.................................................................. 103 10.2.1 Objetivos ........................................................................................... 103 10.2.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 103 10.2.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 104 10.2.4 Cuestiones ........................................................................................ 105 10.2.5 Hoja de Resultados........................................................................... 106 10.3 Cálculos de Elevación y Azimut para apuntamiento a un satélite ................. 107 10.3.1 Objetivos ........................................................................................... 107 10.3.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 107 10.3.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 109 10.3.4 Cuestiones ........................................................................................ 109 10.3.5 Hoja de Resultados........................................................................... 110 10.4 Montaje Antena Parabólica ........................................................................... 111 10.4.1 Objetivos ........................................................................................... 111 10.4.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 111 10.4.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 113 10.4.4 Hoja de resultados ............................................................................ 119

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PRÁCTICA 11 11 AJUSTES Y MEDIDAS DEL LNB........................................................................ 123 11.1 Objetivos........................................................................................................ 123 11.2 Ajuste posicional del conjunto LNB y cambio de Polaridad........................... 123 11.2.1 Objetivos ........................................................................................... 123 11.2.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 123 11.2.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 126 11.2.4 Cuestiones ........................................................................................ 128 11.2.5 Hoja de resultados ............................................................................ 129 11.3 Medidas a la salida del LNB (Frecuencias, Nivel, C/N) ................................. 130 11.3.1 Objetivos ........................................................................................... 130 11.3.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 130 11.3.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 130 11.3.4 Cuestiones ........................................................................................ 132 11.3.5 Hoja de resultados ............................................................................ 133 11.4 Reconocimiento del satélite por su espectro................................................. 134 11.4.1 Objetivos ........................................................................................... 134 11.4.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 134 11.4.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 134 11.4.4 Hoja de resultados ............................................................................ 136 PRÁCTICA 12 12 PRÁCTICA CON LAS UNIDADES INTERNAS (INSTALACIÓN INDIVIDUAL Y COLECTIVA) ....................................................................................................... 137 12.1 Objetivos........................................................................................................ 137 12.2 Instalación individual: Etapa receptora.......................................................... 137 12.2.1 Objetivos ........................................................................................... 137 12.2.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 137 12.2.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 140 12.2.4 Cuestiones ........................................................................................ 141 12.2.5 Hoja de resultados ............................................................................ 142 12.3 Instalación colectiva por FI: Equipo Receptor ............................................... 143 12.3.1 Objetivos ........................................................................................... 143 12.3.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 143 12.3.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 144 12.3.4 Cuestiones ........................................................................................ 145 12.3.5 Hoja de resultados ............................................................................ 146 12.4 Instalación colectiva por procesado de canales (Por FI): Unidad Interior Colectiva ....................................................................................................... 147 12.4.1 Objetivos ........................................................................................... 147 12.4.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 147 12.4.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 150 12.4.4 Cuestiones ........................................................................................ 153 12.4.5 Hoja de resultados ............................................................................ 154

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PRÁCTICA 13 13 DISTRIBUCIÓN EN FRECUENCIA INTERMEDIA ............................................. 155 13.1 Objetivos........................................................................................................ 155 13.2 Medida de los elementos de la distribución por FI y adición de señales de TV y FM ..................................................................... 155 13.2.1 Objetivos ........................................................................................... 155 13.2.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 156 13.2.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 157 13.2.4 Cuestiones ........................................................................................ 159 13.2.5 Hoja de resultados ............................................................................ 160 13.3 Medidas en la toma de usuario ..................................................................... 162 13.3.1 Objetivos ........................................................................................... 162 13.3.2 Fundamentos teóricos....................................................................... 162 13.3.3 Desarrollo práctico ............................................................................ 162 13.3.4 Cuestiones ........................................................................................ 163 13.3.5 Hoja de resultados ............................................................................ 164 PRÁCTICA 14 14 DISTRIBUCIÓN POR PROCESADO DE CANALES (O POR RF) ....................... 165 14.1 Objetivos........................................................................................................ 165 14.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 165 14.3 Desarrollo práctico......................................................................................... 165 14.4 Cuestiones..................................................................................................... 168 14.5 Hoja de resultados......................................................................................... 169 PRÁCTICA 15 15 DIAGNOSIS DE AVERÍAS. MANTENIMIENTO PREDICTIVO ........................... 171 15.1 Objetivos........................................................................................................ 171 15.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 171 15.3 Realización práctica ...................................................................................... 172 PRÁCTICA 16 16 LOCALIZACIÓN DE AVERÍA EN SISTEMAS DE RECEPCIÓN DE TV SATÉLITE............................................................................................................ 175 16.1 Objetivos........................................................................................................ 175 16.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 175 16.2.1 Identificación del problema ............................................................... 175 16.2.2 Inspección visual............................................................................... 176 16.2.3 Localización de la avería................................................................... 177 16.2.4 Bucles de masa................................................................................. 180 16.2.5 Alineación del sol detrás del satélite ................................................. 181 16.3 Realización práctica ...................................................................................... 181 16.4 Cuestiones..................................................................................................... 183 16.5 Hoja de resultados......................................................................................... 184

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PRÁCTICA 17 17 REPARACIÓN DE LNB’S.................................................................................... 185 17.1 Objetivos........................................................................................................ 185 17.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 185 17.3 Realización práctica ...................................................................................... 188 17.4 Cuestiones..................................................................................................... 188 17.5 Hoja de resultados......................................................................................... 189 PRÁCTICA 18 18 REPARACIÓN DE RECEPTORES DE TV SATÉLITE........................................ 191 18.1 Objetivos........................................................................................................ 191 18.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 191 18.2.1 Receptor de satélite .......................................................................... 191 18.3 Realización práctica ...................................................................................... 193 18.4 Cuestiones..................................................................................................... 194 18.5 Hoja de resultados......................................................................................... 195 PRÁCTICA 19 19 TV DIGITAL ......................................................................................................... 197 19.1 Objetivos........................................................................................................ 197 19.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 197 19.3 Desarrollo práctico......................................................................................... 225 19.3.1 Reconocimiento espectral de portadoras de señales digitales ......... 226 19.3.2 Valoración de las desadaptaciones de impedancia mediante la respuesta espectral........................................................................... 227 19.3.3 Medida de la potencia total de señal en el canal digital.................... 228 19.3.4 Medida de la relación portadora / ruido en el canal digital................ 228 19.3.5 Medida de la tasa de error (BER) en QPSK ..................................... 229 19.3.6 Medida de la tasa de error (BIT ERROR RATE) en COFDM............ 230 19.4 Cuestiones..................................................................................................... 232 19.5 Hoja de resultados......................................................................................... 233 PRÁCTICA 20 20 EL RECEPTOR DIGITAL DE SATÉLITE ............................................................ 235 20.1 Objetivos........................................................................................................ 235 20.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 235 20.2.1 Introducción....................................................................................... 235 20.2.2 Receptor Digital de Satélite............................................................... 235 20.2.3 Interfaces del receptor digital (IRD) .................................................. 237 20.2.4 Sensibilidad IRD................................................................................ 238 20.2.5 Acceso condicional. Introducción. Modelos de gestión..................... 238 20.2.6 Acceso condicional digital ................................................................. 240 20.2.7 Funcionamiento del acceso condicional ........................................... 241 20.2.8 Recomendaciones técnicas para los IRD ......................................... 242 20.3 Realización práctica ...................................................................................... 243 20.3.1 Conexionado ..................................................................................... 243 20.4 Cuestiones..................................................................................................... 244 20.5 Hoja de resultados......................................................................................... 245

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PRÁCTICA 21 21 EL RECEPTOR DIGITAL TERRESTRE.............................................................. 247 21.1 Objetivos........................................................................................................ 247 21.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 247 21.2.1 Introducción....................................................................................... 247 21.2.2 Receptor Digital Terrestre ................................................................. 248 21.3 Realización Práctica ...................................................................................... 249 21.4 Cuestiones..................................................................................................... 250 21.5 Hoja de resultados......................................................................................... 251 PRÁCTICA 22 22 TV POR CABLE (CATV)...................................................................................... 253 22.1 Objetivos........................................................................................................ 253 22.2 Fundamentos teóricos ................................................................................... 253 22.2.1 Estructura de una red de CATV ........................................................ 253 22.2.2 Medidas en CATV realizadas con medidor de campo en canales analógicos ......................................................................................... 255 22.3 Desarrollo práctico......................................................................................... 263 22.4 Cuestiones..................................................................................................... 267 22.5 Hoja de resultados......................................................................................... 268 PRÁCTICA 23 23 IMPLANTACIÓN, ADMINISTRACIÓN Y GESTIÓN DE UNA EMPRESA INSTALADORA DE ANTENAS ........................................................................... 269 23.1 Objetivos........................................................................................................ 269 23.2 Fundamentos Teóricos.................................................................................. 269 23.2.1 Evaluación posibilidad implantación ................................................. 269 23.2.2 Contratación...................................................................................... 270 23.2.3 Documentación ................................................................................. 270 23.2.4 Negociación con proveedores y clientes........................................... 270 23.2.5 Acciones derivadas de las obligaciones legales de la empresa ....... 271 23.3 Desarrollo práctico......................................................................................... 271 23.4 Cuestiones..................................................................................................... 272 23.5 Hoja de resultados......................................................................................... 273

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Todos los datos técnicos, informaciones y características sobre los elementos descritos en los manuales han sido recopilados según a partir de la información proporcionada por los fabricantes y corresponden al estado en el momento de la edición.

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Debido a los frecuentes cambios introducidos por los fabricantes es posible que se produzcan modificaciones y/o mejoras en los elementos proporcionados. Por consiguiente, toda la información contenida en este manual y otros manuales y documentos, incluyendo las especificaciones, características, instrucciones u otros datos se indican solamente a título informativo y está sujeta a cambio sin previo aviso.

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0 INTRODUCCIÓN El presente manual de teoría y prácticas está concebido para facilitar la formación de alumnos de Ciclo de Grado Superior en el campo de los sistemas de recepción de televisión terrestre, por satélite y por cable mediante el entrenador PROMAX EA-815 F. Por una parte, este manual pretende ser una ayuda para el profesor, proporcionándole un material que puede utilizar como guía para el desarrollo de las sesiones prácticas. Por otro lado, la concepción eminentemente didáctica de estos ejercicios, presentados de forma totalmente autocontenida, le permite al alumno seguir su propio plan de trabajo. Las prácticas presentadas en este manual no pretenden cubrir todas las posibilidades que brinda el entrenador EA-815 F, sino que intentan ser un conjunto de actividades prácticas adecuadas al ciclo formativo de Grado Superior. Estas actividades son una muestra representativa de los distintos aspectos que pueden considerarse básicos en la formación de instaladores de antenas colectivas de televisión terrestre y por satélite, planteando al alumno situaciones reales que puede encontrar en el desarrollo de su actividad profesional. También se incluyen en este manual prácticas de más complejidad por si el profesor quiere ampliar el temario. Las prácticas pueden ser revisadas y completadas con la experiencia diaria del profesor, adaptándolas al nivel y al ritmo de desarrollo de las clases. Todas las prácticas y ejercicios presentados obedecen a la misma estructura lógica, con un guión perfectamente definido: -

1. OBJETIVOS

-

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

-

3. DESARROLLO PRACTICO

-

4. CUESTIONES

-

5. HOJA DE RESULTADOS

En el apartado de objetivos se exponen de forma clara los propósitos que se pretenden conseguir con la realización de la práctica, así como los conocimientos que el alumno debe de haber asimilado al finalizar ésta. La lectura de los objetivos permite al profesor evaluar la correspondencia de los contenidos de la práctica con el programa docente desarrollado. El apartado de fundamentos teóricos resume aquellos conceptos teóricos que se considera necesario que el alumno conozca antes de proceder a la realización de la práctica. A pesar de que se ha intentado exponer cada uno de ellos de forma clara y concisa, en ningún modo puede suplir las explicaciones ofrecidas por el profesor, situadas en el contexto idóneo dentro del programa docente del ciclo formativo y tratadas con la profundidad adecuada en función del nivel de los alumnos. El desarrollo práctico marca el procedimiento a seguir para la realización de la práctica. Se ha tratado en todo momento que la línea seguida en el desarrollo de la práctica proporcione al alumno una metodología de trabajo útil, para abordar tanto el problema planteado como otros de características similares con los que se pueda enfrentar en una situación real.

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Para finalizar se incluye en las prácticas un apartado de cuestiones, con la finalidad de que el alumno pueda recapacitar y fijar aquellos conceptos de importancia que deben de haber sido asimilados con la realización de cada uno de los ejercicios, tanto en su vertiente teórica como práctica. Algunas de las cuestiones planteadas requieren un trabajo de documentación adicional por parte del alumno, profundizando y completando así algunos de los aspectos teóricos presentados. Por último, se añaden al final de cada práctica unas hojas de resultados, copias de las cuales pueden ser distribuidas a los alumnos con objeto de que sean utilizadas por ellos para rellenarlas con los resultados obtenidos y con las respuestas a las cuestiones planteadas. Con ello se desea facilitar la labor del profesor, en lo que se refiere a la recogida de resultados obtenidos por los alumnos y a su posterior evaluación.

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PRÁCTICA 1 1 ESPECTRO DE RADIOFRECUENCIA. MEDIDOR DE CAMPO. 1.1 Objetivos Repaso de los conceptos relacionados con el espectro de radiofrecuencia. Visualizar e identificar las distintas portadoras correspondientes a una emisión de TV. Repasar el funcionamiento de los medidores de campo como instrumentación básica en instalaciones de MATV. Para la realización de esta práctica es necesario disponer de un medidor de campo con presentación visual del espectro de radiofrecuencia de la señal medida. En el desarrollo de la práctica se utiliza del medidor PROMAX PRODIG-5 (no suministrado), siendo las explicaciones válidas para la mayoría de los medidores de campo. Es importante realizar esta práctica para que el alumno pueda manejar con destreza el medidor de campo.

1.2 Fundamentos teóricos 1.2.1

Espectro Radioeléctrico

Los sistemas de telecomunicación utilizan señales eléctricas para el transporte de la información. Estas señales eléctricas están descritas por la variación en el tiempo de sus magnitudes V (voltaje) y I (intensidad). Además de la descripción en el dominio temporal es posible establecer otra en el dominio de la frecuencia. A esta nueva descripción se le denomina espectro, las descripciones tiempo y frecuencias están relacionadas entre ellas matemáticamente mediante la transformada de Fourier. El espectro electromagnético se ordena en función de la frecuencia de las señales o la longitud de onda. La señal que se propaga a través del espacio libre como una onda electromagnética está descrita por: •

Campo Eléctrico

•

Campo Magnético

•

Frecuencia Portadora

•

Ancho de Banda de transmisión (zona ocupada del espectro radioeléctrico)

Cada medio de transmisión tiene su propio espectro radioeléctrico en el cuál se ubican las señales que en el se propagan.

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Figura 1.1.-.- Espectro de Frecuencias En el espacio libre puede producirse una saturación del espectro radioeléctrico, como es un bien limitado y no puede crecer, entonces pueden solaparse una o varias señales de la misma frecuencia (o muy próximas) produciéndose interferencias, y con ello la imposibilidad de establecer comunicación. Para controlar y custodiar del espectro radioeléctrico, como bien de dominio público, se ocupan las Administraciones Públicas reglamentando el uso, asignación de frecuencias, potencias, servicios, etc. •

Organismos internacionales reguladores de las comunicaciones: -

Unión Internacional de Telecomunicación (U.I.T.): ∗

Dependiente de la ONU con 168 países miembros

∗

Regulariza y normaliza servicios telecomunicación

∗

Normas: Convenio Internacional de Comunicaciones

∗

División del mundo en tres regiones: ∗

Región I (Africa, Europa, CEI asiática)

∗

Región II (América y Groenlandia)

∗

Región III (Asia y Australia)

-

Oficina Internacional de Registro de Frecuencias (IFRB) registra las frecuencias que cada país propone para sus servicios de telecomunicación.

-

CCIR y CCITT elaboran recomendaciones para el diseño y desarrollo de nuevos sistemas.

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1.2.2

Medidor de campo

Para el apuntamiento óptimo de la antena, tanto terrestre como satélite, resulta sumamente eficaz la utilización de un medidor de campo, ya que con este instrumento el instalador puede conocer los niveles de las señales captadas en cualquier punto de la instalación (desde las antenas hasta las tomas) y ajustar la orientación de la antena si dichos niveles no son los correctos.

Figura 1.2.También los medidores de campo resultan útiles en la localización de defectos y averías en las instalaciones, por lo que su uso es totalmente imprescindible.

Figura 1.3.-

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Además de las típicas funciones de medida, los medidores de campo tienen la posibilidad de actuar como un analizador de espectros, mostrando en su pantalla una representación del espectro de frecuencias correspondiente a la señal de entrada al mismo. La función como analizador de espectros permite de forma cómoda y rápida informarnos de las señales presentes en cada banda de la zona o región donde nos encontramos. Las medidas en el campo espectral son muy utilizadas en el estudio y análisis de cualquier sistema de comunicación. Conceptos ligados al análisis espectral, como la medida de armónicos, relación portadora/ruido (relación C/N o Carrier/Noise), SPAN, resolución espectral, etc., son de conocimiento imprescindible para cualquier persona relacionada con el campo de las comunicaciones. En esta práctica se persigue dar un primer contacto con el concepto de ESPECTRO de RF. Los medidores de campo permiten visualizar el espectro de RF, generalmente, de 2 formas distintas: - TOTAL o MAX

En este modo, también llamado FULL SPAN, se visualiza todo el espectro de RF dentro de la banda de frecuencias seleccionada.

- SPAN variable

Permite visualizar una parte del espectro. Es posible escoger la anchura de la porción observada y la posición del centro. De esta manera se puede ver con detalle suficiente cualquier parte del espectro.

Es decir, en modo TOTAL (MAX o FULL SPAN) es posible visualizar el espectro en toda la banda, con SPAN variable observar con detalle una porción de este espectro. El espectro siguiente correspondería a una representación en modo SPAN variable, concretamente con un SPAN de 32 MHz, obtenida mediante el medidor de campo PRODIG-5.

Figura1.4.- Representación Espectral con SPAN variable

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Las líneas horizontales referencian el nivel de señal, estando las líneas continuas separadas 10 dB. El nivel de la línea superior (70 en la figura anterior), se denomina Nivel de Referencia y es ajustable en un margen, generalmente, se puede modificar de 60 dBµV y 130 dBµV en saltos de 10 dB (de 70 dBµV a 130 dBµV en banda satélite). En la representación del espectro aparece una línea vertical discontinua, denominada marcador o cursor, la cual identifica la frecuencia sintonizada. En la figura anterior correspondería a la frecuencia de 650.0 MHz. Las frecuencias más bajas se encuentran en la parte izquierda de la pantalla y las más altas en la derecha. La amplitud de los lóbulos está calibrada. En el ejemplo de la figura anterior el nivel de ruido está en torno a los 25 dBµV y el lóbulo con mayor nivel de señal (el tercero por la derecha) posee unos 70 dBµV. El margen de frecuencias representado (SPAN) también puede modificarse. De esta forma, es posible seleccionar el margen de frecuencias presentado en pantalla en el modo Analizador de Espectros. Concretamente con del medidor de campo PRODIG-5 puede escogerse entre Completo (toda la banda), 500 MHz, 200 MHz, 100 MHz, 50 MHz, 32 MHz, 16 MHz y 8 MHz (el último sólo en la banda terrestre). Una de las principales aplicaciones de la representación espectral consiste en buscar la mejor orientación y ubicación de la antena receptora. Esta aplicación es especialmente útil en la banda de UHF, debido a que al trabajar con frecuencias altas y por lo tanto con longitudes de onda comprendidas entre 35 cm y 65 cm, al desplazar unos pocos centímetros la antena, la relación entre las frecuencias portadoras de imagen, crominancia y sonido varía sustancialmente, afectando a la calidad de la imagen en el receptor. Si existe un exceso en la portadora de sonido, puede aparecer en pantalla del televisor una perturbación o moiré debida a batidos de frecuencias entre el sonido, crominancia y las propias frecuencias del vídeo. Si por ejemplo, el nivel de la portadora de crominancia es muy reducido, el amplificador de color del televisor opera en condiciones de máxima ganancia, pudiendo aparecer por toda la pantalla puntos de color, o en situaciones extremas la pérdida de color.

1.2.3

Transmisión de la Señal de Televisión

En España para la transmisión de TV terrestre analógica se emplea el estándar G y el sistema de codificación de color PAL. La señal de televisión analógica está formada por una portadora de vídeo modulada en amplitud y una portadora de sonido modulada en frecuencia, desplazada 5,5 MHz por encima de la portadora de vídeo. La señal de vídeo comprende la información de luminancia en banda base, a la cual se añade (en el sistema de codificación de color PAL) una subportadora de crominancia modulada en amplitud y fase (modulación en cuadratura) para la información de color (crominancia), posteriormente se elimina la subportadora de color para disminuir la interferencia entre crominancia y luminancia.

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La banda de frecuencia ocupada por una emisión de imagen y sonido se denomina canal. Dentro del margen de frecuencia que ocupa un canal de TV, la separación entre la frecuencia portadora de vídeo y la frecuencia portadora de sonido es una cantidad constante. Los parámetros principales que definen el espectro de frecuencias de una señal de TV analógica terrestre (en el sistema de codificación de color PAL y el estándar G) son: -

Anchura de banda nominal de vídeo: 5 MHz

-

Subportadora de crominancia: Frecuencia nominal: 4.433.618,75 Hz Anchura de las bandas laterales de crominancia: +570 kHz, -1300 kHz

-

Subportadora de sonido: Frecuencia nominal: 5,50 MHz Excursión de frecuencia: ±50 kHz

En TV digital terrestre, el vídeo y audio de un programa tras su digitalización se comprimen en formato MPEG-2. Los datos comprimidos del programa se combinan con datos de otros programas obteniéndose el Transport Stream. Este flujo de datos resultante se modula en COFDM. Este tipo de modulación se basa en que reparte el flujo binario entre un gran número de portadoras ortogonales, de forma que cada una transporta un pequeño flujo. La banda de frecuencia ocupada por la modulación COFDM también se denomina canal, pero con la particularidad que en televisión digital sobre un único canal se transmiten varios programas. La anchura de un canal de televisión digital y la de un canal analógico es la misma, sólo depende del estándar de TV utilizado. Así por ejemplo, en el estándar G la anchura del canal es de 8 MHz, en cambio el estándar M tiene una anchura de canal de 6 MHz.

Figura 1.5.- Espectro de un Canal Analógico y de un Canal Digital (estándar G).

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Los canales se agrupan en bandas. En España se utilizan, para teledifusión, las bandas IV y V que abarcan frecuencias de UHF (desde 470 MHz, para la frecuencia inferior del canal 21, hasta 862 MHz, para la frecuencia superior del canal 69). Actualmente en España las bandas destinadas al servicio de radiodifusión terrestre analógica y digital son las BIV y BV; distribuyéndose los canales de acuerdo a la canalización CCIR (asignación canales-frecuencias) tal como indica la siguiente tabla: Banda

B IV

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Canal 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Frecuencia 471.25 479.25 487.25 495.25 503.25 511.25 519.25 527.25 535.25 543.25 551.25 559.25 567.25 575.25 583.25 591.25 599.25

Banda

BV

Canal 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Frecuencia 607.25 615.25 623.25 631.25 639.25 647.25 655.25 663.25 671.25 679.25 687.25 695.25 703.25 711.25 719.25 727.25 735.25 743.25 751.25 759.25 767.25 775.25 783.25 791.25 799.25 807.25 815.25 823.25 831.25 839.25 847.25 855.25

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1.3 Desarrollo práctico Conectar la antena de UHF al medidor de campo. Disponer el medidor de campo en modo espectro, consultando previamente el manual de instrucciones que acompañe a su medidor. El análisis de espectros de frecuencia puede realizarse en toda la banda seleccionada en modo TOTAL (toda la banda) o bien en el modo SPAN variable.

Figura 1.6.- Conexionado Antena UHF con el Medidor de Campo Elegir el modo TOTAL, de esta forma el análisis de espectros de frecuencias se realiza en todas las bandas terrestres (desde el canal 2 de la banda VHF I al canal 69 de la banda UHF, en el caso de canalización CCIR). En la pantalla aparece una línea vertical que representa la frecuencia de sintonía actual; mediante el giro del selector rotativo el marcador se desplazará por todo el espectro, pudiéndose sintonizar la frecuencia que corresponde al lóbulo coincidente con la marca. Identificar en el espectro mostrado las siguientes bandas: VHF I, FM, S Baja, VHF III, S Alta, Hyperbanda, UHF IV y UHF V. Mediante el desplazamiento del marcador, determinar con ayuda del marcador los límites frecuenciales de la representación espectral mostrada, es decir, la frecuencia máxima y la frecuencia mínima. A continuación, ajustar el SPAN a 500 MHz de forma que se visualicen las bandas IV y V de UHF. Examinar la representación espectral identificando los canales analógicos y los canales digitales, si es preciso disminuir el SPAN para obtener mayor detalle. Contar el número de canales que se obtienen, indicando el número de canales analógicos y digitales.

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Posteriormente, desplazar la línea vertical, que representa la frecuencia de sintonía actual, hasta situarla sobre la portadora de vídeo de un canal analógico. A continuación pulsar en el medidor la tecla de acceso a modo TV, de forma que se sintonice la frecuencia que corresponde al lóbulo coincidente con la marca. En el PRODIG-5 al pulsar la tecla de acceso a modo TV, aparece en el monitor la imagen de TV sintonizada y una ventana sobre la parte inferior de la imagen, durante unos cinco segundos, mostrando, en el caso que la señal sea analógica, el número de canal, la frecuencia, la canalización activa, el sistema de color y el estándar de TV.

Figura 1.7.- Visualización de un Canal Analógico Posteriormente, volver a la representación espectral y desplazar el marcador, hasta situarlo sobre la portadora de vídeo de un canal digital. A continuación pulsar en el medidor la tecla de acceso a modo TV, de forma que se sintonice la frecuencia que corresponde al lóbulo coincidente con la marca. Cuando se trata de un canal digital, al pulsar la tecla de acceso a modo TV, en el PRODIG-5, aparece en el monitor la imagen de TV correspondiente al primer servicio DVB y una ventana que muestra, durante varios segundos, los siguientes parámetros: número de canal, frecuencia, canalización activa, tipo de señal DVB, servicio, red, identificador de programa de vídeo (VPID) e identificador de programa de audio (APID).

Figura 1.8.- Visualización de un Canal Digital

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Después de unos segundos se visualiza en pantalla la imagen de TV únicamente. Si la emisión no está codificada aparecerá en la esquina inferior derecha la indicación (LIBRE) en caso contrario (COD). También se indica el perfil del estándar MPEG-2 que define la tasa de compresión del servicio digital que está siendo descodificado, el nivel de resolución de la imagen (4:3), la resolución (filas x columnas) del vídeo recibido y la frecuencia de refresco de la imagen. Posteriormente, acceder a la tabla de servicios SDT (Service Description Table) y consultar la lista de servicios contenidos en la tabla. Indicar los servicios transmitidos en el canal seleccionado. A continuación, elegir un canal analógico y situar el marcador sobre la portadora de vídeo. Ajustar el SPAN a 8 MHz. En este caso, el análisis de espectro de frecuencias mostrado se realiza en el entorno de la frecuencia portadora de vídeo. Variar el marcador, para rastrear detenidamente todo el canal analógico seleccionado. Identificar la subportadora de color y la portadora de sonido. Anotar las frecuencias. Repetir el apartado anterior para el resto de los canales analógicos, localizando para cada portadora de vídeo, la portadora de sonido y la posición de la subportadora de crominancia. Anotar los resultados obtenidos en la tabla adjunta. Tabla de resultados Nombre de la emisión (TV1,…)

Banda

Canal

Frecuencia portadora vídeo

Frecuencia portadora de sonido

Frecuencia subportadora de color

1.4 Cuestiones 1.4.1

¿En una transmisión analógica, con qué modulación se transmite la información de audio?

1.4.2

¿Cuál es la separación entre canales en UHF?

1.4.3

¿Qué parámetros determinan la frecuencia elegida para la portadora de sonido en una transmisión analógica?

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1.5 Hoja de resultados PRÁCTICA 1

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha: Nombre de la emisión (TV1,…)

Banda

NOTA:

Canal

Frecuencia portadora principal

Frecuencia portadora de sonido

Frecuencia portadora de croma

CUESTIÓN 1.4.1

CUESTIÓN 1.4.2

CUESTIÓN 1.4.3

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PRÁCTICA 2 2 DETERMINACIÓN DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE ANTENAS TERRESTRES 2.1 Objetivos Familiarizar al alumno con los conceptos de ganancia, directividad y diagrama de radiación, aplicados a los distintos tipos de antenas.

2.2 Fundamentos teóricos La función básica de una antena es la de extraer parte de la potencia asociada a una onda electromagnética que se propaga en el espacio y transferirla a un sistema de ondas guiadas. Los principales parámetros que definen una antena con relación a su comportamiento según las distintas direcciones del espacio son las siguientes: Directividad:

Es la capacidad de una antena de concentrar la potencia radiada en una determinada dirección del espacio o, inversamente, la capacidad de absorber la potencia incidente en esa dirección.

Ganancia

La ganancia de una antena cuantifica la relación entre la energía radiada o recibida por una antena directiva en la dirección de máxima transmisión y la energía que radiaría o recibiría una de referencia orientada de la misma forma en ese punto.

Diagrama de radiación El diagrama de radiación es uno de los parámetros más significativos de una antena. Consiste en una representación gráfica tridimensional de la radiación de la antena en función de la dirección a una distancia constante. En la práctica no es habitual efectuar una representación tridimensional, sino una serie de representaciones bidimensionales. La representación se puede hacer de forma polar o cartesiana y está normalizada a la unidad en la dirección de máxima radiación, en escala lineal o escala logarítmica (dB).

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Antena direccional

Antena omnidireccional

Figura 2.1.- Diagramas de radiación Ancho de haz:

Es el ángulo formado por las dos líneas imaginarias que cortan el diagrama de radiación en los dos puntos en donde la ganancia es 3 dB menor que su máximo valor.

Relación delante/atrás:

Es la relación entre la ganancia de la antena en la dirección de máxima radiación y la ganancia máxima de la antena en cualquier otra dirección comprendida entre 90° y 270° de la dirección de máxima radiación.

2.3 Desarrollo práctico Colocar la antena de UHF en el mástil de antenas terrestres y conectar la entrada de señal del medidor de campo al coaxial de salida de la antena. Sintonizar en el medidor de campo una emisión analógica de TV que se reciba con potencia suficiente, dentro de la banda de UHF. Variar lentamente la orientación de la antena hasta conseguir una lectura máxima. Medir y anotar el valor de señal recibido, tomar esta dirección como referencia (0°). Frecuencia de medida (MHz) Nivel máximo recibido (dBµV) Girar horizontalmente la antena a intervalos de 30° anotando los valores de señal recibidos. 0°

30°

60°

90°

120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°

Nivel absoluto (dBµV)

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Referir los niveles de señal obtenidos a una antena dipolo (consultar en la documentación técnica la ganancia de la antena de UHF en el Manual de Documentación Técnica respecto a una antena dipolo). Anotar también los valores relativos obtenidos. 0°

30°

60°

90°

120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°

Nivel relativo (dB) Representar los niveles relativos en un diagrama en coordenadas polares.

Figura 2.2.A partir de los datos obtenidos, calcular la ganancia de la antena, el ancho de haz y la relación delante / atrás. Ganancia (dB) Ancho de haz (°) Relación delante / atrás (dB) Cambiar el emplazamiento de la antena y sintonizar en el medidor de campo una emisión analógica de TV que se reciba con potencia suficiente, dentro de la banda de UHF. Variar lentamente la orientación de la antena hasta conseguir una lectura máxima. Medir y anotar el valor de señal recibido, tomar esta dirección como referencia (0°). Frecuencia de medida (MHz) Nivel máximo recibido (dBµV) Girar horizontalmente la antena a intervalos de 30° anotando los valores de señal recibidos.

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0°

30°

60°

90°

120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°

Nivel absoluto (dBµV) Referir los niveles de señal obtenidos a una antena dipolo (consultar en la documentación técnica la ganancia de la antena de UHF en el Manual de Documentación Técnica respecto a una antena dipolo). Anotar también los valores relativos obtenidos. 0°

30°

60°

90°

120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°

Nivel relativo (dB) Representar los niveles relativos en un diagrama en coordenadas polares.

Figura 2.3.A partir de los datos obtenidos, calcular la ganancia de la antena, el ancho de haz y la relación delante / atrás. Ganancia (dB) Ancho de haz (°) Relación delante / atrás (dB)

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2.4 Cuestiones 2.4.1

¿Cuáles son los parámetros que definen una antena en cuanto a su comportamiento en las distintas direcciones del espacio?

2.4.2

¿Cuánto valen esos parámetros para la antena de UHF utilizada?. Consultar para ello las especificaciones del fabricante incluidas en la Documentación Técnica.

2.4.3

¿Qué función realizan los elementos directores en una antena Yagi?

2.4.4

¿Cuál es el diagrama de radiación teórico para una antena dipolo en λ/2?

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2.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 2

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS UHF (1): Frecuencia de medida (MHz) Nivel máximo recibido (dBµV) 0°

30°

60°

90°

120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°

0°

30°

60°

90°

120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°

Nivel absoluto (dBµV)

Nivel relativo (dB)

Ganancia (dB) Ancho de haz (°) Relación delante / atrás (dB)

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UHF (2): Frecuencia de medida (MHz) Nivel máximo recibido (dBµV) 0°

30°

60°

90°

120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°

0°

30°

60°

90°

120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°

Nivel absoluto (dBµV)

Nivel relativo (dB)

Ganancia (dB) Ancho de haz (°) Relación delante / atrás (dB)

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CUESTIÓN 2.4.1

CUESTIÓN 2.4.2

CUESTIÓN 2.4.3

CUESTIÓN 2.4.4.

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PRÁCTICA 3 3 APUNTAMIENTO DE ANTENAS UTILIZANDO UN MEDIDOR DE CAMPO. UBICACIÓN DE LAS ANTENAS. 3.1 Objetivos Desarrollar el proceso práctico de apuntamiento de la antena de UHF para la recepción óptima del nivel de señal con ayuda de un medidor de campo. Replantear la ubicación de la antena para optimizar los recursos, garantizando siempre la seguridad mecánica y eléctrica del montaje, evitando posibles fuentes de interferencia (líneas eléctricas, otras antenas,...).

3.2 Fundamentos teóricos 3.2.1

Introducción

Como hemos visto en los objetivos de la práctica, se va a tratar de la correcta instalación de las antenas de TV terrestre. La experiencia nos demuestra que muchos receptores reciben imágenes con reflexiones, con franjas de color, varias emisoras al mismo tiempo, ... Todo ello muchas veces no es debido a las deficiencias de los equipos sino a una incorrecta instalación de las antenas. La solución a estos problemas, es decir, la correcta recepción de cada uno de los canales de TV, empieza por un buen apuntamiento de las antenas de TV terrestre, optimizando la captación de la intensidad de campo existente en el emplazamiento geográfico de la antena, y una verificación correcta, usando un medidor de campo. Sin embargo hay otros elementos que también influyen en el perfecto funcionamiento de la instalación, que serán objeto de estudio en este manual. También resulta importante la adaptación de impedancias entre la antena y el cable, para conseguir la máxima transferencia de energía entre la antena y el sistema amplificador. Para la realización de esta práctica se puede usar el medidor de campo PROMAX PRODIG-5 (no suministrado) o uno de similares características. Es conveniente leer el manual de instrucciones del medidor de campo para un uso correcto del mismo, aprovechamiento de todas sus funciones y realización correcta de la práctica.

3.2.2

Antena de TV terrestre

Son varias las definiciones de antena que se pueden utilizar en el estudio de este dispositivo, ya que depende en muchos casos del aspecto de la antena que se esté tratando. Podemos dar como una definición válida y general la siguiente:

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Estructura formada por conductores que constituye la zona de transición entre potencia guiada y potencia radiada.

3.2.3

Características Las antenas se especifican mediante cinco características importantes:

Frecuencia de trabajo:

De forma resumida diremos que la antena selecciona la frecuencia, de la misma manera que un circuito sintonizado construido por una bobina y condensador variable en la entrada de un receptor.

Banda:

Es la característica de la antena que permite captar con bastante fiabilidad y eficacia, todas las frecuencias próximas a la frecuencia de trabajo. Es decir, si disponemos de una antena diseñada para recibir 370 MHz, cuya banda tenga una anchura de 10 MHz, recibirá todas las frecuencias desde 365 MHz hasta 375 MHz. Podemos generalizar dos tipos de banda: -

Banda estrecha: Cuando la antena está destinada a recibir un solo canal.

-

Banda ancha: Cuando la antena es capaz de trabajar eficazmente con muchos canales.

Impedancia característica: Con este término se conoce la resistencia (impedancia) que presenta la antena en la frecuencia que ha sido sintonizada. A esta impedancia la podemos denominar también resistencia de radiación. Ganancia:

Es la relación expresada en decibelios entre la potencia suministrada a una carga resistiva nominal conectada en los terminales de la antena y la potencia disponible de un dipolo de media onda cargado asimismo con la carga resistiva nominal con la misma orientación.

Directividad:

Se podría definir como la facilidad que tienen algunas antenas en captar la señal con mucha más intensidad cuando la misma procede de una dirección determinada, mientras que otras reciben las señales con la misma intensidad de casi todas direcciones. Por eso siempre apuntaremos convenientemente la antena en la dirección en la que la directividad sea máxima.

Mediante una antena de recepción se pretende que al incidir una onda sobre ella se produzca por parte de esta la máxima captación de potencia que viaja asociada a la onda y que se entregue al equipamiento de cabecera (sistema de amplificación).

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Otra característica importante para una antena de recepción es: Adaptación:

Este es un parámetro importante en las antenas. Una antena se puede modelar mediante un generador de tensión del cual hemos de extraer la máxima potencia. En la figura siguiente se muestra el circuito equivalente simplificado.

Figura 3.1.- Circuito equivalente de antena. Por tanto la máxima transferencia de potencia la obtendremos cuando ZL = Z*a’ donde * denota complejo conjugado.

3.2.4

Tipo de antenas

A continuación se dará una pequeña definición de cada una de ellas, prescindiendo del apartado de características técnicas, ya que son muy variadas y se supone que al usuario le interesará únicamente la suya propia, de la cual dispondrá de suficiente información: •

Dipolo simple (antena de media onda): Esta formada por un tubo de aluminio, cuya longitud total es igual a media longitud de onda, de la correspondiente al canal que se desea captar.

•

Dipolo doblado: Consiste en dos dipolos simples (conductores), cada uno de ellos de una longitud igual a media longitud de onda, conectados en paralelo por sus extremos y efectuándose la conexión de la línea de bajada en el punto central del conductor inferior.

•

Antena Yagi: Esta constituida por un dipolo doblado, que funciona como elemento activo, estando conectado detrás de él, en paralelo, un elemento llamado reflector, que es casi un 5% más largo, y delante de él uno o varios elementos, un poco más cortos, que reciben el nombre de directores. (Es la más usual para la recepción de canales de TV).

•

Antenas cónicas: La antena cónica está constituida por diversos elementos, de diferentes longitudes, dispuestos en cierta forma muy semejante a las varillas de un paraguas.

•

Antena interior en forma de V (antena de "cuernos"): Consiste en dos conductores dispuestos en un plano vertical que adoptan la forma de la letra V.

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•

3.2.5

Antena rómbica: Está situada en un plano horizontal y ocupa un gran espacio. Tiene forma de rombo (de ahí viene su nombre).

Bandas y canales de TV

Las señales de televisión analógica, compuestas de imagen y sonido, se emiten mediante dos transmisores independientes, englobados en una misma unidad. La forma más común de modulación de los transmisores es la de amplitud para la imagen y de frecuencia para el sonido, aunque según el estándar de TV empleado la modulación del sonido puede ser distinta. La banda de frecuencia ocupada por una emisión de imagen y sonido se denomina canal. Dentro del margen de frecuencia que ocupa un canal de TV, la frecuencia portadora de la señal de sonido y la separación entre ambas es una cantidad constante. En televisión digital terrestre, el vídeo y audio de un programa tras su digitalización se comprimen en formato MPEG-2. Los datos comprimidos del programa se combinan con datos de otros programas obteniéndose el Transport Stream. Este flujo de datos resultante se modula en COFDM. La banda de frecuencia ocupada por la transmisión de la modulación COFDM también se denomina canal, pero con la particularidad que en televisión digital sobre un único canal se transmiten simultáneamente varios programas. La anchura de un canal de televisión digital y la de un canal analógico es la misma, sólo depende del estándar de TV utilizado. Así por ejemplo, en el estándar G la anchura del canal es de 8 MHz, en cambio el estándar M tiene una anchura de canal de 6 MHz.

Figura 3.2.- Espectro señal TV Analógica (PAL) y señal TV Digital en estándar G

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En el espectro de la señal de TV analógica (PAL), mostrado en la figura anterior, se indica la portadora de vídeo (marcador verde), la subportadora de color (marcador amarillo), la portadora de audio (marcador azul) y la anchura del canal (marcadores rojos). En el espectro de la señal de TV digital terrestre, mostrado en la figura anterior, se indica la anchura del canal (marcadores rojos). Los canales se agrupan en bandas. En España se utilizan, para teledifusión, las bandas IV y V que abarcan frecuencias de UHF (desde 470 MHz, para la frecuencia inferior del canal 21, hasta 862 MHz, para la frecuencia superior del canal 69).

3.3 Desarrollo práctico Para una buena orientación de las antenas, se han de tener en cuenta varios parámetros, aunque los más importantes, puedan reducirse a la localización de un emplazamiento elevado que permita una recepción directa con el mínimo número de obstáculos posibles y además una buena orientación hacia el emisor o reemisor de televisión más cercano a la zona donde se realiza la instalación de la antena.

Figura 3.3.- Conexionado Antena UHF con el Medidor de Campo

Instalación antenas. Evitar obstáculos

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Instalación antenas. Evitar interferencias

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Instalación antenas. Guardar distancia entre antenas existentes.

Instalación antenas. Distancia a líneas eléctricas.

Instalación antenas. Colocación antenas en mismo mástil. Figura 3.4.La primera fase consistirá en orientar la antena de UHF hacia el centro emisor o reemisor de televisión de la ubicación donde se realiza este estudio práctico, teniendo en cuenta los siguientes aspectos respecto al emplazamiento de la antena: •

Se debe procurar ubicar la antena en lugares accesibles y evitar la existencia de obstáculos en la orientación de la misma.

•

Asimismo se procurará que la ubicación de la antena no sea próxima a posibles fuentes de interferencias:

•

•

Calles con mucho tráfico

•

Anuncios luminosos

•

Líneas eléctricas (mantener la antena separada al menos 20 m)

Si existen otras antenas en la misma ubicación se procurará evitar la proximidad entre estas y la nueva antena a instalar, para ello habrá que respetar una distancia entre ellas de por lo menos 3 m y una diferencia de altura de al menos 1m.

Utilizando el medidor de campo en modo Analizador Espectro, aplicar giros controlados a la antena de UHF, hasta localizar portadoras en la pantalla. Ajustando con pequeños movimientos en la antena encontrar los máximos niveles de las portadoras.

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Si se emplea el medidor de campo PRODIG-5 puede seleccionarse la función “Alinear Antenas” que facilita el apuntamiento de antenas mediante un barrido más rápido sin presentación de medidas numéricas. En este caso, la pantalla aparece dividida en dos partes, en la izquierda muestra el espectro de las señales presentes en la banda y en la derecha una barra analógica representa el nivel de señal correspondiente a la banda observada. Simultáneamente el medidor emite por el altavoz un tono acústico que varía en función del nivel.

Figura 3.5.- Utilidad para el apuntamiento de antena Sintonizar una de las portadoras y visualizar la imagen a través de la pantalla del medidor de campo. Reajustar la antena, hasta conseguir la máxima calidad de imagen ayudándose de la barra de nivel y del indicador acústico. Realizar estas operaciones para el resto de canales. Es posible que no todos los canales se reciban óptimamente en la misma posición, si no es posible encontrar una orientación que permita recibir correctamente todos los canales, tendríamos que instalar más de una antena. Una vez conseguida la óptima recepción de todos los canales de UHF, utilizando el medidor de campo, rellenar la siguiente tabla.

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

NIVEL dBµV FREC. CANAL

Realizar las medidas del apartado anterior en la entrada del amplficador del entrenador EA-815 F y anotar los valores obtenidos en la siguiente tabla comparativa.

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CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

MEDIDA PIE DE ANTENA ENTRADA AMP PERDIDAS

3.4 Cuestiones 3.4.1

Definición de antena

3.4.2

¿Qué se entiende por directividad de una antena?

3.4.3

¿Qué significan las siglas UHF, VHF, SHF?

3.4.4

¿Qué es una antena YAGI?

3.4.5

¿Qué es una antena monopolo y dipolo?

3.4.6

Problemas más frecuentes en la recepción de señales de TV terrestre

3.4.7

Indicar la banda de frecuencia para FM, UHF, VHF y SHF

3.4.8

¿Qué pérdidas se han observado desde pie de antena hasta la entrada al entrenador? ¿A qué son debidas?.

3.4.9

Realizar un dibujo de la carátula del medidor de campo que se disponga, detallando el funcionamiento de los mandos del equipo.

3.4.10 Dar una lista de por lo menos dos emplazamientos alternativos donde sea posible la ubicación de las antenas. 3.4.11 ¿Se puede medir la impedancia de una antena con un voltímetro? 3.4.12 ¿Puede conectarse una antena con una impedancia de 300 Ω a un cable de 75 Ω? 3.4.13 ¿Es la impedancia de un cable la resistencia medida entre sus extremos?

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3.5 Hoja de resultados Nombres:

PRÁCTICA 3 GRUPO: HORARIO:

Fecha:

NOTA:

RESULTADOS

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

NIVEL dBµV FREC. CANAL

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

MEDIDA PIE DE ANTENA ENTRADA AMP PERDIDAS

CUESTIÓN 3.4.1

CUESTIÓN 3.4.2

CUESTIÓN 3.4.3

CUESTIÓN 3.4.4

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CUESTIÓN 3.4.5

CUESTIÓN 3.4.6

CUESTIÓN 3.4.7

CUESTIÓN 3.4.8

CUESTIÓN 3.4.9

CUESTIÓN 3.4.10

CUESTIÓN 3.4.11

CUESTIÓN 3.4.12

CUESTIÓN 3.4.13

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PRÁCTICA 4 4 CONFIGURACIÓN DE UN SISTEMA DE RECEPCIÓN DE TV TERRESTRE UTILIZANDO AMPLIFICADORES DE CANAL PROGRAMABLES PARA UHF 4.1 Objetivos Realizar una configuración con el entrenador EA-815F para la recepción de siete canales de UHF utilizando el sistema universal de amplificadores programables de canal (para UHF) MICROMATV de FAGOR, con la ayuda de un medidor de campo.

4.2 Fundamentos teóricos En la práctica anterior se ha desarrollado el apuntamiento de las antenas, y se han obtenido los niveles para cada uno de los canales tanto a pie de antena como en el extremo del cable de la instalación. El nivel de señal obtenido en el extremo del cable procedente de la antena para cada uno de los canales es de escaso valor, y puede no ser suficiente para distribuir la señal, por lo que se filtra y amplifica cada canal por medio de amplificadores. En el desarrollo práctico, para UHF, se realizarán las medidas en la entrada y salida del equipo de amplificadores programables monocanal MICROMATV de FAGOR, con autodesmezcla de entrada y automezcla de salida.

4.2.1

Sistema de amplificación

En la figura siguiente se muestra la configuración del Sistema de Amplificación Universal MICROMATV de FAGOR. El sistema está compuesto por un amplificador de VHF de banda ancha, ocho amplificadores monocanal de UHF programables por el usuario de forma independiente, y un amplificador para señales en la banda de radiodifusión de FM (87.5 MHz a 108 MHz). El equipo está previsto para recibir la señal de hasta dos antenas de UHF, permitiendo al usuario configurarlo para 7+1, 6+2 ó 5+3 canales. En la línea de salida, están presentes todas las señales mezcladas, proporcionadas por los diferentes módulos amplificadores. El sistema dispone también de fuente de alimentación incorporada. Toda la información técnica referente al sistema de amplificación suministrada por el fabricante se incluye en la documentación técnica.

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Figura 4.1.- Sistema MICROMATV

4.3 Desarrollo práctico En este apartado se conectará la antena de UHF en la entrada UHF2. Utilizar la configuración de 7 + 1 canales en el MICROMATV.

Los Jumpers (Jl, J2 y J3) deben quedar firmemente introducidos. No utilizar ninguna otra configuración.

Figura 4.2.Procederemos primero a seleccionar, mediante el medidor de campo, 7 canales de televisión analógicos. Escogeremos aquellos que se reciban con un nivel y calidad satisfactoria. Anotar los canales escogidos. Posteriormente realizaremos el ajuste de ganancia de los distintos amplificadores, tal como se indica a continuación, de forma que obtengamos para cada canal un mismo nivel de salida (aproximadamente 91 dBuV) Programación de Amplificadores / Canales Sobre la base de la configuración de entradas realizadas se asignará un canal a cada amplificador. Cualquier canal de UHF (21 ~ 69), puede ser programado en cualquiera de los 8 amplificadores. El software elimina automáticamente la posibilidad de programar dos canales repetidos.

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Pulsar la activación de teclado [13]. El display indicará A1, y segundos más tarde 00. Pulsar la selección de amplificador [15]. En él aparecerá Seleccionar el secuencialmente A1...A8. amplificador deseado.

13

RESET

14 AMPLF

CHANNEL

17

15

Figura 4.3.-

Pulsando la tecla CHANNEL [17] se puede seleccionar el canal indistintamente en sentido ascendente o descendente. Repetir las operaciones descritas hasta finalizar la programación de los amplificadores necesarios. Los amplificadores no programados quedarán en posición 00 (desactivado).

Para memorizar la programación realizada, pulsar la tecla [13]. El display dejará de parpadear y aparecerán dos barras horizontales. (Indica programación memorizada). En cualquier caso, si no se pulsa la tecla [13], el equipo se memoriza automáticamente 60 segundos después de que haya sido pulsada la última tecla. Pulsando la tecla RESET [14], durante 4 segundos, borra toda la programación realizada, permitiendo volver a reprogramar o adecuarlo a nuevos canales. Ajuste de niveles de salida de Canales UHF Con la antena conectada en la entrada UHF2, conectar un medidor de campo en la salida del sistema de amplificación. Actuar sobre la regulación hasta conseguir en la salida 91 dBuV en todos los canales.

Regulación para canales UHF Figura 4.4.-

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El nivel operativo de salida se puede incrementar en función de las condiciones particulares del punto de recepción. El medidor de campo con monitor de pantalla nos servirá para obtener el máximo nivel de salida libre de intermodulación. Si el nivel procedente de la antena es superior a 71 dBµV se recomienda utilizar un atenuador. Rellenar la siguiente tabla de medidas. Utilizar el medidor de campo como analizador de espectro para igualar los máximos de todos los canales. Para una primera ecualización, utilizar en modo sintonía para obtener mayor precisión en la ecualización de cada canal.

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

CANAL DEL AMPLIF. MEDIDA ENTRADA AMPLIF. MEDIDA SALIDA AMPLIF. GANANCIA DEL AMPLIF.

Con la ayuda del medidor de campo, seleccionado como monitor de TV convencional y con los niveles de ganancia obtenidos en el apartado anterior, a la salida de los amplificadores, anotar en la siguiente tabla si la imagen obtenida en el medidor de campo es buena, regular o mala.

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

APRECIACIÓN DE LA IMAGEN

Anotar en la siguiente tabla el pulso de sincronismo que se visualiza en la pantalla del medidor de campo (si el instrumento dispone de dicha opción) para cada uno de los canales e indicar si es aceptable el nivel de ruido.

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

PULSO SINCRONISMO APRECIACIÓN RUIDO

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4.4 Cuestiones 4.4.1

Realizar un dibujo del espectro de la banda de UHF indicando los canales que corresponde cada frecuencia y su nivel a la entrada y salida de los amplificadores, utilizando el medidor de campo.

4.4.2

¿Por qué es conveniente fijar todos los canales al mismo nivel a la salida de los amplificadores?.

4.4.3

Dibujar el pulso de sincronismo de línea de un canal de TV.

4.4.4

Describir en que consiste el deterioro de la imagen al realizar la cuestión anterior.

4.4.5

¿Qué ventaja presentan los amplificadores programables respecto a los amplificadores monocanal convencionales?

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4.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 4

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

CANAL DEL AMPLIF. MEDIDA ENTRADA AMPLIF. MEDIDA SALIDA AMPLIF. GANANCIA DEL AMPLIF.

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

APRECIACIÓN DE LA IMAGEN

CANAL TV (Antena UHF) Canal nº 1

Canal nº 2

Canal nº 3

Canal nº 4

Canal nº 5

Canal nº 6

PULSO SINCRONISMO APRECIACIÓN RUIDO

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CUESTIÓN 4.4.1

CUESTIÓN 4.4.2

CUESTIÓN 4.4.3

CUESTIÓN 4.4.4

CUESTIÓN 4.4.5

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PRÁCTICA 5 5 CÁLCULO DE PÉRDIDAS EN DISTINTAS INSTALACIONES DE ANTENAS COLECTIVAS 5.1 Objetivos Estudiar los diferentes sistemas de distribución que pueden encontrarse en las instalaciones de antenas colectivas. Observar las pérdidas producidas en los distintos elementos que componen un sistema de distribución y establecer los niveles óptimos en las tomas de usuario.

5.2 Fundamentos teóricos En esta práctica inicialmente se estudiará cada uno de los elementos que intervienen en la instalación, para posteriormente practicar con la MATV del entrenador EA-815F, asimilando distintas configuraciones y obteniendo las medidas que compararemos con el desarrollo teórico. En la figura siguiente se muestra el sistema de distribución RF del entrenador EA-815F que como puede observarse es fácilmente modificable mediante cables.

Figura 5.1.- Sistema de distribución del entrenador EA-815F.

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5.2.1

Sistema de distribución por cajas de paso

Con este tipo de distribución se dispone de una línea principal que recorre el conjunto de las viviendas que hay que alimentar. En cada piso se instalará sobre esta línea una toma que alimenta a la vivienda. Esto puede observarse en la siguiente figura.

Figura 5.2.- Sistema de distribución por cajas de paso. Para abastecer el conjunto de la vivienda se dispondrá de tantas líneas verticales de distribución como se precisen, estando conectado el conjunto de estas líneas a un repartidor, el cual a su vez se conectará al equipo amplificador con el fin de compensar en cada caja de paso las pérdidas por las diferentes longitudes de línea de bajada, según en la planta que vayan situadas son de distintos tipos. Este tipo de distribución no se debe ni puede utilizarse en edificios con varias viviendas. En primer lugar, porque hoy en día es impensable destinar una sola toma de señal por vivienda; y en segundo lugar porque las tomas de este tipo de distribución están encadenadas y son dependientes, de forma que cualquier uso incorrecto de las mismas afecta al resto de las tomas, incluso impidiendo la recepción. La distribución mediante cajas de paso únicamente debe emplearse en viviendas unifamiliares, o en la red interior de usuario.

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5.2.2

Sistemas de distribución por cajas derivadoras

Los derivadores son elementos de red, ya que no disponen de conectores de usuario. Tienen dos terminales de paso de señal y dos o cuatro terminales de derivación. La potencia de la señal atraviesa el dispositivo y una parte de ella es extraída por elementos de acoplo hacia los terminales de derivación.

Figura 5.3.- Sistema de distribución por derivadores. En este tipo de distribución se dispone de una línea de distribución principal que desciende verticalmente a lo largo de las diversas plantas de la vivienda, realizándose la distribución dentro de cada planta a las distintas viviendas de la misma. Con este sistema se consiguen instalaciones perfectamente equilibradas proporcionando una independencia total entre tomas de usuario. Con el fin de compensar en cada caja derivadora las pérdidas por la diferencia de longitud de la línea de bajada, según en la planta que vayan situadas, éstas son de distintos tipos, con distintas atenuaciones en derivación. Este tipo de distribución combinada con las cajas de paso es una de las estructuras más empleadas en instalaciones colectivas o individuales de gran tamaño. Los derivadores establecen la conexión entre plantas y constituyen las redes de distribución y dispersión, y las cajas de paso el reparto en el interior de la vivienda.

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5.2.3

Sistema de Distribución por Repartidores o Distribuidores

Los repartidores sirven para tomar la señal de la línea principal y distribuirlas en dos o más líneas. Están constituidos por un conector de entrada y varios de salida. En este sistema de distribución se divide la potencia de la señal en tantas líneas como tomas de usuario. Esta estructura tiene la ventaja de estar muy equilibrada si las diferencias de las longitudes de los cables no son excesivas, pero tiene el inconveniente de emplear una gran cantidad de metros de cable que deben compartir la misma canalización.

Figura 5.4.- Sistema de distribución por repartidores

5.2.4

La toma de usuario

La señal de TV es transportada a las líneas de bajada y en último lugar será recogida en las tomas de usuario. Es un elemento que no debe despreciarse pues fácilmente podría interferir en una correcta visión de las emisoras de TV.

Figura 5.5.- Toma de Usuario

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Son elementos con un terminal y uno, dos o tres conectores de salida, en función de las bandas separadas. Además de las tomas de usuario, también se dispone de las cajas de paso o tomas serie. Este tipo de tomas consta de dos terminales y uno, dos o tres conectores de salida; y permiten el paso de la señal para encadenar otros elementos del mismo tipo. La toma de usuario debe reunir una serie de características para cumplir bien su cometido: a)

Proporcionar un nivel aceptable de señal, para AM-TV (según el Reglamento ICT): 57 dBµV < nivel de señal < 80 dBµV

b)

No debe cargar la línea a la que va conectada para no disminuir el nivel de señal en las demás tomas.

c)

La toma debe garantizar un desacoplo entre tomas de distintos usuarios superior a los 30 dB (300-862 MHz) para evitar interferencias entre TV conectadas a la misma línea (según Reglamento ICT).

d)

Debe ofrecer distintos valores de atenuación para poderla adaptar a nuestras necesidades.

e)

La toma de tipo serie únicamente puede emplearse en la red interior de usuario.

Por lo tanto cuando se vaya a adquirir una toma habrá que tener en cuenta: a)

La atenuación en derivación: Indica cuantos dB queda atenuada en la toma de TV, la señal aplicada a la entrada. Valores normales en el mercado: -4,2 dB, -14 dB, -20 dB, -26 dB. Existen también las tomas con atenuaciones muy bajas para emplearlas como tomas terminales.

b)

La atenuación de paso o prolongación: Indica, en una toma del tipo serie, cuantos dB se atenúa la señal al pasar entre la entrada y la salida para continuar hacia las demás tomas conectadas a la misma línea. Suele estar comprendida ente -0,4 dB y -0,8 dB.

c)

La atenuación inversa: Indica a los dB que las señales de interferencia generadas por los televisores logran entrar en la línea de la instalación. Para que no se produzcan interferencias, es necesario disponer de tomas entre -35 dB y -40 dB.

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5.2.5

Pérdidas en los cables coaxiales

Para transportar la señal de la antena a las distintas tomas de usuario se emplea cable coaxial que ofrece una impedancia de 75 Ω. El cable coaxial es un elemento fundamental y clave de la instalación en general y de la red de reparto en particular. Esta constituido por un conductor central o vivo, rodeado de un material aislante (dieléctrico) y un conductor exterior o malla que está recubierto de una capa protectora de material aislante. Por su construcción son líneas blindadas, por tanto no radian (no interfieren) ni son interferidas, y sus pérdidas en general son bajas, por lo que son las líneas de transmisión más adecuadas para el transporte de señales de radiofrecuencia.

Figura 5.6.- Composición de un Cable Coaxial La señal sufre una atenuación que varía en función de su calidad y de la longitud del mismo. Para un cable normal, la atenuación suele ser de 0,35 dB por metro y para un cable de calidad de 0,25 dB por metro. En la siguiente tabla se muestra las atenuaciones para estos tipos de cables y distintas longitudes.

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LONGITUD DEL CABLE

CABLE DE CALIDAD

CABLE NORMAL

1m

0,25 dB

0,35 dB

5m

1,25 dB

1,75 dB

10 m

2,5 dB

3,5 dB

20 m

5 dB

7 dB

50 m

12,5 dB

17,5 dB

75 m

18,75 dB

26,25 dB

100 m

25 dB

35 dB

Antes de continuar convendría que el alumno consultase las características técnicas de los derivadores, repartidores y tomas suministradas en el Manual de Documentación Técnica.

5.2.6

Cálculo de instalaciones de antena A continuación se detalla un ejemplo de cálculo de instalación de antena.

Empecemos por un ejemplo sencillo de instalación de una toma de usuario, como la que se muestra en la figura siguiente.

Figura 5.7.- Instalación de una toma de usuario

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Si como sabemos el nivel de señal aceptable en la toma de usuario debe estar comprendido entre 57 y 80 dBµV; escogeremos, por ejemplo, como valor para el cálculo 61 dBµV. Si elegimos un cable coaxial de calidad y la línea tiene 20 metros, de acuerdo a la tabla anterior la atenuación es de 5 dB; por tanto en la salida del amplificador debemos tener un nivel de señal de: 61 + 5 = 66 dBµV Consecuentemente, en el amplificador debe proporcionar un nivel de 66 dBµV o de 1995,26 µV. Se ha elegido una toma de usuario terminal dado que sólo existe un usuario y no hay posibilidad de interferencias. Si una vez realizada la instalación el cliente pide que instalemos otra toma en el domicilio en una habitación contigua que está situada a 3 metros de distancia, habría que sustituir la toma terminal por una toma serie y en la habitación colocar la toma terminal y realizaríamos los cálculos de nuevo, tal y como se muestra en la figura siguiente.

Figura 5.8.- Instalación de dos tomas de usuario. Como se puede observar el nivel de señal en la toma terminal es inferior al mínimo; habría que comprobar si es suficiente para un perfecto visionado, sino habría que amplificar la señal de 2 a 3 dB utilizando el trimmer de regulación del preamplificador de antena.

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5.2.7

Niveles de calidad para los servicios de radiodifusión sonora y de televisión

A continuación se detallan las características que deben reunir las señales distribuidas en cada toma de usuario. PARÁMETRO

UNIDAD

BANDA DE FRECUENCIA 15-862 MHz

950-2150 MHz

Impedancia

Ω

75

75

Pérdida de retorno en cualquier punto

dB

≥ 10

≥6

PARÁMETRO

UNIDAD

BANDA DE FRECUENCIA 15-862 MHz

950-2150 MHz

Nivel de señal Nivel AM-TV

dBµV

57-80

Nivel 64QAM-TV

dBµV

45-70 1

Nivel FM-TV

dBµV

47-77

Nivel QPSK-TV

dBµV

47-77 2

Nivel FM Radio

dBµV

40-70

Nivel DAB Radio

dBµV

30-70 2

Nivel COFDM-TV

dBµV

45-70 2

Respuesta amplitud / frecuencia en canal2 FM-Radio, AM-TV, 64QAM-TV

1 2

dB

FM-TV, QPSK-TV

dB

COFDM-DAB, COFDM-TV

dB

± 3 dB en toda la banda ± 0,5 dB en un ancho de banda de 1 MHz

± 3 dB en toda la banda

± 4 dB en toda la banda ± 1,5 dB en un ancho de banda de 36 MHz

Para las modulaciones digitales los niveles se refieren al valor de la potencia en todo el ancho de banda del canal. Esta especificación se refiere a la atenuación existente entre la salida de cabecera y cualquier toma de usuario. El parámetro indica la variación máxima de dicha atenuación dentro del ancho de banda de cualquier canal correspondiente a cada uno de los servicios que se indican.

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PARÁMETRO Respuesta amplitud / frec. en banda de red3 Relación Portadora / Ruido aleatorio C/N FM-TV

UNIDAD dB

BANDA DE FRECUENCIA 16

20

dB

≥ 15

C/N FM-Radio

dB

≥ 38

C/N AM-TV

dB

≥ 43

C/N QPSK-TV

dB

≥ 11

C/N 64QAM-TV

dB

≥ 28

C/N COFDM-BAD

dB

≥ 18

C/N COFDM-TV

dB

≥ 254 47-300 MHz ≥ 38 300-862 MHz ≥ 30

Desacoplo entre tomas de distintos usuarios

dB

Ecos en los canales de usuario

%

≤ 20

Ganancia

%

14

Fase

°

12

dB

≥ 54

FM-TV

dB

≥ 27

64 QAM-TV

dB

≥ 35

dB

≥ 18

dB

≥ 10

dB

≥ 54

FM-TV

dB

≥ 27

64 QAM-TV

dB

≥ 35

QPSK-TV

dB

≥ 18

COFDM-TV

dB

≥ 30 6

≥ 20

Ganancia y fase difer.

Rel. portadora / Interfer. frecuencia única: AM-TV

QPSK-TV COFDM-TV

4

Relación de intermodulación5: AM-TV

3

4 5

Este parámetro se especifica sólo para la atenuación introducida por la red entre la salida de cabecera y la toma de usuario con menor nivel de señal, de forma independiente para las bandas de 15-862 MHz y 950-2.150 MHz. El parámetro indica la diferencia máxima de atenuación en cada una de las dos bandas anteriores. Para modulaciones 64-QAM 2/3. El parámetro especificado se refiere a la intermodulación de tercer orden producida por batido entre las componentes de dos frecuencias cualquiera de las presentes en la red.

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PARÁMETRO

UNIDAD

BANDA DE FRECUENCIA

BER QAM6

mejor que 9 x 10-5

BER QPSK6

mejor que 9 x 10-5

BER COFDM-TV6

mejor que 9 x 10-5

5.3 Desarrollo práctico En este apartado, y con ayuda del entrenador EA-815F y del medidor de campo se realizarán las medidas que nos indicarán las pérdidas que sufre la señal hasta la toma final del usuario. Para este proceso realizaremos diferentes configuraciones en el entrenador, aunque pueden realizarse otras configuraciones y variantes en función de la exigencia de la práctica a realizar. En esta práctica deberá utilizarse la información proporcionada en el Manual de Documentación Técnica. 1. Realizar la configuración de una sola línea de tomas a modo de una única vivienda por planta. a) Realizar los cálculos oportunos para la obtención de 60 dBµV como mínimo y de 65 dBµV máximo en todas las tomas finales de cada vivienda. Como resultado de este cálculo se fijará el nivel de salida del equipo amplificador al inicio de la línea. b) Realizar las medidas en todas las tomas. c) Interponer entre dos tomas un cable de longitud apreciable (por ejemplo 20 m) y realizar los cálculos del apartado 6.3.1.a, estimando teóricamente las pérdidas en estos cables, y la medida del apartado 6.3.1.b. Canal nº 1 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 2 Nivel Nivel teórico medido

Canal nº 3 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 4 Nivel teórico

Nivel medido

Principio de línea TOMA 1 TOMA 2 TOMA 3 2. Realizar una configuración de tomas tal que se considere que en cada planta tenemos 2 viviendas diferentes.

6

Medido a la entrada del decodificador de Reed-Solomon.

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a) Hacer el cálculo de la cuestión 1.a para esta nueva configuración, sabiendo que el valor mínimo en cada toma ha de ser de 60 dBµV, y el máximo de 65 dBµV. b) Efectuar las medidas oportunas en la instalación para la obtención de las pérdidas en cada elemento de la línea. Canal nº 1 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 2 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 3 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 4 Nivel teórico

Nivel medido

Principio de línea TOMA 1 TOMA 2 TOMA 3 TOMA 4 TOMA 5 TOMA 6 3. Proceder a la conexión total del panel y realizar los cálculos de la cuestión 1.a y las medidas oportunas para la obtención de los niveles de las tomas y poder evaluar las pérdidas. Canal nº 1 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 2 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 3 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 4 Nivel teórico

Nivel medido

Principio de línea TOMA 1 TOMA 2 TOMA 3 TOMA 4 TOMA 5 TOMA 6 TOMA 7 TOMA 8 TOMA 9

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5.4 Cuestiones 5.4.1

Indicar la composición interna del cable coaxial

5.4.2

¿Qué ventajas presenta la distribución mediante derivadores?

5.4.3

¿Qué se entiende por intermodulación?

5.4.4

¿Cuáles son los márgenes de señal admisibles en una toma de usuario?

5.4.5

¿Qué se entiende por atenuación inversa?

5.4.6

¿Qué es la atenuación de paso?

5.4.7

Tipos de tomas de usuario

5.4.8

¿Qué pérdida tiene un cable coaxial de calidad por metro? ¿Y uno normal?

5.4.9

¿Qué función realiza el repartidor?

5.4.10 ¿Qué función realiza el derivador?

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5.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 5

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS Canal nº 1 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 2 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 3 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 4 Nivel teórico

Nivel medido

Principio de línea TOMA 1 TOMA 2 TOMA 3

Canal nº 1 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 2 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 3 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 4 Nivel teórico

Nivel medido

Principio de línea TOMA 1 TOMA 2 TOMA 3 TOMA 4 TOMA 5 TOMA 6

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Canal nº 1 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 2 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 3 Nivel teórico

Nivel medido

Canal nº 4 Nivel teórico

Nivel medido

Principio de línea TOMA 1 TOMA 2 TOMA 3 TOMA 4 TOMA 5 TOMA 6 TOMA 7 TOMA 8 TOMA 9

CUESTIÓN 5.4.1

CUESTIÓN 5.4.2

CUESTIÓN 5.4.3

CUESTIÓN 5.4.4

CUESTIÓN 5.4.5

CUESTIÓN 5.4.6

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CUESTIÓN 5.4.7

CUESTIÓN 5.4.8

CUESTIÓN 5.4.9

CUESTIÓN 5.4.10

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PRÁCTICA 6 6 LEY SOBRE INFRAESTRUCTURAS COMUNITARIAS 6.1 Objetivos En esta práctica se revisan los aspectos más interesantes del Real Decreto-Ley 1/1998, del 27 de febrero, sobre infraestructuras comunes en los edificios para el acceso a los servicios de telecomunicación, así como el Real Decreto 401/2003, del 4 de abril, que aprueba el nuevo reglamento regulador derogando el reglamento regulador aprobado por el Real Decreto 279/1999.

6.2 Fundamentos Teóricos 6.2.1

Introducción

Desde la promulgación de la Ley 49/1966, de Antenas Colectivas, de 23 de Julio, la evolución tecnológica de las telecomunicaciones, la aparición de la televisión por satélite y cable, y fundamentalmente la llegada de la televisión digital, ha motivado la necesidad de desarrollo de un marco legal en materia de infraestructura comunitaria autónoma de telecomunicación. La entrada en vigor de la Ley 42/1995 de Telecomunicaciones por cable, dejaba pendiente la publicación del reglamento de la ley de antenas colectivas. Como respuesta ha estos hechos se desarrolló el Real Decreto-Ley 1/1998, del 27 de febrero, sobre infraestructuras comunes en los edificios para el acceso a los servicios de telecomunicación. El Real Decreto-Ley 1/1998 establece un nuevo régimen jurídico en la materia que, desde la perspectiva de la libre competencia, permite dotar a los edificios de instalaciones suficientes para atender los servicios de televisión, telefonía y telecomunicaciones por cable, y posibilita la planificación de dichas infraestructuras de forma que faciliten su adaptación a los servicios de implantación futura. También establece el régimen jurídico de los derechos de acceso a los servicios de telecomunicación de sus propietarios teniendo en cuenta el régimen establecido por la Ley 49/1960 de Propiedad Horizontal. La entrada en vigor del Real Decreto-Ley 1/1998 garantizó el acceso, por parte de cualquier vecino, a la recepción de los servicios de telecomunicación, que hasta el momento podía vetarse por parte de las comunidades de vecinos. También regula la proliferación de sistemas individuales y cableados exteriores.

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Asimismo, la Ley 11/1998, de 24 de abril, General de Telecomunicaciones, en su articulo 53, establece que, con pleno respeto a lo previsto en la legislación reguladora de las infraestructuras comunes en el interior de los edificios para el acceso a los servicios de telecomunicación, se establecerán reglamentariamente las oportunas disposiciones que la desarrollen, en las que se determinará tanto el punto de interconexión de la red interior con las redes públicas como las condiciones aplicables a la propia red interior. El citado artículo 53 prevé la aprobación de la normativa técnica básica de edificación que regule la infraestructura de obra civil, en la que se deberá tomar en consideración las necesidades de soporte de los sistemas y redes de telecomunicación, así como la capacidad suficiente para permitir el paso de las redes de los distintos operadores, de forma que se facilite su uso compartido. El mismo precepto dispone también que por reglamento se regulará el régimen de instalación de las redes de telecomunicaciones en los edificios ya existentes o futuros, en aquellos aspectos no previstos en las disposiciones con rango legal reguladoras de la materia. Por otra parte, el articulo 60 de la Ley General de Telecomunicaciones determina que reglamentariamente se establecerán, previa audiencia de los colegios profesionales afectados y de las asociaciones representativas de las empresas de construcción e instalación, las condiciones aplicables a los operadores y empresas instaladoras de equipos y aparatos de telecomunicaciones, a fin de que, acreditando su competencia profesional, se garantice la puesta en servicio de los equipos y aparatos. Además, el mencionado precepto exige que, reglamentariamente, se establecerán los requisitos exigidos a las empresas instaladoras, respetando las competencias de las comunidades autónomas en su ámbito territorial para el otorgamiento, en su caso, de las correspondientes autorizaciones o la llevanza de los oportunos registros. En su virtud, se dictó el Real Decreto 279/1999, de 22 de febrero, par el que se aprobó 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.

Figura 6.1.-

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No obstante, el desarrollo en los últimos años de las tecnologías de la información y comunicaciones, como por ejemplo la televisión digital terrestre, así como el proceso de liberalización que se ha llevado a cabo, ha conducido a la existencia de una competencia efectiva que ha hecho posible la oferta por parte de los distintos operadores de nuevos servicios de telecomunicaciones. Algunos de estos servicios exigen para su provisión a los ciudadanos la actualización y perfeccionamiento de la normativa técnica reguladora de las infraestructuras comunes de telecomunicaciones en el interior de los edificios.

Figura 6.2.En este marco, el 4 de abril de 2003 se aprobó el Real Decreto 401/2003 (publicado en el B.O.E. el 14 de mayo de 2003) por el que se aprobaba el nuevo reglamento regulador de las ICT. El nuevo reglamento regulador tiene como objeto garantizar el derecho de los ciudadanos a acceder a las diferentes ofertas de nuevos servicios de telecomunicaciones, eliminando los obstáculos que les impidan poder contratar libremente los servicios de telecomunicaciones que deseen, así coma garantizar una competencia efectiva entre los operadores, asegurando que disponen de igualdad de oportunidades para hacer llegar sus servicios hasta las viviendas de sus clientes. El Real Decreto 401/2003 deroga el Real Decreto 279/1999 que aprobaba el primer reglamento regulador de las ICT, así como todas las disposiciones de igual o inferior rango que se opongan al Real Decreto 401/2003. También queda derogado el segundo párrafo de la disposición adicional tercera del Real Decreto 1206/1999, del 9 de julio, por el que se modifica parcialmente el Real Decreto 1886/1996 del 2 de agosto. A continuación se resumen los puntos claves de la normativa, cuyo texto íntegro puede consultarse en el Manual de Normativa y Reglamentación.

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6.2.2

Obligatoriedad de instalar la infraestructura

6.2.2.1 Nuevos edificios No se autorizará la construcción o rehabilitación integral de ningún edificio cuyo proyecto arquitectónico no contemple una infraestructura común para recibir todos los servicios de televisión, radio, telefonía y cable. En este caso, se pretende de que todas las infraestructuras de nueva construcción estén preparadas para recibir nuevos servicios.

Figura 6.3.Los proyectos técnicos que se presenten para solicitar la licencia de obras en el plazo de seis meses contados a partir de la entrada en vigor del nuevo Reglamento regulador de las ICT y aquellos otros que se hubiesen presentado pero no hayan sido ejecutados, podrán regirse por las disposiciones contenidas en los anexos del reglamento aprobado por el Real Decreto 279/1999, del 22 de febrero.

6.2.2.2 Edificios ya construidos En los edificios ya construidos será obligatoria la instalación común cuando el número de antenas ya instaladas, individuales o colectivas, sea superior a un tercio del número de viviendas y locales. En este caso las antenas ya instaladas deberán ser sustituidas por una infraestructura común. Será obligatoria la instalación común cuando la Administración competente (los ayuntamientos) considere peligrosa o antiestética la colocación de antenas individuales en un edificio.

Figura 6.4.-

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La notificación se efectuará por escrito a los propietarios de los pisos o locales o en su caso a los arrendatarios, dos meses antes de que se inicien las obras. Para que el acuerdo sea válido, bastará con que lo apruebe un tercio de los integrantes de la comunidad, "que representen a su vez un tercio de las cuotas de participación en los comunes".

6.2.3

¿Quién paga la instalación?

El coste de la instalación no podrá ser repercutido a aquellos vecinos que no hayan dado su consentimiento, con lo que todos aquellos que no deseen adquirir el servicio no tendrán que pagar la instalación a los demás. No obstante, si más tarde estos vecinos cambiasen de opinión y decidieran tener acceso a los servicios tendrán que pagar el importe que les ha correspondido, "debidamente actualizado aplicando el correspondiente interés legal". Si los que solicitan la instalación son los arrendatarios de un edificio ya construido, serán éstos quienes paguen los gastos. Pero al concluir el arrendamiento la instalación quedará en el edificio a disposición de su propietario.

6.2.4

Recepción de más de una oferta

En caso de que un vecino desee acceder a un servicio diferente al contratado por la comunidad, deberá comunicárselo al presidente. Éste tendrá que contestar en quince días de forma negativa si la instalación va a ser adaptada en un plazo de tres meses para ofrecer el servicio solicitado. En caso de no ser así, el vecino en cuestión "podrá realizar la obra que le permita la recepción de los servicios de telecomunicaciones".

6.2.5

Régimen sancionador

Para el caso de infracciones a esta Ley se prevén multas entre 30.000 y 300.000 euros si el promotor de edificios nuevos no incluye la infraestructura necesaria en el mismo, y de hasta 30.000 euros a los copropietarios y arrendatarios que no atiendan a la obligación de sustituir las antenas individuales por una colectiva cuando las particulares superen un tercio del número total de viviendas.

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Figura 6.5.Las sanciones serán impuestas por el Secretario General de Comunicaciones del Ministerio de Ciencia y Tecnología, y la actuación administrativa se iniciará de oficio o mediante denuncia, resolviéndose, previa comprobación de los hechos por parte de los Servicios de Inspección del mismo Ministerio.

6.3 Realización práctica Después de leer el apartado de fundamentos teóricos y profundizar en el Real Decreto-Ley 1/1998 del 27 de febrero, y el Real Decreto 401/2003 del 4 de abril, cuyos textos íntegros se encuentra en el Manual de Normativa y Reglamentación, el alumno estará en disposición de iniciar la realización práctica. Antes de continuar indicar que requisitos hacen obligatoria la instalación de infraestructuras comunes, en edificios, para el acceso a los servicios de telecomunicación. Supóngase un edificio compuesto de 8 viviendas y 2 locales, en el cual hay una instalación colectiva terrestre y cuatro instalaciones individuales de televisión digital por satélite. De acuerdo con el artículo 6.2, del Real Decreto-Ley 1/1998, el edificio está obligado a la instalación de una infraestructura común, ya que el número de instalaciones individuales excede de 1/3 de las viviendas y locales del inmueble. ¿ De cuanto tiempo se dispone para sustituir las instalaciones individuales ? Si el resto de propietarios, menos dos, deciden acogerse a una instalación colectiva de televisión digital por satélite: ¿ Será a cargo de toda la comunidad el coste de la retirada de las cuatro instalaciones individuales o de todos los vecinos que se acogen a la nueva instalación ?

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¿ La retirada de las instalaciones individuales se realizará antes, después o al finalizar la instalación de la nueva infraestructura ? ¿ La nueva infraestructura pasará a formar parte del edificio, como elemento común del mismo ?

6.4 Cuestiones 6.4.1

¿Un edificio construido de uso no residencial y acogido a la Ley de propiedad horizontal está obligado al cumplimiento del Real Decreto-Ley 1/1998 de 27 febrero?

6.4.2

¿El Real Decreto-Ley contempla el acceso a la televisión por cable?

6.4.3

¿En un edificio de nueva construcción los gastos necesarios para la instalación de las infraestructuras, que el Real Decreto-Ley regula, deben estar incluidos en el coste total de la construcción?

6.4.4

¿Si no es posible llegar a un acuerdo de instalación, los usuarios pueden acceder a los servicios de forma individual?

6.4.5

¿El Real Decreto-Ley deroga el Real Decreto 279/1999 de 22 de febrero?

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6.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 6

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 6.4.1

CUESTIÓN 6.4.2

CUESTIÓN 6.4.3

CUESTIÓN 6.4.4

CUESTIÓN 6.4.5

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PRÁCTICA 7 7 REALIZACIÓN PROYECTO INSTALACIÓN TV TERRESTRE. PLAN DE EJECUCIÓN, MONTAJE, SEGURIDAD Y CALIDAD. 7.1 Objetivos Definir la configuración de una instalación de TV terrestre en el ámbito de un edificio, elaborando la documentación técnica necesaria (planos, esquemas, listas de materiales, cálculos) asegurando una adecuada distribución de las señales en todos los puntos de instalación. Organización de las etapas de ejecución de la instalación y aplicación de técnicas y procedimientos para asegurar la calidad y seguridad en el diseño del proyecto.

7.2 Fundamentos teóricos A la hora de llevar a cabo una instalación de recepción de TV terrestre son múltiples las consideraciones que hay que tener en cuenta. Dichas consideraciones, aunque algunas de ellas comunes, variarán sustancialmente dependiendo de que se trate de una instalación individual o colectiva. Hemos visto ya que el material a utilizar puede diferir entre un caso y otro. Asimismo, consideraciones como planificación, ejecución, etc. dependen mucho del tipo de instalación. Así por ejemplo, es conveniente cuando debe realizarse una instalación colectiva, planificar ésta en la oficina y proceder a una simulación de las características que posteriormente nos encontraremos en el lugar de la instalación. Esto nos permitirá comprobar el correcto funcionamiento del material y nos evitará posibles problemas que después en la instalación serán de más difícil solución. Hay que tener siempre en cuenta que una planificación previa de la instalación a realizar, nos evitará un gran número de problemas. Una instalación de antena colectiva consiste en un conjunto de dispositivos de diversa índole interconectados entre sí y destinados a recibir las señales de TV y distribuirlas a las distintas viviendas que componen el edificio. Una instalación de antena colectiva puede descomponerse en tres partes básicas: •

Elementos de captación de señales

•

Equipamiento de Cabecera

•

Red: Red de Distribución + Red de Dispersión + Red de Usuario

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Supongamos que nos encontramos en una zona donde se reciben cinco canales en UHF. Asimismo supongamos que los niveles recibidos son suficientemente altos y aproximadamente iguales entre sí. Queremos distribuir estos seis canales en un edificio de siete plantas con dos viviendas por planta. Sin entrar en valores numéricos y simplemente de una forma esquemática, podemos plantear la siguiente instalación: •

Elementos de Captación de Señales Dado que los niveles de señal recibidos son suficientemente altos, utilizaremos una antena de banda ancha para los canales de UHF. Asimismo no necesitaremos utilización de preamplificadores.

•

Equipamiento de Cabecera Para compensar las pérdidas que introducirá la red de distribución y poder llegar a las tomas de usuario con los niveles adecuados, utilizaremos un sistema de amplificación. En este caso escogemos un sistema monocanal con sistema Z a la entrada y a la salida, compuesto por seis módulos amplificadores y un módulo de alimentación. La conexión de las dos bajadas de antena y la interconexión entre módulos se muestra en la figura siguiente.

Figura 7.1.- Esquema instalación colectiva con derivadores Asimismo se muestra la salida de todo el conjunto de amplificación a la red de distribución. Hay que tener en cuenta que las salidas y entradas no utilizadas de los diversos módulos deben cargarse con una carga coaxial de 75 Ω. • Red Para realizar la distribución a cada una de las viviendas, utilizaremos un derivador de dos salidas en cada una de las plantas. Hay que señalar que estos derivadores deberán tener pérdidas en derivación distintas para compensar su distinta ubicación en el edificio. A las salidas de cada uno de estos derivadores se colocará la toma de usuario. Página 68

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Una vez realizado este esquema de instalación, cabe hacerse la siguiente pregunta, ¿es esta la única realización posible?. La respuesta es evidentemente no. Existen diversas formas de realizar una instalación que dan origen a distintas modalidades de instalaciones de antena colectiva. Tipos de distribución en antenas colectivas Según lo indicado en el párrafo anterior, existen diversas soluciones a la hora de llevar a cabo una instalación de antena colectiva. Evidentemente hay un sinfín de posibilidades si se contempla la utilización de uno u otro dispositivo. Sin entrar en semejante grado de diversificación, se puede establecer una clara diferenciación en base al tipo de amplificación utilizado en el equipo de cabeza y en base a la red de distribución utilizada. En base al sistema de amplificación empleado, podemos dividir las instalaciones en dos tipos: •

Instalaciones con amplificación banda ancha

•

Instalaciones con amplificación monocanal

En base a la red utilizada, dividiremos las instalaciones en: •

Instalaciones con sistema de distribución por repartidores

•

Instalaciones con sistema de distribución por derivadores

Así, por ejemplo, la instalación realizada en el párrafo anterior y representada en la figura anterior, es una instalación con amplificación monocanal y sistema de distribución por derivadores. Las figuras siguientes muestran la misma instalación realizada ahora con sistemas de distribución por repartidores y por cajas de paso respectivamente. Desde el punto de vista técnico una instalación con sistema de amplificación monocanal es muy superior a una instalación con sistema de amplificación de banda ancha. Las principales ventajas del sistema monocanal son: •

Insensibilidad a interferencias

•

Permite obtener mayores niveles de tensión de salida, sobre todo cuando aumenta el número de canales a amplificar.

•

Permite la incorporación de nuevos canales sin disminución apreciable del nivel de tensión de salida, lo que evita tener que redimensionar.

•

Permite la ecualización de la señal canal por canal.

•

Evita la posibilidad de avería total en la instalación: si falla un componente falla un sólo módulo y se dejará de ver sólo el canal al que corresponde. En un sistema en banda ancha si falla un componente del amplificador, se dejarán de ver todos los canales.

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Figura 7.2.- Esquema instalación colectiva por repartidores. Así pues, de una manera general se recomienda utilizar sistemas de amplificación monocanal y en aquellos casos de instalaciones con un número reducido de tomas de usuarios o pocos canales a distribuir pueden emplearse sistemas de banda ancha. En lo que hace referencia a los distintos sistemas de distribución, debe utilizarse el sistema de distribución por derivadores cuando se trate de una instalación colectiva. En el caso de una instalación individual pueden utilizarse cajas de paso. El sistema de distribución por repartidores sirve de apoyo a los sistemas anteriores. El hecho de la utilización exclusiva del sistema de derivadores en una distribución colectiva se basa fundamentalmente en dos puntos: •

Separación entre la toma de usuario y el resto de la distribución evitando problemas en la red como consecuencia de la manipulación en una toma.

•

Buen aislamiento entre tomas evitando que las interferencias producidas en una toma se transmitan a las demás tomas.

7.3 Desarrollo práctico Suponer que quieren recibirse cinco canales de TV, en UHF. Asimismo se supone que los niveles recibidos son suficientemente altos y aproximadamente iguales entre sí. Se quieren distribuir los seis canales en un edificio de siete plantas, con dos viviendas por plantas. Se desea que los niveles de señal en toma sean:

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Canales UHF

Máximo Mínimo

= =

80 dBµV 70 dBµV

Supondremos las siguientes distancias de cable: •

De la salida del sistema de amplificación a la entrada del derivador de la planta 7ª: 10 m

•

Entre la salida de un derivador a la entrada del siguiente derivador: 3 m

•

De la salida del derivador a la toma de usuario: 10 m

Suponer la siguiente atenuación del cable en la banda de UHF:

Figura 7.3.Con los datos anteriores realizar el cálculo de la instalación, seleccionando el material a partir de catálogos proporcionados por algún fabricante, y teniendo en cuenta los siguientes aspectos: •

La condición de homologación de los materiales.

•

El cumplimiento de las condiciones técnicas y económicas prescritas.

•

La garantía de suministro y disponibilidad en plazos concertados (fijados por el profesor).

En las siguientes direcciones pueden obtenerse catálogos y especificaciones técnicas: www.alcad.net www.fagorelectronica.com www.ftemaximal.com www.televes.com Posteriormente, determinar el nivel mínimo necesario a la salida del sistema amplificador de cabecera y la ganancia necesaria. A partir de estos datos seleccionar el sistema de amplificación más adecuado a partir de catálogos técnico-comerciales. Para la realización del proyecto suponer que los niveles de señal medidos en la toma de antena son suficientemente similares (ecualizados) y con valores comprendidos entre 70 dBµV y 75 dBµV.

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Una vez realizados los cálculos y seleccionado el material que cumple con las especificaciones funcionales y técnicas establecidas, proponer distintas configuraciones que cumplan dichas especificaciones. Realizar la siguiente documentación: 1. Memoria descriptiva con una descripción detallada de la función, características y cálculos de la instalación. 2. Esquemas y planos de conjunto y detalle necesarios utilizando la simbología y representación normalizadas. 3. Lista de equipos y materiales utilizando códigos de identificación normalizados, facilitando así su adquisición interna y/o externa. 4. Condiciones especiales de ubicación (canalizaciones, mástiles y torres, elementos de antenas y demás dispositivos) justificadas y detalladas textual y gráficamente con precisión. 5. Proceso de puesta en servicio incluyendo las verificaciones y pruebas que se deben realizar, indicando los puntos de control y los parámetros específicos (intensidad de campo, relación portadora/ruido, intermodulación, nivel de señal en las tomas de os usuarios) con sus valores y/o rangos adecuados. 6. Presupuesto de la instalación recogiendo los costes de los medios, materiales y unidades constructivas de la obra. 7. Las condiciones y pautas necesarias para el mantenimiento preventivo y en su caso, el correctivo de la instalación que se debe realizar. También deben organizarse las etapas de ejecución de la instalación, partiendo de la documentación anterior. El plan general de construcción de la instalación contendrá la descripción de las etapas y de los recursos humanos y materiales necesarios para su ejecución, respondiendo en plazo y coste a las especificaciones del proyecto fijadas por el profesor. El plan contendrá los momentos y especificaciones de control con el fin de efectuar el seguimiento y la detección anticipada de posible interferencias y demoras en la ejecución del proyecto. Se realizará un programa de trabajo diario asignando a cada técnico del equipo las tareas que hay que realizar en función de las capacidades profesionales de cada uno de ellos optimizando los recursos disponibles (el profesor fijará el número de técnicos y su categoría profesional).

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El plan de montaje contendrá la información necesaria para la construcción de los equipos y/o instalación, incluyendo, al menos: 1. Los acopios de materiales se realizan teniendo en cuenta su almacenamiento y distribución. 2. Las operaciones de mantenimiento preventivo se realizarán de acuerdo con los procedimientos establecidos. 3. Las operaciones necesarias (mediciones, comprobaciones) para la detección de fallos, averías y/o funcionamiento incorrectos de la instalación. 4. Los cambios y/o mejoras propuestos en una instalación ante fallos repetitivos de la misma . El propio alumno deberá aplicar planes de seguridad en la ejecución, y posterior mantenimiento de la instalación. Los trabajos más repetitivos e importantes que se realicen bajo la responsabilidad del alumno, especialmente los de alto riesgo (por ejemplo, los trabajos en tensión), estarán recogidos en la documentación de procedimientos operativos. El alumno deberá explicar, en esta práctica que planes de calidad aplicará en la ejecución de la instalación, estableciendo los momentos y procedimientos de control, para asegurar que los materiales y la instalación corresponda a la deseada.

7.4 Cuestiones 7.4.1

Suponiendo que se emplearan dos antenas de UHF, ¿a qué distancia se colocarán entre si las antenas?

7.4.2

¿Puede realizarse la bajada del cable por los huecos del ascensor o chimeneas?

7.4.3

¿Cómo se protege la instalación de rayos o descargas electrostáticas?

7.4.4

¿Cuál es la utilidad de un preamplificador?

7.4.5

¿Qué pruebas y verificaciones debe incluir el proceso de puesta en servicio de la instalación?

7.4.6

¿Qué información contiene el plan general de construcción de la instalación?

7.4.7

¿Que utilidad tiene el plan de seguridad en una ejecución?

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7.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 7

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 7.4.1

CUESTIÓN 7.4.2

CUESTIÓN 7.4.3

CUESTIÓN 7.4.4

CUESTIÓN 7.4.5

CUESTIÓN 7.4.6

CUESTIÓN 7.4.7

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PRÁCTICA 8 8 PROYECTO DE INSTALACIÓN RECEPTORA DE TV-SATÉLITE

DE

UNA

ESTACIÓN

8.1 Objetivos Este grupo de prácticas tiene como objetivo capacitar al alumno para que pueda realizar un proyecto de instalación de una estación terrestre de recepción de TV vía satélite. En este proyecto “teórico” se va a dimensionar el sistema, eligiendo desde el satélite a los equipos que conformarán la instalación. Para facilitar la tarea al alumno, se ha descompuesto la práctica en cuatro partes funcionales: SATÉLITES A RECIBIR VIABILIDAD DEL ENLACE PROYECTO DE LA UNIDAD EXTERNA PROYECTO INSTALACIÓN, DISTRIBUCIÓN Y UNIDAD INTERNA

8.2 Satélites a recibir 8.2.1

Objetivos

En esta práctica se introducen los conceptos de posición orbital, banda de frecuencias, polarización, potencia emitida (PIRE), programación y codificación de un satélite. Los parámetros del satélite permitirán que el alumno determine el tipo de estación receptora a instalar.

8.2.2

Fundamentos teóricos

Aunque es aconsejable que el responsable de la instalación informe convenientemente a sus clientes de los satélites disponibles dentro de una región geográfica, será casi siempre el mercado el que demandará un satélite u otro en función de la popularidad y la oferta de programación de cada uno. Un aspecto muy importante a considerar es el idioma de los programas emitidos. No obstante, el técnico tendrá que conocer las características más importantes que definen un satélite.

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Los parámetros del satélite que van ha determinar el tipo de estación receptora son los siguientes: •

Posición orbital

•

Banda de frecuencias

•

Polarización

•

Potencia emitida (PIRE)

•

Codificación (Modulación) y Cifrado

Estos parámetros nos dirán si es posible recibir el satélite desde determinada posición y que tipo de estación tendremos que instalar. Posición orbital Los satélites de radiodifusión son geoestacionarios respecto a cualquier punto de la tierra. Esta condición la consiguen al estar posicionados a lo largo de la órbita de Clarke. La órbita de Clarke es paralela al ecuador de la tierra y se encuentra a una distancia de 35.806 Km de la misma.

36.000 Km + 6000 Km Radio órbita geoestacionaria

12.000 Km Diámetro terrestre Figura 8.1.- Distancia a la tierra de los satélites geoestacionarios. Existen cientos de satélites orbitando alrededor de la tierra distribuidos a lo largo de la órbita de Clarke. Dado que un satélite puede cubrir una tercera parte del globo terrestre, todos los satélites existentes están distribuidos en una de las tres regiones definidas por la UIT (International Telecomunication Union) tal como se describe en la siguiente figura.

Figura 8.2.- División del globo terrestre en tres regiones.

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Dado que un satélite es estacionario respecto a cualquier punto de la tierra, podemos definir su posición orbital como el ángulo subtendido en el centro de la tierra, entre un punto de referencia en el ecuador y el satélite. Este ángulo se mide como la diferencia de longitud entre el punto de referencia (meridiano de Greenwich) y el punto donde la línea recta que une el centro de la tierra y el satélite corta al ecuador.

Figura 8.3.- Posición orbital del satélite HISPASAT. En la práctica siguiente veremos como podemos calcular la posición de la antena (elevación y azimut) para una determinada posición orbital conocidas la latitud y longitud del lugar de recepción.

Figura 8.4.- Satélites geoestacionarios

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Banda de frecuencias Aunque los primeros satélites de comunicaciones que se utilizaron en Estados Unidos para transmitir señales de TV emplearon la banda C, hoy en día los satélites con cobertura Europea utilizan parte de la banda Ku, concretamente desde 10,7 GHz a 12,75 GHz. Polarización Para ampliar la capacidad de canales que se pueden transmitir por cada una estas bandas, se recurre al concepto de polarización. La polarización es una característica intrínseca de las ondas electromagnéticas y se define como la trayectoria descrita por el vector de campo eléctrico asociado a la onda en propagación. Hoy en día en mayoría de satélites destinados a la radiodifusión de televisión emplean la polarización lineal (polarización lineal horizontal o vertical). Un dispositivo denominado polarizador situado en el foco de la antena es el encargado de rechazar en cada caso la polarización no deseada. Potencia emitida (PIRE) La potencia emitida por el satélite siempre se da en términos de PIRE o Potencia Isotrópica Radiada Efectiva. La PIRE representa la potencia que debería radiar una antena isotrópica para obtener en un punto determinado del espacio, la misma excitación que conseguimos con la antena del satélite. El valor del PIRE (1) será el producto de la potencia transmitida por la ganancia de la antena. PIRE = Pt x Gt

(1)

Una vez que la onda es emitida por la antena del satélite, debe recorrer un largo camino hasta llegar a la antena receptora. En este camino las perdidas más importantes son debidas al espacio libre y se calculan (2) en función de la distancia y de la frecuencia: Perdidas = 20 Log [4πDf / c]

(2)

Siendo D la distancia entre la estación receptora de tierra y el satélite, f la frecuencia transmitida y c la velocidad de la luz en el espacio.

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Figura 8.5.- Analogía simplificada que permite entender el concepto de potencia isotrópica radiada equivalente. Codificación (Modulación) y Cifrado Es interesante destacar la diferencia existente entre la modulación de las señales de TV terrestre y las señales de TV satélite. Mientras las primeras están moduladas en AM (o en COFDM para transmisiones digitales), las segundas lo están en FM (o en QPSK para transmisiones digitales). Ello quiere decir que para poder visualizar un canal cualquiera de la señal de TV procedente de un satélite en un televisor convencional ésta ha de ser previamente demodulada, mediante el receptor correspondiente. Además, muchos de los programas transmitidos por los satélites utilizan un sistema de encriptación y para poder acceder a éstos es necesario pagar una cuota mensual y poseer el decodificador alquilado por la empresa operadora. De entre los sistemas de cifrado, para televisión analógica, más habituales utilizados por los satélites de la Región I son: Nagravisión, Videovisión y Eurocript. Aunque la tendencia es que cada vez hay menos emisiones en formato analógico. En televisión digital se utilizan los sistemas de cifrados: IrDETO, Viaccess, Nagravision, Mediaguard (SECA) y Videoguard.

Figura 8.6- Módulos para acceso condicional. En el siguiente gráfico están representados la mayoría de los satélites de difusión de TV de la Región I (Europa). En él se describen sus nombres y posiciones orbitales.

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Como se puede apreciar en el gráfico, si estuviéramos en el meridiano 0° (Greenwich), los satélites que pueden recibirse estarían comprendidos entre los 63° Este (Intelsat 602) y los 45° Oeste del Panamsat Pas-1.

Figura 8.7.- Posición de los satélites sobre el horizonte.

8.2.3

Desarrollo práctico 1.

Con la ayuda de la figura anterior y consultando alguna revista técnica del sector (o mediante Internet), elegir un satélite para recibir en España y describir las características del mismo.

SATÉLITE: POSICIÓN ORBITAL

2.

SAT 1

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TIPO DE COBERTURA

BANDA DE POLARIZACIÓN FRECUENCIAS (Circ./lineal)

POTENCIA EMITIDA POR EL SATÉLITE

GANANCIA ANTENA SATÉLITE

PIRE

Nº DE CANALES TRANSMITIDOS

Nº DE CANALES DIGITALES

Seleccionar de entre todos los satélites de la Región I, aquellos con los cuales se obtendría más potencia y por lo tanto una mejor recepción. Rellenar la tabla siguiente, clasificando de más potencia (SAT 1) a menos potencia (SAT 6). SAT 2

SAT 3

SAT 4

SAT 5

SAT 6

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3.

Realizar un mapa parecido al de la figura anterior donde aparezcan las posiciones orbitales de todos los satélites de difusión de TV de la región II (América).

4.

A continuación acceda al WEB de ASTRA: http: //www.astra.lu y obtenga los diagramas de cobertura de los satélites ASTRA 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 2A, 2B, 2C, 2D, 3A y 4A tanto para la polarización horizontal como vertical. A partir de la información anterior: ¿Cuál de los satélites ASTRA llega con más potencia a la península ibérica?

8.2.4

Cuestiones

8.2.4.1 Razonar si es posible recibir un satélite posicionado en la Región II desde un país de la región I. 8.2.4.2 ¿Puede encontrarse un satélite fuera de la órbita geoestacionaria? 8.2.4.3 ¿Cuantos satélites se necesitarían para cubrir toda la superficie terrestre? 8.2.4.4 ¿Qué tipo de modulación se utiliza en la televisión digital por satélite? 8.2.4.5 ¿Puede un mismo satélite transmitir simultáneamente emisiones de televisión digital y televisión analógica? 8.2.4.6 ¿Qué diferencia existe entre la polarización lineal horizontal y la polarización lineal vertical? 8.2.4.7 ¿Qué magnitud se utiliza para definir la potencia transmitida por un satélite? 8.2.4.8 ¿Con qué atenuación llegaría a la superficie terrestre la potencia emitida por el satélite escogido en el desarrollo práctico? 8.2.4.9 ¿Cuál es el satélite que posee mayor cuota de mercado en Europa?, ¿Cuál puede ser la razón?

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8.2.5

Hoja de resultados

PRÁCTICA 8.1

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS SATÉLITE: POSICIÓN ORBITAL

SAT 1

TIPO DE COBERTURA

BANDA DE POLARIZACIÓN FRECUENCIAS (Circ./lineal)

SAT 2

SAT 3

POTENCIA EMITIDA POR EL SATÉLITE

GANANCIA ANTENA SATÉLITE

SAT 4

PIRE

SAT 5

Nº DE CANALES TRANSMITIDOS

Nº DE CANALES DIGITALES

SAT 6

CUESTIÓN 8.2.4.1

CUESTIÓN 8.2.4.2

CUESTIÓN 8.2.4.3

CUESTIÓN 8.2.4.4

CUESTIÓN 8.2.4.5

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CUESTIÓN 8.2.4.6

CUESTIÓN 8.2.4.7

CUESTIÓN 8.2.4.8

CUESTIÓN 8.2.4.9

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8.3 Viabilidad del proyecto 8.3.1

Objetivos

Calcular los parámetros de elevación y azimut para captar un determinado satélite.

8.3.2

Fundamentos teóricos

Al realizar una instalación de satélite hay que tener en cuenta distintos aspectos que afectan directamente al rendimiento final de la instalación. En primer lugar el emplazamiento geográfico será un aspecto clave a la hora de escoger el tipo de reflector más adecuado así como de establecer las coordenadas de orientación de la antena. Para poder fijar la orientación del receptor será necesario calcular la elevación y azimut de la antena. Si el sistema de recepción que queremos instalar es móvil, tendremos que calcular los valores extremos tanto de la elevación como del azimut, y ubicar la antena en un lugar donde sea posible alcanzar estos valores, con el fin de recibir todos los satélites previstos. Los pasos a seguir para determinar la correcta ubicación de la antena son: 1. Determinar los valores de elevación y azimut para cada satélite que se desee recibir. 2. Seleccionar los valores extremos de elevación y azimut 3. Buscar una zona donde exista visibilidad suficiente para cubrir dichos valores extremos. 4. Ubicar la antena en un lugar donde este asegurada la visibilidad de los satélites de manera permanente. Hay que prever posibles variaciones en el entorno geográfico como son nuevos edificios, árboles, etc. Cálculo del azimut y la elevación Para la determinación de los parámetros de elevación y azimut, precisamos conocer los siguientes datos: 1. Latitud del lugar de recepción: θ. 2. Longitud del lugar de recepción menos la longitud del satélite: δ 3. Relación entre el radio de la Tierra y el de la órbita del satélite: P=0.152 Con estos datos podemos obtener: Elevación (E) = arctg (cos β-P) / senβ siendo β = arccos(cosθcosβ) Azimut (A) = 180° + arctg (tgδ/senθ)

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tomaremos el siguiente criterio de signo: Longitudes Este: Longitudes Oeste: Latitudes Norte: Latitudes Sur:

Positivas Negativas Positivas Negativas

Figura 8.8.- Apuntamiento de una antena fija. Ángulo de elevación Hay que tener en cuenta que la antena Off-set ya incorpora una determinada inclinación, consecuentemente en el inclinómetro deberá medirse: I = 90-E+O donde O es el ángulo Off-set de la antena, el cual es proporcionado por el fabricante (generalmente suele ser de unos 20°).

8.3.3

Desarrollo práctico 1. Determinar la latitud y longitud del punto geográfico donde va a efectuarse la instalación de la antena receptora. Latitud

Longitud

2. Utilizando estos datos, calcular la elevación y el azimut correspondientes a los siguientes satélites: ASTRA

TELECOM 1A

HISPASAT 1A

PANAMSAT

ELEVACIÓN AZIMUT 3. Realizar un plano en planta de la zona donde se ubicará la antena y comprobar, con los datos anteriores que existe visión para todos los satélites elegidos. Si no es así, buscar otra zona donde se puedan "ver".

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8.3.4

Hoja de resultados

PRÁCTICA 8.2

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS Latitud

ASTRA

Longitud

TELECOM 1A

HISPASAT 1A

PANAMSAT

ELEVACIÓN AZIMUT

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8.4 Proyecto de instalación de la unidad externa 8.4.1

Objetivos

En esta práctica se pretende conocer todos los elementos que integran la unidad externa de recepción, comúnmente denominada 'antena' aunque en realidad está compuesta de más elementos, como son: el reflector, el convertidor de microondas (LNB), el alimentador, el polarizador, etc. Una vez elegido el lugar más apropiado en donde instalar la antena, el paso siguiente es dimensionarla. En esta práctica se realizarán los cálculos necesarios para poder diseñar la estación receptora.

8.4.2

Fundamentos teóricos

La estación receptora es el último eslabón del enlace descendente en un sistema de transmisión de TV satélite. Los elementos instalados en el exterior son los siguientes: 1. Reflector 2. Unidad externa formada por: Alimentador Polarizador (según modelo) Convertidor de microondas o LNB

Figura 8.9.Para dimensionar estos elementos es necesario conocer los diagramas de radiación del satélite en la zona geográfica donde se produce la recepción y la banda de frecuencia utilizada.

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Reflector Es el elemento encargado de concentrar en el foco las ondas procedentes del satélite que inciden en su superficie. Los parámetros a tener en cuenta a la hora de elegir un reflector serán la ganancia, los niveles de lóbulo secundario y el ancho de haz. La ganancia depende fundamentalmente de su tamaño, la eficiencia (antena de foco centrado, off-set, casegrain,...) y la longitud de onda de la señal recibida. El ancho de haz y los niveles de lóbulo secundario determinan la capacidad para captar señal en las diversas direcciones del espacio. El ancho de haz indica esta capacidad en las inmediaciones del eje central y viene a ser una medida de la directividad. La ganancia del reflector parabólico viene dada por la expresión: G= 10 Log [ 4πAη/λ2] donde: A= Superficie η = Eficiencia λ = Longitud de onda Como se deduce de la anterior fórmula, dado un reflector un determinado diámetro, éste ganará más cuanto mayor sea la frecuencia de la señal recibida. Esto equivale a decir que los satélites de frecuencias bajas (4-6 GHz) llevan asociadas reflectores de mayor diámetro que los de frecuencias altas (11-12 GHz).

Figura 8.10.- Camino de los rayos incidentes en un reflector parabólico de foco primario.

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Unidad exterior Tradicionalmente esta terminología se ha usado para referirse exclusivamente al dispositivo amplificador y conversor (LNB). Actualmente se utiliza la expresión "Unidad exterior" para designar al conjunto de dispositivos situados en el foco del reflector. El dibujo siguiente muestra los bloques de una unidad exterior (hoy en día se presentan los tres elementos en un único dispositivo).

Figura 8.11.- Unidad exterior. El alimentador, colocado en el foco del reflector, es el encargado de recibir la radiación electromagnética una vez reflejada en la superficie del reflector. El polarizador es el encargado de rechazar la polarización no deseada. El conversor es uno de los elementos más importantes y complejos de una instalación. Su misión es recibir la débil señal proveniente de la antena, amplificarla y convertirla a una señal de frecuencia más baja para su transmisión a través del cable coaxial de bajada a las unidades interiores.

Figura 8.12.- Detalle interno de una Unidad Exterior

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Antiguamente se precisaba un LNB para la banda baja (10.7 - 11.7 GHz) y otro LNB para la banda alta (11.7 — 12.75 GHz) distinto, aunque hoy en día los conversores para instalaciones individuales y colectivas cubren todas las bandas. Son los llamados conversores universales. Estos dispositivos tienen un ancho de banda de salida de 950 a 2150 MHz. El cambio de banda, en los LNB para instalaciones individuales, se efectúa mediante un cambio de la tensión de alimentación del LNB o con una señal de 22 kHz.

8.4.3

Desarrollo práctico

1. Cálculo de la ganancia de la antena en función del C/N deseado Para realizar este cálculo deberemos conocer previamente la PIRE del satélite a recibir y la potencia que está llegando Pr en el área de la instalación: Pr= PIRE - 20 Log (4 π D) / λ donde D es la distancia entre la estación receptora y el satélite, y 20 Log (4πD) / λ es la atenuación que sufre la señal hasta llegar a la estación receptora. Normalmente se trabaja con la densidad de flujo de potencia DFP y se aplica un factor A, que representa las pérdidas adicionales en el enlace: 2

2

DFP = PIRE / (4 π D A) (W/m ) Por otro lado, la ganancia de una antena viene dada por la expresión: Gant = (4 π S η) / λ2 = (4 π Sr) / λ2 siendo S la área de la antena, η la eficiencia de la antena y Sr la área efectiva de la antena. Entonces, la potencia recibida por la antena será: C = DFP · Sr si se sustituye Sr en la expresión anterior, se obtiene: C = DFP · (Gant λ2 / 4 π) y reemplazando DFP, la potencia recibida por la antena resultará: 2

C = (PIRE / 4 π D A) · (Gant λ2 / 4 π) = (PIRE Gant λ2 ) / [(4 π D)2 A] y expresado en dB: C(dB) = PIRE (dB) + Gant (dB) + 20 log (λ / 4πD) — A(dB) donde el factor A suele tomarse del orden de 0.5 dB para días despejados.

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Por otra parte, la antena genera una potencia de ruido igual a: N= KTB donde B es el ancho de banda de la transmisión (suele ser de 27 MHz), K es la constante de Boltzmann ( 1,38 10-23 Ws/K ) y T es la temperatura de ruido en grados Kelvin del conversor más la antena. Ahora podemos conocer la relación C/N que queda: C/N = PIRE (dB)+ Gant (dB) + 20 Log (λ /4πD) - 10 Log (KTB) - A(dB) De esta expresión, y en función del C/N mínimo de recepción deseada se obtiene la ganancia de antena requerida y de aquí el tamaño de la misma. Aplicando esta última ecuación, calcular la ganancia de antena Gant necesaria para recibir el satélite HISPASAT con una C/N de 17 dB siguiendo los pasos siguientes: 1. Obtener del diagrama de cobertura del satélite Hispasat y la PIRE (estas características pueden obtenerse en www.hispasat.com ). 2. Fijar en la ecuación anterior C/N = 17 dB, de forma que la única incógnita es la ganancia de la antena Gant. 3. A partir de la Ganancia obtenida determinar el diámetro de antena necesario.

Figura.8.13- Estación receptora de TV satélite

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8.4.4

Cuestiones

8.4.4.1 ¿Cuántos conversores son necesarios para cubrir toda la banda emitida por un satélite? 8.4.4.2 ¿Cómo varía la ganancia del reflector en función de la frecuencia? 8.4.4.3 ¿La atenuación de la potencia transmitida depende de la distancia entre satélite y antena?

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8.4.5

Hoja de resultados

PRÁCTICA 8.3

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS

Diagrama de cobertura PIRE

PERDIDAS

POTENCIA DE RUIDO

GANANCIA ANTENA

DIÁMETRO ANTENA

CUESTIÓN 8.4.4.1

CUESTIÓN 8.4.4.2

CUESTIÓN 8.4.4.3

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8.5 Proyecto de Instalación, Distribución y Unidad Interna 8.5.1

Objetivos

Estudio de los principales elementos que pueden encontrarse en una unidad interna de recepción. Conocimiento de los distintos sistemas de distribución de la señal. Cálculo de las pérdidas en una red de distribución. Elección del equipo interno de recepción.

8.5.2

Fundamentos teóricos

Una vez instalada la antena y las unidades externas, la señal recibida ha de ser distribuida a los distintos usuarios a través de una red de distribución. Existen varios tipos de sistemas de distribuir las señales que transmiten los satélites: 1. Sistema de distribución por procesado de canales (distribución por RF) 2. Sistema de distribución en FI 3. Distribución selectiva o mixta 4. Distribución por bloques de FI en banda S Mediante el entrenador EA-815F pueden implementarse los tres primeros sistemas de distribución.

8.5.2.1 Distribución por procesado de canales (distribución por RF) En este tipo de distribución las señales procedentes de los LNB's son transferidas hacia las unidades interiores de recepción, de tal forma que a su salida tendremos un canal de TV modulado en AM con las mismas características y en la misma banda de frecuencias que los canales de TV terrestre. A partir de este punto, los canales serán amplificados y posteriormente mezclados con los demás canales terrestres. La distribución, de los canales de TV satélite y terrestre, se realizará en la banda de UHF.

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En este tipo de distribución se utilizan los mismos elementos que en la distribución de TV terrestre: •

Repartidores

•

Mezcladores

•

Derivadores

•

Cajas de paso

•

Tomas separadoras

8.5.2.2 Distribución en FI En este tipo de distribución se transmiten los canales de TV terrestre y los canales procedentes de la unidad exterior (950-2050 MHz) por un mismo cable. Dentro de la distribución en frecuencia intermedia podemos diferenciar cuatro tipos: •

Distribución de una sola polaridad y una sola banda

•

Distribución de una sola polaridad y toda la banda

•

Distribución de dos polaridades y una sola banda

•

Distribución de dos polaridades y toda la banda

Los elementos más frecuentes que se suelen utilizar en este tipo de instalaciones son: •

Amplificadores de línea

•

Mezcladores

•

Distribuidores

•

Conmutadores de señal de antena

•

Tomas de usuario

Receptor individual Si el tipo de distribución es por FI, cada usuario deberá poseer un equipo receptor individual que demodulará las señales procedentes del LNB y las convertirá a una señal de A/V o una portadora modulada en AM-DBL, para poder ser recibida por un televisor. El receptor de TV SAT o unidad interna propiamente dicha, realiza las funciones de sintonía y demodulación de un canal específico. Al igual que un sintonizador, elige un canal y extrae del mismo la información de audio y de vídeo que deseemos obtener.

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Aparte de las frecuencias elevadas que utilizan, las señales de TV enviadas por el satélite tienen características totalmente distintas de las terrestres. Van moduladas en frecuencia en el caso de las transmisiones analógicas y en QPSK en las transmisiones digitales. El ancho de banda es mucho mayor que el empleado en las transmisiones terrestres, suele ser del orden de los 33 MHz. Los receptores de satélite individuales presentan características que facilitan al usuario su utilización. A destacar: •

Mando a distancia

•

Display y textos en pantalla

•

Salidas para Euroconector

•

Salidas de Audio estéreo que permiten ser conectadas a un equipo Hi-Fi

8.5.2.3 Distribución selectiva o mixta En esta realización se distribuyen los canales de conjuntamente la distribución por procesado de canales y por FI.

satélite

utilizando

Con esta configuración se dispone de las ventajas de ambas distribuciones. Así pues, con esta distribución se utilizan los elementos de ambas distribuciones.

8.5.2.4 Distribución por bloques de FI en banda S Se trata de un tipo de distribución en desuso que consiste en distribuir un bloque de canales previamente elegidos dentro de la banda de FI (950-2150 MHz) en la banda S, concretamente S alta e hiperbanda (230-458 MHz). Para ello se convierte el bloque de FI a la banda comprendida entre 230 y 250 MHz mediante un conversor de FI/S, distribuyendo dicha banda (previamente amplificada) en la red de distribución convencional (47-860 MHz). Para poder hacer posible que la señal sea demodulada por el receptor de satélite (demodulación FM en transmisiones analógicas y demodulación QPSK en transmisiones digitales) es necesario utilizar en cada toma un conversor S/FI (230-458 MHz) a FI (950-2150 MHz). Mediante este sistema y dado que la banda utilizada está limitada a 228 MHz, como máximo se podrá distribuir hasta 8 canales de televisión por satélite.

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8.5.3

Desarrollo práctico

Diseñar un sistema de distribución en FI de canales de TV terrestre y FM junto con los cinco canales del satélite HISPASAT para un edificio de 4 plantas con dos pisos por planta. Utilizar catálogos de productos comerciales donde estén descritas las especificaciones técnicas. En este tipo de instalaciones deberán utilizarse cables y dispositivos cuyo ancho de banda sea 47-2150 MHz. Los elementos a utilizar son:

8.5.4

•

Mezclador de bandas TV y TV satélite

•

Amplificador de línea

•

Distribuidores de señal

•

Tomas de usuario

Cuestiones

8.5.4.1 ¿En la unidad interna, destinada a televisión analógica, tenemos un demodulador AM o FM, razonar la respuesta? 8.5.4.2 ¿La modulación ofrecida por la unidad interna, de televisión analógica, es AM o FM, razonar la respuesta? 8.5.4.3 ¿Qué inconvenientes tiene la distribución en FI respecto a la distribución por procesado de canales? 8.5.4.4 ¿Qué función realizan los conmutadores de señal de antena? 8.5.4.5 ¿En una instalación comunitaria con muchas viviendas que sistema de distribución elegiría? 8.5.4.6 ¿Qué tipo de modulación se emplea en las transmisiones digitales?

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8.5.5

Hoja de resultados

PRÁCTICA 8.4

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS

CUESTIÓN 8.5.4.1

CUESTIÓN 8.5.4.2

CUESTIÓN 8.5.4.3

CUESTIÓN 8.5.4.4

CUESTIÓN 8.5.4.5

CUESTIÓN 8.5.4.6

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PRÁCTICA 9 9 ANÁLISIS DE UNA INSTALACIÓN DE TV TERRESTRE Y SATÉLITE 9.1 Objetivos Análisis de instalaciones de antenas (terrestre y vía satélite) en viviendas y edificios, identificando las partes y elementos que la constituyen y describiendo la función que realizan.

9.2 Fundamentos teóricos Para la realización de esta práctica son suficientes los conocimientos adquiridos en las practicas anteriores.

9.3 Desarrollo práctico Configurar el entrenador de antenas para obtener una instalación de TV terrestre y TV satélite por procesado de canales Programar las unidades internas según se especifica en la práctica 12. El alumno deberá clasificar el tipo de instalación en función del sistema de recepción, del tipo de distribución de señal y del sistema de amplificación, describiendo las características de las mismas. Enumerar los elementos que componen la instalación de antena colectiva para recepción de TV terrestre y vía satélite, describiendo su función, tipología y características generales. Especificar los parámetros más relevantes que caracterizan cada una de las secciones (sistema de captación., equipo de cabecera y sistema de distribución) de la instalación de antena colectiva terrestre y vía satélite. También deberá clasificar los procesos más característicos utilizados en el montaje y puesta en servicio de las instalaciones de antenas terrestre y vía satélite, indicando las distintas fases operativas, los medios y los recursos empleados en cada uno de ellas.

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Figura 9.1.- EA-815 F Se sugiere seguir el siguiente orden, para el desarrollo práctico anterior: 1. Identificar el tipo de instalación, los equipos y elementos que la configuran, interpretando la documentación técnica de la misma, relacionando los componentes reales con los símbolos que aparecen en los esquemas. 2. Esquematizar en bloques funcionales la instalación, describiendo la función y características de cada uno de los elementos que los componen. 3. Realizar las comprobaciones necesarias para verificar que los materiales y equipos que conforman la instalación cumplen los requerimientos establecidos en la documentación de la misma. 4. Identificar la variación de los parámetros característicos de la instalación (en el sistema de captación, equipo de cabecera y sistema de distribución) suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos de la misma, explicando la relación entre los efectos detectados en el receptor de TV y las causas que lo producen.

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5. Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos, cálculos). Posteriormente se repetirá la práctica, configurando el entrenador para obtener un sistema de TV terrestre y TV satélite por frecuencia intermedia, simulando un edificio de tres plantas, con dos viviendas por planta. Utilizar dos de las cuatro salidas del LNB, de forma que los usuarios dispongan de dos señales de FI distintas. En esta parte el alumno deberá: 1. Identificar el tipo de instalación, los equipos y elementos que la configuran, interpretando la documentación técnica de la misma, relacionando los componentes reales con los símbolos que aparecen en los esquemas. 2. Esquematizar en bloques funcionales la instalación, describiendo la función y características de cada uno de los elementos que la componen. 3. Realizar las comprobaciones necesarias para verificar que los materiales y equipos que conforman la instalación cumplen los requerimientos establecidos en la documentación de la misma 4. Identificar la variación de los parámetros característicos de la instalación (en el sistema de captación, equipo de cabecera y sistema de distribución) suponiendo y/o realizando modificaciones en la misma, explicando, explicando la relación entre los efectos detectados en el receptor de TV y las causas que lo producen. 5. Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del `proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos, cálculos.

9.4 Cuestiones 9.4.1

¿En la instalación de TV satélite por FI, se podrá incorporar un nuevo LNBs de banda ancha?

9.4.2

¿En caso afirmativo que modificaciones deberían realizarse?

9.4.3

Realizar el esquema de conexiones para obtener en el entrenador un sistema de distribución de TV por satélite por procesado de canales y por frecuencia intermedia simultáneamente.

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9.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 9

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS

CUESTIÓN 9.4.1

CUESTIÓN 9.4.2

CUESTIÓN 9.4.3

Página 102

Esquema de conexiones

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PRÁCTICA 10 10 PRÁCTICAS CON LOS ELEMENTOS EXTERNOS (ANTENA Y LNB) 10.1 Objetivos Este grupo de prácticas tiene la finalidad de que el alumno se familiarice con nuevos aspectos del Medidor de Campo, calcule la elevación y azimut de un emplazamiento geográfico determinado e instale una antena parabólica. Para facilitar la tarea al alumno, se ha descompuesto la práctica en tres partes: UTILIZACIÓN DEL MEDIDOR DE NIVEL CÁLCULO DE LA ELEVACIÓN Y AZIMUT MONTAJE DE UNA ANTENA PARABÓLICA

10.2 Utilización del medidor de campo 10.2.1 Objetivos En esta parte el alumno practicará con nuevos aspectos de un Medidor de Campo, antes de realizar el montaje de la antena parabólica. El Medidor de Campo es un instrumento de referencia ampliamente utilizado en las medidas y puesta a punto de instalaciones de recepción de televisión terrestre y televisión por satélite.

10.2.2 Fundamentos teóricos El Medidor de Campo es básicamente un receptor selectivo calibrado esto es: Receptor por tener una entrada en la que introduciremos las señales a medir y preparado para cubrir los márgenes de frecuencia correspondientes a las bandas de difusión de TV así como la que corresponde a la salida de antena o FI en los sistemas de TVSAT. Selectivo por medir o procesar solo un estrecho margen de frecuencias dentro de toda una banda que actúa como selector, esta característica se denomina selectividad y se especifica como el ancho de banda en frecuencia de esta ventana de medida. La selectividad puede ser distinta según la banda de frecuencias de trabajo. Dicha ventana de medida se puede desplazar a voluntad a cualquier punto del margen de frecuencias que cubre el equipo mediante la operación de sintonía.

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Calibrado por cuanto nos suministra datos de la amplitud de la señal. Esta descripción corresponde a la función propiamente dicha de medida de nivel, aunque su funcionamiento se ve complementado a menudo con otras funciones: Presentación en pantalla que permite visualizar la imagen de la señal sintonizada, tanto en las transmisiones terrestres como en las transmisiones por satélite. Audición de la modulación en las transmisiones terrestres y en las transmisiones por satélite. Función espectro, en esta función el equipo efectúa una variación de sintonía automática a lo largo de una banda o parte de ella, representando gráficamente en formato amplitud-frecuencia las señales encontradas. Alimentación de la unidad externa en modo SAT, incorporando a la línea por la que recibe la señal una tensión continua de valor seleccionable, que alimentará el LNB de la antena parabólica. Dependiendo del tipo de LNB el cambio de esta tensión efectuará un cambio de la banda de recepción del LNB o un cambio de la polarización de la señal recibida en la misma banda.

Figura 10.1.- Medidor de campo

10.2.3 Desarrollo práctico Utilizando el manual de instrucciones del medidor de campo, analizar las bandas cubiertas y forma de seleccionarlas. Localizar los datos correspondientes a márgenes del nivel de señal que el equipo nos permitirá medir y a su selectividad. Analizar la utilización de los controles del equipo haciendo una relación de los que sean de utilidad en las bandas de TV y en TVSAT.

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10.2.4 Cuestiones 10.2.4.1 ¿Qué información proporciona la representación espectral? 10.2.4.2 ¿Qué advierten los indicadores de DRAIN, y el SHORT en un medidor de campo? 10.2.4.3 ¿Cuál es la finalidad de disponer de varias tensiones de alimentación del LNB en el medidor de campo?

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10.2.5 Hoja de Resultados PRÁCTICA 10.1 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 10.2.4.1

CUESTIÓN 10.2.4.2

CUESTIÓN 10.2.4.3

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10.3 Cálculos de Elevación y Azimut para apuntamiento a un satélite 10.3.1 Objetivos Esta práctica pretende afianzar en el alumno los conceptos de posición geoestacionaria de los satélites de difusión, elevación, azimut y declinación magnética.

10.3.2 Fundamentos teóricos Cabrá recordar brevemente que los satélites geoestacionarios están situados en el plano del Ecuador de la Tierra y a la misma velocidad angular que ésta por lo que mantienen su posición respecto a cada punto de la superficie terrestre.

Figura 10.2.- Satélite de teledifusión Que los dos parámetros a ajustar en una instalación de parábola fija, es decir, dirigida a un solo satélite son la elevación que corresponde a la dirección Norte-Sur y el azimut en la dirección Este-Oeste, como puede verse en la figura.

Figura 10.3.- Azimut y elevación.

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El instrumento con que se medirá la elevación es el inclinómetro mientras que para el azimut se usará la brújula. Todas las referencias posicionales a las que nos referimos son geográficas mientras que la brújula nos indica el Norte Magnético, la diferencia entre ambos se denomina declinación magnética. Por otra parte la declinación magnética varía en función de la posición en el planeta por lo que deberán recabarse los datos del lugar, habitualmente en forma de mapas.

Figura 10.4.- Apuntamiento a un solo satélite Como se muestra esquemáticamente en la figura 30 y tal como se indicó en la práctica de viabilidad del enlace, para obtener la elevación y el azimut desde un determinado lugar respecto a un determinado satélite son necesarios los siguientes datos:

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Posición geográfica del lugar de recepción. Posición (longitud) del satélite elegido. Declinación magnética del lugar de recepción. Es conveniente recordar que tomamos convencionalmente como positivas las Longitudes Este y las Latitudes Norte.

10.3.3 Desarrollo práctico

Figura 10.5.Inicialmente deberá elegirse la recepción de un determinado satélite, por ejemplo, el ASTRA. Mediante el procedimiento de cálculo del descrito en la práctica de viabilidad del enlace obtener los ángulos de elevación y azimut que deberán aplicarse. Escoger cuatro satélites más y repetir el proceso.

10.3.4 Cuestiones 10.3.4.1 ¿Para un mismo satélite si variamos el emplazamiento, se modifica la elevación y el azimut?. Argumentar la respuesta. 10.3.4.2 ¿Por qué es necesario conocer la declinación magnética del lugar de recepción?

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10.3.5 Hoja de Resultados PRÁCTICA 10.2 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 10.3.4.1

CUESTIÓN 10.3.4.2

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10.4 Montaje Antena Parabólica 10.4.1 Objetivos Identificar, preparar y efectuar el montaje de los diversos elementos constitutivos de una antena parabólica fija. Preparar los cables coaxiales de conexión y montar los conectores F. El material preparado será utilizado en otras prácticas. Orientación en elevación y azimut. Ajuste óptimo con ayuda del Medidor de Campo.

10.4.2 Fundamentos teóricos 10.4.2.1 Orientación Para instalar una antena se elige un emplazamiento adecuado, debiéndose orientar hacia el sur y comprobar que nada obstaculiza su visión. Una vez ubicada físicamente la antena, se procederá a orientar la antena en elevación y azimut. Para dar la elevación correspondiente a la antena, se actuará sobre el ajuste de elevación situado en el soporte de la antena. Para medir este ángulo puede utilizarse la ayuda del inclinómetro suministrado, situando dicho instrumento en la línea imaginaria que une el satélite con el reflector. Como en la práctica esto es muy difícil, el inclinómetro se sitúa habitualmente sobre el plano de ésta que es perpendicular a su eje, ello implica que el ángulo a aplicar en el inclinómetro será I = 90 - E, siendo I la lectura en el inclinómetro y E la elevación.

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Figura 10.6.- Apuntamiento parábola fija En antenas tipo offset, como la suministrada con el entrenador, debe aplicarse además el ángulo de offset que proporciona el fabricante con lo que la anterior expresión quedará de la forma: I = 90 - E + O siendo O el ángulo offset de la antena. Un valor típico del ángulo de offset suele ser 20°. Para realizar el ajuste de azimut se gira la antena sobre su soporte y con ayuda de una brújula se mide el ángulo de orientación de la parábola. Hay que tener presente que la brújula indica el norte magnético, que no coincide exactamente con el geográfico. La diferencia entre ambos es la declinación magnética, que deberá tenerse en cuenta. Así tendremos: B = A - D donde B es la medida en la brújula, A el azimut nominal y D la declinación.

10.4.2.2 Soporte para LNB El LNB, debe estar situado exactamente en el foco de la parábola, tanto si se trata de un reflector parabólico de foco centrado como si es offset. Para ello son precisos unos elementos de sujeción de elevada exactitud mecánica. En el caso de un reflector off-set se dispone de un brazo que permite alojar la LNB. Mediante los tornillos proporcionados se fija el LNB al reflector off-set. Para más detalles consultar la Documentación Técnica.

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10.4.3 Desarrollo práctico Preparar los cables coaxiales para llevar las señales desde el LNB hasta el entrenador EA-815F. Cortar dos trozos de cable coaxial, de la longitud adecuada en función del lugar donde vaya a situarse la antena y el entrenador. Descubrir los dos extremos de los cables. Colocar un conector F en cada extremo de los cables. Instalación de la parábola 1. Verificar la presencia de todo el material necesario para efectuar el montaje externo: •

Reflector off-set

•

Soporte para LNB

•

Soporte reflector

•

LNB de banda ancha 4 salidas

•

Tubo adaptador: Mástil de 80 cm

•

Soporte móvil antena

Reflector Off- set

Soporte Reflector

Mástil Soporte LNB Figura 10.7.- Montaje reflector off-set.

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2. Buscar en el exterior una ubicación adecuada para situar la base de sustentación (soporte móvil antena), que se encuentre despejada de obstáculos hacia el Sur (casas, árboles, etc.) y posibles fuentes de interferencia en una orientación entre 140° y 230°. 3. Colocar en el soporte móvil de la antena en el lugar escogido, asegurando su estabilidad mediante el ajuste de la altura de los pies de goma. 4. Situar el mástil en el soporte móvil apretando ligeramente los tornillos. La inclinación del mástil debe ser verificada en el extremo con el nivel, para asegurar una perfecta perpendicularidad. 5. Fijar el disco off-set en el extremo superior del mástil y apretar las tuercas de la abrazadera en forma de U. 6. Disponer el LNB en el brazo-soporte del disco Off-set. ¡ADVERTENCIA MUY IMPORTANTE!:

Colocar algunos objetos pesados sobre el soporte móvil de manera que quede seguro para soportar el peso y la carga del viento. Evitar la utilización de la antena parabólica cuando sople viento. No situar la antena sobre el soporte móvil en tejados, azoteas, etc., para evitar una caída al vacío.

¡ADVERTENCIA MUY IMPORTANTE!:

No utilizar el soporte móvil proporcionado para instalaciones permanentes. Una vez finalizada la práctica deberá retirarse del exterior el soporte móvil.

Una vez ubicada físicamente la antena, se procederá a la orientación en elevación y azimut. Orientación de la parábola: Utilizando los datos, de elevación y azimut para el satélite ASTRA, obtenidos en la práctica anterior, orientar la parábola, con ayuda de la brújula y el inclinómetro, hacia dicho satélite. Mediante el ajustador de elevación de la antena y midiendo con el inclinómetro colocado en el plano frontal de la parábola deberá posicionarse la antena en elevación. Utilizando la brújula, y teniendo en cuenta la declinación magnética, se orientará la antena en azimut, aflojando la fijación mástil/soporte y apretándolo de nuevo. A nivel práctico es necesario recordar que conviene utilizar la brújula a una distancia prudencial de cualquier masa metálica para evitar los errores que ésta puede producir.

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Es recomendable aprovechar la práctica para comprobar si este ángulo de corrección, debido a la declinación magnética, se ha de aplicar necesariamente para realizar un correcto apuntamiento o bien es despreciable frente a otros errores que se producen al ajustar el azimut.

Figura 10.8.- Ajuste de la orientación de la parábola utilizando un medidor de campo Una vez preorientada la antena conectar la salida del LNB al medidor de campo, alimentado con 18 V, para comprobar que se recibe efectivamente el satélite apuntado y realizar un ajuste óptimo. Para ello: Proceder a comprobar el apuntamiento al satélite deseado desde el medidor en la función espectro, en caso afirmativo corroborar esta apreciación pasando el propio medidor a la función imagen sintonizando una de las emisiones esperadas. Visualizando el espectro en la pantalla del medidor efectuar pequeños desplazamientos de elevación y azimut en la parábola para encontrar la posición óptima. Medir con la brújula y el inclinómetro los ángulos de azimut y elevación finales. Elevación

Azimut

Finalmente fijar los tornillos que sujetan el mástil en el soporte móvil. No es conveniente apretarlos excesivamente para evitar la deformación del mástil. Medir las frecuencias y niveles, de las señales presentes en la banda del satélite. Observar en la pantalla la señal sintonizada, caso de no poderse obtener una visualización correcta, hacer la anotación procedente en la Hoja de Resultados justificándolo; proceder en tal caso con otra señal. Realizar una tabla de las señales captadas del satélite ASTRA, anotando la frecuencia y el nivel para cada canal.

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Canal

Frecuencia

Nivel

Seleccionar en el Medidor de Campo un canal analógico, a continuación conmutar a modo TV, y efectuar la audición de las informaciones moduladas presentes en subportadoras de 5,80 a 7,74 MHz anotando oportunamente sus características y relación entre ellas si la hubiera. Repetir para varios canales analógicos. Canal

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Frecuencia

Características

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Canal

Frecuencia

Características

Pasar a la función Espectro justificando las medidas anteriores tanto en lo que a niveles como a número de portadoras se refiere. Detallar las incidencias surgidas durante el apuntamiento.

Incidencias surgidas durante el apuntamiento

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Resultados de azimut y elevación obtenidos al realizar el ajuste óptimo con el Medidor. Explicar a que son debidas las diferencias respecto a los valores calculados anteriormente.

Causa diferencias entre los ángulos de acimut y elevación teóricos y prácticos Anotar las características y relación de las informaciones moduladas entre las subportadoras de 5,80 a 7,74 MHz.

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10.4.4 Hoja de resultados PRÁCTICA 10.3 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

Elevación

Azimut

Ángulos finales Señales captadas del satélite ASTRA: Canal

Canal

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Frecuencia

Frecuencia

Nivel

Características

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Canal

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Frecuencia

Características

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Incidencias surgidas durante el apuntamiento

Causa diferencias entre los ángulos de acimut y elevación teóricos y prácticos

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PRÁCTICA 11 11 AJUSTES Y MEDIDAS DEL LNB 11.1 Objetivos En este grupo de prácticas se repasa la constitución del LNB para la comprensión de la razón de los cambios de polaridad y el posterior comprensión de las relaciones de frecuencia. También se detalla el procedimiento de ajuste posicional de dicho LNB. Posteriormente se realizan una serie de medidas en la salida del LNB. Para facilitar la tarea al alumno, se ha descompuesto la práctica en tres partes funcionales: AJUSTE POSICIONAL DEL CONJUNTO LNB Y CAMBIO DE POLARIDAD MEDIDAS A LA SALIDA DEL LNB (FRECUENCIA, NIVEL, LNB) RECONOCIMIENTO DEL SATÉLITE POR SU ESPECTRO

11.2 Ajuste posicional del conjunto LNB y cambio de Polaridad 11.2.1 Objetivos Se describe la constitución de un LNB de banda ancha o universal y se practica con la polaridad y el ajuste posicional de la unidad externa.

11.2.2 Fundamentos teóricos Una unidad LNB (Low Noise Block) consiste en una etapa amplificadora de entrada de bajo ruido seguida de una etapa mezcladora de la señal de entrada con la del oscilador local interno y el resultado de esta mezcla después de ser amplificada aparece en la salida para su distribución.

Figura 11.1.- Diagrama de bloques del LNB

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La señal emitida por el satélite (en banda Ku) se ecuentra comprendida frecuencialmente entre 10,700 a 12,750 GHz. Hoy en día existen conversores para instalaciones individuales y colectivas que cubren todo el rango de frecuencias y por tanto permiten la recepción de todos los satélites de difusión. Estas LNB's utilizan, generalmente, dos frecuencias de oscilador local: Para frecuencias de 10,700 a 11,750, O.L. a 9,75 GHz Para frecuencias de 11,750 a 12,750, O.L. a 10,6 GHz En los LNB para instalaciones individuales el cambio del oscilador local puede efectuarse, generalmente, mediante la presencia/ausencia de un tono de 22 kHz. La alimentación de la unidad se incorpora al mismo cable de distribución de la señal con la tensión apropiada a polaridad deseada, que es seleccionable desde la unidad interior. Integrado en el interior del LNB se encuentra el POLARIZADOR que permite seleccionar el grupo de canales correspondiente a una polaridad u otra, de las dos que componen la señal radiada. El control se efectúa generalmente, en las instalaciones individuales, por un cambio de la tensión de alimentación. Para conocer los detalles de su LNB consulte la Documentación Técnica. El entrenador EA-815F suministra un LNB de banda ancha y 4 salidas, es decir, en su salida tenemos disponible simultáneamente la polaridad horizontal y vertical en la banda alta y en la banda baja. Este LNB además de integrar el polarizador incorpora el alimentador.

Figura 11.2.-

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El LNB de cuatro salidas, está compuesto internamente por cuatro LNB, un polarizador y dos osciladores locales.

Figura 11.3.Un LNB de banda ancha con una salida H/V, está compuesto por un LNB y un polarizador.

Figura 11.4.En función de la tensión de alimentación se dispone de una polaridad u otra, generalmente: Vertical: Horizontal:

12 ... 14 V 16 ... 20 V

La selección de banda se efectúa mediante el tono de 22 kHz, generalmente: OL1 (0 kHz) OL2 (22 kHz)

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= 9,75 GHz = 10,6 GHz

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11.2.3 Desarrollo práctico Posicionar la antena hacia el satélite hacia el satélite que se desee (por ejemplo el ASTRA) y utilizar el LNB de cuatro salidas proporcionado. Mediante el Medidor de Campo alimentar la unidad a la tensión que corresponda. Situar el Medidor en modo espectro para reconocer el satélite, comprobando que un cambio de la tensión de alimentación no provoca un cambio de polaridad. Explicar por qué motivo no se produce un cambio de polaridad al modificar la tensión de alimentación. Ajustes de posición del conjunto LNB Con la antena posicionada hacia el satélite ASTRA visualizar en el Medidor de Campo el espectro de frecuencia del satélite. Mover de posición el punto focal (adelante - atrás) del alimentador del LNB y anotar en la siguiente tabla el nivel y el efecto que se observe en el espectro. Anotar en una tabla los niveles medidos con el alimentador en el punto focal y desplazarlo hacia adelante y hacia atrás. Posición Alimentador

Nivel primer canal

Nivel canal intermedio

Nivel último canal

Punto focal Adelante Atrás

Figura 11.5.- Ajustes unidad externa

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Proceder también a variar la posición del conjunto en sentido radial (skew) y anotar en la tabla los niveles medidos si aplicamos giros de 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°. Posición

+45°

+90°

+135°

+180°

-45°

-90°

-135°

-180°

Nivel primer canal Nivel canal intermedio Nivel último canal Buscar los ángulos en que aparecen sendos máximos correspondientes a los canales de ambas polarizaciones de la señal y en los que las dos polarizaciones tienen la misma amplitud; como queda esquematizado en la figura. Polarización deseada máxima amplitud

Polarización no deseada mínima amplitud

Figura 11.6.- Ajuste del skew en el modo espectro. El ajuste óptimo corresponderá a la máxima señal en lo que respeta a la posición focal y al punto en que ambas polarizaciones queden máximamente diferenciadas (valor máximo para una y mínimo para la otra) en lo que a posición radial se refiere.

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11.2.4 Cuestiones 11.2.4.1 ¿Podemos captar con un polarizador lineal una onda transmitida por un satélite polarizada circularmente a izquierdas? 11.2.4.2 ¿Por qué se utilizan distintas polarizaciones en las transmisiones de TV SAT?

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11.2.5 Hoja de resultados PRÁCTICA 11.1 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS Niveles medidos al desplazarse adelante-atrás el punto focal del alimentador de la LNB: Posición Alimentador

Nivel primer canal

Nivel canal intermedio

Nivel último canal

Punto focal Adelante Atrás Niveles medidos al variar la posición del conjunto LNB en sentido radial: Posición

+45°

+90°

+135°

+180°

-45°

-90°

-135°

-180°

Nivel primer canal Nivel canal intermedio Nivel último canal

CUESTIÓN 11.2.4.1

CUESTIÓN 11.2.4.2

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11.3 Medidas a la salida del LNB (Frecuencias, Nivel, C/N) 11.3.1 Objetivos En la práctica anterior se trataron fundamentos del funcionamiento de la Unidad Externa, en éste se tratará la comprobación de frecuencia de los canales transmitidos vía Satélite y la medida de dos parámetros básicos: El nivel de señal obtenida a la salida de la LNB y la relación Portadora / Ruido (C/N).

11.3.2 Fundamentos teóricos Como se puede deducir del diagrama de bloques de la práctica anterior la frecuencia de salida de la unidad LNB, por incorporar el circuito mezclador es : FFI = FENTRADA - FOL siendo: FFI la frecuencia de la señal de salida de la LNB y FOL la frecuencia del oscilador local de la LNB Las medidas de nivel de nuestro interés serán las de la salida de FI ya que, excepto en instalaciones colectivas por procesado de canales o en banda S, ésta será la señal a distribuir. La relación Portadora / Ruido es una magnitud que determina la calidad de la señal ya que cuando mayor es esta cifra menos influencia ejerce el ruido sobre la señal de interés. Esta relación se da en dB entre ambas señales. En la medida de ruido conviene recordar que el nivel medido depende del ancho de banda que utiliza el equipo medidor. Si se desea conocer el nivel equivalente a otro ancho de banda se obtendrá de la relación:

N (BW) = N (BWmeasurement) + 10 log (BW / BWmeasurement) 11.3.3 Desarrollo práctico Esta práctica se podrá realizar a pie de antena o bien en el panel del Entrenador. En este último caso utilizar un cable largo con conectores F realizado con el rollo suministrado, alimentando igualmente la LNB desde el Medidor.

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Comprobaciones de frecuencia De forma similar a la de la práctica anterior se elegirá un satélite para realizar las medidas. Elegir cuatro canales fácilmente reconocibles y anotar la frecuencia de emisión del transponder o canal transmitido. Calcular la frecuencia de FI para todos los canales, teniendo en cuenta las indicaciones teóricas del apartado anterior, observando que la frecuencia de entrada será la del canal. FENTRADA = FCANAL DESEADO F entrada

FI

Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 Con el Medidor de Campo en el modo Monitor comprobar mediante la frecuencia de sintonía el funcionamiento de la LNB si corresponde al canal previsto y por tanto la bondad del cálculo. Medidas de nivel Proceder a medir con el Medidor de Campo los niveles de los canales seleccionados, anotando frecuencia y amplitud. Resultará interesante anotar preferentemente los valores de los canales que presenten mayor y menor amplitud así como el de uno que presente un valor que se valore como medio. Canal 1

Canal 2

Canal 3

Canal 4

Nivel SAT1 Medida de la relación C/N La relación Portadora Ruido (C/N) es una medida de la calidad de la señal transmitida. Así, típicamente una relación C/N grande puede asociarse a una imagen nítida y una relación C/N pequeña puede asociarse a una imagen “con nieve” aunque otros fenómenos pueden alterar esta medida. Si se han elegido canales analógicos, y el medidor de campo empleado no porporciona la medida directa de C/N, la medida puede realizarse con el medidor de campo en modo espectro, mediante estimación.

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La medida de C no representa un problema pero la de N presenta algunas particularidades. Básicamente, la potencia de ruido medida, depende del ancho de banda del filtro empleado en la medida, por lo que el valor de ruido medido debe corregirse cuando no se realiza con el ancho de banda requerido (en satélite suele considerarse para la medida del ruido toda la banda del canal, en cambio en terrestre se considera un ancho de banda de 5 MHz). Por lo que debe aplicarse la siguiente corrección:

N (BW) = N (BWmeasurement) + 10 log (BW / BWmeasurement) En satélite el ancho de banda del filtro de medida suele ser de unos 4 MHz (en terrestre de unos 240 kHz) Entonces, a partir de C y N (BW) se obtendrá la relación Portadora Ruido: C/N = C — N (BW)

[dB]

Si los canales elegidos son digitales y el medidor de campo empleado no porporciona la medida directa de C/N, la medida puede realizarse con el medidor de campo en modo espectro, mediante estimación y sin necesidad de corregir el término de ruido (debido a que en digital la C y el N se mide sobre toda la banda).

Figura 11.7.- Estimación C/N a partir del espectro.

Canal 1

Canal 2

Canal 3

Canal 4

Frecuencia C/N

11.3.4 Cuestiones 11.3.4.1 Caso de haber podido realizar las medidas tanto a pie de antena como en el panel del entrenador, ¿a qué se deben las diferencias obtenidas en las medidas de nivel?

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11.3.5 Hoja de resultados PRÁCTICA 11.2 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS Comprobaciones de frecuencia: F entrada

FI

Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 Medidas de nivel: Canal 1

Canal 2

Canal 3

Canal 4

Canal 2

Canal 3

Canal 4

Nivel SAT1 Medida de la relación C/N: Canal 1 Frecuencia C/N

CUESTIÓN 11.3.4.1

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11.4 Reconocimiento del satélite por su espectro 11.4.1 Objetivos En los trabajos de instalación y puesta en marcha de una instalación de TVSAT resulta muy importante poder reconocer con rapidez cual es el satélite que se recibe en el haz de nuestra antena. Sin lugar a dudas la mejor manera es la experiencia que se obtiene con la práctica diaria, es por ello que se dedicará esta práctica al ejercicio de su reconocimiento.

11.4.2 Fundamentos teóricos Podrá reconocerse a que satélite corresponde una determinada señal al reconocer alguna de las imágenes correspondiente a un canal transmitido, por su información acústica o al conocer la frecuencia de un canal sintonizado y asociarla a un determinado satélite. La posibilidad que ofrecen algunos Medidores de Campo de representar el espectro en toda la banda facilita enormemente la identificación al ofrecer una visión global de las transmisiones del satélite.

11.4.3 Desarrollo práctico Se procederá a elegir varios satélites del arco de cobertura. A través de Internet consultar los datos de los satélites seleccionados (por ejemplo si se escoge el satélite ASTRA puede consultarse la dirección www.astra.lu). Con la ayuda de los datos obtenidos se confeccionarán para cada satélite escogido un listado de frecuencias en las que está transmitiendo alguna información y junto a ellas las correspondientes de FI para el LNB que se utilice. SAT1 C1

C2

SAT2 C3

C4

C1

C2

C3

C4

FRECUENCIA F.I. A continuación y partiendo de estos datos obtenidos se dibujarán, de forma aproximada, sendos diagramas del espectro que debería resultar, en el que la escala de frecuencias se tomará lineal y cubriendo toda la gama del LNB, cada canal se dibujará a modo de una línea espectral.

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Diagrama de espectro SAT 1

Diagrama de espectro SAT 2

Proceder a apuntar cada uno de los satélites analizados efectuando para cada uno de ellos las medidas pertinentes con el Medidor de Campo en modo espectro y anotar también en la hoja de resultados un dibujo esquemático de estas observaciones realizadas con el instrumental. Comparar los espectros haciendo constar las diferencias, dándoles una justificación.

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11.4.4 Hoja de resultados PRÁCTICA 11.3 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS SAT1 C1

C2

SAT2 C3

C4

C1

C2

C3

C4

FRECUENCIA F.I.

Diagrama de espectro SAT 1

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Diagrama de espectro SAT 2

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PRÁCTICA 12 12 PRÁCTICA CON LAS UNIDADES INTERNAS (INSTALACIÓN INDIVIDUAL Y COLECTIVA) 12.1 Objetivos Este grupo de prácticas tiene como objetivos la familiarización del alumno con las unidades interiores de una instalación individual y colectiva. Se detalla el funcionamiento de las unidades interiores colectivas. Para facilitar la tarea del alumno se ha descompuesto la práctica en tres partes funcionales: A) INSTALACIÓN INDIVIDUAL: ETAPA RECEPTORA B) INSTALACIÓN COLECTIVA POR FI: EQUIPO RECEPTOR C) INSTALACIÓN COLECTIVA POR PROCESADO DE CANALES (POR RF): UNIDAD INTERIOR COLECTIVA

12.2 Instalación individual: Etapa receptora 12.2.1 Objetivos El motivo de la presente práctica es la familiarización del alumno con los controles y conectores de la sección receptora. Elementos básicos en su funcionamiento como son la sintonía del canal recibido, sintonía de la subportadora de audio, control del ancho de banda de vídeo y de audio se tratan en esta práctica.

12.2.2 Fundamentos teóricos Una vez recibida por el usuario la señal de FI SAT, ésta debe ser procesada por el receptor de satélite. El bloque directamente relacionado con la entrada procede a sintonizar el canal deseado en la banda de FI, 950 MHz a 2150 MHz, de tal forma que resulta seleccionado uno de los canales transmitidos.

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El siguiente bloque procederá a la demodulación de la información contenida en la señal sintonizada, es conveniente recordar que en contraste con la modulación en la banda de UHF que se realiza en AM, en estas transmisiones será en FM en las transmisiones analógicas y QPSK en las transmisiones digitales. La información que se recupera, en un canal analógico, después de esta demodulación consiste en la señal de vídeo propiamente dicha más un conjunto de subportadoras, a esta señal se la denomina de Banda Base. En una transmisión analógica, la señal de vídeo recuperada se filtra para eliminar las subportadoras adicionales y posteriormente se le aplica un proceso de deénfasis consistente en reducir la amplitud de las frecuencias mas altas que componen la señal ya que previa la transmisión se realizó el proceso inverso. De la señal en banda base se procede a sintonizar una o dos portadoras dependiendo que la señal de audio que se pretenda recuperar sea MONO o STEREO, posteriormente se demodulan y así se obtienen las señales de audio para ser finalmente amplificadas en otro equipo. La señal obtenida puede estar en algunos casos codificada por lo que el correspondiente decodificador se intercalará entre este punto y el siguiente equipo del conjunto. En algunos casos puede resultar conveniente o necesario, como en el caso de no disponer de un equipo con entrada directa de señal de vídeo, modular con la señal de vídeo y audio una nueva portadora en la banda de UHF para ingresarla a la entrada de antena del receptor de televisión. En este caso se pierde por lo general la posibilidad de audición en estéreo.

Figura 12.1.- Diagrama de bloques: unidad interior analógica individual

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Para transmisiones digitales debe emplearse un receptor específico. En la figura siguiente se muestra el diagrama de bloques correspondiente a un receptor digital de satélite. TUNER

DEMOD QPSK

VITERBI DECODER

REED-SOLOMON DECODER

MPEG-2 DEMUX

MPEG-2 DECODER

D /A

MICROCONTROLLER

MICROCONTROLLER

DESCRAMBLER

Smart Card

Figura 12.2.- Diagrama de bloques receptor de televisión digital por satélite En el receptor digital, tal como se observa en el diagrama de bloques la señal procedente de la toma de usuario, o en general de la antena, se inyecta a un sintonizador cuya función no es más que elegir un canal (transpondedor) convertirlo a una frecuencia fija para ser filtrado adecuadamente, evitando posibles interferencias provocadas por los canales adyacentes y la frecuencia imagen. A continuación la señal se inyecta a un demodulador QPSK. La señal previamente demodulada se introduce en el sistema de decodificación de protección contra errores (Viterbi Decoder y Reed-Solomon Decoder), cuya función no es más que la de identificar y corregir los bits erróneos. Errores producidos por el ruido se incorporan en el canal de transmisión. La salida de los decodificadores, ya libre de errores, es conducida al demultiplexor, en donde, se elige el programa deseado del Transport Stream del canal anteriormente sintonizado, y se direcciona hacia el circuito de acceso condicional para desencriptar la señal o no, en función de que el programa sea de pago o libre. Una vez demultiplexada, el programa concreto es decodificado digitalmente a través de los decodificadores MPEG-2 de audio, vídeo y datos. La señal digital generada por los decodificadores MPEG-2, se convierte en analógica mediante los conversores digitales analógicos (D/A). Esta señal analógica es codificada con el estándar del país concreto, en nuestro caso PAL G, y puede ser visionada en el televisor. El control de todo el sistema se realiza mediante un microcontrolador que actúa como gestor del receptor IRD. Si la señal de entrada al IRD está encriptada, es el módulo desencriptador situado antes del demultiplexor el encargado de eliminar el algoritmo de encriptación.

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12.2.3 Desarrollo práctico Las operaciones en el receptor de satélite que aparecen en la práctica requerirán de la consulta de su Manual de Instrucciones en el que quedan suficientemente explicadas y es innecesario repetir aquí. Partiendo de la antena correctamente orientada al satélite deseado, conectar una de las cuatro salidas del LNB al receptor. Si desea operar en la banda alta conecte la salida V o H High a la entrada IF INPUT, si prefiere la banda baja conecte la salida V o H Low.

Fig 12.3.- LNB de cuatro salidas (2 bandas y 2 polaridades) Proceder a conectar la salida de vídeo del Receptor de Satélite, extraída del EUROCONECTOR TV a un receptor de televisión con entrada vídeo. Posteriormente seguir las indicaciones del Manual de Instrucciones del Receptor para poder visualizar los canales del satélite seleccionado. Escoger en el Receptor de Satélite la alimentación del LNB que proceda. Tras comprobar que se visualizan los canales del satélite, seleccionar en el menú que proceda las diversas opciones de alimentación del LNB, midiendo mediante un multímetro las distintas tensiones seleccionables. Si el Medidor de Campo empleado lo permite, determinar el consumo de corriente del LNB instalado y anotar los resultados. Tensión

Consumo

Salida LNB H Salida LNB V Observar, mediante un osciloscopio, la señal del pin 19 del EUROCONECTOR TV (corresponde a la señal de vídeo que se visualiza en el televisor).

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Conectar el osciloscopio a señales.

las salidas AUDIO OUT L/R y observar las dos

Manteniendo el canal sintonizado en el Receptor de Satélite conectar la salida indicada TV, si el equipo dispone de ésta, al Medidor de Campo situándolo en modo espectro en la banda de UHF. Observar la presencia de la señal de salida del modulador de UHF en esta salida. Observar la presencia de la señal sintonizada en el receptor de satélite en la banda de UHF. Modificar la frecuencia de la señal desde el menú que proceda (generalmente: instalación/sintonía) anotando las frecuencias máxima y mínima que el receptor permite y sus amplitudes. Visualizar la imagen en el Medidor de Campo. Indicar a que son debidas las variaciones de amplitud.

Frecuencias máxima y mínima que el receptor permite y sus amplitudes. Motivo de la variación de amplitud. Si el Receptor de Satélite incorpora una entrada UHF, conectar la señal TV procedente de la antena terrestre a la entrada UHF, observando el espectro con el Medidor de Campo y anotando las señales presentes. Visualizar la imagen en el monitor del medidor, de alguna de las portadoras de UHF presentes y que se halle en el rango de frecuencias anotado en el punto anterior. Mover nuevamente la frecuencia de salida del modulador del receptor (generalmente mediante la opción: “Instalación/sintonía”), aproximándola a la que se está visualizando. Anotar los efectos que se produzcan en la imagen decidiendo finalmente una frecuencia conveniente de trabajo para la señal de la salida del receptor, justificándolo.

12.2.4 Cuestiones 12.2.4.1 ¿Por qué hay una tensión continua en el cable coaxial que une el Receptor de Satélite con el LNB? 12.2.4.2 ¿La señal de vídeo proporcionada por el Receptor de Satélite es digital o analógica?. Justificar la respuesta. 12.2.4.3 ¿Pueden utilizarse una LNB dotada de una única salida para captar todos los canales emitidos por un satélite?. Razonar la respuesta. 12.2.4.4 Realice un resumen-esquema de cómo programar el receptor.

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12.2.5 Hoja de resultados PRÁCTICA 12.1 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS Tensión

Consumo

Salida LNB H Salida LNB V

Frecuencias máxima y mínima que el receptor permite y sus amplitudes. Motivo de la variación de amplitud.

CUESTIÓN 12.2.4.1

CUESTIÓN 12.2.4.2

CUESTIÓN 12.2.4.3

CUESTIÓN 12.2.4.4

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12.3 Instalación colectiva por FI: Equipo Receptor 12.3.1 Objetivos Con esta práctica teórica se pretende que el alumno comprenda que el equipo receptor de satélite es el mismo que el utilizado en una instalación individual. También se razona el hecho de por qué en este tipo de instalaciones no se dispone de posicionador.

12.3.2 Fundamentos teóricos La distribución en FI consiste en la distribución de las señales de satélite a la toma de usuario sin demodular. Es decir, el usuario tiene en su toma la señal tal y como se encuentra a la salida del LNB (excepto los niveles como consecuencia de las ganancias-atenuaciones introducidas por la propia instalación), o sea, igual que en una instalación individual. Entonces cada usuario de una instalación colectiva por FI dispondrá del mismo receptor de satélite, que el utilizado en una instalación individual, que le permitirá sintonizar, demodular y volver a modular (en RF) para ver la señal en el receptor de televisión. En una instalación colectiva no pueden recibirse todas las posiciones orbitales deseadas mediante una sola parábola, ya que si un usuario moviese la antena, mediante un sistema posicionador, hacia un determinado satélite obligaría al resto de usuarios a recibir dicho satélite. Por ello, en las instalaciones colectivas se prescinde del posicionador y se instalan tantas antenas parabólicas como posiciones orbitales se deseen captar, necesitándose por cada antena, un mínimo de un cable. Si los satélites que se desea captar se encuentran en posiciones orbitales próximas por ejemplo menos de 9°, se puede utilizar una sola parábola pero incluyendo tantos LNB como satélites se deseen.

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Figura 12.4.- Parábola dotada de varios LNBs

12.3.3 Desarrollo práctico En esta práctica se recomienda que el alumno obtenga información sobre diferentes receptores de TV por satélite mediante INTERNET y realice una tabla comparativa sobre sus prestaciones. Como punto de partida pueden consultarse las siguientes direcciones: www.engel.es www.ftemaximal.com www.maximum-tv.com www.televes.com Supóngase que se desea distribuir, en una instalación colectiva, la señal de un satélite que transmite entre 10.700 y 12.750 MHz con las dos polaridades y se utiliza el LNB de cuatro salidas. Escoja de entre los diversos receptores localizados el que mejor se adapte a los requisitos e indique cómo conectará los cables al receptor, para poder ver toda la banda y ambas polaridades. A continuación indique detalladamente cómo programaría el receptor.

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12.3.4 Cuestiones 12.3.4.1 ¿Qué diferencias existen entre un receptor de TV-SAT de una instalación individual y de una colectiva por FI? 12.3.4.2 ¿Cómo realiza el cambio de polaridad un receptor de TV-SAT de una instalación colectiva por FI? 12.3.4.3 ¿Por qué el usuario de una instalación colectiva no dispone de posicionador? 12.3.4.4 ¿Cuántas antenas parabólicas, simultáneas, admite el receptor de TV-SAT suministrado?

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12.3.5 Hoja de resultados PRÁCTICA 12.2 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS

CUESTIÓN 12.3.4.1

CUESTIÓN 12.3.4.2

CUESTIÓN 12.3.4.3

CUESTIÓN 12.3.4.4

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12.4

Instalación colectiva por procesado de canales (Por FI): Unidad Interior Colectiva

12.4.1 Objetivos En esta práctica se introduce el funcionamiento, ajuste y programación de una unidad interior destinada a canales analógicos para realizar posteriormente una distribución colectiva por procesado de canales.

12.4.2 Fundamentos teóricos Una unidad de recepción de satélite de canales analógicos, para una distribución colectiva por RF, está compuesta por tres grandes bloques: 1. Demodulador: Encargado de recibir un canal en 1ª FI (950 a 2150 MHz), convertirlo a una 2ª FI de 479,5 MHz y demodularlo. 2. Procesador Audio-Vídeo: separa las señales de audio y vídeo tratándolas por separado y entregándolas al modulador de salida. 3. Modulador: Entrega a su salida una señal de TV modulada en cualquier canal de TV entre 47 y 860 MHz. La unidad suministrada, entrega una señal de TV modulada en cualquier canal de UHF, es decir entre 47 y 860 MHz.

Figura 12.5.- Unidad interna para instalaciones colectivas (canales analógicos) A continuación se describe con mayor detalle la unidad interna.

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1. Demodulador: La función de este módulo es seleccionar un canal analógico de satélite de 27 MHz de ancho de banda dentro del margen de frecuencias de la 1ª FI (950-2150 MHz) y convertirlo a la Banda Base original, que comprende la señal de Vídeo sin procesar y las diversas subportadoras de Audio. Formado por las siguientes etapas: •

Etapa de entrada: Amplifica la 1ª FI con baja figura de ruido.

•

Filtro de rechazo: Filtro Paso-banda sintonizable.

•

Oscilador local: Varia la frecuencia por medio de unos diodos varicap.

•

Mezclador: Mezclador balanceado que da lugar a la 2ª FI (479,5 MHz) mezclando la señal de entrada con la del O.L.

•

Filtro de rechazo: Rechaza la frecuencia de entrada (950-1950 MHz) y selecciona la FI 479,5 MHz

•

Primer amplificador segunda FI: Amplifica la 2ª FI

•

Filtro 2ª FI: Filtro de Onda Superficial (SAW) a 479,5 MHz con un ancho de banda de 27 MHz.

•

Segundo Amplificador segunda FI: Utiliza transistores MOS-FET de doble puerta con ganancia variable.

•

Detector y CAG: Detecta el nivel de señal a la entrada del demodulador y aplica una tensión variable a la etapa anterior.

•

Sintetizador: Recibe una muestra del nivel del Oscilador dividiéndola por dos y enviándola al PLL para sintonizar un canal mediante tres/cuatro ruedas codificadoras.

2. Procesador La señal en Banda Base procedente del demodulador, se introduce en el procesador de Audio y Vídeo a través de las redes de Deénfasis para los sistemas PAL o MAC. De énfasis: Dado que las señales enviadas por el satélite son preacentuadas en las frecuencias altas para compensar su mayor atenuación, al llegar al receptor deberán equilibrarse mediante deénfasis. Después de deenfatizada la señal Banda Base, se aplica al primer amplificador del procesador, obteniendo las señales de Audio y Vídeo separadas. Procesador de vídeo La señal de vídeo pasa a través de un filtro con frecuencia de corte de 5 MHz para evitar que las subportadoras de audio puedan interferir a las de vídeo. Este filtro es conmutable para permitir una respuesta plana en caso de señales MAC en las cuales el ancho de banda es mayor.

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Luego la señal pasa al resto de la cadena amplificadora, con posibilidad de invertir la señal de vídeo y obtener una Modulación Positiva o Negativa. Clamping: Este elemento del procesador elimina la Onda Triangular que se incorpora a la señal para evitar perturbaciones entre las frecuencias de las portadoras del satélite. Existe la posibilidad de eliminar este circuito, cuando se reciben señales MAC o codificadas, ya que en este caso el Clamping se realiza en el decodificador correspondiente. Procesador de audio La señal de audio entra en el procesador a través de un filtro paso banda que elimina la señal de vídeo, dejando pasar las subportadoras de audio entre 5 y 9 MHz para atacar el circuito mezclador que mediante un batido con la señal del Oscilador Local, pasa las subportadoras a una FI de 10,7 MHz. Anterior al circuito mezclador se dispone de una salida exterior que se puede conectar a la unidad independientemente para procesar las subportadoras y sintonizar las posibles emisiones de radio. A la salida del mezclador de pasa a través de un filtro de FI (10,7 MHz) conmutable, para seleccionar Banda Ancha o Banda Estrecha dependiendo de la emisión recibida, ya que las portadoras superiores a 7 MHz son de Banda Estrecha (comprimidas). Subportadoras de audio Principal: Primera: Segunda: Tercera: Cuarta: Quinta:

5,8-6,5-6,65 MHz B/A 280 kHz sonido original 7,02 MHz B/E 130 kHz Stereo C Izquierdo-Idioma 7,20 MHz B/E 130 kHz Stereo C. Derecho- Idioma 7,38 MHz B/E 130 kHz radio 7,56 MHz B/E 130 kHz radio 7,74 MHz B/E 130 kHz radio

Otras subportadoras Sexta: Séptima: Octava:

7,92 MHz B/E 130 kHz radio 7,56 MHz B/E 130 kHz radio 8,28 MHz B/E 130 kHz radio

La salida del filtro de FI se lleva al demodulador de FM el cual recupera la señal de audio que pasa por un deénfasis conmutable saliendo a través de un amplificador de baja frecuencia.

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3. Modulador Es un modulador que puede ser de Banda Lateral Doble o Banda Lateral Vestigial. Las señales de audio y vídeo son moduladas en cualquier canal de TV de UHF. Con el entrenador se proporciona un programador para realizar la sintonía del canal de entrada, subportadora de audio elegida y el canal/frecuencia de salida. Este programador externo consta de cuatro teclas con display alfanumérico. Las salidas no utilizadas de las unidades internas deben cargarse con cargas coaxiales de 75 Ω.

12.4.3 Desarrollo práctico Antes de iniciar el proceso se ruega consultar la información técnica suministrada en el Manual de Documentación Técnica. Teniendo la antena orientada hacia el satélite deseado se procederá a realizar las conexiones indicadas en la figura siguiente. LNB Fuente Alimentación

Unidades Internas Cargas 75 Ω

Salida Unidad Interna

Puente Coaxial

Figura 12.6.Puede emplearse cualquier salida de la LNB, ya que ésta admite la alimentación por cualquiera de sus salidas. Antes de empezar sujetar los módulos (las dos unidades internas y la fuente de alimentación) en el bastidor según indica la siguiente figura.

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Figura 12.7.Realizar la distribución de señal de la LNB mediante cable coaxial de 75 ohms y cargar las salidas libres con las cargas de 75 ohms. Unir las salidas de RF mediante el puente coaxial de 75 ohms y cargar con 75 ohms la salida libre que queda al lado de la fuente de alimentación. Conectar el Bus de Alimentación entre los módulos y la Fuente de Alimentación, y posteriormente enchufar la Fuente de Alimentación a la base de red múltiple del entrenador. Para efectuar la programación conectar la Unidad de Control en el conector frontal de programación de la Unidad Interna a programar. La programación ha de efectuarse con el equipo en funcionamiento.

Conector Programación

Figura 12.8.- Detalle conector frontal de programación

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Tras la conexión de la Unidad de Programación, en la Unidad Interna a programar, se visualizarán unos segmentos horizontales en el display “----“.

Figura 12.9.- Unidad de programación Existen dos modos de programación de la Unida Interna: • Modo Normal • Modo Extendido Consultar la Documentación Técnica para obtener más detalles acerca de la programación de la Unidad Interna. Escoger para cada una de las dos salidas empleadas de la LNB un canal. Indicar en la tabla siguiente la frecuencia de los canales seleccionados. LNB 1

LNB 2

Frecuencia / Canal En función de la frecuencia del oscilador local del LNB (consultar la Documentación Técnica), determinar la frecuencia intermedia para cada canal.

LNB 1

LNB 2

Frecuencia / Canal Frecuencia O.L. FI Programar a continuación la Unidades Internas de forma que la salida LNB 1 se encuentre en el canal 30 de la banda IV y la salida LNB 2 en el canal 55 de la banda V.

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A continuación realizar, con la Unidad de Programación, la selección de las subportadoras de audio deseadas. Finalmente pulsar "M" (Memoria) antes de desconectar el programador, para memorizar los valores seleccionados. Conectar en la salida de la Unidad Interna más alejada de la Fuente de Alimentación el Medidor de Campo. Comprobar que sintonizando el canal 30 se visualiza el canal de satélite escogido para la salida LNB 1 y en el canal 55 el canal escogido para la salida LNB2. Posteriormente se procederá a la regulación del nivel de salida, para cada unidad, de forma que se reciban correctamente los canales 30 y 55 en el receptor de TV o en el Medidor de Campo. Con el Medidor de Campo conectado en la salida de la Unidad Interna más alejada de la Fuente de Alimentación, medir el nivel de los canales 30 y 55. Canal 30

Canal 55

Nivel Proceder a continuación, mediante la Unidad de Programación, a disminuir el nivel de salida de las unidades y observar el efecto. Con el medidor de campo funcionando como receptor de TV, observar a partir de que nivel la imagen se aprecia incorrectamente. Canal 30

Canal 55

Nivel mínimo

12.4.4 Cuestiones 12.4.4.1 ¿Por qué debe conectarse una carga de 75 Ω en las salidas no utilizadas? 12.4.4.2 ¿Cuál es el margen de regulación de la salida de RF? 12.4.4.3 ¿Cómo deben modificarse los puentes de interconexión si tuviéramos dos LNB's independientes? 12.4.4.4 ¿Cómo se configura una subportadora monofónica de banda estrecha?

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12.4.5 Hoja de resultados PRÁCTICA 12.3 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS LNB 1

LNB 2

LNB 1

LNB 2

Canal 30

Canal 55

Canal 30

Canal 55

Frecuencia / Canal

Frecuencia / Canal Frecuencia O.L. FI

Nivel

Nivel mínimo

CUESTIÓN 12.4.4.1

CUESTIÓN 12.4.4.2

CUESTIÓN 12.4.4.3

CUESTIÓN 12.4.4.4

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PRÁCTICA 13 13 DISTRIBUCIÓN EN FRECUENCIA INTERMEDIA 13.1 Objetivos Estas prácticas tienen como finalidad que el alumno consolide la distribución de señales de TV-SAT en FI mediante la realización de medidas con los elementos de distribución y en las tomas de usuario. También se práctica con la adición de señales de TV y FM. Para facilitar la tarea del alumno se ha descompuesto la práctica en dos partes: MEDIDAS DE LOS ELEMENTOS DE LA DISTRIBUCIÓN POR FI Y ADICIÓN DE SEÑALES DE TV Y FM MEDIDAS EN LA TOMA DE USUARIO

13.2 Medida de los elementos de la distribución por FI y adición de señales de TV y FM 13.2.1 Objetivos Utilizando el panel del entrenador el alumno comprobará el funcionamiento de algunos de los elementos comunes en las líneas de distribución por FI.

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13.2.2 Fundamentos teóricos

Figura 13.1.- Configuración Básica El sistema de TV colectiva por FI del entrenador, consta de: •

Sistema captador de señales: reflector y unidad externa.

•

Sistema de cabecera o de adecuación de señal.

•

Red de distribución.

La red de distribución está compuesta por una serie de elementos capaces de distribuir las dos polaridades y las dos bandas. Por ello la red de distribución resulta de cuadriplicar la instalación de una sola polaridad incorporando un elemento que permita a cada usuario elegir una de las dos polaridades, y de la polaridad seleccionada la banda baja o la banda alta. Este elemento es el Repartidor Conmutable. El repartidor conmutable proporcionado en el entrenador incluye un amplificador, para compensar las pérdidas internas en FI.

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Este tipo de instalaciones es muy difícil de compatibilizar con la instalación individual (un solo cable) resultando complejo además el incremento de tomas en la vivienda, requiriendo siempre dos cables para cada polaridad de cada posición orbital.

13.2.3 Desarrollo práctico Antes de iniciar el desarrollo práctico deberá orientarse la parábola hacia el satélite ASTRA y elegir un canal horizontal y otro vertical de frecuencias similares para realizar las medidas. Posteriormente se conectará una salida H y una salida V de la LNB a las entradas correspondientes del Repartidor Conmutable. Escoger las salidas de la misma banda: o alta o baja.

Figura 13.2.- Repartidor Conmutable de FI La alimentación de la LNB se efectúa a través del Repartidor Conmutable. Después se medirá con el Medidor de Campo las señales de FI que llegan a las entradas del Repartidor Conmutable. Anotar en la siguiente tabla los niveles de los canales escogidos. POLARIDAD H

POLARIDAD V

Nivel entrada A continuación se medirán los niveles de las ocho salidas del Repartidor Conmutable. POLARIDAD H

POLARIDAD V

Nivel (1) Nivel (2) Nivel (3) Nivel (4) Nivel (5)

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Nivel (6) Nivel (7) Nivel (8) Con los datos anteriores determinar la ganancia o atenuación del Repartidor Conmutable. POLARIDAD H

POLARIDAD V

Ganancia (1) Ganancia (2) Ganancia (3) Ganancia (4) Ganancia (5) Ganancia (6) Ganancia (7) Ganancia (8) Posteriormente con el Medidor de Campo se medirá el nivel de señal en cada una de las ocho tomas FI, para las dos polaridades. La selección de la polaridad horizontal se realizará escogiendo la tensión de alimentación adecuada. Observar en la carátula del Repartidor Conmutable la tensión de selección. Nivel

POLARIDAD H

POLARIDAD V

Toma 1 Toma 2 Toma 3 Toma 4 Toma 5 Toma 6 Toma 7 Toma 8

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Con los datos anteriores obtener las atenuaciones de las tomas POLARIDAD H

POLARIDAD V

Atenuación 1 Atenuación 2 Atenuación 3 Atenuación 4 Atenuación 5 Atenuación 6 Atenuación 7 Atenuación 8 Mediante el Medidor de Campo analizar en la salida del amplificador MICROMATV la presencia de señales en la banda de UHF. Comprobar a continuación, con el Medidor de Campo, que aparecen sumadas a las de satélite en la salida del Repartidor Conmutable.

13.2.4 Cuestiones 13.2.4.1 ¿Por qué necesita el repartidor conmutable de un amplificador interno? 13.2.4.2 ¿Cómo se alimenta el LNB? 13.2.4.3 ¿La unidad de recepción, en una distribución por FI, alimenta el LNB? Justificar la respuesta. 13.2.4.4 ¿Cómo funciona internamente el repartidor conmutable?

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13.2.5 Hoja de resultados PRÁCTICA 13.1 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS POLARIDAD H

POLARIDAD V

POLARIDAD H

POLARIDAD V

POLARIDAD H

POLARIDAD V

Nivel entrada

Nivel (1) Nivel (2) Nivel (3) Nivel (4) Nivel (5) Nivel (6) Nivel (7) Nivel (8)

Ganancia (1) Ganancia (2) Ganancia (3) Ganancia (4) Ganancia (5) Ganancia (6) Ganancia (7) Ganancia (8)

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Nivel

POLARIDAD H

POLARIDAD V

POLARIDAD H

POLARIDAD V

Toma 1 Toma 2 Toma 3 Toma 4 Toma 5 Toma 6 Toma 7 Toma 8

Atenuación 1 Atenuación 2 Atenuación 3 Atenuación 4 Atenuación 5 Atenuación 6 Atenuación 7 Atenuación 8

CUESTIÓN 13.2.4.1

CUESTIÓN 13.2.4.2

CUESTIÓN 13.2.4.3

CUESTIÓN 13.2.4.4

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13.3 Medidas en la toma de usuario 13.3.1 Objetivos Evaluar la respuesta de todo el conjunto de distribución, valorando los efectos que producen en el conjunto cada uno de los componentes.

13.3.2 Fundamentos teóricos En el cálculo previo necesario para la correcta ejecución de cada instalación es necesario conocer las pérdidas desde la cabecera hasta la toma de usuario. Como se ha señalado en prácticas anteriores cada elemento entre los que no debe olvidarse el cable de distribución presenta una respuesta en frecuencia de acuerdo a la banda para la que ha sido diseñado y unas pérdidas que asimismo nos ofrecerá el fabricante en sus catálogos. También se ha hecho hincapié en que las medidas de pérdida o ganancia se indican en dB a fin de facilitar la obtención de la respuesta global (pérdida o ganancia) entre dos puntos de una red.

13.3.3 Desarrollo práctico Por los procedimientos utilizados en la práctica anterior medir la pérdida desde el LNB a las tomas de FI para las dos polaridades y desde la salida del amplificador MICROMATV a las tomas de FI. Se efectuará una medida en la banda UHF de terrestre y tres medidas en la banda de FI. Al igual que en la práctica anterior escoger las salidas de la LNB misma banda: o alta o baja. Medir los valores absolutos de la señal en dBµV en todas las tomas FI para la polaridad horizontal. Pérdidas UHF

Nivel de señal en la toma (dBµV)

F= FI 1=

TV SAT

FI 2= FI 3= Repetir para la polaridad vertical

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Pérdidas UHF

Nivel de señal en la toma (dBµV)

F= FI 1=

TV SAT

FI 2= FI 3=

Comprobar en las tomas de usuario, que los niveles de señal son los esperados al mismo tiempo que se efectúa en ellas una visión del espectro con el Medidor. Valorar si la señal obtenida estará dentro de los márgenes necesarios para los equipos que se deberán conectar a las tomas.

13.3.4 Cuestiones 13.3.4.1 ¿Cómo modificaría la instalación, si se quieren distribuir las señales de dos antenas parabólicas nuevas con LNB's diferentes? 13.3.4.2 ¿Cuál es la toma que tiene mayor nivel de señal? 13.3.4.3 ¿Un cable coaxial tiene mayor atenuación en alta frecuencia o en baja frecuencia?. Razonar la respuesta.

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13.3.5 Hoja de resultados PRÁCTICA 13.2 Nombres: GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS Polaridad Horizontal

UHF

Pérdidas

Nivel de señal en la toma (dBµV)

Pérdidas

Nivel de señal en la toma (dBµV)

F= FL=

TV SAT

F O= FH=

Polaridad Vertical

UHF

F= FL=

TV SAT

F O= FH=

CUESTIÓN 13.3.4.1

CUESTIÓN 13.3.4.2

CUESTIÓN 13.3.4.3

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PRÁCTICA 14 14 DISTRIBUCIÓN POR PROCESADO DE CANALES (O POR RF) 14.1 Objetivos Mediante esta práctica el alumno se familiarizará con la distribución de señales de TV-SAT por procesado de canales, practicando los distintos aspectos de la instalación. A partir de esta práctica el profesor puede combinar la distribución por procesado por canales con la distribución por FI, obteniendo configuraciones más complejas.

14.2 Fundamentos teóricos En esta distribución la señal de FI de un canal analógico es convertida a un canal de TV modulado en AM con las mismas características y en la misma banda de frecuencia que los canales de televisión terrestre. A partir de este punto dichos canales serán amplificados y mezclados con los demás canales terrestres recibidos y distribuidos por la misma red de distribución de televisión terrestre. Por ello, antes de iniciar el desarrollo práctico es conveniente revisar las práctica 12.3.

14.3 Desarrollo práctico Como paso previo se orientará la parábola hacia el satélite ASTRA y se elegirá un canal analógico para la polaridad horizontal y otro para la vertical. A continuación, se conectarán dos de las salidas de la LNB de 4 salidas en las entradas de las unidades internas. Se recomienda utilizar las salidas de una misma banda, o alta o baja.

Figura 14.1.- Unidades Internas 05/2006

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Posteriormente se procederá como en la práctica 11.3. asignando a las Unidades Internas los canales de UHF que no estén ocupados por canales terrestres. POLARIDAD H

POLARIDAD V

FI Canal UHF Una vez configurada la distribución por RF se medirá con el Medidor de Campo la señal proporcionada por las Unidades Internas. Dicha salida se conectará a la entrada UHF2 del sistema de amplificación terrestre, por ello deberán reconfigurarse los puentes, programar los dos canales nuevos y realizar los ajustes oportunos.

Figura 14.2.- Conexionado entre las Unidades Internas y el Sistema de Amplificación Terrestre Posteriormente, se medirá en la salida del amplificador terrestre el nivel de los nuevos canales.

POLARIDAD H

POLARIDAD V

CANAL UHF NIVEL Finalmente se medirán los niveles de los nuevos canales en las tomas de RF. Nivel de la señal en la toma 1

2

3

4

5

6

7

8

9

CANAL UHF / HORIZONTAL CANAL UHF / VERTICAL

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Posteriormente se repetirá la medida de los niveles de los nuevos canales en las tomas de la izquierda, que corresponden a las tomas de FI, donde la señal también se encuentra presente. Nivel de la señal en la toma 1

2

3

4

5

6

7

8

CANAL UHF / HORIZONTAL CANAL UHF / VERTICAL

Figura 14.3.- EA-815F

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14.4 Cuestiones 14.4.1 Indicar las ventajas e inconvenientes de una distribución por RF respecto una distribución por FI. 14.4.2 ¿Para un mismo número de canales de TV-SAT y de usuarios que tipo de distribución resulta más económica? 14.4.3 ¿Por qué se amplifica la señal de salida de la unidad interna?

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14.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 14

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

RESULTADOS POLARIDAD H

POLARIDAD V

POLARIDAD H

POLARIDAD V

FI Canal UHF

CANAL UHF NIVEL

Nivel de la señal en la toma 1

2

3

4

5

6

7

8

9

CANAL UHF / HORIZONTAL CANAL UHF / VERTICAL

Nivel de la señal en la toma 1

2

3

4

5

6

7

8

CANAL UHF / HORIZONTAL CANAL UHF / VERTICAL

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CUESTIÓN 14.4.1

CUESTIÓN 14.4.2

CUESTIÓN 14.4.3

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PRÁCTICA 15 15 DIAGNOSIS DE AVERÍAS. MANTENIMIENTO PREDICTIVO 15.1 Objetivos Introducción a la diagnosis de averías en instalaciones de MATV y SMATV (Analógica y Digital) en el entorno de los edificios. Realización de las operaciones necesarias para el mantenimiento de las mismas, actuando bajo normas de seguridad personal y de los materiales utilizados.

15.2 Fundamentos teóricos Para llevar a cabo la localización de una avería debe proveerse de un equipamiento mínimo como: herramientas, manuales de servicio y/o usuario, voltímetro, osciloscopio y como instrumento principal el medidor de campo. A veces puede ser necesario equiparse con un soldador y desoldador. De la misma manera que un médico pregunta determinadas cuestiones a los pacientes que visita, el técnico debe interrogar al usuario para obtener una información clara sobre el problema. Así el técnico debe hablar personalmente con el cliente para conocer los problemas y si estos son intermitentes o continuos; una descripción precisa permitirá afrontar la reparación en un tiempo menor. Una vez el técnico se encuentra ante la instalación deberá comprobar los problemas indicados por el cliente. También deberá informarse, previamente, del tipo de instalación, ubicación de las antenas, equipo de cabecera, distribuidores y derivadores. Una vez identificados y comprobados los efectos que la avería produce en la instalación, habrá que interpretar la documentación de la instalación, identificando los distintos bloques funcionales, las señales eléctricas y parámetros característicos. Posteriormente se realizará al menos una hipótesis de la causa posible de la avería, relacionándola con los síntomas presentes en la instalación, así como un plan de intervención para la detección de la causa o causas de la avería. A continuación se medirán e interpretarán los parámetros de la instalación, realizando los ajustes necesarios de acuerdo con la documentación de la misma, utilizándolos instrumentos y procedimientos adecuados. Después de localizar el bloque funcional y el equipo o componentes responsables de la avería, se realizarán las modificaciones y/o sustituciones necesarias.

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15.3 Realización práctica Una vez realizadas las prácticas anteriores el alumno estará en condiciones de detectar averías simuladas. Con el propósito de ejercitar al alumno en la detección de averías se proponen diversas averías. Esta es una práctica de introducción a toda una serie de practicas libres que pueden ser propuestas por el profesor (por ejemplo desconexión de la carga de adaptación de los derivadores finales, programación incorrecta del amplificador terrestre, ...). En esta práctica se incidirá sobre las averías en sistemas de MATV, ya que en prácticas posteriores se profundizará sobre los aspectos relacionados con las averías en sistemas de SMATV. Para todas las averías que simule el profesor el alumno deberá proceder según se indica a continuación: •

Identificar los síntomas de la avería, caracterizándola por los efectos que produce en la instalación.

•

Interpretar la documentación de la instalación, identificando los distintos bloques funcionales, las señales eléctricas y parámetros característicos de la misma.

•

Realizar al menos una hipótesis de la causa posible de la avería, relacionándola con los síntomas presentes en la instalación.

•

Realizar un plan de intervención para la detección de la causa o causas de la avería.

•

Medir e interpretar los parámetros de la instalación, realizando los ajustes necesarios de acuerdo con la documentación de la misma, utilizando los instrumentos adecuados y aplicando los procedimientos requeridos.

•

Localizar el bloque funcional y el equipo o componentes responsables de la avería, realizando las modificaciones y/o sustituciones necesarias para dicha localización con la calidad prescrita, en un tiempo razonable, y aplicando procedimientos adecuados.

•

Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de la misma (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos, explicación funcional, medidas, cálculos).

En distintos supuestos y casos prácticos propuestos por el profesor se definirán los procedimientos de mantenimiento preventivo y correctivo, para ello se deberá: 1. Analizar la documentación de la instalación y, en su caso, las estadísticas de fallos de la misma, identificando los puntos críticos que determinan la fiabilidad de dicha instalación. 2. Establecer procedimientos específicos de mantenimiento preventivo de la instalación, indicando las acciones a llevar a cabo en cada caso.

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3. Elaborar el plan de pruebas y ensayos que se deben realizar, justificando las fases que se van a seguir y los fines que se persiguen. 4. Realizar las pruebas y ensayos necesarios en el entrenador EA-815 F, optimizando las fases y procedimientos que se deben seguir para el diagnóstico de las averías en la instalación. 5. Documentar el proceso, recogiendo en el formato correspondiente la información necesaria y suficiente para ser utilizada por los técnicos de mantenimiento. 6. Evaluar la posibilidad y justificar la conveniencia de introducir las nuevas tecnologías (fundamentalmente informáticas) en el proceso que se está desarrollando. 7. Proponer el desarrollo de un instrumento específico (hardware y/o software) que facilite y optimice el diagnóstico de averías de una instalación, elaborando las especificaciones que definen dicho instrumento. 8. Documentar adecuadamente el procedimiento de utilización del instrumento específico propuesto para el mantenimiento de un sistema automático.

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PRÁCTICA 16 16 LOCALIZACIÓN DE AVERÍA EN SISTEMAS DE RECEPCIÓN DE TV SATÉLITE 16.1 Objetivos Introducción a los procedimientos de localización de averías en los sistemas de recepción de TV por satélite, así como a las averías más comunes y a conceptos importantes como los bucles de masa. También se explican fenómenos externos que pueden causar un funcionamiento incorrecto, como los equinoccios solares.

16.2 Fundamentos teóricos 16.2.1 Identificación del problema Antes de abordar una reparación conviene tener en cuenta la siguiente subdivisión de un sistema de recepción de satélite, en tres subsistemas: •

Mecánica -

•

Electromecánico -

•

Soportes de fijación del reflector Reflector Soporte del LNB

Actuador o Motor

Radio Frecuencia -

LNB Receptor

Cada uno, de estos subsistemas, debe ser diagnosticado independientemente incluso si los síntomas son de naturaleza similar. La razón para definir y aislar estos tres subsistemas es para simplificar los procedimientos de localización y reparación de averías. Un sistema de recepción de TV por satélite puede tener tres categorías generales de síntomas: -

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Sistema completamente inoperante Avería intermitente Funcionamiento inusual

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Tal como se indica en la práctica de "Diagnosis de averías. Mantenimiento Predictivo", el reparador debe actuar como un médico. El paciente frecuentemente sabe lo que está estropeado, pero carece de un vocabulario adecuado para expresarse. Mediante una serie de preguntas adecuadas, el técnico, puede obtener información importante y útil. Muchos problemas pueden resolverse mediante la información obtenida del cliente. Así por ejemplo, un cliente puede observar las imágenes perfectamente excepto cuando llueve fuertemente o cuando nieva. Este caso es debido al fading (desvanecimiento), o sea, se produce una atenuación extra. También puede deberse a que ha entrado humedad en el conector o por la junta interpuesta entre el alimentador y el LNB, o que tras una fuerte tormenta eléctrica se ha estropeado alguna etapa del LNB. Hay también problemas ocasionales que no son debidos a la estación receptora sino a los satélites emisores. Es conocida, aunque infrecuente, la situación cuando el sol se encuentra alineado detrás del satélite. Dicho fenómeno sucede dos veces al año, durante los equinoccios de primavera y otoño. Este factor y otros subrayan la necesidad de que los futuros técnicos tienen que conocer los fundamentos de la TV por satélite.

16.2.2 Inspección visual Una vez que se ha entrevistado al cliente y se ha reflexionado sobre la información extraída, es necesaria una inspección visual. La inspección es especialmente importante cuando el sistema lo ha instalado otra persona. La inspección visual debe ser guiada por los síntomas del problema. Así por ejemplo, en un sistema motorizado, si el cliente afirma que solo recibe un satélite, el primer paso consistirá en comprobar el actuador o motor y su caja de control para ver si el reflector se encuentra atascado. Si se reciben todos los canales de un satélite nítidamente, pero los de otros satélites muy débilmente, la primera comprobación visual consistirá en determinar si el reflector está alabeado, para ello se moverá el LNB de su posición focal para ver si mejora la calidad de la imagen. Muchos síntomas pueden ser consecuencia del mismo problema, pero los síntomas dan usualmente una indicación por donde iniciar la inspección visual. Por ejemplo, si la calidad de la imagen es pobre, puede intentarse un ligero movimiento suave este-oeste y/o norte-sur y observar si aumenta el nivel; un segundo paso puede consistir en localizar conectores oxidados y un tercer paso comprobar si el alimentador está alineado correctamente.

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16.2.3 Localización de la avería Si la inspección visual no proporciona una solución al problema, debe abordarse técnicamente el problema. Siempre hay varios caminos que llegan a la misma conclusión. Las herramientas utilizadas en la reparación son: voltímetro, medidor de campo y generadores de señal. Un método utilizado en reparación consiste en el intercambio de componentes.

Figura 16.1.- Medidor de Campo PROMAX modelo PRODIG-5 La mayor parte de averías electrónicas se deben a las fuentes de alimentación de los receptores de satélite y los actuadores. A menos que se hayan tomado precauciones para suprimir los picos de tensión de red, es común que se funda un fusible o falle el regulador de voltaje. Para comprobar los fusibles, ya que no siempre la inspección visual es obvia, debe utilizarse un ohmetro para verificar la continuidad. Cuando se reemplazan los fusibles es aconsejable instalar supresores de pico para evitar la reincidencia del problema. Los reguladores de voltaje frecuentemente no protegen adecuadamente, por lo que excesos de tensión pueden estropear el receptor, actuador o LNB. La sustitución del regulador es muy simple. Las series 7800 y LM340 de reguladores positivos son capaces de suministrar hasta 1 A de corriente positiva, frecuentemente se montan directamente sobre el chasis del receptor. Las series 7900 y LM320 son los complementarios negativos, deben montarse aislados del chasis mediante un aislante (mica) y un tornillo aislante.

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Figura 16.2.- Multímetro PROMAX modelo PD-695 El seguimiento de los voltajes con un voltímetro es un método efectivo para identificar rápidamente el componente defectuoso. Cuando se aborda un problema de RF, todas las comprobaciones de tensión deben empezar en el receptor. Mediante la utilización de un generador puede comprobarse el funcionamiento de una instalación de televisión, incluso antes de que estén operativas las antenas y los dispositivos de cabecera.

Figura 16.3.Por ejemplo el Comprobador de Receptores y Cableado RP-050 de PROMAX genera tres portadoras de FI, en la banda L, y una portadora en la banda UHF: Banda L (FI): Banda UHF:

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1050 MHz, 1575 MHz y 2100 MHz 525 MHz

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El RP-050 dispone de dos niveles de salida distintas (90-105 dBµV) para excitar instalaciones con amplificadores de cabecera o sin elementos activos El generador se conecta la entrada de señal de la instalación (terrestre o FI) o en cualquier otro punto intermedio. Las señales generadas se transmiten a lo largo de la red de distribución. Con la ayuda de un medidor de campo con análisis espectral, se podrán observar las portadoras permitiendo evaluar las perdidas, ecualización del sistema, averías, ... de forma rápida y fiable en todas las tomas y puntos intermedios. Si los niveles observados de las portadoras no se ajustan a los esperados, deberán revisarse los diferentes dispositivos activos y elementos pasivos que intervienen en la distribución: amplificadores, derivadores, cables y conectores, cajas de toma, etc. Siguiendo la señal con el medidor de campo desde donde se detecta el defecto hasta la cabecera se podrá localizar el componente defectuoso con gran rapidez. Con el empleo de un generador como el RP-050, pueden efectuarse certificaciones de cableado de televisión en edificios (Al generar señal permite comprobar la instalación antes de disponer de los dispositivos de cabecera), certificación de instalaciones de televisión en sistemas de VHF/UHF ya existentes, localización de fallos de la cabecera (Al generar una señal conocida y fija en la cabecera, permite delimitar la fuente del problema surgido), comprobación del correcto funcionamiento del circuito de alimentación 13 y 18 V y de la señal de 22 kHz (El equipo detecta las alimentaciones de 13 y 18 V, así como la señal de 22 kHz), ecualización de la banda FI de satélite (La evaluación de las tres portadoras en la banda de FI, con un analizador de espectros, permite realizar el ajuste de la pendiente) muy fácilmente. Si las portadoras proporcionadas por el generador están moduladas con una señal de vídeo patrón, por ejemplo unas barras en blanco y negro en el RP-050, puede valorarse visulamente también el nivel de ruido del sistema, tanto a la salida de cabecera como en la toma de usuario.

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16.2.4 Bucles de masa Algunos problemas no se localizan en un componente defectuoso sino en un conjunto de elementos. Los bucles de masa son un buen ejemplo de este tipo de problemas. Un bucle de masa resulta cuando hay dos puntos de masa que presentan una ligera diferencia resistiva respecto a la masa del sistema. Si el cable entre el LNB y el receptor de satélite es demasiado largo, la resistencia del cable produce que los potenciales de masa sean diferentes en los extremos.

Figura 16.4.- Bucle de masa entre dos circuitos Los bucles de masa pueden crear una serie de problemas como barras en la pantalla, dificultades con el control de polarización cuando se utiliza un diodo PIN como controlador, errores en el posicionamiento del actuador o un zumbido en el audio. Los bucles de masa se pueden clasificar en dos categorías: los que aparecen después de bastante tiempo de haber instalado el sistema, que generalmente son causados por conexiones defectuosas, y los que se aprecian durante la instalación, que puede ser en ocasiones, difíciles de solucionar.

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16.2.5 Alineación del sol detrás del satélite Cuando el sol está alineado detrás del satélite aparece un ruido sobre la antena, que es interpretado como una sobre-potencia del satélite. Esta situación se presenta dentro de las tres semanas y media antes de los equinoccios del 21 de marzo y 21 de septiembre, cuando el sol cruza el ecuador durante su trayecto anual norte/sur. En febrero, marzo y abril empieza en las latitudes más septentrionales y se va moviendo hacia el sur, hasta llegar el equinoccio.

Figura 16.5.En las estaciones terrestres instaladas en el hemisferio sur el fenómeno se presenta en las tres semanas y media posteriores al equinoccio. En agosto, septiembre y octubre se da el mismo comportamiento pero al revés, debido a que el sol se mueve en dirección opuesta. Durante el período de alineación del sol detrás del satélite se aprecia ruido en la señal de vídeo, en las transmisiones analógicas, después empieza una molesta interferencia y en los días centrales puede llegarse a perder la señal. Una medida preventiva ante dicho fenómeno consiste en apartar ligeramente los reflectores parabólicos de su orientación, para evitar un sobrecalentamiento del LNB. Los reflectores de aluminio y superficies brillantes de fibra de vidrio pueden elevar la temperatura del punto focal lo suficientemente para causar daños severos y posiblemente la destrucción de los componentes.

16.3 Realización práctica A partir de una instalación de TV por satélite individual fijada por el profesor y con una determinada avería muy simple, éste contestará a las siguientes preguntas realizadas por el alumno: •

Descripción del problema

•

¿Cuándo fue la primera vez ?

•

¿Sucede repentina o gradualmente?

•

¿Los problemas son constantes o ocurren en períodos regulares o irregulares, durante el día o la noche?

•

¿Se ha movido o cambiado algún componente?

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•

¿Qué canales se ven bien?

•

¿Se reciben correctamente todos los satélites?

•

¿Hay la posibilidad de que se haya desconectado algún cable por error?

•

¿La calidad de imagen varía de un canal a otro y/o de un satélite a otro?

•

¿Hay algún problema en el audio?

•

¿Se ha realizado alguna construcción enfrente o cerca de la parábola?

•

¿Apareció el problema después de una tormenta y aún persiste?

•

¿Los problemas ocurren más durante las tormentas que en días normales o más durante las estaciones cálidas que en las invernales ?

Una vez respondidas las preguntas, por el profesor, el alumno reflexionará sobre la información extraída e identificará los síntomas de la avería, caracterizándola por los efectos que produce en la instalación. Posteriormente realizará las acciones que se indican a continuación. •

Interpretar la documentación de la instalación, identificando los distintos bloques funcionales, las señales eléctricas y parámetros característicos de la misma.

•

Realizar al menos una hipótesis de la causa posible de la avería, relacionándola con los síntomas presentes en la instalación.

•

Realizar un plan de intervención para la detección de la causa o causas de la avería.

•

Medir e interpretar los parámetros de la instalación, realizando los ajustes necesarios de acuerdo con la documentación de la misma, utilizando los instrumentos adecuados y aplicando los procedimientos requeridos.

•

Localizar el bloque funcional y el equipo o componentes responsables de la avería, realizando las modificaciones y/o sustituciones necesarias para dicha localización con la calidad prescrita, en un tiempo razonable, y aplicando procedimientos adecuados.

•

Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de la misma (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos, explicación funcional, medidas, cálculos).

La segunda parte de la práctica consistirá, por parte del alumno en rellenar los siguientes datos, a partir de una instalación individual real montada con el Entrenador de Antenas:

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Fabricante Reflector:

Diámetro:

Modelo:

Fabricante LNB: Longitud cable coaxial LNB al receptor: Tensión DC entrada LNB: Nivel (dBm) salida LNB: Nivel (dBm) salida LNB: Nivel (dBm) salida LNB:

Figura de ruido:

Modelo: Tipo de cable:

Fabricante receptor: Nivel (dBm) de FI a la entrada del receptor: Nivel (dBm) de FI a la entrada del receptor: Nivel (dBm) de FI a la entrada del receptor: Tensión DC salida receptor:

a la frecuencia: a la frecuencia: a la frecuencia:

Modelo: a la frecuencia: a la frecuencia: a la frecuencia:

16.4 Cuestiones 16.4.1 ¿Por qué puede aparecer en una instalación un bucle de masa? 16.4.2 ¿Qué información se puede obtener con un medidor de campo? 16.4.3 ¿Una helada, tras una fuerte lluvia, puede causar alguna avería en una instalación de TV por satélite ? 16.4.4 ¿Qué problemas pueden aparecer en los equinoccios? 16.4.5 ¿En el equinoccio de primavera los problemas aparecen antes en el hemisferio norte o sur ?

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16.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 16

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 16.4.1

CUESTIÓN 16.4.2

CUESTIÓN 16.4.3

CUESTIÓN 16.4.4

CUESTIÓN 16.4.5

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PRÁCTICA 17 17 REPARACIÓN DE LNB’S 17.1 Objetivos Profundizar en la reparación de sistemas de recepción de TV por satélite, concretando en los LNB's. Indicación de los síntomas más comunes de éste, así como de sus posibles causas.

17.2 Fundamentos teóricos El alimentador es la primera etapa de un LNB y actúa como una guía onda, diseñada con mucha precisión, para capturar eficientemente las ondas electromagnéticas que llegan desde el satélite. Cualquier obstrucción en su interior puede desintonizar la guía onda y perjudicar seriamente su funcionamiento. Algunos de los de los problemas más comunes se indican a continuación: •

Alineación incorrecta del alimentador

•

Nido de insectos en el interior causando una atenuación de señal

•

Alimentador orientado incorrectamente

•

Introducción de agua en el interior del alimentador causando corrosión

Uno de los problemas que pueden causar los alimentadores es que las imágenes, en transmisiones analógicas, presenten puntos brillantes; y en el caso de transmisiones digitales la ausencia de imágenes. El origen puede ser debido a insectos (muchas veces son avispas), agua, hielo u otros obstáculos alojados en el interior de la guía onda. Si no se extrae el agua puede congelarse y, por tanto, fragmentar el alimentador. Si se utiliza un alimentador doble, debe efectuarse un pequeño agujero (unos 2 mm) en la guía de onda que está a 90° para poder drenar el agua. Algunos alimentadores de baja calidad, su sección no es perfectamente circular o la sección rectangular no mantiene un ángulo recto, esto causa que no "vean" el punto focal; es como si la superficie del reflector fuera una parábola distorsionada. El síntoma que se aprecia en estos casos, en transmisiones analógicas, es que hay algunos canales que tienen puntos brillantes; y en el caso de transmisiones digitales la ausencia de imágenes. También, el problema, podría ser debido a que la sonda (antena) del LNB se encuentra inclinada. En este caso no debe reajustarse la posición de la sonda, ya que se ajuste es muy crítico.

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Si se avería la parte electrónica de un LNB pueden originarse problemas, en transmisiones analógicas, como imágenes con muchos puntos brillantes; y en el caso de transmisiones digitales la ausencia de imágenes. Algunos síntomas comunes, en transmisiones analógicas, y sus causas se indican a continuación: -

Imagen totalmente blanca

-

Imagen totalmente negra

-

Imagen con barras horizontales estacionarias

-

Excesivo número de puntos brillantes

-

Barras horizontales negras "flotando" lentamente hacia arriba o abajo de la imagen

-

Imagen "manchada"

-

Imagen con mucha nieve, viéndose la imagen muy débil en el fondo

-

Corrosión en el conector de entrada

-

La imagen desaparece con los cambios de temperatura durante el día

-

La imagen mejora al anochecer

Figura 17.1.- Detalle interno de dos LNBs distintas •

Falta de tensión en el LNB

Puede ser debido a un fusible fundido o algún otro fallo en el receptor, un conector corroído o un coaxial cortocircuitado o abierto. Un método simple de comprobación de que la alimentación llega al LNB, consiste en desconectar el LNB del cable y medir la tensión entre el conductor exterior y el central. Hay que vigilar de no cortocircuitar los conductores del cable durante la medida. •

Circuito abierto a la salida del LNB

Una o más etapas del LNB se encuentran estropeadas. No hay señal en el medidor de campo ni imagen en el receptor de TV.

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•

Imagen con excesivos puntos brillantes (en transmisiones analógicas)

Una o más etapas del LNB fallan, resultando una temperatura de ruido excesiva. Intercambiando el LNB por otro buen estado se puede deducir si el problema es del LNB. •

Presencia de barras (en transmisiones analógicas)

Líneas horizontales, de grosor variable, moviéndose hacia arriba o abajo a través de la imagen pueden ser debidas a un voltaje insuficiente en el LNB. La mayoría de LNB requieren, como mínimo, 15 VDC y 150 mA para funcionar correctamente. •

Sin imagen

Es debido a un fallo en el LNB. Para determinar si el LNB se encuentra alimentado y funcionando: desconectar y conectar el LNB del cable mientras se observa la pantalla del medidor de campo, si el nivel de ruido en la pantalla no varía, seguramente falla el amplificador o no se recibe alimentación. Otra comprobación, para determinar si el LNB funciona y se carece de instrumentación, consiste en orientar el alimentador del LNB hacia un fluorescente. Si el nivel de ruido no varía, probablemente el LNB está averiado o no recibe alimentación. •

Imagen deteriorada si el tiempo es caluroso o frío

Este problema puede ser aislado usando un spray refrigerador para variar la temperatura externa del LNB. El LNB es un elemento ajustado con mucha precisión. Si la unidad falla debe devolverse al fabricante para su reparación. Los LNB están diseñados mecánicamente para evitar que el agua pueda entrar, si esto ocurre la humedad puede destruir elementos sensibles por oxidación de las pistas de los circuitos impresos. Los primeros signos, de daños por agua, pueden ser en transmisiones analogicas que la señal es muy ruidosa y la aparición de puntos brillantes. La penetración de humedad en el interior del LNB, también puede ocasionar cortocircuitos que averíen la unidad. Un fallo en el LNB puede descubrirse si el fusible del receptor se funde. Si el fusible vuelve a fundirse después de desconectar el LNB, probablemente el cable o los conectores fallan.

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17.3 Realización práctica A partir de una avería simulada por el profesor en el LNB el alumno deberá realizar las acciones que se indican a continuación. •

Obtención de información del cliente (en este caso el profesor), para ello se le formularan una serie de preguntas como las indicadas en la práctica de "Localización de Averías en los Sistemas de Recepción de TV por Satélite"

•

Identificar los síntomas de la avería, caracterizándola por los efectos que produce en la instalación.

•

Interpretar la documentación de la instalación, identificando los distintos bloques funcionales, las señales eléctricas y parámetros característicos de la misma.

•

Realizar al menos una hipótesis de la causa posible de la avería, relacionándola con los síntomas presentes en la instalación.

•

Realizar un plan de intervención para la detección de la causa o causas de la avería.

•

Medir e interpretar los parámetros de la instalación, realizando los ajustes necesarios de acuerdo con la documentación de la misma, utilizando los instrumentos adecuados y aplicando los procedimientos requeridos.

•

Localizar el bloque funcional y el equipo o componentes responsables de la avería, realizando las modificaciones y/o sustituciones necesarias para dicha localización con la calidad prescrita, en un tiempo razonable, y aplicando procedimientos adecuados.

•

Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de la misma (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos, explicación funcional, medidas, cálculos)

17.4 Cuestiones 17.4.1 ¿Por qué motivo para comprobar un LNB se orienta hacia un fluorescente? 17.4.2 ¿A que puede ser debido la presencia de líneas horizontales, de grosor variable, moviéndose hacia arriba o abajo a través de la imagen? 17.4.3 ¿Qué problemas puede causar la presencia de humedad en el interior del LNB? 17.4.4 ¿Qué función realiza el alimentador de un LNB? 17.4.5 ¿Cómo se puede comprobar si un LNB funciona correctamente? 17.4.6 ¿Puede la temperatura influir en el comportamiento del LNB? 17.4.7 ¿Si un LNB tiene un consumo superior al indicado por el fabricante, qué problema puede tener?

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17.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 17

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 17.4.1

CUESTIÓN 17.4.2

CUESTIÓN 17.4.3

CUESTIÓN 17.4.4

CUESTIÓN 17.4.5

CUESTIÓN 17.4.6

CUESTIÓN 17.4.7

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PRÁCTICA 18 18 REPARACIÓN DE RECEPTORES DE TV SATÉLITE 18.1 Objetivos Introducir los principios de la reparación de sistemas de recepción de TV por satélite, concretando en la unidad interior receptora de TV satélite. Indicación de los síntomas más comunes de éstos, así como de sus posibles causas.

18.2 Fundamentos teóricos 18.2.1 Receptor de satélite El funcionamiento y operación de un receptor debe ser comprendido para poder realizar reparaciones. Es crucial conocer los procesos de alineación para cada unidad instalada para evitar problemas potenciales. También se debe estar familiarizado con todos los controles del panel frontal, la selección de la subportadora de audio y la exploración de canales.

Figura 18.1.- Receptor digital de TV satélite Una inspección visual, en el interior del receptor, de los leds de realimentación, fusibles y conexiones, y voltajes frecuentemente revelan un problema simple. Si éste no es el caso, habrá que utilizar técnicas más complejas para determinar la avería. Una alternativa simple consiste en intercambiar una unidad idéntica y ver si la avería desaparece. A continuación se indican los problemas mas comunes: -

Fusibles fundidos

-

Conexiones deficientes o roturas en el panel posterior

-

Fallo en la tensión de alimentación al LNB

-

Alimentación del LNB demasiado alta (25-30 V) o baja (≤12V)

-

Botones del panel frontal del receptor inoperantes

-

Batería de back-up de la memoria agotada

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•

-

Configuración errónea de switches internos

-

LNB conectada incorrectamente en el receptor

Señal alta en el medidor de campo pero no hay imagen

Asumiendo que el receptor de TV se encuentra sintonizado en el canal correcto y todos los otros componentes funcionan correctamente, esta avería puede ser debida a que el modulador está averiado. Para sustituir el modulador, en algunos casos, puede utilizarse un modulador de VCR, teniendo en cuenta que es controlado por cristal y es lineal. •

Ausencia de señal en el medidor de campo y no hay imagen

Puede ser debido a un cortocircuito en el cable de FI/alimentación, falta de alimentación o algún problema relacionado con la orientación de la parábola.

Figura 18.2.- Ausencia de señal en el medidor de campo en modo visualización de vídeo •

El receptor no funciona cuando se calienta

Una sobrecarga térmica es frecuentemente causada por un sobrecalentamiento en el regulador de voltaje. La utilización de un spray refrigerador puede aislar el componente defectuoso. •

Interferencia en la imagen

Puede ser originada por un modulador defectuoso o una realimentación indeseada entre la frecuencia intermedia y el modulador. Una estación de FM próxima que transmita con mucha potencia puede causar el mismo problema si las señales inciden en el interior del equipo debido a blindajes débiles.

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•

Ausencia de sonido

Puede ser causado por un problema en el receptor o en el modulador. Comprobar todas las conexiones y asegurarse que se ha seleccionado el canal de audio adecuado. Si se oye el sonido muy débil en los auriculares, en la salida de audio del receptor, el modulador probablemente está averiado •

Zumbido en el sonido

Puede ser debido a un fallo del modulador, sintonización incorrecta del audio o un nivel excesivo de vídeo en el modulador. La aparición de colores saturados en la pantalla se asocia también con un excesivo nivel de vídeo. •

Barras negras sobre la imagen

Este es un síntoma frecuente de un fallo en la fuente de alimentación causado por un voltaje irregular o un bucle de masa. Un condensador de 4700 µF y 25 V conectado entre la salida de continua y masa pueden resolver rápidamente el problema; pero la causa debe ser encontrada y corregida.

18.3 Realización práctica A partir de una avería simulada por el profesor en el receptor de satélite el alumno deberá realizar las acciones que se indican a continuación. •

Obtención de información del cliente (en este caso el profesor), para ello se le formularan una serie de preguntas como las indicadas en la práctica de "Localización de Averías en los Sistemas de Recepción de TV por Satélite"

•

Identificar los síntomas de la avería, caracterizándola por los efectos que produce en la instalación.

•

Interpretar la documentación de la instalación, identificando los distintos bloques funcionales, las señales eléctricas y parámetros característicos de la misma.

•

Realizar al menos una hipótesis de la causa posible de la avería, relacionándola con los síntomas presentes en la instalación.

•

Realizar un plan de intervención para la detección de la causa o causas de la avería.

•

Medir e interpretar los parámetros de la instalación, realizando los ajustes necesarios de acuerdo con la documentación de la misma, utilizando los instrumentos adecuados y aplicando los procedimientos requeridos.

•

Localizar el bloque funcional y el equipo o componentes responsables de la avería, realizando las modificaciones y/o sustituciones necesarias para dicha localización con la calidad prescrita, en un tiempo razonable, y aplicando procedimientos adecuados.

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•

Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de la misma (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos, explicación funcional, medidas, cálculos)

18.4 Cuestiones 18.4.1 ¿A que se puede deber que no se vea imagen en el TV pero en el medidor de campo se detecte que el nivel de señal es correcto? 18.4.2 ¿Por qué motivos puede aparecer un zumbido en el sonido? 18.4.3 ¿Qué problemas puede originar un nivel de vídeo demasiado alto? 18.4.4 ¿Qué función realiza el modulador en un receptor de satélite? 18.4.5 ¿Qué información documental puede ayudar en la reparación de un receptor de satélite? 18.4.6 ¿Un cruce en el cable que une el receptor con el LNB, qué problema puede ocasionar?

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18.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 18

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 18.4.1

CUESTIÓN 18.4.2

CUESTIÓN 18.4.3

CUESTIÓN 18.4.4

CUESTIÓN 18.4.5

CUESTIÓN 18.4.6

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PRÁCTICA 19 19 TV DIGITAL 19.1 Objetivos Introducción a la TV digital, revisando procesos de muestreo, conversión, cuantificación y codificación. Exposición de los conceptos de compresión espacial y temporal, modulaciones digitales y otros fundamentos. A modo práctico el alumno realiza el reconocimiento espectral de portadoras de señales digitales, valoración de las desadaptaciones de impedancia mediante repuesta espectral, medida de la potencia total de señal en el canal digital, y otras medidas como el BIT ERROR RATE (medida de la tasa de error).

19.2 Fundamentos teóricos Introducción, ¿por qué televisión digital? Al contrario de lo que ha ocurrido con otras novedades tecnológicas en este sector, el camino que se ha tomado hacia la televisión digital es sólo de ida. En primer lugar, su introducción ha estado apoyada por algunos de los mayores grupos de telecomunicaciones del mundo, con lo que no ha faltado inversión. En segundo lugar, su desarrollo se ha llevado a cabo comercialmente de forma global. Hoy existen transmisiones en todos los continentes. Cuando se habla de transmisión digital de televisión se hace referencia al sistema MPEG-2. El sistema MPEG-2 permite la compresión de la señal de televisión digitalizada. Ello permite la transmisión y almacenamiento de mayor cantidad de información en menor espacio y tiempo. Al final de todo esto la compresión va a permitir la transmisión de varios programas en formato digital por donde antes sólo se podía transmitir un solo programa analógico. La introducción de la televisión en formato digital ha transcurrido en tres fases bien diferenciadas. La primera en desarrollarse fue la transmisión de televisión digital por Satélite, la segunda fase la transmisión de televisión digital por Cable, y la tercera, y última fase, la transmisión de televisión digital Terrestre (TDT). Con posterioridad a la última fase (TDT), ha aparecido un nuevo medio para la transmisión de la televisión digital: la línea telefónica habitual mediante empleo de la tecnología ADSL. También han surgido métodos más potentes de compresión como el sistema MPEG-4.

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¿Qué entendemos por televisión digital? Digitalizar una señal consiste básicamente en representarla mediante una secuencia de números. Para obtener esa secuencia de números primero se procede al “muestreo” de la señal analógica siguiendo lo que se conoce como el “Criterio de Nyquist”, que define cuantos puntos debemos tomar en un periodo de tiempo para que después la señal original pueda ser recuperada de forma fiel. El criterio de Nyquist nos indica, en resumen, que la frecuencia de muestreo que debemos utilizar para digitalizar una señal analógica debe ser como mínimo del doble del ancho de banda de la señal. Así obtendremos una secuencia de muestras. Después debe asociarse cada una de las muestras a un número por medio de la cuantificación y la codificación.

Figura 19.1.- Proceso Digitalización El concepto de codificación, en la etapa de digitalización, hace referencia al hecho de representar cada una de las muestras tomadas a través de códigos y no tiene nada que ver con la transmisión de canales de televisión codificados o “encriptados”. La señal de vídeo es aquella señal eléctrica que contiene las imágenes de televisión. En televisión analógica la señal de vídeo se obtiene a partir del matrizado de las señales R, G, B que corresponden a la descomposición de la imagen en las tres componentes de color fundamentales o primarios: rojo, verde y azul respectivamente. Estos primarios son específicos de televisión. En la figura siguiente se muestra como esas señales R, G, B se combinan para formar la señal de vídeo compuesto que una vez modulada en radiofrecuencia se transmite a cada uno de nuestros hogares para su recepción. El por qué las señales R, G, B se combinan de esta manera aparentemente extraña (Y, R-Y, B-Y) y no de otra distinta requeriría de un estudio más profundo pero básicamente hay que remontarse a la introducción de la televisión en color. Como condiciones de partida se tomaron el que fuera compatible con la televisión en blanco y negro que existía hasta el momento y que pudiera transmitirse por los mismos canales de transmisión. Estas premisas han condicionado siempre en gran medida la calidad de los sistemas de televisión en color y son el origen de que se utilice Y, R-Y y B-Y para representar la señal de televisión en color y no otras combinaciones que parecerían más obvias.

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Figura 19.2.- Proceso obtención señal de vídeo compuesto Para la obtención del vídeo digital se parte de las señales Y, B-Y y R-Y y se procede a su muestreo por separado a una velocidad adecuada al ancho de banda de cada una de las señales siguiendo el criterio de Nyquist ya mencionado. Posteriormente las muestras tomadas de cada una de las partes Y, R-Y y B-Y se dispondrán en serie formando una única secuencia de muestras.

Figura 19.3.- Proceso obtención vídeo digital

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Basta hacer unos cálculos sencillos para darse cuenta del problema que se presenta. Ahora tenemos una señal de televisión digitalizada y es la hora de transmitirla a sus destinatarios. Para los cálculos se han utilizado las frecuencias de muestreo necesarias para obtener un resultado equivalente al de la norma CCIR 601 para una señal de vídeo analógico. En la figura anterior se puede comprobar numéricamente como para la transmisión de la señal de televisión digitalizada resultante se requeriría un ancho de banda equivalente a varios canales analógicos. En la práctica la señal de 216 Mbit/sec necesitaría de un ancho de banda superior a los 100 MHz para ser transmitida. No olvidemos que un canal de televisión analógico terrestre ocupa 8 MHz.

Figura 19.4.- Compresión de la secuencia digitalizada ¿Qué entendemos por MPEG-2 y cual es su origen? Para reducir el ancho de banda necesario para transmitir la señal sólo podemos jugar con tres factores, el número de bits por muestra que utilizamos en la cuantificación, el tipo de modulación digital utilizada o bien directamente la transmisión de menos cantidad de información. Para conseguir transmitir esas señales digitalizadas pero ahorrando ancho de banda surgen una serie de técnicas conocidas como algoritmos de compresión. Todas ellas pretenden transmitir menos cantidad de información y se basan en el hecho de que las imágenes de televisión contienen una gran cantidad de información repetida (redundante). Pensemos por un instante en una fotografía de un paisaje. Si tomamos por ejemplo el cielo y lo descomponemos en puntos elementales (por ejemplo de un milímetro cuadrado) veremos que hay una infinidad de puntos exactamente iguales a sus vecinos. Lo mismo ocurrirá con un prado o con la arena de la playa. Diremos que la fotografía del paisaje tiene una gran redundancia espacial puesto que hay muchos puntos iguales a sus vecinos.

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Puntos Iguales

Figura 19.5.- Redundancia espacial Si pensamos ahora en una película de cine en que aparezcan vistas de ese paisaje, además de poder hablar de redundancia espacial aplicada a cada fotograma, podremos pensar en que fotogramas sucesivos contienen la misma o muy parecida información. Por ejemplo en una secuencia donde hacemos un barrido de la playa, seguro que encontraremos una parte en cada fotograma que tiene puntos idénticos a los fotogramas sucesivos al menos durante un cierto período de tiempo. Es lo que se conoce como redundancia temporal. Hasta ahora hemos hablado de redundancia espacial y redundancia temporal. Existe aún un tercer tipo de redundancia implicada en la transmisión de señales de televisión digital, la que se conoce como redundancia estadística. Consiste en el hecho de que algunos códigos aparecen en la transmisión de forma más frecuente que otros y sin embargo se representan por secuencias de igual duración o longitud. Así, evitaremos la redundancia estadística si codificamos con secuencias más cortas aquellos códigos que encontramos más frecuentemente en las tramas. Esto no es nada nuevo, por ejemplo en morse la letra más frecuente es la letra E que se representa por un símbolo muy corto (.) mientras que las menos frecuentes se representan por secuencias más largas como la Q (--.-). De hecho se está reduciendo la redundancia estadística. Resumiendo, la idea es pues localizar cualquier información que sea redundante y extraerla utilizando algún tipo de algoritmo. El sistema conocido como J-PEG fue de los primeros en aparecer históricamente y podía aplicarse sólo a imágenes fijas. El J-PEG descompone la imagen en bloques de 8x8 pixels y estudia la redundancia dentro de cada bloque. El objetivo es representar la información contenida en el bloque elemental utilizando menos cantidad de símbolos. Es obvio que cada vez que se hace eso se pierde algo de información pero si la redundancia es suficientemente abundante el usuario final no notará la diferencia. Si el bloque contiene tantas variaciones que no es posible encontrar redundancia simplemente se deja tal cual, no ahorrándose nada de símbolos en ese bloque. Una imagen móvil puede obviamente descomponerse en una secuencia de imágenes fijas (recordar el caso de una película de cine que también aplica a las imágenes de televisión). El sistema M-JPEG se basa en aplicar las técnicas del sistema J-PEG a cada una de las imágenes fijas que componen una imagen móvil.

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Puesto que el M-JPEG aplica sólo las técnicas del J-PEG que se desarrolló para imágenes fijas, sólo se hace uso de la redundancia espacial sin tener en cuenta para nada la redundancia temporal. Los sistemas conocidos como MPEG o MPEG-1 introducen por primera vez el concepto de redundancia temporal. Descomponen cada imagen en zonas o bloques de 8x8 pixels para estudiar la redundancia espacial y de 16x16 pixels para estudiar la redundancia temporal tal como se intenta mostrar en la figura siguiente. El MPEG-1 realiza lo que se llaman predicciones de movimiento. Se toma cada uno de los bloques (16x16) del cuadro (imagen) en estudio en un instante dado y se buscan puntos con características similares en cuadros anteriores y en cuadros posteriores (por lo tanto requiere de un cierto retardo en el proceso). Basándose en el estudio de esas comparaciones se predice como será el mismo bloque en cuadros venideros. El MPEG entonces clasifica los cuadros en diferentes categorías: •

Cuadro ‘I

Viene de "intra" y es aquel cuadro en el que no se ha realizado ningún tipo de predicción, es decir la información del cuadro está intacta.

•

Cuadro ‘P

Viene de "prediction" y es aquel cuadro en que los bloques son el resultado de una predicción basada en bloques de cuadros anteriores.

•

Cuadro ‘B

Viene de "bidirectional" y es aquel cuadro en que los bloques son el resultado de una predicción basada en bloques de cuadros anteriores y posteriores.

La forma más habitual en que se descompone una secuencia de cuadros en MPEG es en I, P, B. Es evidente que los cuadros tipo I sirven para "resetear" todo el sistema puesto que en caso contrario la degradación total de la imagen sería inevitable. Para la obtención de los cuadros tipo P y B se requiere de un potente procesador digital cuya complejidad no es del todo trascendente puesto que solo es necesario en el codificador y no en el decodificador. El MPEG-1 se desarrolló y optimizó básicamente con el objetivo de obtener gran capacidad de almacenamiento de imágenes móviles en soporte informático. A partir de ese momento se empezó a pensar en definir un nuevo sistema que estuviera pensado para las imágenes móviles de televisión y que tuviera en cuenta aspectos típicos de este medio tales como el entrelazado. El nuevo sistema se denominaría MPEG-2. Así pues, el MPEG-2 es básicamente el resultado de adaptar y mejorar los algoritmos que dieron lugar al MPEG-1 a las condiciones en que se encuentran las señales de televisión normales. Existen otras diferencias pero desde luego las más importantes son el soporte de señales entrelazadas y la posibilidad de ofrecer distintas calidades de transmisión que se clasifican por capas (layers) y que se nombran como combinación de dos factores conocidos como LEVEL y PROFILE.

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Como hemos dicho cada capa en MPEG-2 se define como combinación de un PROFILE y un LEVEL pero no todas las combinaciones están permitidas. Es muy sencillo de comprender si se observa con atención la tabla que sigue. Al nombrar una capa determinada, por ejemplo MAIN PROFILE @ MAIN LEVEL, estamos determinando entre otras la resolución de la imagen, la estructura de la información dentro de la trama y su velocidad máxima de transmisión. Lo que se indica en la tabla es la velocidad de transmisión máxima para cada PROFILE / LEVEL. Aquellas celdas que no contienen el valor de la velocidad corresponden a combinaciones no permitidas por MPEG-2. Cada uno de los “LEVEL” define el número máximo de muestras o pixels a tomar sobre la imagen que a su vez serán diferentes según se trate de un sistema a 60 Hz o a 50 Hz. PROFILES

LEVELS

SIMPLE

MAIN

HIGH

80 Mbps

HIGH-1440

60 Mbps

MAIN LOW

15 Mbps

SNR SCALABLE

SPATIALLY SCALABLE

HIGH 100 Mbps

60 Mbps

15 Mbps

15 Mbps

4 Mbps

4 Mbps

80 Mbps 20 Mbps

Otros de los parámetros que se clasifican por PROFILES y LEVELS son el número máximo de pixels que se pueden definir en cada imagen y como se reparte el muestreo de la señal de televisión entre los canales Y, B-Y y R-Y. Todo esto se intenta representar en la tabla siguiente: NÚMERO MUESTRAS MÁX.

ESTRUCTURA DE MUESTREO

HP @ HL

1920 x 1080 x 30 1920 x 1152 x 25

4:2:0 / 4:2:2

HP @ HL1440

1440 x 1080 x 30 1440 x 1152 x 25

4:2:0 / 4:2:2

HP @ ML

720 x 480 x 30 720 x 576 x 25

4:2:0 / 4:2:2

SS @ HL1440

1440 x 1080 x 30 1440 x 1152 x 25

4:2:0

SNRS @ ML

720 x 480 x 30 720 x 576 x 25

4:2:0

SNRS @ LL

352 x 240 x 30 352 x 288 x 25

4:2:0

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NÚMERO MUESTRAS MÁX.

ESTRUCTURA DE MUESTREO

MP @ HL

1920 x 1080 x 30 1920 x 1152 x 25

4:2:0

MP @ HL1440

1440 x 1080 x 30 1440 x 1152 x 25

4:2:0

MP @ ML

720 x 480 x 30 720 x 576 x 25

4:2:0

MP @ LL

352 x 240 x 30 352 x 288 x 25

4:2:0

SP @ ML

720 x 480 x 30 720 x 576 x 25

4:2:0

donde HP: SS: SNRS: MP: SP:

HIGH PROFILE SPATIALLY SCALABLE PROFILE SNR SCALABLE PROFILE MAIN PROFILE SIMPLE PROFILE

HL: HL1440: ML: LL:

HIGH LEVEL HIGH 1440 LEVEL MAIN LEVEL LOW LEVEL

La estructura de muestreo debe entenderse como:

(muestras de Y) : (muestras de B-Y) : (muestras de R-Y) Así cuando hablamos de 4:2:2 significa que se toman 4 muestras de luminancia por cada 2 de B-Y y 2 de R-Y. Si hablamos de 4:2:0 significa que tomamos 4 muestras de luminancia por cada 2 de B-Y y 2 de R-Y, pero en la siguiente linea no se toma ninguna muestra de B-Y ni de R-Y.

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4:4:4 Format

4:2:2 Format

4:2:0 Format

Luminance Chroma

Figura 19.6.¿Qué significa DVB? DVB (Digital Video Broadcasting) es una asociación de empresas privadas que se unen para determinar cuales y como serán los estándares de televisión digital que se deberán utilizar en cada una de las distintas aplicaciones. Aquellos sistemas de televisión digital que siguen y cumplen con los requerimientos determinados por el grupo DVB se denominan compatibles con DVB.

Figura 19.7.DVB determina las características, capas y contenido de las tramas y define los estándares para satélite (DVB-S), cable (DVB-C), terrestre (DVB-T), MMDS (DVB-MT), (DVB-MS), etc. Define como sistema de compresión a utilizar el MPEG-2 MP @ ML. Los paquetes de datos utilizados por DVB tienen una longitud de 204 bytes ya que a los 188 bytes del MPEG se le unen 16 bytes para corrección de errores. También define la estructura del Transport Stream pero ¿qué es el Transport Stream?. No es más que una secuencia de paquetes de 204 bytes de longitud que transportan información de vídeo, audio o datos. Cada uno de los paquetes lleva una cabecera que identifica la información que transporta y su posición en la secuencia original (de hecho los paquetes no tienen por que transmitirse en orden sino que pueden estar mezclados). Algunos de los paquetes transportan información de interés 05/2006

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general como el número de programas distintos de vídeo o audio que contiene el Transport Stream, qué identificadores tiene cada programa, o la información de acceso condicional (Conditional Access) para aquellos programas que requieran de una subscripción para ser vistos. ¿Por qué canales de transmisión podemos recibir televisión digital? El Transport Stream es de hecho autosuficiente en el sentido de que un procesador podrá extraer y entender la información en él contenida sin necesidad de ayuda externa adicional. Ocurre sin embargo que para la transmisión del Transport Stream a nuestros hogares por cualquiera de los medios o canales habituales es necesario modularlo. Los sistemas de modulación utilizados dependen fundamentalmente del canal de transmisión, así pues se utiliza modulación QPSK para transmisión por satélite, QAM para transmisión por cable y para televisión terrestre se emplea el COFDM como sistema de modulación especialmente resistente a interferencias por múltiples caminos.

DVB-S

Satélite

QPSK

DVB-C

Cable

QAM

DVB-T

Terrestre

COFDM

Figura 19.8.- MPEG-2 hasta el hogar. DVB define el marco en que deben moverse cada uno de los sistemas. •

Difusión por satélite: DVB-S

El primer aspecto que requiere de algún comentario es el sistema de modulación. Los transponders de los satélites tienen un ancho de banda notablemente grande con lo que en la difusión por satélite éste no va a presentar ningún problema significativo. Por otro lado la mayoría de los subsistemas del satélite y también de las estaciones terrenas no están optimizados para la transmisión de señales que estén moduladas en amplitud así que sería poco adecuado pensar en utilizar sistemas de modulación digital de amplitud. Valorando todo en conjunto se elige la modulación QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) como la más adecuada. DIFUSIÓN POR SATÉLITE STANDARD DVB

DVB-S

BANDA DE FRECUENCIAS (IF)

920 MHz A 2150 MHz

TIPO DE MODULACIÓN

QPSK

ANCHO DE BANDA POR CANAL

27 / 36 MHz

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La figura siguiente indica el diagrama de bloques empleado en la difusión de TV digital por satélite (DVB-S).

MPEG2-TS

INVERSIÓN DE SINCRONISMO Y DISPERSIÓN DE ENERGÍA

CODIFICACIÓN REED-SOLOMON (188,204)

X CODIFICACIÓN DE VITERBI

Y

FILTRADO DE NYQUIST ROLL-OFF 0,35

ENTRELAZADO

I Q

MODULADOR DE QPSK

Figura 19.9.- Diagrama de bloques transmisión DVB-S El diagrama de bloques del receptor de satélite de TV digital, seguiría a grandes rasgos el proceso inverso indicado en la figura anterior. Así, en la recepción por satélite, la señal captada por el LNB es convertida a primera frecuencia intermedia (950 a 2150 MHz), posteriormente el sintonizador convierte esa frecuencia de entrada en una fija más baja y más adecuada para su procesado posterior. El demodulador QPSK extrae las señales I, Q que son procesadas por el decodificador de VITERBI. La secuencia de bits que llegan al decodificador de Viterbi está compuesta de bits de información útil y bits dedicados a la corrección de errores. El decodificador de VITERBI puede trabajar con distintas relaciones de información útil a información transmitida que es lo que se llama Code Rate. Los Code Rate habituales van desde ½ (un byte de información útil por cada dos de información transmitida) hasta 8/9 (ocho bytes de información útil por cada nueve de información transmitida) aunque para DVB no todas las combinaciones son permitidas (sólo 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 y 7/8). Cuanto mayor es el Code Rate mayor cantidad de información útil podemos transmitir para una velocidad de bit dada. Por otro lado a mayor Code Rate menor es la capacidad de corrección de errores. Quien define el Code Rate a utilizar en la transmisión de un conjunto de programas determinado es el propio operador del satélite y por lo que respecta a la recepción sólo podemos informarnos de cual es ese Code Rate y hacer trabajar nuestros sistemas receptores de forma adecuada. La reducción en la tasa de error (BER) que se obtiene a través de VITERBI depende del Code Rate con que trabajemos. La trama saliente del decodificador de VITERBI es introducida en el decodificador de REED-SOLOMON. Éste decodificador trabaja con una relación fija de 188 bytes de información útil por cada 204 bytes transmitidos y es ya capaz de reducir la tasa de error de niveles de 10-3 o 10-4 hasta los 10-11 o 10-12 que finalmente se obtienen a la salida del sistema y que equivalen más o menos a permitir un error por cada hora (ver capítulo sobre BER). A la salida del decodificador de Reed-Solomon se obtiene el Transport Stream. Este tren binario que puede llegar a tener velocidades de bit de hasta 40 Mbits/sec es el que se introduce al demultiplexador de Transport Stream.

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Primero se extrae la información de los paquetes de servicio que incluyen información sobre los programas contenidos en el Transport Stream. Esta información se encuentra en los paquetes con el identificativo (PID) igual a 0x0000.

Figura 19.10.- Program Association Table (PAT) ubicado en los paquetes PID 0x0000. Los paquetes con PID 0x0000 contienen una lista completa de todos los programas disponibles en el Transport Stream. Cada programa aparece junto con el valor PID de los paquetes que contienen la tabla de datos que identifican a dicho programa (PMT: Program Map Table). Una vez extraída la PAT, se accede a la PMT del programa seleccionado por el usuario. La PMT seleccionada proporciona detalles acerca del programa y de los flujos elementales que comprende. Mediante los datos contenidos en la PMT se identifican los paquetes que contienen el vídeo, audio y datos del programa seleccionado dentro del Transport Stream.

Figura 19.11.- Program MapTable (PMT)

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Mediante el PMT el demultiplexador de Transport Stream proporciona los flujos elementales del programa deseado de entre los transmitidos en ese Transport Stream. Los flujos MPEG-2 de vídeo y audio, extraídos del Transport Stream, se introducen respectivamente en los decodificadores MPEG-2 de vídeo y audio. Como resultado se obtiene la señal de vídeo digitalizada y la señal de audio digitalizada. Mediante convertidores digital/analógico se recupera la señal de vídeo analógica visualizable en un televisor (o re-modulable por un modulador analógico convencional) y las señales de audio analógicas. •

Distribución vía cable: DVB-C

En las redes de distribución de televisión por cable el problema es diferente. Toda la red está preparada para transportar señales moduladas en amplitud pero al mismo tiempo disponemos de un ancho de banda del orden de 5 veces inferior al disponible en difusión por satélite (en efecto un canal típico en televisión por cable ocupa 8 MHz frente a los 40 MHz que puede ocupar un canal en televisión por satélite). El resultado es que la mayor limitación viene por el ancho de banda y sin duda hay que utilizar un sistema de modulación digital que sea muy eficiente en cuanto a ancho de banda requerido para su transmisión. Las modulaciones más comunes empleadas son la 16-QAM, 64-QAM y 256QAM. Recordemos que cuanto mayor sea el número de símbolos posibles mayor será la velocidad de transmisión de información posible para una velocidad de símbolo dada, es decir, por el mismo ancho de banda podemos transmitir más información.

Figura 19.12.- Diagramas de constelaciones QAM

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DISTRIBUCIÓN POR CABLE STANDARD DVB

DVB-C

BANDA DE FRECUENCIAS

45 MHz A 862 MHz

TIPO DE MODULACIÓN

16-QAM, 64-QAM o 256-QAM

ANCHO DE BANDA POR CANAL

ENTRE 5 y 8 MHz

La figura siguiente indica el diagrama de bloques empleado en la difusión de TV digital por cable (DVB-C).

MPEG2 -TS

INVERSIÓN DE SINCRONISMO Y DISPERSIÓN DE ENERGÍA

CODIFICACIÓN REED-SOLOMON (188,204)

X CODIFICACIÓN DIFERENCIAL

Y

ENTRELAZADO

I FILTRADO DE NYQUIST

Q

MODULADOR 64 QAM

Figura 19.13.- Diagrama de bloques transmisión DVB-C Observar, que respecto a la transmisión DVB-S la modulación empleada en cable es distinta (QAM) y que no se emplea la codificación de Viterbi. El diagrama de bloques del receptor de cable de TV digital, seguiría a grandes rasgos el proceso inverso indicado en la figura anterior. Así, en la recepción por cable, la señal recibida pasaría al demodulador QAM, posteriormente se efectuarían las mismas operaciones que en el receptor de satélite, excepto la decodificación de Viterbi. •

Radiodifusión terrestre: DVB-T

La radiodifusión terrestre es la que presenta más inconvenientes. Además de disponer de un ancho de banda tan limitado como en la televisión por cable hay que tener en cuenta una serie de fenómenos típicos de la radiodifusión terrestre. De entre todos el más significativo es la interferencia por múltiples caminos que condiciona todo el sistema de principio a fin. La modulación COFDM pretende, como objetivo principal, ser resistente a interferencia por múltiples caminos (multipath).

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Transmisor

Señal Directa Señal Reflejada

Receptor Figura 19.14.- Recepción afectada por multitrayecto (“multipath”) La interferencia “multipath” consiste en la superposición en la antena receptora de señales que provienen del emisor y de reflexiones de la señal emitida en montañas, edificios o cualquier otro tipo de obstáculo que se encuentre entre la emisora y el receptor. En televisión analógica provoca las conocidas “dobles imágenes” o “imágenes fantasma” aunque los efectos sobre la imagen pueden ser muy variados e incluso imposibiltar la recepción. Para hacer frente a este problema la idea es tomar el tren binario que desea transmitirse y dividirlo en fragmentos más pequeños. Cada uno de estos fragmentos constituye un pequeño paquete de información que modula en QPSK o QAM (pueden usarse simultáneamente) a una portadora de frecuencia distinta. Si se utilizan por ejemplo 2000 portadoras de frecuencia ligeramente distinta al mismo tiempo, se consigue una gran capacidad global de transmisión y podemos permitirnos el lujo de mantener la transmisión de cada símbolo durante mucho tiempo (unos 220 µs). Durante los primeros µs de la recepción del símbolo, éste está enmascarado por las señales reflejadas que nos llegan de todas partes pero este efecto cesará antes de que se agote todo el tiempo de transmisión de ese símbolo con lo que podremos recuperarlo cómodamente. Existen dos formatos de COFDM dependiendo del número de portadoras que se utilicen. El sistema llamado COFDM 2K utiliza 1705 portadoras y el COFDM 8K utiliza exactamente 6817. RADIODIFUSION TERRESTRE

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STANDARD DVB

DVB-T

BANDA DE FRECUENCIAS

45 MHz A 862 MHz

TIPO DE MODULACION

COFDM

ANCHO DE BANDA POR CANAL

ENTRE 5 Y 8 MHz

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Figura 19.15.- Modulación COFDM. La figura siguiente indica el diagrama de bloques empleado en la difusión de TV digital terrestre (DVB-T). MPEG2-TS

INVERSIÓN DE SINCRONISMO Y DISPERSIÓN DE ENERGÍA

MODULADOR COFDM

CODIFICACIÓN REED-SOLOMON (188,204)

INSERCIÓN DEL INTERVALO DE GUARDA

ENTRELAZADO

D/A

CODIFICACIÓN DE VITERBI

CONVERSIÓN A CANAL DE UHF

Figura 19.16.- Diagrama de bloques transmisión DVB-T El diagrama de bloques del receptor terrestre de TV digital, seguiría a grandes rasgos el proceso inverso indicado en la figura anterior. ¿Velocidad? ¿Qué velocidad? Si consideramos todo el sistema completo de recepción (en emisión ocurre algo equivalente) desde la antena o la toma de radiofrecuencia hasta el decodificador MPEG-2 y observamos el tipo de señales que vamos encontrando nos daremos cuenta de que son muy diversas y de que no siempre son sencillas de identificar. De hecho encontraremos desde portadoras de radiofrecuencia moduladas digitalmente hasta cadenas de bits a distintas velocidades. Capacidad de transmisión del canal, velocidad de transmisión, velocidad de transferencia de información, son algunos de los conceptos implicados en cualquier sistema de comunicaciones digitales.

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Por un lado la capacidad de transmisión del canal depende no solo del canal, especialmente de su ancho de banda, sino también del tipo de modulación digital utilizada. Alguien se puede preguntar por ejemplo como es posible que por un canal de televisión por cable (de 8 MHz de ancho de banda) pueda transmitirse el mismo número de programas de televisión digitalizados que por un canal de satélite (que tendrá no menos de 27 MHz de ancho de banda). La respuesta la encontramos en la propia naturaleza de las modulaciones digitales cada una de las cuales tiene sus propias ventajas y desventajas. La velocidad a la que se transmiten símbolos por el canal se suele expresar en baudios (símbolos por segundo). Para entender el concepto de símbolo basta con estudiar brevemente un ejemplo. Imaginemos un sistema de comunicaciones que se basa en la luz que emite una linterna normal y corriente. Disponemos de dos tipos de “símbolos” diferentes que serán encendido y apagado. Vamos a acordar que encenderemos o apagaremos la linterna una vez cada segundo o sea que transmitiremos un símbolo cada segundo, es decir que nuestro canal trabajará a una velocidad de símbolo de 1 baudio. Cada uno de los símbolos transmitidos puede representarse por “1” (linterna encendida) o “0” (linterna apagada) y diremos que la velocidad de transmisión de información será de un bit por segundo.

Figura 19.17.- Ejemplo de 2 símbolos diferentes Imaginemos ahora que utilizamos una linterna que permite tapar su parte superior o su parte inferior a discreción.

Figura 19.18.- Ejemplo de transmisión 4 símbolos diferentes En este caso, dispondremos ahora de cuatro símbolos diferentes que serán encendido, encendido por arriba, encendido por abajo y apagado.

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Transmitiremos igualmente un símbolo cada segundo por lo que nuestro canal seguirá trabajando a 1 baudio de velocidad de símbolo. Cada uno de los símbolos podrá representarse por: “11” “10” “01” “00”

(linterna encendida) (linterna encendida por arriba) (linterna encendida por abajo) (linterna apagada)

Ahora, la velocidad de transmisión de información será de dos bits por segundo. Obviamente hemos complicado la fuente y también hemos complicado la detección de la señal recibida puesto que es más fácil diferenciar entre una linterna encendida y una apagada que entre una linterna encendida a medias y una linterna encendida o apagada. Resumiendo, tenemos un canal de comunicaciones que permite velocidades de símbolo de un baudio pero que dependiendo del tipo de modulación que utilicemos ofrece velocidades de transmisión de información de un bit por segundo o de dos bits por segundo. Lo mismo ocurre con las modulaciones digitales empleadas en televisión digital. El QPSK que se utiliza en transmisión vía satélite emplea cuatro símbolos distintos con lo que la velocidad de información es el doble de la velocidad de símbolo. Por ejemplo, un canal de 36 MHz de ancho de banda permite transmitir a 28,1 Mbaudios de velocidad de símbolo (o 28,1 Msímbolos por segundo) y por lo tanto transmitir información a un ritmo de 56,2 Mbits por segundo. Por establecer una comparación, el 64-QAM utilizado en transmisión vía cable emplea 64 símbolos distintos con lo que la velocidad de información es seis veces (2 elevado a 6 es 64) la velocidad del canal. Por ejemplo, un canal típico de 6 MHz de ancho de banda permite transmitir a 9,4 Mbaudios (o 9,4 Msímbolos por segundo) y por lo tanto transmitir información a un ritmo de 56,2 Mbits por segundo. Así que, aunque pueda parecer extraño, la misma información que puede transmitirse en QPSK por un canal de 27 MHz de ancho de banda puede transmitirse en 64-QAM por un canal de 6 MHz de ancho de banda, eso sí, a costa de complicar los moduladores y demoduladores y de requerir por ejemplo mejores relaciones portadora a ruido para una tasa de error equivalente. Lo que hasta ahora hemos llamado velocidad de transmisión de información deberíamos llamarlo a partir de ahora velocidad de transmisión de “información en bruto”. En efecto, en la cadena de transmisión se introducen los códigos correctores de errores (Viterbi y Reed-Solomon) que requieren de bits adicionales para poder cumplir su cometido, detectar y corregir errores ocurridos durante la transmisión. Como ya hemos mencionado antes no todos los correctores de errores se utilizan en todos los sistemas de transmisión. Sirva como recordatorio que en terrestre y satélite se usan Viterbi y Reed-Solomon, mientras que en cable se usa sólo el Reed-Solomon.

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Vamos a ver por ejemplo como se distribuyen las distintas “velocidades” a lo largo del receptor de televisión digital por satélite. BW (MHz)

Vt-RF Vt-AVit

Vt-DVit (Mbits/s)

Vt-DRS (Mbits/s)

(- 3dB) Mbaud Mbits/s CR=1/2 CR=2/3 CR=3/4 CR=5/6 CR=7/8 CR=1/2 CR=2/3 CR=3/4 CR=5/6 CR=7/8 54,0

42,19

84,38

42,19

56,25

63,28

70,31

73,83

38,88

51,84

58,32

64,80

68,04

46,0

35,94

71,88

35,94

47,92

53,91

59,90

62,89

33,12

44,16

49,68

55,20

57,96

40,0

31,25

62,50

31,25

41,67

46,88

52,08

54,69

28,80

38,40

43,20

48,00

50,40

36,0

28,13

56,25

28,13

37,50

42,19

46,88

49,22

25,92

34,56

38,88

43,20

45,36

33,0

25,78

51,56

25,78

34,38

38,67

42,97

45,12

23,76

31,68

35,64

39,60

41,58

30,0

23,44

46,88

23,44

31,25

35,16

39,06

41,02

21,60

28,80

32,40

36,00

37,80

27,0

21,09

42,19

21,09

28,13

31,64

35,16

36,91

19,44

25,92

29,16

32,40

34,02

26,0

20,31

40,63

20,31

27,08

30,47

33,85

35,55

18,72

24,96

28,08

31,20

32,76

CR: BW: Vt-RF: Vt-AVit: Vt-DVit: Vt-DRS:

Code rate Ancho de banda del transponder en MHz Velocidad de transmisión en canal RF en Mbaudios Velocidad de transmisión de información útil antes de Viterbi en Mbits/s Velocidad de transmisión de información útil después de Viterbi en Mbits/s Velocidad de transmisión de información útil después de ReedSolomon en Mbits/s

La relación entre la velocidad de transmisión en canal RF y el ancho de banda del propio canal depende básicamente del tipo de modulación utilizado. En el ejemplo de la tabla se ha tomado un factor de 1.28. Un caso típico podría ser un transponder de 36 MHz de ancho de banda por el que se transmite a 27,5 Mbaudios (aunque el máximo teórico sería 28,13 Mbaudios) con un “Code Rate” de 3/4. Esto nos daría una velocidad de información útil de unos 37 Mbits por segundo que podremos repartir como queramos, un canal de mucha calidad o varios de calidad menor, datos, audio, etc. El acceso condicional, Programas Encriptados La codificación de las señales de televisión para su visualización sólo por parte de usuarios autorizados o abonados al servicio no es novedad de la televisión digital.

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Figura 19.19.- Acceso Condicional El Transport Stream es una secuencia de paquetes de 188 bytes de longitud (204 bytes antes del decodificador Reed-Solomon) cada uno de los cuales tiene una “etiqueta” identificativa de su contenido (PID).

Figura 19.20.- Paquetes de transporte en el Transport Stream El Transport Stream entra en un módulo conocido como acceso condicional (Conditional Access) que comprueba si los paquetes son de libre distribución o si se requiere abonamiento o autorización para su visualizado. Si el paquete requiere de abonamiento el sistema va a buscar la tarjeta de autorización (Smart Card) que devuelve el mensaje de “O.K.” correspondiente junto con la clave necesaria para la decodificación. Obviamente este módulo introduce un cierto retardo (el tiempo necesario para hacer las comprobaciones pertinentes, comunicarse con la Smart Card y decodificar si fuera preciso) que suele estar en torno a los cuatro paquetes. Todo esto ocurre antes de que los paquetes ya decodificados entren en el decodificador de MPEG-2.

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Figura 19.21.- Diagrama de bloques de un receptor con Common Interface. Se contemplan dos grandes familias de acceso condicional según el sistema permita trabajar con un sólo tipo de Conditional Access y por lo tanto hagan falta receptores físicamente distintos para cada tipo o bien que un sólo receptor soporte diferentes tipos al mismo tiempo. Hoy por hoy los más habituales son de la primera familia y en este caso el módulo de acceso condicional que se incluye en cada uno de los receptores digitales es de algún modo propiedad del operador del programa de televisión o radio que esté codificado siendo así imposible utilizar un receptor de un operador para visualizar canales de otro. Entre los diferentes sistemas de acceso condicional disponibles en el mercado encontramos IRDETO, NDC, DMV, MEDIAGUARD, VIACESS, etc. Medidas en Televisión Digital Como en cualquier sistema de telecomunicación las medidas a realizar para asegurar la total calidad del propio sistema de principio a fin pueden ser muy variadas. Cuando hablamos por ejemplo de televisión analógica no es lo mismo asegurar que una antena receptora doméstica de televisión está correctamente instalada que asegurar que en el estudio de televisión donde se originan los programas los sincronismos están generados de forma adecuada. No hay necesidad de mencionar que ambas cosas deben funcionar correctamente para que el resultado sea un buen visionado del programa de televisión. Muy probablemente los instrumentos de medida que hacen falta para asegurar que los sincronismos se generan adecuadamente no son los mismos que los que se requieren para la instalación de la antena.

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Lo mismo ocurre en televisión digital. Si estamos en la parte de emisión donde hay que tomar la señal de vídeo, digitalizarla, codificar en MPEG-2, añadir todo tipo de información varia y modular en QPSK, QAM o CFDM probablemente necesitemos un determinado instrumento de medida. Si por el contrario estamos en la parte de recepción y podemos ya confiar en que la señal fue codificada en MPEG-2 adecuadamente, fue modulada correctamente y responde plenamente a los estándares que haya en juego en ese sistema, probablemente nos baste con un tipo de instrumento completamente distinto. En cuanto a recepción la televisión digital no es distinta a otros sistemas de transmisión digital. Recordemos por ejemplo el caso del sonido NICAM o el TELETEXTO. En el caso del NICAM se modula una subportadora utilizando una modulación digital o en el TELETEXTO se inserta una secuencia de información digitalizada utilizando los espacios libres del borrado de campo. ¿Qué forma hay de asegurar la calidad de la recepción si no es observar la secuencia digital que llega al receptor y comprobar si es la que debiera ser o no? Efectivamente la calidad de recepción del sonido NICAM o del TELETEXTO se define por el número de errores cometidos en un cierto período de tiempo, o sea el número de errores cometidos por cada cierta cantidad de información transmitida, es decir la tasa de error (BER: Bit Error Rate). ¿Pero cómo puede saberse en el lugar de destino de una señal cuales y cuantos son los errores cometidos durante la transmisión? Es muy sencillo, la señal incorpora una información adicional que permite mediante la aplicación de algoritmos adecuados la identificación y en muchos casos corrección de los errores ocurridos durante la transmisión, son los llamados códigos de corrección de errores. La tasa de error se utilizará también en televisión digital como baremo de la calidad de transmisión. Ocurre además que la calidad de recepción de un programa de televisión transmitido digitalmente es muy “sensible” a la tasa de error. Si la tasa de error es muy baja o bastante baja es imposible mediante visualización de la imagen deducir la magnitud de la tasa de error. Igualmente, si la tasa de error es ligeramente alta o muy alta será también difícil de deducir. Esto es debido a que hay un umbral por debajo del cual la calidad de la imagen es “perfecta” y por encima del cual la calidad se degrada vertiginosamente, hasta desaparecer totalmente la imagen. Consecuentemente, la visualización de la imagen como referencia de la calidad pierde un poco el intenso significado que tiene en sistemas de televisión analógica. Pasando a un plano un poco más amplio DVB también sugiere cuales son las medidas que deben realizarse sobre una señal de televisión digital para asegurar su buena calidad. Algunos lo llaman el DVB “health check” algo así como una revisión médica del DVB. Son muchas y muy variadas las medidas recomendadas: errores de buffer, número de paquetes de sincronismo, error de fase del reloj, C/N, E/b, etc. Las medidas recomendadas que conducen a la localización de un defecto de recepción (siempre que la señal sale de la estación emisora en perfectas condiciones y de acuerdo con los estándares DVB) serían en este caso:

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•

Potencia del canal digital

•

Relación portadora a ruido

•

Plenitud dentro del canal

•

Tasa de error (Bit Error Rate)

Medida de la Potencia del Canal Digital Este es el primer parámetro a medir y desde luego el más directo. Si la potencia del canal digital está fuera de los márgenes permitidos por el receptor digital que se utilice en un sistema determinado, la recepción será imposible. Depende del receptor pero un margen entre -60 dBm y -30 dBm suele estar dentro de lo habitual. NIVEL

dBm

dBuV

V

Mínimo

- 60

49

300 uV

Máximo

- 30

79

9 mV

Ante todo no debe sorprendernos el que se hable de “potencia” y se exprese en dBmV o dBuV que son unidades de medida de tensión. Lo mismo ocurría con señales analógicas en muchos casos y se trata simplemente de pensar en una impedancia de referencia de 75 ohmios para poder hablar de la tensión en bornas de esa carga en vez de la potencia.

Figura 19.22.- Medida de la potencia en un canal digital terrestre Generalmente, los medidores de campo determinan la potencia de un canal digital midiendo la potencia del canal en el ancho de banda del filtro de medida y a partir de este dato estiman la potencia total del canal asumiendo que la densidad espectral es uniforme en todo el ancho de banda del canal. Para que la medida de potencia de un canal digital sea correcta es imprescindible que se haya previamente definido, en el medidor de campo, el ancho de banda del canal.

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Medida de la relación Portadora a Ruido Cuando pretende medirse la relación portadora a ruido de una señal digital encontramos curiosamente algunas ventajas con respecto a realizar la misma medida sobre señales analógicas. Básicamente la naturaleza aparentemente aleatoria de las señales digitales es similar a la del ruido y ocurre que prácticamente los mismos parámetros que afectan a la señal, afectarán al ruido, no requeriéndose correcciones a la medida directa sobre el espectro. Así pues la medida de la relación portadora a ruido puede estimarse directamente sobre el espectro sin necesidad de corrección adicional.

Figura 19.23.- Estimación C/N a partir del espectro Los valores que se considerarán adecuados de C/N dependen muy fuertemente del sistema de modulación utilizado. Recordemos que un QPSK permitía transmitir menos información binaria para una velocidad de símbolo dada en comparación a un 64-QAM pero el C/N será el “peaje” a pagar. Así, un 64-QAM requiere relaciones C/N muy superiores a las requeridas por un sistema QPSK que puede trabajar con valores C/N muy bajos.

Figura 19.24.- Medida de la C/N en un canal digital terrestre

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Hasta cierto punto existe una relación entre el C/N y la calidad del sistema o la tasa de error. Lo que está claro es que por debajo de unos ciertos valores de C/N es seguro que el sistema no podrá ofrecer una calidad suficiente. Existen unas curvas teóricas (insistimos, teóricas y que se basan en el hecho de que todo el origen de las perturbaciones es un ruido que sigue un modelo matemático determinado) que relacionan la relación portadora a ruido C/N con la tasa de error del sistema BER. El término QEF significa “casi libre de errores” y se explica en el apartado de tasa de error. Constituye una referencia de calidad importante para DVB.

BER

C/N Figura 19.25.- Relación teórica BER-C/N Para no apartarse de lo estrictamente cierto la lectura correcta de esta curva sería, cual es el C/N que necesitaríamos para un obtener un BER dado en el caso de que el sistema se comportará como ideal bajo todos los puntos de vista. En la práctica el C/N que necesitamos para obtener un BER dado excede el de la curva en varios dB, eso sin tener en cuenta otras fuentes de interferencia o distorsión distintas al “ruido ideal” que encontramos en los sistemas reales y que degradan el BER fuertemente. Hay un detalle significativo y que puede deducirse fácilmente de la interpretación del gráfico, la tasa de error BER es muy “sensible” a la relación C/N. Esto quiere decir que el BER pasa de estar por debajo de lo aceptable a estar a un nivel muy bueno en un margen muy pequeño de C/N. Resumiendo, el C/N bien entendido nos aporta una cantidad interesante de información pero no debería utilizarse para realizar una estimación del BER. El estudio del C/N deriva en un nuevo concepto curioso que se conoce como “margen del sistema”. Para un sistema dado el “margen del sistema” será la degradación expresada en dB que puede sufrir el C/N para que el BER llegue justo al límite de calidad o QEF. El “margen del sistema” no constituye por sí sólo un parámetro de calidad de una instalación o de una cabecera de televisión digital puesto que depende también del receptor que se utilice. Medida de la Respuesta en Frecuencia dentro del Canal Tal como muestra la figura, se trata de medir la variación del nivel de la señal dentro del canal de transmisión. Hay que tener en cuenta que idealmente las modulaciones digitales de QAM, QPSK y COFDM utilizadas en televisión digital tienen un espectro plano.

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Variación de la amplitud dentro del canal

Canal Digital Figura 19.26.- Variación del nivel de la señal dentro del canal La idea es más cualitativa que cuantitativa pues se trata de ver si dentro del canal el espectro es anormalmente abrupto, lo que podría ser síntoma de un mal comportamiento de algún subsistema o de una exagerada desadaptación de impedancias lo que, por otra parte, ocurre con mucha frecuencia. Medida de la Tasa de Error de Bit (BER). ¿Cual? ¿Qué es QEF? Como hemos mencionado anteriormente la tasa de error es el parámetro quizás más significativo para la evaluación de la calidad de un sistema de comunicaciones digitales. En particular en televisión digital, cualquiera que sea el sistema de modulación utilizado, la tasa de error de la señal al final de toda la cadena debe ser tal que permita la recuperación correcta de la señal y un visionado de la imagen cómodo. Del Transport Stream en adelante ya no hay forma de corregir errores que se hayan producido en la transmisión por lo que la tasa de error permanece constante a partir de ese punto. Todos los correctores de errores han cumplido ya su cometido cuando nos hallamos ante el Transport Stream. Obviamente cada vez que aplicamos un corrector de errores a la señal digital la tasa de error cambia, por lo que si medimos por ejemplo en un sistema de televisión digital por satélite la tasa de error a la salida del demodulador QPSK, a la salida del decoder de Viterbi y a la salida del decoder Reed-Solomon no obtendremos más que tasas de error distintas. Como cambian las distintas tasas de error a lo largo de la cadena receptora difiere de un sistema a otro, por ejemplo, en televisión por cable en la que se usa modulación QAM no se utiliza el decoder de Viterbi mientras que sí que se usa en televisión digital terrestre y satélite, así que es difícil definir como varía exactamente cada una de esas tasas de error.

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Figura 19.27.- Diagrama de Bloques de un Receptor Digital (hasta el demultiplexador) Entonces, conviene definir tres puntos de referencia: Antes de Viterbi (BER-BV o CBER) Después de Viterbi o antes de Reed-Solomon (BER-BRS o VBER) Después de Reed-Solomon (BER-ARS) Habría un cuarto punto de referencia que sería antes del decoder MPEG que reflejaría cuantos errores de los ocurridos en el Transport Stream han afectado a un programa determinado (recordar que el Transport Stream transporta simultáneamente varios programas de televisión) pero como veremos se conviene en concentrarse en otros puntos de la cadena. Así tendremos las siguientes tasa de error: BER-BV (o CBER)

Tasa de error antes de Viterbi (o tasa de error del canal)

BER-BRS (o VBER)

Tasa de error antes de Reed-Solomon (o lo que es igual antes de Viterbi)

BER-ARS

Tasa de error después de Reed-Solomon

Ocurre por un lado que la tasa de error a la salida del decoder de Reed-Solomon está directamente relacionada con la tasa de error a su entrada. Por otro lado la calidad del sistema la tendremos que definir en base a la calidad de la imagen resultante sobre el televisor del usuario o abonado al sistema. En resumen, nuestro objetivo será relacionar la tasa de error antes de Reed-Solomon (BER-BRS) con la calidad de la imagen. Los sistemas de televisión digital se comportan, como era de esperar, de forma distinta a los analógicos y asimismo son distintos los efectos encontrados sobre la imagen. Cuando ocurre un error que no puede corregirse por ninguno de los procedimientos de corrección utilizados, el efecto más visible sobre la pantalla del televisor suele ser la congelación durante un breve periodo de tiempo de un bloque de pixels, es decir, hay una pequeña porción de la pantalla que es incoherente con su entorno. A veces a esos bloques se les llaman artefacts. En televisión digital se utiliza como objetivo de calidad el QEF (Quasi Error Free), el cual se define como aquella situación en la que se produce un error no corregible por cada hora de transmisión. Esta situación corresponde a una tasa de error de bit (BER) de 10-10 a 10-11 a la entrada del demultiplexador MPEG-2.

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Así por ejemplo, un error cada hora en el Transport Stream correspondería a la siguiente tasa de error después de Reed-Solomon (BER-ARS) suponiendo una velocidad de transmisión es de 7 Mbits/s:

BER - ARS =

1 bit erroneo 1s 1 hora ≈ 4x10 -11 x x 6 hora 7x10 bits 3600s

El decodificador Reed-Solomon, gracias a su capacidad correctora, a partir de un flujo de datos con una a tasa de error de bit de 2x10-4 proporciona un flujo casi libre de errores, con una tasa de error de bit residual de 10-11. Por otro lado, el decodificador de Viterbi corrige la tasa de error de bit de 2x10-2 a 2x10-4.

Figura 19.28.- Valores límite de BER para asegurar un funcionamiento perfecto Así pues, resumiendo, se considera que un sistema tiene una calidad aceptable (QEF) cuando se produce un error cada hora en la transmisión, es decir BER-ARS del orden de 10-11, o lo que es lo mismo, BER-BRS (o VBER) de 2x10-4. CALIDAD DE LA IMAGEN

BER-BRS (o VBER)

ACEPTABLE

< 2. 10-4

LIMITE

2. 10-4

NO ACEPTABLE

> 2. 10-4

Este último BER-BRS (o VBER) de 2.10-4 es el valor clave, límite entre la calidad aceptable y la no aceptable y es precisamente el valor que deberá medirse, es decir, se tratará pues de verificar si cada uno de los canales en servicio en nuestro sistema se recibe con una tasa de error BER-BRS menor que el QEF, es decir 2.10-4.

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19.3 Desarrollo práctico Orientar la antena parabólica hacia el satélite ASTRA. Optimizar el apuntamiento mediante el medidor de campo. Posteriormente, comprobar que se reciben correctamente los canales transmitidos. A continuación conectar una de las salidas del LNB al repartidor conmutable del entrenador.

Figura 19.29.- Entrenador EA-815F

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19.3.1 Reconocimiento espectral de portadoras de señales digitales Con el medidor de campo en modo espectro y con el SPAN en TOTAL (o FULL), conectar la entrada de éste a la señal presente en una de las tomas de FI. Observar los lóbulos espectrales correspondientes a los distintos transponders. Localizar de entre todos los visibles aquellos dedicados a la difusión de señales digitales. Son fácilmente reconocibles por la forma del espectro, que tiende a llenar todo el ancho de banda del transponder con una densidad espectral de potencia constante. Determinar, para cada una de las polarizaciones, cuántos transponder de los satélites ASTRA están dedicados a la difusión de señales analógicas y cuántos a la de señales digitales. Representar gráficamente, de forma aproximada, para cada polaridad y para cada banda los espectros observados. Polaridad Horizontal — Banda Baja

Polaridad Horizontal — Banda Alta

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Polaridad Vertical — Banda Baja

Polaridad Vertical — Banda Alta

19.3.2 Valoración de las desadaptaciones de impedancia mediante la respuesta espectral Una de las principales causas de errores en la recepción de señales de televisión digital es la desadaptación de impedancias entre los distintos elementos de la instalación, debido a la aparición de ondas estacionarias que alteran la distribución espectral de potencia, dificultando la correcta demodulación de las señales QPSK. Para visualizar de forma cualitativa estas desadaptaciones, incorporar entre la toma de FI y el medidor de campo un repartidor de FI (emplear el repartidor de 4 salidas). Observar las diferencias en la plenitud del espectro del canal digital cuando se carga o no la salida no utilizada del repartidor.

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Medir de forma aproximada, la diferencia entre el valor máximo y el mínimo de la señal en el canal, en el caso de cargar y de no cargar la salida no utilizada del repartidor de FI.

19.3.3 Medida de la potencia total de señal en el canal digital Conectar el medidor de campo a la salida del LNB, seleccionar un canal digital y determinar la potencia del canal. Posteriormente conectar el medidor de campo a una de las salidas del repartidor conmutable y obtener la potencia para el mismo canal. Repetir la medida para la toma de FI conectada a la salida del repartidor conmutable.

19.3.4 Medida de la relación portadora / ruido en el canal digital Otro de los parámetros que determinan la cantidad de errores recibidos al demodular una transmisión digital, es la relación entre las potencias de la portadora y la potencia de ruido. Conectar el medidor de campo a la salida del LNB, seleccionar un canal digital y estimar visualmente la relación portadora / ruido. Después conectar el medidor de campo a una de las salidas del repartidor conmutable y estimar visualmente la relación portadora / ruido. Determinar también para la toma de FI conectada a la salida del repartidor conmutable la relación portadora / ruido.. A continuación, repetir el proceso pero obteniendo directamente la medida del equipo. Contrastar los resultados obtenidos directamente con los estimados visualmente.

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19.3.5 Medida de la tasa de error (BER) en QPSK Conectar el medidor de campo a la salida del LNB, seleccionar un canal digital y determinar la tasa de error de bit del canal (CBER), es decir, la BER antes de Viterbi.

Figura 19.30.- Medida de la tasa de error de bit del canal (CBER) Posteriormente conectar el medidor de campo a una de las salidas del repartidor conmutable y obtener tasa de error de bit del canal (CBER) para el mismo canal. Repetir la medida para una de las tomas de FI conectadas a la salida del repartidor conmutable. Indicar si las medidas de CBER se alteran al variar el punto de medida. Justificar el resultado obtenido.

TUNER

DEMOD QPSK

CBER

REEDSOLOMON DECODER

VITERBI DECODER

MPEG-2 DEMUX

VBER

Figura 19.31.- Puntos de medida de la CBER y VBER

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Después, conectar el medidor de campo en la salida del LNB empleada anteriormente y determinar la tasa de error de bit después de Viterbi (VBER).

Figura 19.32.- Medida de la tasa de error de bit después de Viterbi (VBER) A continuación, conectar el medidor de campo en la misma salida utilizada anteriormente del repartidor conmutable y obtener tasa de error de bit después de Viterbi (VBER) para el mismo canal. Repetir la medida de VBER en la misma toma de FI que en la medida anterior. Especificar si las medidas de VBER se alteran al variar el punto de medida. Argumentar el resultado obtenido. Explicar por qué motivo los valores obtenidos de VBER son mucho más bajos que los de CBER.

19.3.6 Medida de la tasa de error (BIT ERROR RATE) en COFDM Mediante el medidor de campo orientar la antena terrestre de forma que se reciban adecuadamente canales digitales.

Canal Digital

Figura 19.33.- Espectro de terrestre, con canales analógicos y digitales

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Escoger un canal digital y determinar la tasa de error de bit del canal (CBER), es decir, la BER antes de Viterbi y la tasa de error de bit después de Viterbi (VBER). A continuación conectar la antena en el sistema de amplificación terrestre y configurar adecuadamente el equipo.

Figura 19.34.- Entrenador EA-815F Conectar el medidor de campo a la salida del sistema de amplificación terrestre y obtener, para el mismo canal que antes, la tasa de error de bit del canal (CBER), es decir, la BER antes de Viterbi y la tasa de error de bit después de Viterbi (VBER). Repetir la medida de la CBER y VBER en las cuatro salidas del repartidor. Finalmente, determinar la CBER y VBER para las tomas de RF.

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Indicar si las medidas de CEBR y VBER se alteran al variar el punto de medida. Justificar los resultados obtenidos.

19.4 Cuestiones 19.4.1 Determinar, para cada una de las polarizaciones, cuántos transponder de los satélites ASTRA están dedicados a la difusión de señales analógicas y cuántos a la de señales digitales. 19.4.2 Indicar de forma aproximada, la diferencia entre el valor máximo y el mínimo de la señal en el canal, en el caso de cargar y de no cargar la salida no utilizada del repartidor de FI. 19.4.3 Indicar en que punto, del proceso de recepción, se mide la VBER. 19.4.4 Indicar en que punto, del proceso de recepción, se mide la CBER. 19.4.5 Explicar que relación hay entre la BER y la C/N 19.4.6 Explicar el proceso que aplica el MPEG-2 a una señal de vídeo 19.4.7 ¿Una modulación QAM actúa sobre la amplitud o fase de la portadora? 19.4.8 ¿En que consiste una modulación de QPSK?

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19.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 19

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 19.4.1

CUESTIÓN 19.4.2

CUESTIÓN 19.4.3

CUESTIÓN 19.4.4

CUESTIÓN 19.4.5

CUESTIÓN 19.4.6

CUESTIÓN 19.4.7

CUESTIÓN 19.4.8

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PRÁCTICA 20 20 EL RECEPTOR DIGITAL DE SATÉLITE 20.1 Objetivos Introducción al receptor digital de satélite, así como a los temas relacionados con el acceso condicional. Prácticas con un receptor digital de satélite experimentando el conexionado, ajuste del terminal, establecimiento de parámetros técnicos y memorización de canales.

20.2 Fundamentos teóricos 20.2.1 Introducción El elemento crítico del sistema de televisión digital es el receptor, comúnmente denominado IRD (Integrated Receiver Decoder), ya que tiene que cumplir con dos características básicas: •

Precio reducido

•

Facilidad de manejo

Como ocurre con cualquier nuevo sistema a comercializar, el éxito está en manos del mercado, y en este, si bien hay otros parámetros que definen su comportamiento, el precio y la facilidad de uso son determinantes. El servicio de información capacita al receptor para su configuración automática (sintonía, identificación de canal, etc.), e incluye la guía electrónica de programas, que facilita al usuario la elección de los mismos.

20.2.2 Receptor Digital de Satélite Es el elemento que demodula y decodifica la señal digital. El receptor digital de satélite responde al siguiente diagrama de bloques:

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TUNER

DEMOD QPSK

VITERBI DECODER

REED-SOLOMON DECODER

MPEG-2 DEMUX

MPEG-2 DECODER

D /A

MICROCONTROLLER

MICROCONTROLLER

DESCRAMBLER

Smart Card

Figura 20.1.- Diagrama de bloques de un receptor de TV digital de satélite Como se ve en el diagrama de bloques la señal procedente de la toma de usuario, o en general de la antena, se inyecta a un sintonizador cuya función no es más que elegir un canal (transpondedor) convertirlo a una frecuencia fija para ser filtrado adecuadamente, evitando posibles interferencias provocadas por los canales adyacentes y la frecuencia imagen. A continuación la señal se inyecta a un demodulador QPSK. La señal previamente demodulada se introduce en el sistema de decodificación de protección contra errores (decodificadores Viterbi y Reed-Solomon), cuya función no es más que la de identificar y corregir los bits erróneos. La salida de los decodificadores, ya libre de errores, es conducida al circuito de acceso condicional para desencriptar la señal o no, en función de que el programa sea de pago o libre. Posteriormente la señal accede al demultiplexor, en donde, se elige el programa deseado del canal anteriormente sintonizado. Tras la demultiplexación, el programa concreto es decodificado digitalmente a través de los decodificadores MPEG-2 de audio, vídeo y datos. La señal digital generada por los decodificadores MPEG-2, se convierte en analógica mediante los conversores digitales analógicos (D/A). Esta señal analógica es codificada según el estándar del país concreto, en el caso de España a PAL G, y puede ser visionada en el televisor. El control de todo el sistema se realiza mediante un microcontrolador que actúa como gestor del receptor IRD.

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20.2.3 Interfaces del receptor digital (IRD) El DVB además de definir todos los estándares de transmisión, acceso condicional, etc., ha definido los interfaces del IRD, estos son: •

Bus de conexión serie de baja velocidad

•

Bus de conexión paralelo de alta velocidad

•

Bus de conexión serie para PC de alta velocidad

•

Bus de datos de control

•

Bus para módem telefónico externo

•

Interfaz telefónico (le confiere capacidad de retorno al sistema)

•

Interfaz de entrada señal procedente de antena

•

Interfaz entrada de punto terminal de red de SMATV

•

Interfaz de salida al televisor o vídeo

•

Salida audio/vídeo, banda base

•

Salida en componentes, Y/C (U,V), conector tipo S

•

Salida R, G, B, euroconector

•

Salida canal de retorno, a través de redes SMATV

En la siguiente figura se concretan los interfaces anteriores, resaltándose aquellos que incorporan los IRD convencionales:

Figura 20.2.- Interfaces definidos en el IRD

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Los IRD usados para la televisión de pago, pueden incorporar tres interfaces más: •

Interface de tarjeta de abonado (SMART-CARD)

•

Interface de tarjeta bancaria

•

Interface de acceso condicional

El interface de tarjeta de abonado, permite al usuario acceder a los servicios digitales de un determinado radiodifusor. El interface de tarjeta bancaria, permite hacer pagos por visión o compras desde el domicilio. El interface de acceso condicional permite que el desencriptador del sistema no forme parte del IRD, y pueda ser incorporado por el usuario o el radiodifusor (sistema de acceso condicional MULTICRYPT).

20.2.4 Sensibilidad IRD. Los márgenes de nivel de entrada, para asegurar un perfecto funcionamiento en los IRD, son diferentes que los del receptor analógico, ya que permite niveles de señal inferiores. Un rango típico de nivel de señal es de -70 a -25 dBm.

20.2.5 Acceso condicional. Introducción. Modelos de gestión Son muchos los factores que obligaron a la aparición de sistemas de acceso condicional, es decir, sistemas que permitan que los servicios sean disfrutados por usuarios elegidos, los más importantes son: •

La liberalización de los servicios de telecomunicaciones, que permitió a la empresa privada acceder a este mercado y obligó a ésta a la búsqueda de sistemas de financiación diferentes a la publicidad.

•

La aparición de la comunicación por satélite, esta nueva tecnología no entiende de regiones geográficas, ni tampoco de las regulaciones de los países, es decir no entiende de fronteras, esto obliga a realizar las limitaciones y cumplir las regulaciones mediante un acceso de usuario controlado.

Algunos aspectos a cumplir: -

Mantener los derechos de transmisión de servicios Mantener cifrados enlaces de contribución de radiodifusión Posibilitar enlaces entre radiodifusión de diferentes países

•

La imposibilidad de acceder a fondos gubernamentales

•

La dificultad de control paterno para cierto tipo de programas

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Fue en EE.UU. donde se implantó el primer servicio de acceso condicional, el VIDEOCYPHER que después transpusieron los europeos a su sistema de codificación de TV analógico D-MAC (Multiplexación de componentes analógicos) con el nombre EUROCRYPT. Ante la lentitud de la implementación del sistema MAC, debido sobre todo a la duda de que sistema se convirtiera en estándar algunos radiodifusores optaron por implementar sistemas de acceso condicional en las transmisiones analógicas PAL. Nacieron algunos sistemas, los que consiguieron mayor implementación fueron VIDEOCRIPT y NAGRAVISION muy parecidos desde el punto de vista técnico. Estos sistemas se basan en la desordenación de la imagen de TV mediante técnicas digitales de almacenamiento y barajado de líneas conforme un algoritmo. Las claves son enviadas en los campos de sincronismo. El audio se encripta mediante inversión frecuencial de manera independiente. El acceso del usuario al sistema, se realiza mediante una tarjeta inteligente (incluye un microcontrolador) donde se encuentran todos los elementos necesarios para descifrar las claves que permiten la desincriptación.

Figura 20.3.- Tarjeta inteligente para acceso condicional Estos elementos pueden ser concretados de la siguiente manera: •

Almacenamiento de una dirección individual de usuario. Da acceso solo a los que lo pagan.

•

Almacenamiento de las claves para descifrar las palabras de control del desencriptado.

•

Almacenamiento de los derechos de usuario

•

Función de descifraje de las palabras de control de la encriptación

Se denomina acceso condicional, a un sistema que restrinja el acceso de los usuarios a los servicios implementados por un determinado radiodifusor de una manera controlada. Hay dos aspectos a distinguir:

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•

Encriptado: proceso de mezcla de vídeo, audio y datos que convierte la información en inteligible

•

Cifrado: proceso de protección de las claves de acceso para desencriptar la información

De entre los sistemas de acceso condicional, el más didáctico es el denominado Acceso Condicional verticalmente integrado. En este sistema el proveedor del servicio es también el operador de la red y del acceso condicional. Responde al siguiente esquema.

Figura 20.4.-

20.2.6 Acceso condicional digital No existen diferencias substanciales en la filosofía del acceso condicional digital frente al analógico. La diferencia reside en el desencriptado de la señal ya que ésta es completamente diferente y por tanto la forma de encriptar responde a procedimientos distintos.

Figura 20.5.- Módulo de acceso condicional Para las señales digitales el encriptado de basa en la utilización de algoritmos complejos.

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El sistema de encriptación común se denomina CSA (Common Scrambling Algorithm). Responde a una combinación de algoritmos secuenciales y del conocido algoritmo DES. De forma resumida, se trata de un algoritmo que permuta y sustituye bits, es decir cambia de orden y de valor los bits de una trama concreta; en televisión digital la trama MPEG.

20.2.7 Funcionamiento del acceso condicional En la figura siguiente se aprecia que el proceso de encriptación se realiza sobre una trama de transporte de MPEG-2. Es en la generación de la trama de transporte donde se introducen los siguientes datos: •

En la cabecera de la trama MPEG-2, si está encriptado o no el contenido

•

Los mensajes de control de accesos ECM, en forma de tabla de datos

•

Los mensajes de gestión de accesos EMM, en forma de tabla de datos

Figura 20.6.-

Mensajes de control de acceso ECM (Entitlement Control Message): Se utilizan para recuperar la palabra de control para del desencriptador del receptor de satélite. Esta palabra de control es de alrededor de 60 bits de longitud y se cambia a intervalos de 2 a 10 seg. Son por tanto mensajes usados para la desencriptación de los programas y van cifrados, indicando también, los diferentes modos de acceso (pago por visión, pago estacional, etc.) a los diferentes programas.

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Mensajes de gestión de accesos EMM (Entitlement Management Message) Generan la autorización a los usuarios, solo los que tengan los pagos al día y/o tengan los derechos de un determinado servicio, son autorizados. Son por tanto mensajes de usuario. La autorización de usuario es generada por el sistema de gestión de suscripción pues es este sistema el que dispone de toda la información de los usuarios. En el receptor se produce el desencriptado que responde a un proceso inverso al descrito en el transmisor. Para entender este proceso es necesario hablar de subsistema de acceso condicional, en el que radica la seguridad del receptor. Se compone de dos módulos, uno el subsistema de desencriptado y otro como tarjeta inteligente de usuario. Como se comento anteriormente para los sistemas analógicos, es en la tarjeta donde radica la descripción de usuario que es enviada de manera secuencial por el radiodifusor y están almacenadas las claves para descifrar las palabras de control, y una vez obtenidas se envían al desencriptador para abrir la puerta del algoritmo de encriptado, permitiendo de este modo el acceso a un programa concreto. Existen dos soluciones propugnadas por el DVB para integrar el sistema de acceso condicional, una solución es incluir dentro del receptor el desencriptador (SIMULCRYPT) y la otra que se encuentra conectado al receptor de forma similar a la tarjeta inteligente (MULTICRYPT). Para el caso de MULTICRYPT, el DVB ha definido una interface de conexión entre el receptor y el circuito desencriptador. Este interfaz denominado interfaz común (basado en el PCMCIA, interface utilizado por los fabricantes de ordenadores portátiles) se ha definido de manera que no existe secreto en la comunicación, y permite que varios radiodifusores usen el mismo receptor. Otra ventaja importante de la utilización de este interfaz en los receptores y por tanto de los dos módulos del subsistema de acceso condicional es que pueden devolver a un sistema violado por los piratas completamente su seguridad perdida.

20.2.8 Recomendaciones técnicas para los IRD A continuación se detallan las principales recomendaciones técnicas para IRD para la recepción de señales DVB/MPEG-2 transmitidas por la red de satélites ASTRA, las cuales están basadas en las especificaciones del DVB y la ISO/IEC. Rango frecuencial de entrada: Rango nivel de entrada: Puerto entrada (tipo, impedancia): Pérdidas retorno:

950 -2150 MHz -65 a -25 dBm IEC 169-2 o 169-24 (tipo F) hembra, 75 8 dB

LNB voltaje alimentación:

Polarización vertical: 12,5 - 14,0 V Polarización horizontal: 17.0 - 19.0 V

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LNB señales de control: LNB corriente: Symbol rate (banda FSS): Symbol rate (banda BSS): Relación códigos convolucionales: ROM sistema: RAM sistema: CPU:

22 kHz ± 2 kHz continuo para selección de banda alta 350 mA mínimo Para ancho de banda de canal 26 MHz/-1 dB: Nominal rate: 22.0 Msímbolos/s Para ancho de banda de canal 33 MHz/-1 dB: Nominal rate: 27,5 Msímbolos/s 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 512 KByte 512 KByte Arquitectura 16/32 bit, con 5 MIPS mínimo

20.3 Realización práctica 20.3.1 Conexionado Orientar la antena hacia el satélite ASTRA. Optimizar la recepción, con ayuda de un medidor de campo. Cuando la antena esté correctamente orientada, conectar una de las polaridades de la banda alta a la entrada LNB IN del IRD. Posteriormente, conectar la salida TV del equipo con un televisor, mediante un cable euroconector. Una vez efectuadas las conexiones, conectar el IRD a la red. Pulsar la tecla de encendido del mando a distancia o del receptor. Posteriormente consultar el manual de instrucciones del receptor de televisión digital satélite. Realizar un listado de las carateristicas principales del equipo. Indicar cómo puede actualizarse el software del equipo. Explicar que función realiza cada una de las teclas del mando a distancia. Mencionar que pasos hay que seguir para configurar en el receptor los parámetros de la antena (frecuencia oscilador local, selección polaridad, selección banda, ...). Explicar detalladamente que procedimiento hay que seguir para sintonizar en el equipo los canales digitales emitidos por el satélite ASTRA. Proceder a sintonizar los canales digitales según el procedimiento descrito. Si las imágenes de los canales sintonizados se congelan y/o forman un mosaico, compruebe la orientación de la parábola y el ajuste del conversor. Realizar un diagrama de bloques del receptor de televisión digital por satélite, explicando la funcionalidad de cada bloque.

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20.4 Cuestiones 20.4.1 20.4.2 20.4.3 20.4.4 20.4.5 20.4.6

¿Cómo se consigue el canal retorno en un IRD? ¿Qué utilidad tiene el canal de retorno? ¿Qué tipo de modulación se utiliza en la televisión digital por satélite? ¿Qué modulación se emplea en la televisión analógica por satélite? ¿Para qué sirve el interface de tarjeta de abonado? ¿Cuales son los márgenes de nivel de entrada, para asegurar un perfecto funcionamiento, en un IRD para satélite? 20.4.7 Indicar las diferencias entre el sistema SIMULCRYPT y el MULTICRYPT 20.4.8 ¿Qué es la guía de programación electrónica (EPG)? 20.4.9 ¿Con qué definición MPEG-2 puede trabajar el equipo? 20.4.10 ¿En qué consiste un acceso condicional verticalmente integrado? 20.4.11 ¿Para qué se utilizan los mensajes de control de acceso ECM (Entitlement Control Message)? 20.4.12 ¿La señal suministrada por el IRD al TV es digital?

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20.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 20

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 20.4.1

CUESTIÓN 20.4.2

CUESTIÓN 20.4.3

CUESTIÓN 20.4.4

CUESTIÓN 20.4.5

CUESTIÓN 20.4.6

CUESTIÓN 20.4.7

CUESTIÓN 20.4.8

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CUESTIÓN 20.4.9

CUESTIÓN 20.4.10

CUESTIÓN 20.4.11

CUESTIÓN 20.4.12

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PRÁCTICA 21 21 EL RECEPTOR DIGITAL TERRESTRE 21.1 Objetivos Introducción al receptor digital terrestre. Prácticas con un receptor digital terrestre experimentando el conexionado, ajuste del terminal y memorización de canales.

21.2 Fundamentos teóricos 21.2.1 Introducción La Televisión Digital Terrestre (TDT) representa un nuevo modo de difusión de señales de televisión. Como su nombre indica, la señal es de naturaleza digital, y se transmite por el espacio aéreo desde un emisor a los receptores empleando las mismas frecuencias que la televisión analógica tradicional. Al igual que en la televisión digital por satélite, la señal analógica se transforma en digital y se comprime, combinándose después con otras señales para formar el Transport Stream y posteriormente se modula en COFDM para ser transmitida. En el ancho de un canal tradicional (8 MHz) se pueden transmitir entre 4 y 6 canales digitales. En la recepción de señal digital, es posible corregir los errores que se hayan podido producir en la transmisión. Si esos errores son excesivos la imagen desaparece completamente, fenómeno que se denomina "Precipicio Digital". El grupo DVB desarrolla los estándares europeos de TV digital para operadores y fabricantes, incluyendo la difusión por satélite, cable, terrestre con anchos de banda entre 7 y 8 MHz (conocido como DVB-T) y distribución multipunto. Las transmisiones digitales de televisión terrestre ocupan el mismo rango de frecuencias que las analógicas mientras convivan, antes de la desaparición de éstas últimas. Es esta una circunstancia a tener en cuenta, como se explica a continuación: •

Gracias a la gran eficiencia de la modulación digital, la señal de la TDT se transmite con 20 dB menos de potencia que la analógica, cubriendo la misma área. Así, las instalaciones deben diseñarse cuidadosamente para compensar la diferencia entre ambas señales, tanto en la cabecera como en las entradas de los amplificadores.

•

Al igual que en la televisión digital por satélite, en la televisión digital terrestre se utiliza un receptor específico, también denominado IRD.

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21.2.2 Receptor Digital Terrestre El diagrama de bloques del receptor digital terrestre es muy similar al del receptor digital de satélite. La diferencia entre ambos receptores reside en el Sintonizador (Tuner) y el Demodulador (Demod COFDM). En la televisión digital terrestre se emplea un sintonizador que cubre la banda de UHF y un demodulador COFDM, en cambio, en la televisión digital por satélite se utiliza un sintonizador que cubre la banda de FI (9502150 MHz) y un demodulador QPSK.

TUNER

DEMOD COFDM

VITERBI DECODER

REED-SOLOMON DECODER

MPEG-2 DEMUX

MPEG-2 DECODER

D /A

MICROCONTROLLER

MICROCONTROLLER

DESCRAMBLER

Smart Card

Figura 21.1.- Diagrama de bloques de un receptor de TV digital terrestre La señal procedente de la toma de usuario, o en general de la antena, se inyecta a un sintonizador cuya función no es más que elegir un canal terrestre y convertirlo a una frecuencia fija para ser filtrado adecuadamente, evitando posibles interferencias provocadas por los canales adyacentes y la frecuencia imagen. A continuación la señal se aplica a un demodulador COFDM. La señal previamente demodulada se introduce en el sistema de decodificación de protección contra errores (decodificadores Viterbi y Reed-Solomon), cuya función no es más que la de identificar y corregir los bits erróneos. La salida de los decodificadores, ya libre de errores, es conducida al circuito de acceso condicional para desencriptar la señal o no, en función de que el programa sea de pago o libre. Posteriormente la señal accede al demultiplexor, en donde, se elige el programa deseado del canal anteriormente sintonizado. Tras la demultiplexación, el programa concreto es decodificado digitalmente a través de los decodificadores MPEG-2 de audio, vídeo y datos. La señal digital generada por los decodificadores MPEG-2, se convierte en analógica mediante los conversores digitales analógicos (D/A). Esta señal analógica es codificada según el estándar del país concreto, en el caso de España en PAL G, y puede ser visionada en el televisor.

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El control de todo el sistema se realiza mediante un microcontrolador que actúa como gestor del receptor IRD. Para más detalles sobre el receptor consultar los fundamentos teóricos de la práctica anterior.

21.3 Realización Práctica Antes de iniciar la práctica, consultar el manual de instrucciones del receptor de televisión digital terrestre para comprender su funcionamiento. Realizar un listado de las carateristicas principales del equipo. Conectar la antena terrestre al medidor de campo y seleccionar el modo espectro. Proceder a la orientación de la antena para recibir adecuadamente una transmisión de televisión terrestre digital. Cuando la antena esté correctamente orientada, conectar el cable coaxial de la antena al conector ANTENNA IN del receptor.

Digital TV Receiver

Figura 21.2.Posteriormente, conectar el receptor y el televisor mediante un cable euroconector. Una vez efectuadas las conexiones, concertar el receptor a la red. Pulsar la tecla de encendido del mando a distancia o del receptor.

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Explicar cómo puede actualizarse el software del equipo. Indicar que función realiza cada una de las teclas del mando a distancia. Describir detalladamente que procedimiento hay que seguir para sintonizar en el equipo los canales digitales captados por la antena terrestre. Proceder a sintonizar los canales digitales según el procedimiento descrito. Si las imágenes de los canales sintonizados se congelan y/o forman un mosaico, comprobar la orientación de la antena terrestre. Realizar un diagrama de bloques del receptor de televisión digital terrestre, explicando la funcionalidad de cada bloque.

21.4 Cuestiones 21.4.1 ¿En qué consiste la modulación COFDM? 21.4.2 ¿Puede utilizarse un receptor de televisión satélite digital para recibir una emisión de televisión digital terrestre?. Razonar la respuesta 21.4.3 ¿Qué tipo de codificación se utiliza para la señal de audio? 21.4.4 ¿Qué utilidad tiene el conector RS-232 ubicado en el panel posterior del receptor? 21.4.5 ¿La señal suministrada por el IRD al TV es digital?. Justificar la respuesta.

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21.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 21

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 21.4.1

CUESTIÓN 21.4.2

CUESTIÓN 21.4.3

CUESTIÓN 21.4.4

CUESTIÓN 21.4.5

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PRÁCTICA 22 22 TV POR CABLE (CATV) 22.1 Objetivos Introducción teórica a los principios de la TV por cable, así como las medidas principales en canales analógicos. Pruebas en la banda de retorno

22.2 Fundamentos teóricos La televisión por cable, conocida por las siglas CATV (Community Antenna Television), se utilizó por primera vez en Estados Unidos allá por los años cincuenta para hacer llegar las señales de televisión a comunidades de pequeño o mediano tamaño alejadas de los centros emisores. Consiste en transmitir diversos canales de televisión desde un centro emisor hasta todos y cada uno de los receptores utilizando como soporte un cable coaxial. Hasta los años setenta fue una alternativa más para la distribución de señales de televisión pero a partir de entonces, gracias a la aparición de la televisión de pago, la CATV se convierte en un elemento de negocio muy importante para la industria de la televisión. Cada vez mas a causa de las grandes inversiones en infraestructura que requieren los sistemas CATV, se buscan nuevos servicios relacionados con la televisión que se soporten sobre las redes de cable y que permitan hacer los sistemas más competitivos y rentables. En un mercado de gran competencia como el actual es fundamental suministrar señales de gran calidad a los abonados de los sistemas CATV y asegurar esa calidad a lo largo del tiempo.

22.2.1 Estructura de una red de CATV La estructura básica de una red de televisión por cable es la que puede verse en la figura siguiente. Las señales que se desean transmitir pueden proceder de emplazamientos y fuentes diversas como por ejemplo estudios locales de televisión, centros de producción distantes, receptores de televisión por satélite, etc. Todas esas señales se reúnen en la cabecera de la red y se separan para ser encaminadas a la red de distribución.

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Figura 22.1.- Estructura general de una red de CATV La red de distribución hace llegar a los abonados todas las señales que se concentraron en la cabecera de la red más otras que puedan incorporarse al sistema eventualmente. Como muestra la figura siguiente a lo largo de todo el sistema de CATV se ubican puntos de test. Mediante la medida en estos puntos de test se pretende evaluar la calidad del sistema completo. Es una práctica habitual seleccionar 2 ó 3 de entre todos los canales que transporta el sistema y utilizarlos como referencia (pilotos). A partir de este momento en cada uno de los puntos de test se realizarán medidas solamente sobre los pilotos, si éstas son correctas se supondrá que todos los demás canales del sistema están siendo transmitidos también de forma correcta. Normalmente se selecciona un canal de frecuencia baja y uno de frecuencia alta como pilotos.

Figura 22.2.- Puntos de una red de CATV

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22.2.2 Medidas en CATV realizadas con medidor de campo en canales analógicos El analizador de espectros es el instrumento más adecuado cuando se requiere la visualización de todos los canales transmitidos por una red en su banda útil. Ubicar 10 canales de TV en un ancho de banda de 100 MHz e algo habitual en redes de este tipo por lo que la densidad de canales es elevada. En las instalaciones de CATV es frecuente adjuntar a los canales de TV destinados al usuario, algún canal (uno o varios dependiendo del número y banda de los canales servidos) sin modulación, esto es, una portadora de vídeo que no transporta información. En general, si el canal sin modular (llamado «piloto») es transmitido correctamente por toda la red se puede afirmar que el conjunto de canales también es transmitido por toda la red sin deficiencias. El objeto de canales o frecuencias piloto es el de servir de referencia a los técnicos de inspección para determinar si el servicio es o no el adecuado. En ocasiones se utilizan medidores de nivel muy simples que sólo informan de sí el nivel de la frecuencia piloto se encuentra comprendida entre dos niveles predefinidos. Al aumentar el número de canales transmitidos a través de las redes, este tipo de medidas tan simples no son garantía de calidad. Puede suceder por ejemplo que un canal sea recibido con interferencias de otro o que algún canal sufra atenuación excesiva por el cable o los amplificadores. A continuación se enumeran las medidas más importantes que deben realizarse sobre un sistema de CATV analógico y como realizarlas.

22.2.2.1 Amplitud de la portadora de Vídeo Para que un televisor reciba correctamente una imagen analógica de TV es necesario que la amplitud de la portadora de vídeo asociada al canal recibido esté dentro de un cierto margen de valores. Es habitual (aunque depende generalmente del televisor) que estos valores deban estén entre 60 dBmV y 80 dBmV. Lo primero que se debe hacer es por lo tanto, medir la amplitud de cada uno de los canales en las tomas de usuario. Es normal que el número de tomas y de canales sea elevado por lo que se suelen tomar como referencia los pilotos para una verificación rápida. Además, es conveniente que todos los canales de una toma estén equilibrados, es decir tengan la misma amplitud. En ocasiones es necesario ecualizar las líneas para evitar doble imágenes.

22.2.2.2 Amplitud de la portadora de vídeo del canal adyacente Una gran diferencia de amplitudes de portadora de vídeo de canales contiguos puede provocar grandes interferencias en la imagen normalmente en el canal con menor nivel de señal. Para evitar este fenómeno se procede a medir también la amplitud de la portadora de vídeo de los canales adyacentes. Es corriente aceptar diferencias de hasta 3 dB tal como se muestra en la figura siguiente. Esta medida es muy fácil de realizar mediante un medidor de campo, ya que basta con repetir el procedimiento empleado para la medida de amplitud de portadora de vídeo habiendo sintonizado previamente la frecuencia de vídeo adyacente.

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Figura 22.3.- Medida de niveles de canales contiguos

22.2.2.3 Respuesta en frecuencia. Ecualización Otro de los parámetros importantes es la respuesta en frecuencia del sistema. Debido al comportamiento de los cables con la frecuencia (normalmente la atenuación aumenta con la frecuencia) es necesario que los diferentes elementos de la red corrijan progresivamente las deficiencias de la respuesta en frecuencia para asegurar que en las tomas de abonado todos los canales se reciben con la misma amplitud tal como se muestra en la figura siguiente. Para ello se dispone en la red de distribución de ecualizadores ajustables que o bien equilibran o bien dotan de un cierto preénfais a los canales transmitidos. El ecualizado de una red de CATV es una tarea compleja y que en ocasiones no tiene una solución definitiva, debido a que la respuesta en frecuencia de los cables puede variar con el tiempo e incluso con la temperatura.

Figura 22.4.- Ecualización de todos los canales para conseguir una buena recepción.

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22.2.2.4 Nivel relativo Vídeo/Audio La relación entre las portadoras de vídeo y de audio de un canal analógico de televisión es un parámetro que a menudo se considera, por error, poco importante, siendo una de las fuentes más normales de interferencia en la imagen. Es por ello que debe medirse en todos y cada uno de los canales transmitidos al menos durante la instalación del sistema. En una fase de verificación de tomas, la medida V/A sobre los pilotos será más que suficiente.

Figura 22.5.Aunque depende de la norma y el estándar de televisión utilizados, un valor entre 13 y 17 dB puede considerarse adecuado.

22.2.2.5 Relación Portadora Ruido La relación Portadora Ruido (C/N) es una medida de la calidad de la señal transmitida. Así, típicamente una relación C/N grande puede asociarse a una imagen nítida y una relación C/N pequeña puede asociarse a una imagen “con nieve” aunque otros fenómenos pueden alterar esta medida. Para medir la relación C/N es preferible localizar una portadora de vídeo sin modular. En el caso de una red CATV se busca la portadora piloto. Si el medidor de campo empleado no proporciona la medida directa de C/N esta puede estimarse a partir del espectro (al igual que la relación V/A). C/N = C — N (BW) La medida de C no representa un problema pero la de N presenta algunas particularidades. Básicamente, la potencia de ruido medida, depende del ancho de banda del filtro empleado en la medida, por lo que el valor de ruido medido debe corregirse cuando no se realiza con el ancho de banda requerido (en TV se suele referir el nivel de ruido a un ancho de banda de 5 MHz).

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Por ejemplo, si se mide un nivel de ruido de 20 dBmV con un filtro de resolución de 10 kHz, debe aplicarse la siguiente corrección: N (BW) = N (BWmeasurement) + 10 log (BW / BWmeasurement) N (5 MHz) = N (10 kHz) + 10 log (5 MHz / 10 kHz) = 20 dBµV + 27 dB = 47 dBµV Considerando, por ejemplo, que la portadora de vídeo tiene un nivel de 92 dBµV la relación portadora ruido referido a un ancho de banda de 5 MHz sería de: (C/N) dB = 92 dBµV - 47 dBµV = 45 dB Un valor de C/N por encima de 44 dB resultará en una buena calidad de la imagen.

22.2.2.6 Intermodulación, ruido cruzado e interferencias El análisis de todos los diversos tipos de señales no deseadas se hace normalmente dejando libre el canal sobre el que se hace la medida, de forma que, aparezcan aquellas señales no deseadas debidas a la existencia de los restantes canales. Este tipo de medidas es bastante incómodo y suele hacerse únicamente en el momento de hacer la instalación.

22.2.2.7 Medidas en la banda de retorno El uso de la banda de retorno en las redes de cable está en expansión. Internet de Banda Ancha, Pay Per View y el Vídeo a la Carta (Video On Demand) hacen que crezca la necesidad de la interactividad. Los sistemas deben adaptarse a los nuevos requerimientos y los instrumentos de medida para la instalación, ajuste y mantenimiento con prestaciones que cubran estas aplicaciones se están convirtiendo en imprescindibles. El test de la banda de retorno consiste, por un lado, en inyectar una señal piloto en la banda de frecuencias utilizadas por el canal de retorno en el extremo remoto y, por otro lado, comprobar la recepción, de los niveles inyectados, en la cabecera (headend) de la red. Las medidas en la banda de retorno pueden realizarse fácilmente mediante el Generador Multiportadora para la banda de retorno RP-100 de PROMAX.

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Figura 22.6.- Generador multiportadora PROMAX RP-100 Este equipo inyecta dos portadoras en la red, permitiendo seleccionar las frecuencias dentro del margen 5-100 MHz. El nivel puede variarse entre 90 dBµV y 110 dBµV (30 dBmV a 50 dBmV) en pasos de 1 dB. Mediante estas señales de test pueden definirse ciertos parámetros de la banda de retorno (return path), como por ejemplo: pérdidas de inserción, pendiente (Tilt), dinámica del canal, medida del C/N.

Figura 22.7.- Pantalla del Generador multiportadora PROMAX RP-100 En la pantalla del equipo se muestra una tabla en la que la primera columna indica el nombre de la señal piloto (P1, P2) y la última (columna ON) indica si la señal está activada o desactivada (cuando está activada se muestra una X). Para activar/desactivar una señal, debe desplazarse el cursor girando el selector rotativo hasta situarlo encima del nombre de la señal que se desea activar/desactivar (P2 por ejemplo) y pulsar el selector rotativo para confirmar la selección. En la celda perteneciente a la frecuencia (columna denominada MHz) de la señal seleccionada aparecerá un segundo cursor. Al desplazar este cursor hasta la celda de la columna ON, pulsando repetidamente el selector rotativo, se activa/desactiva la señal al girar el selector rotativo. Para cambiar el nivel o la frecuencia de una de las señales piloto, primero debe seleccionarse la señal piloto desplazando el cursor mediante el selector rotativo (girándolo) y confirmar la selección pulsando el selector. Sobre el dígito de las decenas de la celda perteneciente a la frecuencia de dicha señal aparecerá un segundo cursor. Pulsando el selector se sitúa el cursor sobre el dígito que se desea cambiar y al girar el selector rotativo en sentido horario aumenta la frecuencia y al girarlo en sentido antihorario la frecuencia disminuye.

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Figura 22.8.Hay que tener en cuenta que la separación mínima en frecuencia entre dos pilotos es de 1 MHz. Es decir, si la frecuencia de un piloto es, por ejemplo, 8 MHz, la frecuencia de cualquier otro piloto no podrá pertenecer al intervalo 7 MHz — 9 MHz. El equipo no permitirá la selección de una frecuencia dentro de este intervalo. Así, si se está disminuyendo la frecuencia, cuando el indicador llegue a 9 MHz la frecuencia saltará a 7 MHz y viceversa, si se aumenta la frecuencia, cuando el indicador llegue a los 7 MHz la frecuencia saltará a 9 MHz. Para modificar el nivel, pulsar repetidamente el selector rotativo para desplazar el segundo cursor a la posición deseada (decenas o unidades) de esta celda y, a continuación, girar el selector rotativo en sentido horario para aumentarlo o antihorario para disminuirlo. El equipo RP-100 incorpora una entrada de señal exterior en el panel lateral derecho. La señal aplicada aparece en la salida del instrumento sumada a las señales piloto generadas. La entrada se realiza a través de un conector BNC. La señal introducida puede ser ruido para variar la relación C/N, otros pilotos u otras fuentes de señal de interés. Si el nivel de potencia total de la señal excede los 58 dBmV, en el display aparece el mensaje “IN OVERLOAD”.

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22.2.2.8 Características de la red y de la señal en la toma de usuario

Figura 22.9.- Simbología empleada en CATV

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Características de la red El cableado y demás elementos que conformen la parte de la red de distribución final que discurre por el interior del edificio ha de constituir un sistema totalmente transparente al tipo de modulación en toda la banda de frecuencias y en ambos sentidos de transmisión, que permita transmitir o distribuir cualquier tipo de señal y optimizar la interoperatividad y la interconectividad. Cuando exista deberá cumplir los siguientes requisitos, considerados mínimos: 1.

Bandas de frecuencias en las que deberá ser operativa: -

2.

Banda de distribución de frecuencias: 86-862 MHz Banda de radiodifusión sonora en FM: 87’5-108 MHz Banda reservada a TV digital: 606-862 MHz Banda de retorno: 5-65 MHz

El cable coaxial empleado se adecuará a la norma UNE 50117-1.

Especificaciones del punto de terminación de red Los puntos de terminación de red o tomas de usuario para los servicios de difusión de televisión analógica o digital, vídeo bajo demanda y vídeo a la carta, caso de existir, deberán satisfacer las características siguientes: 1.

Características físicas: -

2.

Según norma UNE 20523-7, 9 Toma blindada según norma UNE-EN 50083-2

Características eléctricas: -

Impedancia; 75 Ohm Banda de frecuencia: 86 - 862 MHz Banda de retorno 5 - 65 MHz

-

Pérdidas de retorno TV (40-862 MHz): ≥ 14dB -1’5dB/Octava y en todo caso ≥ 10 dB.

-

Pérdidas de retorno radiodifusión sonora FM: ≥ 10 dB.

Características de la señal de televisión analógica en el punto de terminación de red La red de cable, en su conjunto, deberá estar realizada de manera tal que las señales de televisión analógica presenten en el punto de terminación de red las siguientes características:

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1.

Nivel de señal de televisión: 62-82 dBµV

2.

Nivel de señal de radiodifusión sonora en FM: -

3.

señal monofónica: 40-70 dBµV

- señal estereofónica: 50-70 dBµV Relación portadora/ruido: -

señal de televisión (AM-BLV): ≥ 44 dB

-

señal de radiodifusión sonora FM monofónica: ≥ 38 dB

-

señal de radiodifusión sonora FM estereofónica: ≥ 48 dB

4.

Diferencia de nivel entre canales: ≤ 12 dB

5.

Relaciones de interferencia en canal de televisión: -

interferencia a frecuencia simple: ≥ 57 dB

-

producto intermodulación canal simple: ≥ 54 dB

-

producto intermodulación a frecuencia múltiple: ≥ 52dB

6.

Aislamiento entre tomas de usuario distinto: ≥ 36 dB

7.

Rechazo del zumbido de red: ≥ 46 dB

8.

Respuesta amplitud/frecuencia:

9.

-

dentro del canal: ± 2 dB

-

en un margen de 0,5 MHz: ± 0,5 dB

- Características de vídeo: -

ganancia diferencial: ≤ 10 %

-

fase diferencial: ≤ 10°

22.3 Desarrollo práctico Se introduce la señal procedente de las unidades internas de satélite a una entrada UHF del sistema de amplificación terrestre, en la otra entrada se introduce la señal procedente de la antena de UHF. Ajustar adecuadamente las unidades internas de satélite y configurar el sistema de amplificación terrestre. Conectar la salida libre del repartidor a la entrada de señal del amplificador CATV. Conectar una carga de 75 ohmios en el conector de salida.

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Figura 22.10.- Entrenador EA-815F

A continuación conectar en la salida TEST-ENTRADA el medidor de campo, observar el espectro de la señal y anotar los niveles de los canales recibidos. Posteriormente conectar en la salida TEST-SALIDA el medidor de campo, examinar el espectro de los canales amplificados. Ajustar la ganancia, midiendo sobre el canal de mayor frecuencia hasta conseguir un nivel óptimo sin saturación. Posteriormente utilizando el medidor de campo en modo espectro se ajusta el ecualizador de cable hasta conseguir que las portadoras tengan el mismo nivel.

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A continuación, regular el pendiente actuando sobre el control oportuno midiendo sobre el canal de menor frecuencia. Después medir el nivel de las portadoras y los niveles relativos Vídeo/Audio. Ajustando el medidor de campo en modo espectro, se medirá la distorsión de segundo orden (SOD), para ello se introducen en el amplificador de CATV dos portadoras, f1 y f2, y se ajustan al mismo nivel. Posteriormente se mide el nivel de las nuevas portadoras 2 f2-f1; con esta medida se obtendrá el SDO (diferencia de nivel entre f1, f2 y 2 f2-f1). Para medir la distorsión de tercer orden (CTB) se ajusta también el medidor de campo en modo espectro y se introducen dos portadoras f1 y f2, en el amplificador CATV; las portadoras se ajustan al mismo nivel. A continuación se mide el nivel de las nuevas portadoras f2 ± f1 y de esta medida se determinará la CTB. Posteriormente se realizarán medidas sobre el canal de retorno, para ello se utilizará el Generador Multiportadora para el Canal de Retorno RP-100 (no suministrado, opcional).

Figura 22.11.Recordar que el canal de retorno es una banda de 5 a 55 MHz utilizada para servicios paralelos a la TV, como vigilancia, telemedida, Internet, vídeo a la carta, etc.

Figura 22.12.-

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Conectar el RP-100 en la salida del amplificador de CATV y el medidor de campo en la salida TEST-ENTRADA, para observar la señal de retorno.

Figura 22.13.Ajustar en el RP-100 la señal piloto P1 a la frecuencia de 6 MHz y la señal P2 a 15 MHz. Fijar las amplitudes de ambas portadoras a 40 dBmV.

Figura 22.14.Visualizar en el medidor de campo el espectro presente en la entrada del amplificador de CATV. Si es necesario ajustar la ganancia del canal de retorno actuando sobre el control oportuno.

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Dibujar el espectro observado.

A continuación incrementar la frecuencia de una de las señales piloto, en pasos de 5 MHz, hasta determinar la frecuencia de corte del canal de retorno.

22.4 Cuestiones 22.4.1 Indicar como se mide la relación C/N a partir del espectro. 22.4.2 ¿Qué margen frecuencial se utiliza en CATV? 22.4.3 ¿Qué utilidad tiene el canal de retorno? 22.4.4 ¿Qué margen frecuencial se utiliza en la banda de retorno?

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22.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 22

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 22.4.1

CUESTIÓN 22.4.2

CUESTIÓN 22.4.3

CUESTIÓN 22.4.4

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PRÁCTICA 23 23 IMPLANTACIÓN, ADMINISTRACIÓN Y GESTIÓN DE UNA EMPRESA INSTALADORA DE ANTENAS 23.1 Objetivos Esta práctica pretende acercar al alumno los temas relacionados con la implantación, administración y gestión de una empresa instaladora de antenas.

23.2 Fundamentos Teóricos A continuación se detallan los aspectos principales que hay que tener en cuenta antes de implantar una empresa instaladora de antenas, así con el propio funcionamiento de la empresa.

23.2.1 Evaluación posibilidad implantación La primera fase, previa a la implantación de una empresa, consiste en evaluar las posibilidades que tiene la empresa en función del volumen de negocio y objetivos. Para efectuar dicha evaluación deberán seguirse los siguientes criterios: •

Seleccionar la forma jurídica de empresa más adecuada a los recursos disponibles, a los objetivos y a las características de la actividad.

•

Realizar una análisis previo a la implantación, valorando:

•

Ubicación física y ámbito de actuación (distancia clientes/proveedores, canales de distribución, precios del sector inmobiliario, elementos de prospectiva)

•

Previsión de recursos humanos

•

Demanda potencial, previsión de gastos e ingresos

•

Estructura y composición del inmovilizado

•

Las necesidades de financiación y forma más rentable de la misma

•

La rentabilidad del proyecto

•

La posibilidad de subvenciones y/o ayudas a la empresa o a la actividad, ofrecidas por las diferentes Administraciones públicas

•

Determinar adecuadamente la composición de los recursos humanos necesarios, según las funciones y procesos propios de la actividad de la empresa y de los objetivos establecidos, atendiendo a formación y experiencia.

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23.2.2 Contratación Antes de iniciar la actividad empresarial hay que establecer las formas de contratación más idóneas en función del tamaño y objetivos de la empresa; para ello se debe: •

Decidir las formas de contratación vigentes, determinando sus ventajas e inconvenientes y estableciendo los más habituales en el sector de instaladores de antenas

•

Seleccionar las formas de contrato óptimas, según los objetivos y las características de la empresa

23.2.3 Documentación Una labor importante consiste en la elaboración, gestión y organización de la documentación necesaria para la constitución de la empresa, y la generada por el desarrollo de la actividad económica. Así, hay que: •

Establecer un sistema de organización de la información adecuado que proporcione información actualizada sobre la situación económicofinanciera de la empresa.

•

Realizar la tramitación oportuna ante los organismos públicos para la iniciación de la actividad de acuerdo con los registros legales.

•

Los documentos generados: facturas, albaranes, notas de pedido, letras de cambio, cheques y recibos, se deben elaborar en el formato establecido por la empresa con los datos necesarios en cada caso y de acuerdo con la legislación vigente.

•

Identificar la documentación necesaria para la constitución de la empresa (escritura, registros, IAE y otras).

23.2.4 Negociación con proveedores y clientes Un apartado destacable, en la administración y gestión de una empresa, consiste en la negociación con los proveedores. En dicha negociación el responsable de compras debe tener en cuenta: •

Precios del mercado

•

Plazos de entrega

•

Calidades

•

Condiciones de pago

•

Transportes, si procede

•

Descuentos

•

Volumen de pedido

•

Liquidez actual de la empresa

•

Servicio posventa del proveedor

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Asimismo, también, al negociar con los clientes las condiciones de instalación propuestas, se debe de tener en cuenta: •

Márgenes de beneficio

•

Precio de coste (material y mano de obra)

•

Tipo de clientes

•

Volumen de ventas

•

Condiciones de cobro

•

Descuentos

•

Plazos de entrega

•

Transporte, si procede

•

Garantía

•

Atención postventa

23.2.5 Acciones derivadas de las obligaciones legales de la empresa El empresario debe identificar, en tiempo y forma, las acciones derivadas de las obligaciones legales de su empresa, ya que su desconocimiento no le exime de su cumplimento. Para ello se deberá: •

Identificar la documentación exigida por la normativa vigente

•

Identificar el calendario fiscal correspondiente a la actividad económica

•

Identificar en tiempo y forma las obligaciones legales laborales: altas y bajas laborales, nóminas, seguros sociales, etc.

23.3 Desarrollo práctico Indique que factores deben valorase para efectuar un análisis sobre la posibilidad de implantación de una empresa instaladora de antenas. A partir de las formas de contratación vigentes, haga una lista de los diferentes tipos de contrato, ordenada de más a menos idoneidad para el empresario. Supóngase una pequeña empresa de instalación de antenas compuesta por: una secretaria, un oficial, un ayudante y un director. Los costes fijos mensuales de la empresa se detallan a continuación.

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•

Gastos de personal

•

Gastos de oficina (hipoteca, luz, teléfono, comunidad,

•

mobiliario, fotocopiadora, fax, ordenador, papelería, ...)

2500 €

•

Vehículos (seguros, leassing, gasolina, impuestos, ...)

842

€

•

Impuestos (autónomos, seguridad social, hacienda, ...)

3700

€

•

Herramientas (medidor de campo, útiles, ...)

1917 €

•

Publicidad (prensa, mailing, ...)

750

€

•

Otros (asesoría, bancos, ...)

300

€

9000

€

A partir de los datos anteriores, suponiendo que en una año hay 220 días laborales y que cada día se facturan un promedio de 5 horas por operario, determinar el precio/hora instalador para cubrir gastos. Determinar que beneficio obtendrá la empresa durante una año, por mano de obra, si al cliente se le factura cada hora a 70 €. Si la empresa se decide a invertir en el sector (asistencia a cursos de formación, asistencia a ferias, ingenierías y desarrollo, uniformes, suscripción a revistas, uniformes, equipos de medida profesionales, etc.) y este gasto asciende a 6020 €/mes determinar el precio/hora instalador. Con la hipótesis de que la empresa no repercute las 6020 €/mes al cliente, o sea mantiene las 70 €/hora facturada, obtener el beneficio que obtendrá la empresa durante un año. Suponer que la empresa, tras un contrato con una plataforma digital, necesita alquilar un almacén para poder guardar más parábolas, y que el precio del alquiler es de 929 €/mes. ¿Está la empresa, con el beneficio determinado anteriormente, en condiciones de realizar el alquiler?

23.4 Cuestiones 23.4.1 Indicar que documentación se necesita para la constitución de una empresa instaladora de antenas 23.4.2 Enumerar las obligaciones legales laborales de una empresa 23.4.3 ¿Para realizar la instalación un sistema colectivo de televisión terrestre y satélite es necesario realizar algún proyecto previo? 23.4.4 ¿Dicho proyecto puede ser firmado por cualquiera? 23.4.5 Especificar en que consiste la atención postventa

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23.5 Hoja de resultados

PRÁCTICA 23

Nombres:

GRUPO: HORARIO: Fecha:

NOTA:

CUESTIÓN 23.4.1

CUESTIÓN 23.4.2

CUESTIÓN 23.4.3

CUESTIÓN 23.4.4

CUESTIÓN 23.4.5

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BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Televisión Digital Hervé Benoit Ed. ITP-Paraninfo, 1998 Televisión y Radio Analógica y Digital J.L. Fernández, A. Suárez Ediciones Televés, 2004 Digital Satellite TV Frank Baylin Baylin Publications, 1997 Testing Digital Video Hewlett-Packard, 1997 DTV Handbook Jerry Whitaker Ed. McGraw-Hill, 2001 MPEG-2 Standards DVB Standards

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