ETSI Telecomunicación Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones e I Ingeniería i í Telemática T l áti Sistemas de Telecomunicación IV

TEMA 6 SERVICIOS DE RADIODIFUSIÓN EN PROYECTOS DE ICT

PARTE II: INSTALACIONES DE RADIODIFUSIÓN EN ICT Pablo Casaseca de la Higuera

Contenidos 6 5 Red de reparto 6.5 epa to 6.6 Cabeceras para TV terrestre 6 7 Cabeceras para TV satélite 6.7 6.8 Análisis de una instalación

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Contenidos 6 5 Red de reparto 6.5 epa to 6.6 Cabeceras para TV terrestre 6 7 Cabeceras para TV satélite 6.7 6.8 Análisis de una instalación

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Red de reparto 6.5.1 Estructura  Su misión es hacer llegar la señal a todas las tomas, con el nivel requerido q y de forma equilibrada q  Se distinguen 3 tipos de estructura: 1. En estrella: basada en distribuidores que reparten la potencia de forma equilibrada equilibrada. Mayor equilibrio en tomas y menor atenuación, pero necesita más cable redes de usuario y de dispersión en urbanizaciones

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Red de reparto 6.5.1 Estructura 2. En árbol-rama: Basada en el uso de derivadores. Características opuestas a la anterior  Idónea para redes de distribución ó o de dispersión ó en plantas muy extensas

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Red de reparto 6.5.1 Estructura 3. Mixta: Aprovecha las ventajas de ambas (típica en ICT)

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Red de reparto 6.5.2 Diseño  Condicionantes:  Geometría variable,, condicionada por p la edificación  Dos bandas de frecuencias en un rango amplio (5-2150 MHz)  Comportamiento dispar de los componentes  Calidad de la instalación depende de un diseño para atenuación mínima y equilibrada

 Criterios generales:  Red de usuario en estrella y con longitudes de cable similares  Red de distribución con derivadores cuyas pérdidas en d derivación ó decrezcan d all alejarse l d de cabecera b  Si es necesaria amplificación intermedia, elegir un punto que degrade lo mínimo la S/I y la figura de ruido. Amplificar sólo una vez, y ambas bandas por separado 7

Red de reparto 6.5.3 Cable coaxial Línea de transmisión utilizada en la ICT Debe permitir la distribución en bandas V/U y FI Impedancia de 75 La atenuación aumenta notablemente con la frecuencia  contribución importante al rizado  Evitar atenuaciones superiores a 0.33 0 33 dB/m a 2150MHz    

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Red de reparto 6.5.4 Elementos p pasivos  Todos los pasivos deben trabajar en el rango de 5 a 2150 MHz  Mezcladores: Combinan señales de distintas frecuencias (bandas V/U y FI)  Derivadores: permiten extraer muestras de la señal que los atraviesa (derivación)  Distribuidores: Reparten la potencia por igual. Se colocará uno a la l salida lid d dell PAU PAU, y a veces, en tterminaciones i i de d red d de distribución y repartos en verticales  PAU: Permite seleccionar una de las puertas de entrada, conmutación ió manual, l mecánica á i o electrónica l ó i  Toma de usuario: Bases de acceso terminal donde se conectan los receptores 9

Red de reparto 6.5.5 Carácterísticas p principales p  Mejor toma: aquella para la que la atenuación desde la cabecera es mínima  Peor toma: aquella para la que la atenuación desde la cabecera es máxima  Atenuación máxima de la red: atenuación en la peor toma y a la frecuencia máxima  Atenuación mínima de la red: atenuación en la mejor toma y a la frecuencia mínima Todos se calculan en las bandas V/U y FI FI, y no tienen por qué coincidir para dichas bandas

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Red de reparto 6.5.5 Carácterísticas p principales p  Respuesta amplitud/frecuencia: Rizado de la atenuación en cada una de las subbandas producido por el cable y los elementos pasivos. Se suele calcular para la peor toma, aunque en el proyecto se debe especificar para el mejor y peor caso. p  Desacoplo entre tomas de distintos usuarios: La norma ICT establece t bl que ha h de d ser mayor que:  38 dB entre 47 y 300 MHz  30 dB entre 300 y 862 MHz  20 dB entre 950 y 2150 MHz

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Red de reparto 6.5.5 6 5 5 Carácterísticas Ca ácte st cas principales p c pa es (ejemplo) (eje p o)

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Red de reparto 6.5.5 6 5 5 Carácterísticas Ca ácte st cas principales p c pa es (ejemplo) (eje p o) Mezclador Derivadores PAU Coaxial Tomas Distribuidores

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Red de reparto 6.5.5 6 5 5 Carácterísticas Ca ácte st cas principales p c pa es (ejemplo) (eje p o) ATENUACIONES CABECERA-PAU

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Red de reparto 6.5.5 6 5 5 Carácterísticas Ca ácte st cas principales p c pa es (ejemplo) (eje p o) ATENUACIONES RED INTERIOR DE USUARIO

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Red de reparto 6.5.5 6 5 5 Carácterísticas Ca ácte st cas principales p c pa es (ejemplo) (eje p o)  

La peor toma es la de mayor longitud de cable en el primer piso La mejor toma es la que corresponde al local, ya que el hecho de no disponer de distribuidor, compensa la mayor longitud de cable (no aplicable en normativa actual)



A las l atenuaciones t i anteriores t i (d (desde d cabecera), b ) lles sumamos las l de los elementos de la cabecera: 12 dB en V/U (2 repartidores y mezclador) y 9 dB en FI (mezclador y repartidor)

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Red de reparto 6.5.5 6 5 5 Carácterísticas Ca ácte st cas principales p c pa es (ejemplo) (eje p o) 

Rizados en peor toma:



En este caso, la peor toma coincide con el peor caso en cuanto a rizado, pero la mejor toma no coincide con el mejor caso

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Red de reparto 6.5.6 6 5 6 Amplificación p cac ó intermedia te ed a  Cuando la atenuación entre cabecera y tomas supera un cierto valor (60 dB) no existen amplificadores capaces de dar los niveles requeridos en cabecera  Amplificación intermedia  Se recomienda utilizar un único amplificador adicional, adicional como máximo 2, aunque esto último no es recomendable.  Amplificar separadamente las bandas V/U y FI  Elección del lugar de ubicación:  Si se ubica cerca de la cabecera, la figura de ruido no se degrada, pero sí la intermodulación, al trabajar con niveles altos  Si está alejado ocurre lo contrario  Posición intermedia, aunque depende de las diferencias entre el amplificador de línea y el de cabecera 18

Contenidos 6 5 Red de reparto 6.5 epa to 6.6 Cabeceras para TV terrestre 6 7 Cabeceras para TV satélite 6.7 6.8 Análisis de una instalación

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Cabeceras para TV terrestre 6.6.1 6 6 Co Consideraciones s de ac o es generales ge e a es 



Supongamos que en el emplazamiento se reciben una serie de canales analógicos y digitales en UHF y que a la salida de la antena t ttenemos un nivel i l adecuado d d  70 dBV dB V analógico ló i y 60 dBV digital (asumimos coexistencia) Planteamos dos alternativas de diseño:  Amplificación de banda ancha: más económica, problemas de ecualización y de productos de intermodulación  Limitada a 30 tomas o menos (RD 346/2011)  Diferencia máxima de 3 dB entre canales de un mismo servicio

 Amplificación monocanal: recomendada para instalaciones g medianas y grandes

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Cabeceras para TV terrestre 6.6.1 6 6 Co Consideraciones s de ac o es generales ge e a es

 Sistema repartidormezclador

 Autoseparación y automezcla en Z

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Cabeceras para TV terrestre 6.6.1 6 6 Co Consideraciones s de ac o es generales ge e a es      

La conexión en Z es universalmente utilizada por tener menos pérdidas (las introducidas por los puentes) La alimentación se hace por la línea de mezcla de salida (no siempre) Las salidas y entradas no utilizadas se adaptan con 75 Utilización de condensadores en la salida no utilizada para que la alimentación no se disipe en la carga Es necesario dejar dos canales de guarda en UHF y uno en VHF salvo que se usen monocanales selectivos Es necesario usar selectivos si existe un canal digital adyacente y no está al menos 15 dB por debajo  problema resuelto tras apagón (¿amplificadores de grupo?)

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Cabeceras para TV terrestre 6.6.2 6 6 Procedimiento oced e to de diseño d se o      

Utilización de la técnica Z con una única salida a través de la fuente de alimentación, desacoplada en continua (no siempre). Colocar los canales de mayor frecuencia más cerca de la salida, para compensar las pérdidas de los puentes. Colocar los canales con menor potencia más cerca de la antena. Utilizar los atenuadores de cada monocanal para ecualizar las salidas en todos los canales. Estimar las pérdidas de los puentes como 0.5 dB en UHF y 0.3 dB en VHF. Implicaciones en niveles de salida, relación S/I, y relación C/N

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Cabeceras para TV terrestre 6.6.3 6 6 3 Ca Canales a es TDT 

Diseño de red de distribución y cabecera garantiza TV-AM por ser el más exigente. Cambios tras apagón.



Para TDT: monocanales similares a TV-AM, utilizándose selectivos para los canales analógicos si hay un digital adyacente y no está 15 dB por debajo  Resuelto tras apagón.



Reutilización de canales tras apagón, posibilidad de uso de amplificadores de grupo en nuevas instalaciones.



En UHF UHF, existen canales incompatibles incompatibles. Un canal n puede causar interferencias en el canal n+5 debido a mezclas con el oscilador local del receptor. Se pueden evitar si el desacoplo entre tomas es mayor que 50 dB. dB 24

Cabeceras para TV terrestre 6.6.3 6 6 3 Ca Canales a es TDT 

Utilización de filtros trampa si, pese a usar los selectivos, la interferencia persiste  Resuelto tras apagón

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Contenidos 6 5 Red de reparto 6.5 epa to 6.6 Cabeceras para TV terrestre 6 7 Cabeceras para TV satélite 6.7 6.8 Análisis de una instalación

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Cabeceras para TV satélite 6.7.1 Co 6 Consideraciones s de ac o es generales ge e a es  Estructura del sistema:  Sistemas de captación: Parábola + LNB  Equipamiento de cabecera  Red de reparto: compartida con servicios terrenales

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Cabeceras para TV satélite 6.7.2 S 6 Sistemas ste as de captación captac ó  Una o varias antenas parabólicas  Reflector + Iluminador (antena de bocina)  A cada antena se le asocia un LNB (Low Noise Block)  Conversión a FI y amplificación de bajo ruido.  El diámetro del reflector determina la ganancia de la antena  El sistema de captación es el responsable de la C/N global  es importante que el resto de la red no la degrade FLNB50 dB

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Cabeceras para TV satélite 6.7.2 S 6 Sistemas ste as de captación captac ó 

Bandas:

FSS BAJA

DBS

FSS ALTA

LINEAL ((H/V))

CIRCULAR (D/I)

LINEAL ((H/V))

10.7 GHz

 

11.7 GHz

12.5 GHz

12.7 GHz

Polarizaciones ortogonales entre sí aisladas  compartición de frecuencias Las lineales no están aisladas de las circulares: se pueden recibir polarizaciones circulares con antenas de polarización lineal perdiendo 3 dB 29

Cabeceras para TV satélite 6.7.2 S 6 Sistemas ste as de captación captac ó  Para la emisión de 1 satélite no podemos convertir toda la banda de RF a FI (950-2150 MHz)  selección de subbandas bb d  FSS baja (fol=9.75 GHz)  subbanda baja  FSS alta y DBS(fol=10.6 GHz)  subbanda alta

 Además hay que elegir las polarizaciones:    

Subbanda Subbanda Subbanda Subbanda

baja y polarización horizontal  BH baja y polarización vertical  BV alta y polarización horizontal  AH alta y polarización vertical  AV

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Posibilidades:  Distribución de servicios analógicos/digitales g / g en banda V/U /  Sistemas de 4 hilos.  Sistemas de 2 cables, con uno por parábola  ICT

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Distribución en banda V/U  Demanda de más programas con receptores convencionales (analógicos o digitales)  Utilización de la banda V/U con adaptación al estándar adecuado ((modulaciones más eficientes))  Transmodulación (unidades interiores)  FM/AM  QPSK/AM  QPSK/COFDM (DVB-S/DVB-T)  8PSK/COFDM (DVB-S2/DVB-T)  QPSK/64QAM (DVB (DVB-S/DVB-C) S/DVB C)  8PSK/64QAM (DVB-S2/DVB-C)

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Distribución en banda V/U    

Necesidad de amplificación a la salida de las U.I. Incorporación a la conexión en Z Conversiones a DVB-T y AM: posibilidad de uso sin IRD Conversión a DVB-C:  Uso inicial sobre redes antiguas con capacidad hasta UHF  Conversión directa: Transmoduladores Digitales Transparentes  Pierde sentido con norma ICT y extensión de DVB-T DVB T (necesidad de IRD)

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Distribución en banda V/U (esquema típico)

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Sistemas de 4 hilos  Distribución de todas las señales de la antena (4 posibilidades)  También es posible distribuir de dos satélites distintos (2 polarizaciones por cada uno)

 4 cables bl de d bajada b j d  4 amplificadores de FI en paralelo  Selección de salidas en tomas por conmutación

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Sistemas de 2 cables, 1 por satélite  Mínimo exigido en la ICT: 2 cables de bajada en FI, cada uno asociado a un elemento de captación  Los dos transportan los servicios de radiodifusión terrena  En cada cable se distribuirá una polarización (dominante), pero se pueden incluir canales de otras mediante un procesado en FI  No se deben incluir más de 6 u 8 transpondedores de otras polarizaciones  Deben existir huecos suficientes, aunque se pueden usar frecuencias de canales no demandados con ciertas limitaciones

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Sistemas de 2 cables, 1 por satélite  Se puede incluir un nuevo transpondedor en la frecuencia de otro no deseado si está 10 dB por encima  También entre dos canales no deseados, asumiendo que tiene 8 dB más q que estos canales

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Sistemas de 2 cables, 1 por satélite  El procesado en FI es una simple traslación en frecuencia  Se utilizará un procesador de FI por cada transpondedor de interés fuera de la polarización principal  La salida global se amplifica antes de mezclarse con los servicios terrenales  Dado que hay muchos canales, que estarán en general bien ecualizados y la alta tolerancia de QPSK frente a interferencias, ecualizados, interferencias la amplificación se hará en banda ancha  Hay que asegurarse que el amplificador es capaz de amplificar todos los canales, canales teniendo en cuenta que en QPSK el nivel máximo es 4 dB mayor que el que especifica el fabricante

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Cabeceras para TV satélite 6.7.3 6 3 Equipamiento qu pa e to de cabecera cabece a  Sistemas de 2 cables, 1 por satélite (esquema de conexión):

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Cabeceras para TV satélite 6.7.4 Procedimiento 6 oced e to de cálculo cá cu o y diseño d se o  Asumimos conocidos los apuntamientos de las antenas por mapas suministrados por los operadores.  Planteamos una relación portadora a ruido de diseño: 14  Determinación de la ganancia necesaria para la antena:

 La relación portadora a ruido a obtener en la salida del LNB no es exactamente igual a la que le llega al usuario, usuario pero si el diseño es bueno se degenera muy poco

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Cabeceras para TV satélite 6.7.4 Procedimiento 6 oced e to de cálculo cá cu o y diseño d se o  La temperatura equivalente de ruido en la antena la calculamos como (consideramos sólo la influencia del LNB en primera i aproximación): i ió )

 Con Ta=70K.

 Ahora determinamos la máxima figura de ruido del resto d lla red de d que garantice ti que la l C/N no se degrade d d por encima del margen 

Temperatura equivalente de ruido en la antena considerando el resto de la red:

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Cabeceras para TV satélite 6.7.4 Procedimiento 6 oced e to de cálculo cá cu o y diseño d se o  La degradación que produce el resto de la red es, por tanto:

 Que nos permite acotar la figura de ruido del resto de la red para un valor máximo de degradación permitida: U.N.!!!

 …escogiendo el amplificador de cabecera de acuerdo con esto y garantizando así la calidad de la instalación: esto,

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Cabeceras para TV satélite 6.7.4 Procedimiento 6 oced e to de cálculo cá cu o y diseño d se o  Recordamos que, en una red sin amplificación intermedia:

 Y que la ganancia del amplificador de FI se obtiene a partir del nivel de salida del mismo:

 Siendo G la ganancia de la antena instalada 43

Cabeceras para TV satélite 6.7.4 Procedimiento 6 oced e to de cálculo cá cu o y diseño d se o  Para calcular el nivel de salida del amplificador de FI:

• E Escogemos un valor l intermedio i di entre las l cotas, sin i sobrepasar los 110 dBVSamp. • El valor especificado p p por el fabricante es típicamente p p para modulación FM

• Como procesamos N=30 canales: 44

Cabeceras para TV satélite 6.7.4 Procedimiento 6 oced e to de cálculo cá cu o y diseño d se o  Con las consideraciones anteriores, y una vez calculado el nivel de salida del amplificador de FI (Samp), las condiciones di i que é éste h ha d de cumplir li son las l siguientes: i i  Samp ≤SmaxQPSK,N, con N=30 generalmente, y en cualquier caso, inferior a 110 dBV  Que Gamp esté é dentro del rango que permita el amplificador  Que Famp cumpla:

 Lred ,max  1    1  GLNBTeant D FMAX  1 Lcable  Famp   Gamp  T0  En unidades naturales y para el ejemplo de la red sin amplificación intermedia

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