ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRONICA, EN TELECOMUNICACIONES Y REDES ELABORACIÓN DEL ESTUDIO DE INGENIERÍA Y REQUISITOS PARA LA ADJUDICACIÓN DE UNA FRECUENCIA TEMPORAL DE UN CANAL DE TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE PARA LA ESPOCH Trabajo de titulación presentado para optar al grado académico de: INGENIERO EN ELECTRÓNICA TELECOMUNICACIONES Y REDES AUTOR: ACHIC MARÍA LEÓN SIZA TUTOR: ING. WILLIAM CALVOPIÑA Riobamba - Ecuador 2015 ©2015, Achic María León Siza Se autoriza la reproducción total o parcial, con fines académicos, por cualquier medio o procedimiento, incluyendo la cita bibliográfica del documento, siempre y cuando se reconozca el Derecho de Autor. ii ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRONICA, EN TELECOMUNICACIONES Y REDES El Tribunal del trabajo de titulación certifica que: El trabajo de investigación: Elaboración del estudio de ingeniería y requisitos para la adjudicación de una frecuencia temporal de un canal de televisión digital terrestre para la ESPOCH, de responsabilidad de la señorita: Achic María León Siza, ha sido minuciosamente revisado por los Miembros del Tribunal del trabajo de titulación, quedando autorizada su presentación. FIRMA FECHA Ing. Gonzalo Nicolay Samaniego Ph.D DECANO FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA ………………….. ………………….. Ing. Franklin Moreno DIRECTOR DE ESCUELA INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES ………………….. ………………….. Ing. William Calvopiña DIRECTOR TRABAJO DE TITULACIÓN ………………….. ………………….. Ing. Alex Troya Aldaz MIEMBRO DE TRIBUNAL ………………….. ………………….. iii Yo, Achic María León Siza, soy responsable de las ideas, doctrinas y resultados expuestos en este trabajo titulación y el patrimonio intelectual del trabajo de titulación pertenece a la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. ACHIC MARÍA LEÓN SIZA iv DEDICATORIA A Carmen y Pedro mis queridos padres y maestros de vida, a mis incondicionales hermanos y hermanas Sonia, Marco, Darío y Nina, y a mi soñador sobrino Inti Andrés; familia son la inspiración de un mundo mejor y la resistencia de un Pueblo Milenario. A toda mi familia. A mis amigas y amigos de estudio, de lucha y de vida, en nombre de todo lo compartido este trabajo también se los dedico. A la Red de Organizaciones Juveniles (ROJ) de Riobamba, y a todos los procesos en los cuales he tenido la oportunidad de vincularme durante mi vida universitaria. A toda aquella persona que albergue en su corazón y mente una transformación social, puede sentirse identificado en esta dedicatoria; pues “es un derecho de nacimiento mirar los frutos que dejan los sueños”. Achic v AGRADECIMIENTO A mis padres por darme la oportunidad de obtener una profesión e inculcarme valores profundamente valiosos, y sobre todo por sembrar en mí la fortalece y fe de creer en mis sueños. A mi familia por su apoyo y comprensión durante todos mis años de estudio, gracias por la paciencia y el amor que siempre me regalan. Al Ing. William Calvopiña, Ing. Alex Troya Aldaz por la orientación brindada durante el desarrollo de este trabajo. A Ivonncita Carrera y por medio de ella a todas las mujeres que me apoyaron en mi etapa estudiantil, gracias por la generosa ayuda. Achic vi ÍNDICE GENERAL Páginas PORTADA i DERECHOS DE AUTOR ii DECLARACIÓN DE RESPONSABILIDAD iii CERTIFICACIÓN iv DEDICATORIA v AGRADECIMIENTO vi RESUMEN xxi SUMMARY xxii INTRODUCCIÓN 1 CAPÍTULO I 1. MARCO TEÓRICO……………………………………………………… 4 1.1 ASPECTOS TÉCNICOS…………………………………………………. 4 1.1.1 Sistema de comunicación………………………………………………….. 4 1.1.2 Estaciones para operar un canal TDT……………………………………. 4 1.1.3 Consideraciones de un canal de televisión………………………………... 5 1.1.3.1 Estructura técnica interna………………………………………………………... 6 1.1.3.2 Estructura técnica externa……………………………………………………….. 7 1.1.3.2.1 Transmisor………………………………………………………………………….. 7 1.1.3.2.2 Antenas………………………………………………………………………………. 8 1.1.3.2.3 Diagrama de radiación……………………………………………………………. 9 1.1.3.2.4 Polarización………………………………………………………………………… 10 1.1.3.2.5 Ganancia……………………………………………………………………………. 11 1.1.3.2.6 Directividad………………………………………………………………………… 11 1.1.3.3 Medios de Trasmisión…………………………………………………………….. 12 1.1.3.3.1 Medios guiados…………………………………………………………………….. 12 1.1.3.3.2 Medios no guiados………………………………………………………………… 12 1.1.3.4 Métodos de propagación…………………………………………………………. 13 vii 1.1.3.4.1 Longley-Rice……………………………………………………………………….. 14 1.1.3.4.2 Recomendación UIT-R P.1546………………………………………………….. 15 1.1.4 Enlace microonda…………………………………………………………. 16 1.1.4.1 Planificación de radioenlace…………………………………………………….. 17 1.1.4.1.1 Elección del trayecto……………………………………………………………… 17 1.1.4.1.2 Análisis del perfil topográfico……………………………………………………. 17 1.1.4.2 Factor k en el enlace………………………………………………………………. 19 1.1.4.3 Margen de desvanecimiento……………………………………………………… 19 1.1.4.4 Confiabilidad……………………………………………………………………….. 20 1.1.4.5 Ancho de banda…………………………………………………………………….. 20 1.1.4.6 Presupuesto de enlace…………………………………………………………….. 21 1.1.4.7 Sensibilidad del receptor…………………………………………………………. 22 1.1.4.8 Margen y Relación S/N……………………………………………………………. 22 1.1.4.9 Pérdidas en el espacio libre (FSL)………………………………………………. 23 1.1.4.10 Zona de Fresnel……………………………………………………………………. 23 1.1.5 Área de cobertura………………………………………………………….. 24 1.1.5.1 Parámetros de transmisión……………………………………………………….. 24 1.1.5.1.1 Frecuencia y categoría del canal……………………………………………….. 24 1.1.5.1.2 Topografía del terreno……………………………………………………………. 25 1.1.5.1.3 Altura efectiva de la antena………………………………………………………. 25 1.1.5.1.4 Altura media del terreno (Hmt)………………………………………………….. 26 1.1.5.1.5 Sistema Radiante…………………………………………………………………… 27 1.1.5.1.6 Potencia Efectiva Radiada (PER)……………………………………………….. 28 1.2 ASPECTOS REGULATORIOS DE TELECOMUNICACIONES EN EL 28 ECUADOR……………………………………………………………. 1.2.1 Unión Internacional de las Telecomunicaciones (UIT)…………………. 28 1.2.2 Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información 29 (MINTEL)…………………………………………………………………. 1.2.2.1 Lineamientos técnicos para autorizaciones de frecuencias temporales……. 30 1.2.3 Agencia de Control y Regulación de las telecomunicaciones 30 (ARCOTEL)………………………………………………………………… 1.2.4 Ley Orgánica de Telecomunicaciones……………………………………... 31 1.2.5 Plan Nacional de Frecuencia……………………………………………… 32 1.2.6 Resoluciones vigentes para TDT…………………………………………... 33 viii 1.2.6.1 Resolución 084-05-CONATEL-. 2010…………………………………….. 33 1.2.6.2 Resolución RTV-596-16-CONATEL-2011………………………………... 33 1.2.6.3 Resolución RTV-681-24-CONATEL-2012………………………………... 34 1.2.6.4 Resolución No RTV 536-25-CONATEL…………………………………... 35 1.2.6.5 Resolución RTV-039-02-CONATEL-2012………………………………... 36 1.2.6.6 Resolución ARCOTEL-0301-2015………………………………………… 36 1.2.7 Información técnica para frecuencias temporales………………………... 40 1.3 ASPECTOS GENERALES DE COMUNICACIÓN……………………. 41 1.3.1 Ley Orgánica de Comunicación (LOC)…………………………………… 41 1.3.2 Consejo De Regulación y Desarrollo de la Comunicación (CORDICOM) 41 1.3.3 Superintendencia de la Informaciónn y Comunicación (SUPERCOM)… 42 1.3.4 Parrilla de programación………………………………………………….. 42 CAPÍTULO 2 2. CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA EL DISEÑO DEL CANAL 44 TDT-ISDB-TB……………………………………………………………... 2.1 Introducción a los Sistemas Transmisores de Televisión……………….. 44 2.1.1 Concepto general del Sistema de Transporte Digital……………………… 45 2.1.2 Codificación de canal………………………………………………………. 45 2.1.3 Modulación Digital…………………………………………………………. 46 2.1.4 Estándares de transmisión de la televisión Digital……………………….... 47 2.1.4.1 ATSC………………………………………………………………………………….. 48 2.1.4.2 DVB…………………………………………………………………………………... 48 2.1.4.3 ISDB…………………………………………………………………………………... 48 2.1.4.4 DTMB………………………………………………………………………………… 49 2.1.4.5 ISDB-T Internacional………………………………………………………………. 49 2.1.5 Modulación OFDM………………………………………………………… 50 2.1.6 Intervalo de Guarda………………………………………………………… 51 2.1.7 Modulación Jerárquica…………………………………………………….. 52 2.1.8 Televisión Digital Terrestre (TDT)…………………………………………. 53 2.1.8.1 Ventajas de TDT…………………………………………………………………….. 54 2.1.8.1.1 Desventajas de TDT………………………………………………………………… 55 2.1.8.2 Televisión digital Terrestre en el Ecuado……………………………………….. 55 ix 2.1.9 Recepción de TDT…………………………………………………………... 56 2.1.10 ISDB-T Internacional………………………………………………………. 57 2.1.11 Arquitectura de ISDB-T Internacional…………………………………….. 58 2.1.11.1 Codificación de la fuente…………………………………………………………... 58 2.1.11.1.1 Transport Stream (TS)……………………………………………………………... 59 2.1.11.2 Capa de transporte…………………………………………………………………. 60 2.1.11.2.1 Broadcast Transport Stream (BTS)………………………………………………. 60 2.1.11.3 Transmisión y recepción…………………………………………………………… 61 2.1.12 Trasmisión en capas jerárquicas…………………………………………… 62 2.1.13 Middleware………………………………………………………………….. 63 2.1.14 Canal de interactividad…………………………………………………… 64 2.1.15 Modos 1, 2 y 3 del estándar ISDB-Tb……………………………………… 64 CAPÍTULO III 3. MARCO DE RESULTADOS Y PROPUESTA PARA EL CANAL DE 66 TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE “ESPOCH TV” 3.1 Estudio de ingeniería………………………………………………………. 66 3.1.1 Consideraciones para el estudio de ingeniería…………………………….. 66 3.1.2 Descripción geográfica general…………………………………………….. 67 3.1.3 Diagrama de bloques que conforman la estación de televisión………....... 67 3.1.4 Descripción general del estudio de la estación de TDT…………………… 68 3.1.5 Descripción de la estructura del sistema TDT propuesto…………………. 69 3.1.6 Enlace estudio – transmisor………………………………………………... 69 3.1.6.1 Banda de frecuencia………………………………………………………………... 69 3.1.6.2 Ubicación de la estación fija de transmisión……………………………………. 69 3.1.6.3 Ubicación de la estación fija de recepción……………………………………… 70 3.1.6.4 Análisis del perfil topográfico……………………………………………………. 71 3.1.6.5 Equipos para el Radioenlace……………………………………………………… 73 3.1.6.5.1 Transmisor…………………………………………………………………………… 73 3.1.6.5.2 Receptor……………...………………………………………………………………. 73 3.1.6.5.3 Antenas………………..……………………………………………………………... 73 3.1.6.5.4 Líneas de transmisión………………………………………………………………. 74 3.1.6.6 Ancho de banda:…………………………………………………………………….. 75 x 3.1.6.7 Balance del enlace………………………………………………………………….. 76 3.1.6.8 Presupuesto de enlace………………...……………………………………………. 76 3.1.6.9 Parámetros resultantes del Radioenlace………………………………………… 77 3.1.6.10 Margen de desvanecimiento……………………………………………………….. 78 3.1.6.11 Confiabilidad………………………………………………………………………… 78 3.1.7 Descripción de la transmisión jerárquica…………………………...……... 79 3.1.7.1 Equipos a considerar para el canal TDT………………………………………… 80 3.1.7.2 Predicción del área de cobertura de la estación de TDT……………………… 80 3.1.7.3 Banda de frecuencia……………………………………………………………… 81 3.1.7.4 Transmisor de TDT…………………………………………………………………. 81 3.1.7.5 Sistema Radiante para TDT……………………………………………………….. 82 3.1.7.6 Cable RF entre transmisor y antena……………………………………………… 83 3.1.7.7 Torre y caseta de transmisión…………………………………………………….. 83 3.1.7.8 Energía eléctrica……………………………………………………………………. 84 3.1.7.9 Sistema de tierra…………………………………………………………………….. 84 3.1.7.10 Equipo de mantenimiento………………………………………………………….. 84 3.1.7.11 Calculo del área de cobertura TDT-ISDBT…………………………………….. 84 3.1.7.12 Alturas efectivas consideradas en cada radial (h1)……………….…………… 86 3.1.8 Simulación de enlace y cobertura………………………………………….. 100 3.1.8.1 Radio Mobile………………………………………………………………………… 101 3.1.8.2 Simulación enlace punto a punto…………………………………………………. 102 3.1.8.3 Simulación de área de cobertura…………………………………………………. 106 3.1.8.4 Receptor…………………………………………………………………………….... 106 3.2 Grilla de programación……………………………...…………………….. 110 3.3 Solicitud para la adjudicación de una frecuencia temporal………...…... 112 CONCLUSIONES…………………………………………………...…………………… 113 RECOMENDACIONES…………………………………………………………………. 115 BIBLIOGRAFÍA ANEXOS xi ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1-1 Descripción del punto de emisión………………………………………. 26 Tabla 2-1 Banda de frecuencias……………………………………………………. 32 Tabla 3-1 Fases de apagón analógico………………………………………………. 35 Tabla 4-1 Bandas de Frecuencias Principales……………………………………… 37 Tabla 5-1 Fragmento de canales de frecuencias principales……………………….. 37 Tabla 6-1 Distribución de canales lógicos…………………………………………. 38 Tabla 7-1 Intensidades de Emisiones Espurias…………………………………….. 39 Tabla 8-1 Relación de protección seña no deseada………………………………… 39 Tabla 9-1 Multiprogramación……………………………………………………… 40 Tabla 1-2 Estándares de Tv Digital………………………………………………… 47 Tabla 2-2 Parámetros de ISDBT según el modo…………………………………… 65 Tabla 1-3 Equipos de estudio TV………………………………………………….. 68 Tabla 2-3 Puntos de los emplazamientos…………………………………………... 71 Tabla 3-3 Características del equipo transmisor…………………………………… 73 Tabla 4-3 Características del equipo Receptor ……………………………………. 73 Tabla 5-3 Características de la antena del enlace …………………………………. 74 Tabla 6-3 Características del ancho de banda……………………………………… 75 Tabla 7-3 Características del equipo transmisor…………………………………… 77 Tabla 8-3 Cuadro de resumen del radio enlace…………………………………….. 78 Tabla 9-3 Descripción del margen de desvanecimiento……………………………. 78 Tabla 10-3 Características de la transmisión jerárquica…………………………….. 80 Tabla 11-3 Equipos para enlace digital……………………………………………… 80 Tabla 12-3 Frecuencia y canal propuestos para el canal TDT………………………. 81 Tabla 13-3 Equipo para cobertura de TDT………………………………………….. 81 Tabla 14-3 Especificaciones del sistema radiante…………………………………… 82 Tabla 15-3 Potencia Efectiva Radiada a 65º………………………………………... 85 Tabla 16-3 Potencia Efectiva Radiada en los 8 radiales…………………………….. 86 Tabla 17-3 Especificaciones del sitio de transmisión ………………………………. 86 Tabla 18-3 Coordenadas geográficas Cerro Cacha………………………………….. 86 Tabla 19-3 Altura efectiva en 65º…………………………………………………… 87 Tabla 20-3 Información altura efectiva……………………………………………… 88 xii Tabla 21-3 Altura efectiva en los 4 radiales fijados para el análisis de cobertura…... 89 Tabla 22-3 Intensidad de campo para E (10,50)…………………………………….. 90 Tabla 23-3 Intensidad de campo para E (50,50)……………………………………... 98 Tabla 24-3 Intensidad de campo para E (90,50)…………………………………….. 98 Tabla 25-3 Intensidad de campo, aplicando la Rec. UTI-R P. 1546………………... 99 Tabla 26-3 Intensidad de campo máximo, en función de la distancia. ……………... 100 Tabla 27-3 Resumen del Radio Enlace……………………………………………… 102 Tabla 28-3 Parámetros de ISDB-Tb para receptores……………………………….. 106 Tabla 29-3 Resumen de formularios técnicos……………………………………….. 109 Tabla 30-3 Cuadro base para la elaboración de una grilla de programación……....... 112 xiii ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1-1 Sistema de Comunicación………………………………..………….. 4 Figura 2-1 Consideraciones de un canal de TDT……………………………….. 6 Figura 3-1 Salida de audio y video para procesamiento………………………… 7 Figura 4-1 Tipos de transmisión………………………………………………..... 8 Figura 5-1 Representación en el eje X, Y y Z………………………………….... 9 Figura 6-1 Diagramas en 3D…………………………………………………….. 9 Figura 7-1 Diagramas en 2D…………………………………………………….. 10 Figura 8-1 Polarización Horizontal y Vertical………………………………….. 11 Figura 9-1 Modos de propagación……………………………………………….. 13 Figura 10-1 Niveles de potencia (dB), punto a zona, 3D…………………………. 15 Figura 11-1 Vista de una curva normalizada (E)…………………………………. 16 Figura 12-1 Esquema de un Radioenlace…………………………………………. 16 Figura 13-1 Emplazamiento y perfil topográfico…………………………………. 18 Figura 14-1 Línea de vista directa entre dos puntos……………………………… 18 Figura 15-1 Factor k en tierra real y ficticia…………………………………….... 19 Figura 16-1 Presupuesto de un radioenlace………………………………………. 21 Figura 17-1 Primera zona de Fresnel……………………………………………... 23 Figura 18-1 Esquema de una carta topográfica…………………………………… 25 Figura 19-1 Punto de emisión……………………………………………………... 26 Figura 20-1 Altura media del terreno……………………………………………... 27 Figura 21-1 Cobertura de un sistema radiante…………………………………...... 28 Figura 22-1 Frecuencias VHF-UHF……………………………………………..... 33 Figura 1-2 Degradación analógica y digital vs distancia……………………….... 46 Figura 2-2 Modulación Digital en amplitud……………………………………... 47 Figura 3-2 Estándares de TDT adoptados en Latinoamérica…………………..... 49 Figura 4-2 Modulación OFDM………………………………………………….. 50 Figura 5-2 Constelaciones de 4,16 y 64QAM…………………………………… 51 Figura 6-2 Adición de intervalo de guarda………………………………………. 52 Figura 7-2 Modo no jerárquico y jerárquico……………………………...……... 52 Figura 8-2 Modulación Digital…………………………………………………... 53 Figura 9-2 Televisión Digital Terrestre………………………………………….. 54 xiv Figura 10-2 Comparación de Tv Digital…………………………………………. 55 Figura 11-2 Concesiones de TDT en el Ecuador………………………………… 56 Figura 12-2 Receptores para TDT………………………………………………... 57 Figura 13-2 Descripción de ISDB-Tb……………………………………………. 58 Figura 14-2 Arquitectura de ISDB-Tb…………………………………………… 58 Figura 15-2 Paquetes de transporte TS y multiplexación………………………... 59 Figura 16-2 Broadcast trasnport stream-BTS…………………………………….. 60 Figura 17-2 Efecto del time interleave…………………………………………… 61 Figura 18-2 Asignación de segmentos para capas ISDB-Tb……………………... 62 Figura 19-2 Recepción de un canal TDT-ISDB-T Internacional………………… 63 Figura 20-2 Interfaz Ginga……………………………………………………….. 64 Figura 1-3 Mapa político de la provincia de Chimborazo………………………. 67 Figura 2-3 Diagrama general considerado para la propuesta de TDT…………... 68 Figura 3-3 Diseño propuesto para el canal “ESPOCH Tv”……………………... 69 Figura 4-3 ESPOCH, vista desde Google Maps………………………………… 70 Figura 5-3 Cerro Cacha visto desde Google Earth……………………………… 71 Figura 6-3 Emplazamiento del punto A y B…………………………………….. 72 Figura 7-3 Perfil topográfico……………………………………………………. 72 Figura 8-3 Antena parabólica, Patrón Horizontal……………………………….. 75 Figura 9-3 Presupuesto de enlace………………………………………………... 77 Figura 10-3 Sistema radiante, patrón horizontal…………………………..……... 83 Figura 11-3 Obtención de los 8 los radiales, a partir de un azimut de 20º……….. 87 Figura 12-3 Altura efectiva para distancias entre Tx-Rx menores a15Km… ….. 87 Figura 13-3 Altura efectiva………………....………………………… ………… 89 Figura 14-3 Angulo de-despejamiento en transmisión y recepción…… ………… 100 Figura 15-3 Interfaz de Radio Mobile……………………………………………. 101 Figura 16-3 Ventana de propiedades de la red, parámetros……………………… 103 Figura 17-3 Ventana de propiedades de la red, topología………………………... 104 Figura 18-3 Ventana de propiedades de la red, miembros…………………….…. 104 Figura 19-3 Línea de vista y perfil del radio enlace…………………………….... 104 Figura 20-3 Enlace y resultados del radioenlace en Radio Mobile…………….… 105 Figura 21-3 Trayectoria del enlace punto a punto……………………………..…. 105 Figura 22-3 Localización de la zona de cobertura…………………………..……. 108 Figura 23-3 Ventana de propiedades, parámetros……………………………........ 108 xv Figura 24-3 Ventana de propiedades, sistema transmisor…………………..…….. 109 Figura 25-3 Ventana de propiedades, sistema receptor…………………..……….. 109 Figura 26-3 Niveles de cobertura vistas en Google Earth………..……….…… 109 Figura 27-3 Cerro cacha, azimut 65°…………………………….….……………. 110 xvi INDICE DE ANEXOS Anexo A: Curvas de intensidad de campo, Recomendación UIT-R P. 1546-5, trayecto terrestre Anexo B: Figura para corrección por ángulo de despejamiento, Recomendación UIT-.R.P 1546. Anexo C: Cálculo del área de cobertura TDT-ISDBT que consta en el estudio de ingeniería presentado en la ARCOTEL. Anexo D: Vista de la cobertura del sistema TDT-ISDB-Tb Anexo E: Perfiles topográficos Anexo F: Perfil y resumen del radioenlace que consta en el estudio de ingeniería para el canal “ESPOCH TV” Anexo G: Catálogos de equipos propuestos para el canal TDT “ESPOCH TV” Anexo H: Propuesta de Grilla de Programación, “ESPOCH TV” Anexo I: Formularios técnicos establecidos por la ARCOTEL xvii ARCOTEL ABNT VER COFDM CONATEL dBi dB dBd dBµV/m DVB FEC HD ISDB-C ISDB-S ISDB-T KHZ KW ISDB-Tb MHz mW QAM MPEG OFDM VHF P.E.R. QPSK INDICE DE ABREVIATURAS Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones Asociación Brasileña de Normas Técnicas Bit Error Ratio (Porcentaje de Errores de Bit). Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal) Consejo Nacional de Telecomunicaciones Decibelio isótropo. Decibelo Decibelo relativo a un dipolo de media onda Decibelo relativo a un micro Voltio/metro Digital Video Broadcasting (Difusión de Video Digital). Forward Error Correction (Corrección de errores hacia adelante) HD High Definition (Alta Definición). Integrated Service Digital Broadcasting Cable. Integrated Service Digital Broadcasting Satelital. Integrated Service Digital Broadcasting Terrestrial Kilo Hertz Kilo Vatio La b indica las modificaciones al estándar hechas en Brasil Mega Hertz Mili Vatio Modulación de amplitud en cuadratura (Quadrature Amplitude Modulation) Moving Picture Experts Group (Grupo de Expertos de Imágenes en Movimiento) Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales (Orthogonal FrecuencyDivision Multiplexing) Muy alta frecuencia (Very High Frecuency) Potencia Efectiva Radiada Quadrature Phase-Shift Keying (Modulación por Desplazamiento de Fase) xviii ISDB-T Radiodifusión Digital Terrestre de Servicios Integrados (Integrated Services Digital SFN Red de Frecuencia Única (Single Frequency Network) MFN Red de múltiples frecuencias (Multiple Frequency Network) SDTV Standar Definition Television (Televisión de Definición Estándar). M.E.R. Tasa de Error de Modulación TDT Televisión Digital Terrestre One seg Transmisión de TDT diseñado para ser captado en dispositivos móviles UHF Ultra alta frecuencia (Ultra High Frecuency) Hz Un Hertzio (ciclo/segundo) UIT Unión Internacional de Telecomunicaciones W Vatio xix RESUMEN Se elaboró el estudio de ingeniería y requisitos para solicitar la adjudicación de una frecuencia temporal de un canal de televisión digital terrestre (TDT) para la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. La primera fase corresponde a una investigación documental que muestra una panorámica informativa sobre conceptos relacionados con las estaciones de televisión; Para la recolección y selección de equipos del canal se consideró las condiciones geográficas de la zona de cobertura, se destinó una etapa para el análisis de: distancias, alturas efectivas, perfiles topográficos, factores climáticos y disponibilidad del espectro radioeléctrico; Se desarrolló el presupuesto de enlace, la propuesta de transmisión jerárquica y predicción de cobertura, para la localización de enlaces punto a punto y punto a zona se empleó cartografía digital y Sistemas de Información Geográfica (SIG) mediante el software Google Earth Pro (versión prueba), la simulación de enlaces se realizó con el software libre Radio Mobile; el cálculo de cobertura se basó en la Recomendación UIT-.R.P 1546. Como resultados se obtuvieron el estudio de ingeniería, grilla de programación, documento de solicitud y formularios técnicos. Se concluye que en las ciudades de Riobamba, Guano y Chambo se podrá brindar el servicio de televisión digital con estándar ISDB-T Internacional con ........ una intensidad de campo mínima a proteger de 51 . ; la composición jerárquica del canal es HDTV, SDTV y One seg, en la grilla de programación se propone la incorporación de programación de producción propia progresiva. Se recomienda a la ESPOCH utilizar la información del estudio como base en la implementación del canal en el caso que la solicitud presentada en la ARCOTEL (Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones) sea favorable. Palabras claves: , , < SERVICE DIGITAL BROADCASTING TERRESTRIAL [ISDB-T]>, , , , , xx SUMMARY The study of engineering and requirements to petition for the acquisition of a temporary frequency of a terrestrial digital television (TDT) was elaborated for Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH). The first phase corresponds to a documentary investigation that shows an informative panoramic about the related concepts to the television stations. For collecting and selection of channel equipment, the geographical conditions of the coverage zone werw considered; a stage for the analysis of distances, effective heights, topographic profiles, climatic factors and availability of radio–electric spectrum was destined. The Budget of the televisión broadcaster, the proposal of hierarchical broadcasting: point-to-point and point-to-zone, digital cartography and Geographic Information Systems (GIS) by means of the software Google Earth Pro (beta versión) werw applied, the simulation of televisión broadcaster was made with free software Radio Mobile; the calculus of coverage was based on the Recommendation ITU-R.P 1546. By obtaining as results the study of enginering, the programming grid, application package, and technical sheets. It is concluded that in the cities of Riobamba, Guano and Chambo will be carried the service of terrestrial digital television with the International estándar ISDB-T with a minimal field intensity to protect 51 dB microvolts / m; the hierarchical composition of the channel is HDTV, SDTV and one second. In the programming grid is proposed the incorporation of programming of progressive production. It is recommended that ESPOCH uses the information of the study as base of the implementation of the channel in case of the request presented in ARCOTEL (Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones) be favorable. Key words: , , , , , , , xxi INTRODUCCIÓN Los medios de comunicación, sean estos: radiales, impresos, electrónicos o televisivos son entes fundamentales dentro del nivel sociocultural, debido al cercano vínculo que tienen con la sociedad. La Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) cuenta con herramientas de comunicación e información (revista, programa de televisión, portal), sin embargo es necesario explorar sobre otras alternativas que permitan a la universidad generar trabajos de investigación y al mismo tiempo contar con un medio de difusión masiva, por lo cual se ha creído pertinente iniciar con un proyecto para un canal de televisión digital terrestre. Actualmente en el Cantón Riobamba no existen canales universitarios ni de transmisión analógica ni digital, o por lo menos no se lideran de forma visible. En consideración a lo antes mencionado, se hace necesario buscar opciones que permitan la operación de un medio de comunicación masivo, en este caso la televisión que aporte al continuo enriquecimiento de información generada en la institución en áreas: Académicas, Innovaciones de Ciencia y Tecnología, Culturales, Artes, Deportes, Investigación y Vinculación con la Colectividad Iniciar con el proceso de solicitud de una frecuencia temporal abre la oportunidad de crear un vínculo comunicacional entre universidad y comunidad, además al contar con un laboratorio práctico TDT es posible generar investigación, contenido comunicacional, estaciones experimentales, unidades de producción y laboratorios. La revisión del marco legal de telecomunicaciones en el Ecuador, permite estudiar el Artículo 32 del "Reglamento para la Adjudicación de Títulos Habilitantes para el funcionamiento de Medios de Comunicación Social Públicos, Privados, Comunitarios y Sistemas de Audio y Video por Suscripción”, considerando que la Institución generará y desarrollará investigación. EL 25 marzo del 2010, Ecuador adoptó el estándar de televisión digital ISDB-T INTERNACIONAL, según se indica en la Resolución 084-05- CONATEL-2010, actualmente la Televisión Digital Terrestre (TDT) se encuentra en un proceso progresivo de incorporación, la transmisión de señales digitales a través del espectro radioeléctrico marca una evolución tecnológica tanto a nivel local, 1 nacional e internacional, pues involucra una transformación dentro de la industria, en el modelo de regulación, en el ámbito económico y social. Las labores para aplicar la tecnología digital en la transmisión de señales abiertas de televisión se han iniciado, es necesario entonces que la operación de TDT se encuentra enmarcada en las leyes y reglamentos actualmente vigentes, el otorgamiento de autorización se encuentra sujeta a la normativa aplicada por el CONATEL (hoy ARCOTEL según lo establece La ley de Telecomunicaciones en el Registro Oficial Nº 439 del año 2015). La adopción del estándar ISDB-Tb da paso a la creación del “Plan Maestro de Transición a la Televisión Digital Terrestre en el Ecuador”, en dónde se estipula la terminación definitiva de las transmisiones analogías mediante la aplicación de un cronograma en todo el país, para la ciudad de Riobamba se establece el 31 de diciembre de 2017 como fecha para dicha transición definitiva, mientras que en todo el país se proyecta sea hasta el 31 de diciembre del 2018. Además dentro del documento se considera que: “se podrán otorgar autorizaciones de carácter temporal para aportaciones de televisión digital de acuerdo con la normativa aplicable para el efecto”, ya que tiene como objetivos “garantizar el derecho a la comunicación, inclusión, cohesión y equidad social, optimizar el uso del espectro radioeléctrico, y mejorar la calidad del servicio de televisión abierta”. (Informe-CITDT-GATR, 2012, p7). El Plan Nacional de Frecuencias (PNF) “establece las normas para la atribución de las bandas, subbandas y canales radioeléctricos para los diferentes servicios de radiocomunicaciones”, contemplando en el mismo documento el uso de frecuencias temporales y experimentales siempre que pueden contribuir al progreso de la ciencia o de la técnica (Plan Nacional de Frecuencias Ecuador, 2012, p 13). Actualmente dentro de la Provincia de Chimborazo no existen medios de difusión televisivos que transmitan señales de televisión digital. La Ley de Comunicación en su Art. 33.menciona que todas las personas, en igualdad de oportunidades y condiciones, tienen derecho a formar medios de comunicación de acuerdo a las limitaciones constitucionales y legales establecidas para las entidades o grupos financieros y empresariales. Además en el Art. 34 se establece el derecho de las personas en forma individual y colectiva a acceder, en igualdad de condiciones, al uso de las frecuencias del espectro radioeléctrico. (Ley Orgánica de Comunicación, 2013, p8) 2 El trabajo se desarrollara en base a la revisión del marco legal para determinar el procedimiento de una adjudicación de frecuencia temporal, establecimiento de los aspectos técnicos que permitan la adjudicación de carácter temporal para un canal de TDT en la ESPOCH, desarrollo y elaboración de los requerimientos establecidos por el ente de control y regulación de las telecomunicaciones para iniciar con el proceso de solicitud la una adjudicación de frecuencia del tipo temporal. En cuanto a los lineamientos a considerar dentro del estudio de ingeniería se comprende el análisis y detalle de parámetros técnicos contemplados dentro de la implementación de sistema de radiodifusión, aspectos como: localización geográfica de sitios, descripciones de estudios principales y secundarios, descripción técnica de enlaces, descripción del sistema de transmisión, descripción de las antenas de difusión y sus componentes, análisis y determinación de las áreas de cobertura, descripción de la infraestructura. Los estudios de ingeniería que se presentan contemplan el análisis de cobertura sobre la base de la Recomendación ITU-R P. 1546, la cual describe un método de predicción de propagación de propagación radioeléctrica y establece curvas de predicción de coberturas. Los aspectos técnicos adicionales necesarios en la elaboración de los estudios de ingeniería, deberán considerar aquellos que se especifican en la Norma Brasileña N° ABNT NBR 15601 y su guía de implementación, con ........ una intensidad de campo mínima a proteger de 51 . (Informe-CITDT-GATR, 2012, p3). En primera instancia las emisiones del canal a denominarse “ESPOCH TV” será mediante la retransmisión de noticias locales y de interés nacional, progresivamente se irá incorporando programación propia, todo esto se detallara en el desarrollo de una grilla de programación. 3 CAPÍTULO I MARCO TEÓRICO 1.1. ASPECTOS TÉCNICOS En el presente capítulo se aborda una serie de conceptos preliminares, los cuales se observaran con frecuencia durante el desarrollo de este documento, el aspecto técnico que se presenta en los apartados siguientes, considera algunas definiciones técnicas que servirán como base en la elaboración del diseño para el canal de televisión digital terrestre. 1.1.1. Sistema de comunicación Un sistema de comunicación puede representarse en tres bloques básicos: transmisor, canal y receptor, sin embargo, para que pueda efectuarse una comunicación es necesario considerar muchos más elementos adicionales: conectores, cables, antenas, adaptadores, codificadores, etc. Figura 1-1 Sistema de Comunicación Fuente: https://humbertoariasd.files.wordpress.com/2012/05/modelo-transmisor-receptor.jpg 1.1.2. Estaciones para operar un canal TDT Para operar un canal de TDT existen un sin número de consideraciones, de forma breve y resumida se presenta a continuación una definición de las estaciones que se pueden encontrar dentro de la estructura de un canal. Estación Matriz 4 El sitio de donde se genera la señal de televisión digital se lo conoce como estación matriz, también se lo suele denominar estudio principal. Estación Transmisora Una estación transmisora requiere de un lugar estratégico, ya que una vez captada la señal enviada desde los estudios, está deberá retransmitirse a las estaciones repetidoras o iniciar con el proceso de difusión hacia la zona que se pretenda bridar cobertura de TDT, regularmente se las encuentran en los cerros. Estación Repetidora La estación repetidora guarda similitud con la estación transmisora, una vez recibida la señal de la estación esta inicia con el proceso de difusión, o dado el caso repite nuevamente él envió de la señal a otra estación repetidora. 1.1.3. Consideraciones de un canal de televisión Los conocimientos que intervienen en el mundo de la televisión debido a su amplia extensión son distintos; electrónica, iluminación, acústica, comunicaciones, mecánica, etc., cada una con su área de aplicación hace posible un buen servicio. Por ejemplo en la construcción de una torre para soporte de un sistema radiante se introducen conceptos de mecánica, resistencia de materiales, además de criterios meteorológicos y climáticos, en el diseño de un estudio de televisión se encuentran involucrados criterios de ingeniería que guardan relación con comunicaciones a grandes distancias. Las consideraciones técnicas para una instalación de TDT que pueda garantizar una correcta cobertura es importante, pues a partir de un correcto análisis la calidad de la señal estará presente durante todo 5 el tiempo, para estudiar la estructura de la estación de televisión digital diremos que se encuentra dividida en tres partes: estudio, procesamiento de señales y transmisión. Figura 1-1 Consideraciones de un canal de TDT Fuente: http://www.dibeg.org/news/2009/0905Paraguay_ISDB-T_seminar/session3.pdf La señal de televisión puede resumirse como la asociación de audio y video, dicha señal luego de varios procesos podrá ser enviada hacia un receptor, en el caso de la televisión digital terrestre es necesario que el usuario además de un televisor convencional cuente con un decodificador que permitirá la recepción de señal digital, actualmente en el mercado la mayoría de marcas incorporan a sus equipos de televisión dicho decodificador, los Smart TV son un claro ejemplo. Las consideraciones técnicas que se contemplan en la implementación de un canal de televisión del tipo analógico o digital son numerosas, por un lado encontramos a los equipos del estudio que podría decirse corresponden a su estructura técnica interna (micrófonos, cámaras, etc), y por otro lado se localizan los equipos que conforman la estructura técnica externa del canal (transmisor, sistema radiante, entre otros). 1.1.3.1. Estructura técnica interna Estudios (Matriz del canal) 6 La programación de un canal de televisión es posible gracias al trabajo de distintos grupos de profesionales que casi siempre se encuentran tras cámaras, la estructura técnica interna de un canal de televisión es tan importante como su estructura externa, para la producción y realización es necesario distintos repartos: escenógrafos, locutores, guionistas, camarógrafos. Además se consideran equipos de audio y video, que obligatoriamente se complementan con procesos que logran en conjunto la generación de una señal TV, el detalle de cada uno los procesos y equipos supera el alcance de este trabajo, asumiremos entonces que la señal se encuentra lista para su procesamiento. Figura 2-1 Salida de audio y video para procesamiento Fuente: LEÓN, Achic 2015 1.1.3.2 Estructura técnica externa 1.1.3.2.1 Transmisor El transmisor es aquel que va a recibir la señal ya sea analógica o digital, en banda base, para posteriormente trasladarla a un canal de radiofrecuencia, amplificarla y transmitirla al aire. La transmisión de una señal de televisión digital es única, es decir el flujo de audio y video van multiplexadas con una adecuada codificación, a diferencia de las señales de transmisión analógica en donde audio y video durante el proceso previo a la propagación se mantienen separadas para evitar con ello la intermodulación. 7 Los tipos de transmisión corresponden a sistemas radioeléctricos o de cable, este último incluye los tendidos de fibra óptica, si la señal es transportada por medio de ondas electromagnéticas se puede clasificar en sistemas terrestres, microondas o satelitales, ya sea de punto a punto o punto a zona. Figura 3-1 Tipos de transmisión Fuente: PÉREZ, Fundamentos de Televisión Analógica y Digital 1.1.3.2.2 Antenas En un sistema de comunicación ya sea de transmisión terrestre, satelital o microonda, es indispensable el uso de antenas ya que estos dispositivos permiten la transmisión y recepción de señales, por lo general este elemento poseen grandes áreas de aplicación. Las antenas tienen distintos parámetros de estudio según la función a desempeñar “El Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) define una antena como aquella parte de un sistema transmisor o receptor diseñada específicamente para radiar o recibir ondas electromagnéticas (IEEE Std. 145-1983)” (Cardama, 2002, pp 15). Cada aplicación y banda de frecuencias presentan características peculiares que dan origen a unas tipologías de antenas muy diversas, la misión de la antena es radiar la potencia que se le suministra con las características de direccionalidad adecuada. (Cardama, 2002, pp 18). Las antenas forman parte de nuestra vida diaria, para apreciar nuestro programa de televisión favorito, es necesario que se transmita y emita constamente una señal en el espacio radioeléctrico, la antena 8 encargada de radiar energía tomará el nombre de transmisora, si en cambio la antena captura las ondas que se propagan en el espacio tomará el nombre de antena receptora. . Parámetros de antenas en transmisión: Impedancia, intensidad de radiación, diagrama de radiación, directividad, polarización y ancho banda. . Parámetros de antenas en recepción: Adaptación, área y longitud efectiva (Cardama, 2002, pp 17 27). La lectura de energía que la antena reparte en cada dirección se representa mediante el uso de planos ya sea en 2D o 3D, a continuación se puede observar una proyección en los ejes X, Y y Z. Figura 4-1 Representación en el eje X, Y y Z. Fuente: http://www.telecomhall.com/Data/Sites/3/siteimages/course/020/course_020_B.JPG 1.1.3.2.3 Diagrama de radiación Independientemente de si se trata de una representación en 2 o 3 D, siempre se manejaran dos vistas, los diagramas horizontales nos muestran una perspectiva de como se ve la antena desde arriba, los diagramas verticales por su parte proyectan una vista desde un lado, un diagrama o patrón de radiación muestra los niveles de potencia que tendrá una señal al ser transmitida, además se pueden observar los lóbulos laterales y traseros que lo integran, los cuales pueden causar un gran prejuicio en algunos casos. Figura 5-1 Diagramas en 3D Fuente: http://www.telecomhall.com/Data/Sites/3/siteimages/course/020/course_020_C.JPG 9 Los mismos diagramas mostrados en la figura anterior es posible representar en dos dimensiones, las cuales facilitaran la lectura de ganancia que cada dirección, esto es importante para las predicciones y cálculos sobre el comportamiento que tendrá la antena una vez que empiece a funcionar. Para el ejemplo existen azimuts de 0º, 90º, 180º y 270º que están representados por las líneas rectas dentro del diagrama 2D, mientras que los círculos vienen a indicar el valor de ganancia que la antena tiene en cada dirección del radial, la máxima ganancia es de 15 dB (Figura 7-1). Figura 6-1 Diagramas en 2D Fuente: http://www.telecomhall.com/Data/Sites/3/siteimages/course/020/course_020_D.JPG 1.1.3.2.4 Polarización La polarización dentro de la antena es un parámetro indispensable ya que mediante este se conoce hacia donde se encuentra irradiando mayormente la antena, y por ende sabremos que polarización deberá tener la antena receptora para evitar un valor considerable de atenuación (polarización cruzada). Para una correcto entendimiento es necesario hablar del campo eléctrico (plano vertical) y campo magnético (plano horizontal) que son conceptos ligados a las ondas electromagnéticas y se han de considerar para una explicación mejor, sin embargo su detalle sobrepasa los límites de este documento. 10 Figura 7-1 Polarización Horizontal y Vertical Fuente: http://www.telecomhall.com/Data/Sites/3/siteimages/course/011/course_011_f.JPG Existen distintos tipos de polarizaciones horizontal, vertical, circular e elíptica esta última resulta de la mezcla de las dos primeras. 1.1.3.2.5 Ganancia La ganancia de una antena es el resultado de la relación entre la potencia que ingresa a una antena y la potencia radiada por un antena isotrópica, dicho valor se expresa en dBi, que es una unidad utilizada para medir ganancias en antenas isotrópicas, es decir que el valor de ganancia es uniforme en todos los azimut ya que el patrón de radiación esférico se considera como perfecto e irradia la misma cantidad de energía hacia todas las direcciones La eficiencia de una antena es otro aspecto que debe tomarse en cuenta, establece una relación entre la potencia que es entregada a la antena, y la potencia que irradia dicha elemento, el valor que puede tomar esta comprendido entre 0 y 1. 1.1.3.2.6 Directividad La directividad es otro concepto que debe estudiarse cuando se habla de antenas, por un lado la ganancia de una antena expresa el valor de potencia que es entregada a la antena, mientras que la directividad establece la potencia que irradia, ambas consideraciones se diferencian por la potencia disipada que es producto de las perdidas óhmicas, por lo tanto la directividad y ganancia serán las 11 mismas cuando no exista dichas perdidas. La directividad se puede hallar a partir del diagrama de radiación de una antena. 1.1.3.3 Medios de Trasmisión La comunicación entre emisor y receptor es posible gracias a los medios de transmisión, pues estos elementos proporcionan el soporte físico necesario para que la transmisión de datos se pueda llevar a cabo entre terminales que se encuentren geográficamente separadas, sin embargo ambos medios basan su transmisión por medio de ondas electromagnéticas. Los medios de transmisión pueden dividirse en guiados y no guiados, ambos comparten ciertas características como la progresiva pérdida de potencia dentro de la señal cuando la distancia entre fuente y destino crece. 1.1.3.3.1 Medios guiados Los medios guiados confinan la energía electromagnética en un espacio cerrado, por lo general son cables que conducen a las señales de un extremo a otro, mantienen diversas características respecto al conductor utilizado, velocidad de transmisión, atenuación respecto a una distancia, soporte de tecnología e inmunidad ante las interferencias electromagnéticas. El cable coaxial guía a las ondas electromagnéticas mediante un camino físico, su estructura se fundamente en un núcleo solido de cobre que se encuentra cubierto por un aislante, otros ejemplos de medios guiados son el par trenzado y la fibra óptica. 1.1.3.3.2 Medios no guiados Los medios no guiados se comportan de forma contraria a los medios guiados ya que las señales viajan por el medio y no se encuentran confinados por un espacio cerrado, para que la comunicación entre transmisor y receptor se efectué es necesario el uso de antenas, las características propias de 12 estos elementos establecen su comportamiento dentro de los medios que pueden ser el aire o el vacío, irradiando y receptando de forma omnidireccional o bidireccional según sea el caso. Debido a la naturaleza de los medios no guiados, es importante considerar efectos adicionales que la señal pueda encontrar en su trayecto, el rango de frecuencias con el cual trabajan los medios no guiados dan paso a una clasificación: radio, microondas y satélites. 1.1.3.4 Métodos de propagación Los métodos de propagación son un factor importante dentro de la planificación de los servicios de telecomunicaciones, por ejemplo, para la predicción de cobertura de televisión digital terrestre es necesario obtener las estimación de pérdidas que pueda sufrir la señal durante su trayectoria, los métodos existentes son diversos, y cada uno dependerá de la características que se requiera analizar, algunos modelos surgen de la recolección de datos que desembocan en la normalización a través de tablas. La propagación no encierra un solo fenómeno físico, se puede presentar dentro de la: ionósfera, tropósfera y onda de suelo, cada una conduce a la ondas electromagnética según las condiciones del medio en el que se encuentra, frecuencia bajas o altas, distancias entre los puntos de comunicación y en algunos casos la altura de las antenas. Los modelos de propagación buscan obtener el valor de potencia de una señal que es enviada desde el transmisor al receptor a una distancia determinada, según las características podemos hablar de propagación para ambiente abiertos y modelos de propagación en el espacio libre. 13 Figura 8-1 Modos de propagación Fuente:http://image.slidesharecdn.com/lecture3analisisradioprop-p1-150519150334-lva1-app6891/95/lecture-3 analisis-radioprop-p1-5-638.jpg?cb=1432047962 Actualmente debido a las herramientas informáticas es posible llevar a cabo una predicción más próxima, ya que se puede considerar múltiples parámetros, se conocen tres grupos de modelos de propagación: empíricos, semiempíricos y físicos, no se puede olvidar que el valor real de la potencia solo se conocerá con las mediciones posteriores a la implementación del servicio. De todos los modelos existentes se ha decido trabajar con la Recomendación ITU-R P. 1546 que se encuentra dispuesta para el cálculo de cobertura de televisión digital terrestre, según lo establecido por el CITDT, adicionalmente, se describe brevemente el método de Longley-Rice, pues se realiza simulaciones de cobertura dentro de Radio Mobile (software libre) que basa su cálculo en dicho modelo. 1.1.3.4.1 Longley-Rice El modelo Longley-Rice también llamado modelo irregular del terreno, fue creado en 1968 por AG Longley y PL Rice y predice la pérdida de transmisión en el espacio libre, este modelo es utilizado para frecuencias entre 20 MHz y 40 GHz y longitudes de trayectos de 1 y 2 000 Km, el algoritmo creado fue especialmente dirigido para servicio de televisión y sus necesidades de planificación. Longley Rice ha sido adoptado como un estándar por la FCC (Federal Communications Commission), algunas de las consideraciones que toma en cuenta este método son filo de cuchillo, difracción, atenuación atmosférica, modos de propagación troposférica (dispersión frontal), la 14 precipitación, la difracción sobre terreno irregular, la polarización, de datos específicos del terreno, estratificación atmosférica, diferentes regiones climáticas, entre otras. El modelo presenta dos modos de predicción, por un lado el modo de punto a punto y por otro lado el modo de punto a zona y cada uno de ellos se diferencia por la cantidad de datos geográficos requeridos, en el caso del punto a punto se requiere el perfil del terreno del enlace, mientras que el punto a zona requiere información del terreno para calcular la propagación por métodos empíricos y estadísticos. Figura 9-1 Niveles de potencia (dBm), punto a zona, 3D. Fuente: http://www.awe-communications.com/Propagation/Rural/ITM/images/sample_p2p_3D.jpg 1.1.3.4.2 Recomendación UIT-R P.1546 La Recomendación UIT-R.P. 1546 pasó a reemplazar a la Recomendación UIT-R P.370-7 (retirada en octubre del 2001), actualmente se encuentra en la versión número 5, la Recomendación es utilizada para realizar cálculos de propagación de ondas de radio, considerando una gama de frecuencias de 30-3000 MHz. La Recomendación UIT-R P.1546-5 fue aprobada en septiembre de 2013 por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones), entre las modificaciones que esta presenta encontramos 4 importantes: cambio en el procedimiento de cálculo para distancias de menos de 1 km, incorporación de la corrección por el desorden de proteger a la antena transmisora y corrección de la diferencia de altura entre la transmisión y recepción de la antena, además de la eliminación de la corrección de caminos cortos en entornos urbanos y suburbanos. 15 Para resumir podemos decir que es un método estadístico ya que la intensidad de campo que se representa en las curvas de propagación se obtienen a partir de frecuencias nominales, de un P.R.A de 1KW, trayectorias terrestres, marítimos y mixtos, debido a la normalización de las curvas es necesario realizar interpolaciones y extrapolaciones según sea el caso. Figura 10-1 Vista de una curva normalizada (E) Fuente: Rec. UIT R.P 1546 Debido a que toma la topografía del terreno solo con parámetros estadísticos, la Recomendación propone una serie de correcciones para la intensidad de campo, que permitan tener un valor más aproximados, las curvas que se encuentran en los Anexos del documento son destinadas para antenas receptoras que se encuentren a 10 m sobre el suelo. 1.1.4 Enlace microonda El espectro como se encuentra divido actualmente en el Ecuador estable determinadas bandas para que operen los sistemas radioeléctricos, de aquello se habló en el capítulo 1 aspectos regulatorios de las telecomunicaciones. Un enlace microondas se caracteriza por tener una línea de vista entre el transmisor y receptor, el Enlace que se establece entre el Estudio Transmisor o por sus siglas inglesas, Studio Transmiter Link se conoce como STL 16 Figura 11-1 Esquema de un Radioenlace Fuente: http://www.analfatecnicos.net/fotos/74.jpg 1.1.4.1 Planificación de radioenlace 1.1.4.1.1 Elección del trayecto Es importante que se determine la ubicación de las estaciones que conformaran el radioenlace, por lo general la estación matriz que es en donde se generan los contenidos del canal se encuentra dentro de la ciudad, con el objetivo de mitigar reflexiones y sombras de edificios la estación fija de recepción que es parte del sistema punto a punto se instala fuera del perímetro urbano, la señal es enviada a través de ondas electromagnéticas. Las consideraciones en cuanto a la adquisición y características de los equipos de enlace casi siempre es definido por la capacidad económica de la empresa, estación o medio interesa en el servicio. Los emplazamientos de las antenas deberán tener en cuenta factores como: . Características propias del terreno según su tipo (arenoso, desierto), refractividad de la superficie, conductividad y permitividad del suelo. . Efectos y condiciones climatológicas de temperatura, intensidad de lluvias, posibles descargas eléctricas, humedad, etc. . Facilidad de acceso y suministro de energía (de no existir aquello podría aumentar los costos de implementación). 17 1.1.4.1.2 Análisis del perfil topográfico Para la selección y ubicación de emplazamientos, además de los parámetros descritos anteriormente, se debe considerar la banda de frecuencia disponible para enlaces radioeléctricos según el marco regulatorio de telecomunicaciones de cada país. Los puntos del enlace se representan mediante coordenadas geográficas: latitud (N/S), longitud (O/E) y altitud (m). La cartografía digital utiliza diferentes datums y proyecciones para presentar un punto georreferenciado, actualmente los SIG (Sistema de Información Geográfica) son aliados importantes dentro de la planificación y gestión de información geográficamente referenciada. Los GPS utilizan el datum WGS84 (Worls Geodetic System), por lo cual consideraremos dicho datum para el posicionamiento geográfico de los emplazamientos y la localización de los puntos estarán representados por coordenadas geográficas en grados (º), minutos (') y segundos ("). Figura 12-1 Emplazamiento y perfil topográfico Fuente: http://ocw.upm.es/teoria-de-la-senal-y-comunicaciones.pdf Para detallar correctamente el lugar de emplazamiento se consideraran los siguientes datos de localización: nombre, longitud, latitud, altitud (msnm), distancia del trayecto, considerados las parámetros iniciales de emplazamientos de enlace y perfil topográfico, es necesario determinar la altura de cada una de las estaciones, para ello es fundamental tener en cuenta los obstáculos presentes en trayecto, ya que se debe asegurar que exista un rayo con visibilidad directa (LOS, line-of-sight). 18 Figura 13-1 Línea de vista directa entre dos puntos Fuente: http://1.bp.blogspot.com/EhGhY21CnjQ/TtcP_ie5yMI/AAAAAAAAAAY/oTn7AeKLwf4/s1600/enlace1.png 1.1.4.2 Factor k en el enlace La curvatura terrestre no se puede olvidar dentro de los cálculos de un radio enlace, esta juega un papel importante y más aún cuando se trata de distancias considerables, la curvatura de la tierra tiene influencia en la presencia de obstáculos, en algunos casos define horizontes radioeléctricos que en lo posterior crean zonas de sombra, en los casos en donde las distancias que separan al transmisor y receptor sea menores de 10Km se podrá prescindir de dicho valor. La curvatura de la tierra en la mayoría de los casos es de k=4/3 sin embargo en las zonas tropicales o subtropicales además de utilizar el perfil a 4/3 requiere perfiles de k=2/3 ya que permitirá conocer estimaciones a peores condiciones (Pérez, 2007, p 434). 1.1.4.3. Margen de desvanecimiento 19 Figura 14-1 Factor k en tierra real y ficticia Fuente: http://www.radioenlaces.es/wp-content/uploads/2011/06/tierra-ficticia.png El Margen de Desvanecimiento (Fading Margen-FM), puede definirse como la diferencia en dB entre el nivel de la potencia recibida Pn sin desvanecimiento y el nivel minio de potencia necesaria para garantizar una tasa de error (BER) determinada. Matemáticamente se FM se define como: FM..30log d ..Km....10log..6*A*B*f..GHz......10log..1..R. ec.: ( 1.1) ..70..dB. FM = Margen de desvanecimiento d (Km) = Distancia f (GHz) = Frecuencia A = Factor geográfico (terreno plano) B = Factor climático (área cálidas o húmedas) R = Confiabilidad (decimales) El nivel de Margen de desvanecimiento si por ejemplo es de 22 dB podemos decir que el enlace tendrá una alta fiabilidad, pero si tuviera 14 dB el enlace funcionaria bien pero puede no mostrar estabilidad continuamente. El Margen bruto de desvanecimiento se le denomina a la diferencia entre la señal de entrada y la potencia de recepción a un BER determinado. 1.1.4.4 Confiabilidad 20 Un radio enlace requiere de la confiabilidad de los equipos, factores climáticos y medio de propagación, y como sabemos la señal transmitida presenta perdidas en el espacio libre, además debido a los obstáculos se generan otra serie de fenómenos como reflexión, difracción, refracción. Existen modelos generales que toman en cuenta las características del sito del enlace. La fórmula que emplearemos para calcular la confiabilidad es la siguiente: ....*10 ..*....*....*2,5*10 ..*..1........% ......*100 1.1.4.5 Ancho de banda En los radioenlaces digitales, el ancho de banda se calcula aplicando la siguiente formula: ec.: ( 2.1) ......1.....* ..........*log ...... ec.: ( 3.1) El ancho de banda (AB) dependerá de la modulación y bits por símbolo (M), de la tasa de transferencia (Rb), de un valor de filtrado (.) y FEC (Forward error correction). 1.1.4.6 Presupuesto de enlace Dentro de la planeación y diseño de un radioenlace el presupuesto de potencia es un parámetro importante, pues a partir de dicho análisis es posible elegir de mejor manera los equipos que conformaran el enlace punto a punto, básicamente el resultado de ganancias y pérdidas del transmisor, cables, conectores, espacio libre y receptor son considerados para el cálculo del presupuesto. Elementos del presupuesto del enlace Los elementos que conforman el presupuesto de un enlace puede dividirse en tres partes: lado transmisor, perdidas de propagación y lado receptor, el resultado final (ganancia) será la suma de todos los elementos mencionados anteriormente expresado en dB. 21 . Lado del transmisor: Potencia del transmisor, perdida del cable, perdidas de conectores y ganancia de antena transmisora. . Perdidas de propagación: Perdidas en el espacio libre, zona de Fresnel . Lado del receptor: Ganancia de la antena receptora, sensibilidad del receptor, margen y relación S/N. . Figura 15-1 Presupuesto de un radioenlace Fuente: http://images.slideplayer.es/17/5421462/slides/slide_16.jpg En la figura anterior se observa el nivel de potencia presente durante el trayecto, los niveles representados en color verde representan ganancias y los de color rojo pérdidas: Ptx ..dBm....Ltx..dB....Gtx..dB....FLS..dB....Grx..dB....Lrx ec.: ( 4.1) ..Margen..S 1.1.4.7 Sensibilidad del receptor La sensibilidad del equipo receptor muestra el valor de potencia mínima que se requiere para que se pueda efectuar el proceso de decodificación (en el caso de TDT) y alcanzar una cantidad de tasa de bits, mientras más bajo sea el valor de sensibilidad resulta más favorable para el enlace. 1.1.4.8 Margen y Relación S/N 22 Se dijo anteriormente que la señal que llega al receptor debe ser mayor al valor de sensibilidad del equipo, sin embargo, es necesario también mantener un margen adecuado para asegurar el correcto funcionamiento del enlace. Por su parte “la relación entre el ruido y la señal se mide por la tasa de señal a ruido (S/N). Un requerimiento típico de la SNR es 16 dB para una conexión de 11 Mbps y 4 dB para la velocidad más baja de 1 Mbps” ( Buettrich, 2007, p 12.). En los entornos en donde operan múltiples enlaces a la vez, es muy común encontrar niveles de ruido altos (por ejemplo 92 dBm), lo cual ameritara un mayor margen. 1.1.4.9 Pérdidas en el espacio libre (FSL) Una gran parte de la señal se pierde cuando esta viaja por el aire, aun en el espacio vacío una onda electromagnética se ve afectada por la pérdida de energía (Principio Huygens), en este tipo de pérdidas no se considera de lluvia, niebla u otro tipo de cosas. La señal al viajar por el aire se debilita independientemente de si existen obstáculos o no. FSL..32,4..20log..d..Km..20log..f..MHz ec.: ( 5.1) 1.1.4.10 Zona de Fresnel En un enlace microondas además de la línea de vista que debe existir entre las antenas de un radioenlace, es necesario considerar un despeje adicional, para lo cual debemos asegurarnos que la presencia de obstáculos (edificios, arboles, colinas, etc), no obstruya a la primera zona de Fresnel donde lo ideal es mantener un despeje del 60%. 23 Figura 16-1 Primera zona de Fresnel Fuente:http://www.itrainonline.org/itrainonline/mmtk/wireless_es/ radioenlace_guia_v02.pdf Para el cálculo de la zona de Fresnel aplicamos la siente formula: 2..*..1........17,32*v ......* ec.:( 6.1) En donde: d1 = distancia al obstáculo desde el transmisor [km] d2 = distancia al obstáculo desde el receptor [km] d = distancia entre transmisor y receptor [km] f = frecuencia [GHz] r = radio [m] 1.1.5 Área de cobertura Son varias las consideraciones que deben tenerse en cuenta para obtener una predicción de cobertura, y sin embargo, solo cuando se haya implementado el servicio se podrá realizar una medición real, que permitirá determinar el porcentaje de error, mediante la comparación del valor obtenido con las aproximaciones de propagación. El área geográfica en el cual se encuentra presenta la señal TDT corresponde a la zona de cobertura, es necesario tener en cuenta la norma técnica de televisión digital terrestre pues el alcance de dicha señal no puede exceder lo estipulado en la normativa. 24 La recepción de una señal transmitida por el espacio libre requiere de una antena receptora, independientemente de si se trata de una señal genera en los estudios para enviarse al otro extremo del enlace radioeléctrico o destinada a servir a los usuarios que se encuentren dentro del área de cobertura. El alcance que tiene una red de transmisión generalmente la integra uno o más transmisores, dependiendo de la población a servir se implementarán equipos reemisores (gat filler) que se encargaran de cubrir las “zonas de sombra” (zonas que tienen dificultades para recibir la señal TDT). Una favorable cobertura involucra una correcta planeación, análisis y diseño, a continuación describiremos los factores que intervienen dentro de este estudio. 1.1.5.1 Parámetros de transmisión El área de cobertura estará limitado en primer instancia por la capacidad y parámetros con que el equipo transmisor opere, no se puede disponer de una potencia arbitraria ya que esto podría causar interferencia con otros canales; la autoridad de control estable el valor de intensidad de campo (E) que deberá cumplir el servicio de radiodifusión. 1.1.5.1.1 Frecuencia y categoría del canal La frecuencia y categoría del canal son parámetros que se estudiara más adelante dentro del aspecto legal de acuerdo a lo que establece el Plan Nacional de Frecuencias. 1.1.5.1.2 Topografía del terreno La topografía de terreno que se requiere debe estar definida en un radio de 50 Km con sus respectivas cotas del terreno expresadas en msnm y curvas de nivel. Debe ser posible la identificación de ríos, lagunas, montañas, edificios y obstáculos sobresalientes, para esto es recomendable usar herramientas informáticas. 25 Es importante localizar correctamente las zonas pobladas en donde estarán presentes mayormente los usuarios del servicio de radiodifusión, en el caso de los sistemas punto a multipunto es preciso la utilización de mapas y planos topográficos a escalas de 1:50 000, 1:25 000 según el tipo de entorno rural o urbano. Figura 17-1 Esquema de una carta topográfica Fuente: http://image.slidesharecdn.com/presentacinutn-100225130802-phpapp02/95/prediccin-del-area-de-cobertura 1.1.5.1.3 Altura efectiva de la antena De acuerdo a la Recomendación ITU-R.P. 1546 para realizar el cálculo de predicción de punto a zona se requiere de las alturas medias de la antena, existen también otros elementos que se detallaran posteriormente. Tabla 1-1: Descripción del punto de emisión SÍMBOLO DESCRIPCIÓN DETERMINACIÓN (M) Hm Altura del mástil Altura de la torre Hp Altura del pilón (antena) Catálogo de especificaciones Ho Cota de emplazamiento En msnm Hmt Altura media del terreno Media aritmética de 3-15 Km Ha Altura de la Antena Ha=Hm+Hp/2 Hma Altura media de la antena HAAT=HNMT=Hma= Ho+Ha-Hmt Fuente: LEÓN, Achic 2015 La altura efectiva de una antena se define como “la altura media del centro eléctrico de una antena sobre el nivel medio del terreno entre las distancias de 3 y 15 Km a partir de la base de antena y en los azimutes de que se trate, expresada en metros (m)”. 26 Figura 18-1 Punto de emisión Fuente: http://image.slidesharecdn.com/presentacinutn-100225130802-phpapp02/9/ 1.1.5.1.4 Altura media del terreno (Hmt) El valor de altura media del terreno, si bien es el resultado de la aplicación de una formula, mantiene una variación en cuanto al número de radiales en los que se dividirá la circunferencia, que tiene como punto central el emplazamiento del sistema de transmisión, en algunos por ejemplo es necesario un total de 36 azimut es decir a 10º cada uno pues es necesario realizar un análisis más excautivo de la zona de cobertura. La UIT recomienda que la altura media del terreno se defina en 8 radiales a una separación de 45° cada uno, sobre dos circunferencias de 3Km y 15Km respectivamente, a partir del primer radial se escribirá una línea recta con separación de 1Km obteniéndose 13 puntos, de los que se deberá calcular la media aritmética. Dicho proceso se deberá llevar a cabo en todos los azimut. Figura 19-1 Altura media del terreno Fuente: http://imgs.wke.es/1/1/7/8/im0001061178.jpg 27 1.1.5.1.5 Sistema Radiante Cuando se habla de un sistema radiante debe entenderse que se trata de la señal de difusión que llegará al usuario final, generalmente este sistema se coloca en las torres de soporte que se ubican en los cerros y corresponden a la Estación Base, está formado ya sea por una o varias antenas. El sistema debe estar acoplado a una línea o líneas de alimentación (cables), cuando existen fallo dentro de este el servicio de telecomunicaciones sufre un deterioro evidente ya sea en la perdida en la calidad de señales o ausencia de señal de radio y televisión en los equipos receptores. Las características enumeradas en el apartado anterior referente a antenas también deberán considerarse en un sistema radiante; frecuencia, polarización, ganancia, diagrama de radiación etc, siempre que se realice una correcta instalación dentro de la torre de soporte no se requiere de algún mantenimiento grande, los daños ocasionados por aves o por viento son difíciles de predecir. Para la colocación y selección del número de antenas que conforman el sistema radiante hay que tener en cuenta el servicio y área de cobertura a implementarse, por lo general todos los datos que se necesita conocer se encuentran descritos en las especificaciones técnicas (tamaño, patrones de radiación, polarización, impedancia entre muchos otros). Figura 20-1 Cobertura de un sistema radiante. Fuente: http://www.telecomhall.com/Data/Sites/3/siteimages/course/020/course_020_A.JPG 1.1.5.1.6 Potencia Efectiva Radiada (PER) 28 De acuerdo a la Resolución 072-04-CONATEL-2010 la Potencia Efectiva Radiada (PER) “será la potencia necesaria para garantizar el nivel de intensidad de campo establecido, para efectuar la predicción de punto zona, es necesario considerar las curvas propuestas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones Recomendación R.T 1546 donde se encuentran expresados los valores correspondientes a la intensidad de campo (dBµV/m). 1.2 ASPECTOS REGULATORIOS DE TELECOMUNICACIONES EN EL ECUADOR El marco regulatorio de las telecomunicaciones en el Ecuador involucra un sin número de resoluciones y aspectos relacionados al uso y distribución del espectro radioeléctrico, debido a la extensión que representa una análisis completo de leyes, normas, planes, etc., nos enmarcaremos únicamente a lo que guarde relación con el tema planteado en este caso requisitos para la adjudicación de una frecuencia temporal de un canal de televisión digital terrestre con estándar ISDB-T Internacional. 1.2.1 Unión Internacional de las Telecomunicaciones (UIT) La UIT se funda en 1865, actualmente es el organismo especializado de las Naciones Unidas para temas de tecnología e información, se encuentra integrado por más de 180 países, además se encarga de reglamentar y planificar los aspectos concernientes a las telecomunicaciones en todo mundo, tiene como ámbitos de trabajos tres sectores principales: Sector de Normalización de las Telecomunicaciones, Radiocomunicaciones y Desarrollo. Dentro del Sector de Normalización de las Telecomunicaciones (UIT-T) se estudia aspectos técnicos, este además organismo publica recomendaciones acordes y con miras a una normalización de las telecomunicaciones a escala mundial, dichos documentos se agrupan por “Series” que a pesar de no manejar una característica de imposición (ordenar) es considerado como mandatorio en el plano internacional. La UIT proporciona estándares que facilitaran la conexión eficaz entre estructuras de comunicación integrando con ello a nuevas tecnologías, genera un reparto del espectro radioeléctrico, orbitas para satélites y recursos naturales limitados. 29 1.2.2. Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información (MINTEL) Mediante Decreto Ejecutivo Nº 8 en agosto del 2009 se crea el Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información, el “Ministerio de Telecomunicaciones responde a la necesidad de coordinar acciones de apoyo y asesoría para garantizar el acceso igualitario a los servicios que tienen que ver con el área de telecomunicación”. (MINTEL, 2015). En lo que concierne a la implementación de televisión digital terrestre en el Ecuador se menciona que, con la finalidad de promover la transición de televisión analógica a digital se han llevado a cabo algunas acciones, entre ellas la reglamentación de televisores para precautelar que los equipos que se ensamble, fabriquen, o se comercialicen dentro del país soporten el estándar ISDB-T Internacional que es en el que opera la TDT en el territorio Ecuatoriano. A nivel nacional hasta abril del 2015 se encuentran operando 23 estaciones de TDT, para el proceso de transición se pretende dar paso a la Norma Técnica de Televisión Digital para el Ecuador y documentos regulatorios, para disponer de un servicio de calidad, movilidad, interactividad, portabilidad, multiservicios, el Comité Interinstitucional Técnico de Implementación de la Televisión Digital Terrestre CITDT es quien se encuentra liderando este proceso transitorio. INFORME CITDT-GATR 2012-002 1.2.2.1 Lineamientos técnicos para autorizaciones de frecuencias temporales En el informe del Comité Interinstitucional Técnico de Introducción de la Televisión Digital Terrestre, organismo coordinador de todo el proceso de implementación de la TDT en el Ecuador (CITDT-GATR-2012-002) presenta ciertos lineamientos técnicos para autorizaciones de frecuencias de estaciones de TDT. “Se contempla que los estudios de ingeniería que se presenten deben realizar un análisis de cobertura sobre la base de la Recomendación ITU-R P. 1546, que manejan un método de predicción de propagación de propagación radioeléctrica y establece curvas de predicción de coberturas. 30 Los aspectos técnicos adicionales necesarios en la elaboración de los estudios de ingeniería, deberán considerar aquellos que se especifican en la Norma Brasileña N° ABNT NBR 15601 y su guía de implementación, el nivel de intensidad a proteger será de 51 dBu V/m para el contorno. Estos parámetros serán tomados como referencia mientras se elabora la Norma Técnica de TDT que regirá al país” (INFORME CITDT-GATR, 2012-002). 1.2.3 Agencia de Control y Regulación de las telecomunicaciones (ARCOTEL) Los organismos de control y regulación encargados de aprobar el uso del espectro radioeléctrico para radiodifusión en el Ecuador, se encuentran fusionados en lo que hoy se conocen como Agencia de Control y Regulación de las telecomunicaciones (ARCOTEL). Dentro de la Ley de Telecomunicaciones, Capítulo II, se establece la creación de dicho organismo dentro del siguiente apartado: “Artículo 142.- Creación y naturaleza. Créase la Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones (ARCOTEL) como persona jurídica de derecho público, con autonomía administrativa, técnica, económica, financiera y patrimonio propio, adscrita al Ministerio rector de las Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información. La Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones es la entidad encargada de la administración, regulación y control de las telecomunicaciones y del espectro radioeléctrico y su gestión, así como de los aspectos técnicos de la gestión de medios de comunicación social que usen frecuencias del espectro radioeléctrico o que instalen y operen redes” (Ley Orgánica de Telecomunicaciones, 2015, p35). En los posteriores artículos de la Ley se enumeran consecutivamente el domicilio, las competencias, el Directorio, las atribuciones del Directorio, Director Ejecutivo y Atribuciones del Director Ejecutivo, con lo cual se estable la forma que manejara la de Regulación y Control de las Telecomunicaciones. 1.2.4 Ley Orgánica de Telecomunicaciones 31 La Ley de Telecomunicaciones es aplicada a todas las actividades que tengan pertinencia con el uso del espectro radioeléctrico, ya que establece el marco legal para el efectivo y eficiente empleo de los recursos limitados es decir garantiza la correcta gestión y administración de dichos recursos. La asignación del espectro radioeléctrico la realiza el estado ecuatoriano a través de la Agencia de Control y Regulación de las telecomunicaciones (ARCOTEL) ya que es considerado como un bien de dominio público su explotación y uso deben ser otorgados por el ente de control y regulación mediante un título habilitante. La ley Orgánica de Comunicación establece como se realizara la asignación de bandas de frecuencias para radiodifusión sonora y televisión de índoles públicas, privadas o comunitarias; dicho otorgamiento además se conceder a personas naturales o jurídicas del Ecuador, para el efecto será necesario que se cumpla con los requisitos de carácter técnico, económico y legal que constan en la Ley de Telecomunicaciones, su reglamento de aplicación general y el Reglamento que se emita para Otorgar Títulos Habilitantes, en su Art. 37 se detalla algunas definiciones importantes Artículo 37.-Títulos Habilitantes. La Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones podrá otorgar los siguientes títulos habilitantes: Concesión: Para servicios tales como telefonía fija y servicio móvil avanzado así como para el uso y explotación del espectro radioeléctrico, por empresas de economía mixta, por la iniciativa privada y la economía popular y solidaria. Autorizaciones: Para el uso y explotación del espectro radioeléctrico, por las empresas públicas e instituciones del Estado. Para la prestación de servicios de audio y vídeo por suscripción, para personas naturales y jurídicas de derecho privado, la autorización se instrumentará a través de un permiso. Registro de servicios: Los servicios para cuya prestación se requiere el Registro, son entre otros los siguientes: servicios portadores, operadores de cable submarino, radioaficionados, valor agregado, de radiocomunicación, redes y actividades de uso privado y reventa. La Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones, determinará los valores por el pago de derechos de concesión y registro así como los valores por el pago de autorizaciones, cuando se 32 trate de títulos habilitantes emitidos a favor de empresas públicas o instituciones del Estado, no relacionados con la prestación de servicios de telecomunicaciones. De ser necesario determinará además, el tipo de habilitación para otros servicios, no definidos en esta Ley. (Ley Orgánica de Telecomunicaciones, 2015, p 14) 1.2.5 Plan Nacional de Frecuencias La UIT define una distribución de bandas de frecuencias, sin embargo, están pueden variar según la región, al igual que los canales con sus respectivas frecuencias, el Plan Nacional de Frecuencias subdivide al espectro radioeléctrico nueve bandas y estas son designadas de la siguiente forma: Tabla 2-1: Banda de frecuencias Fuente: http://www.arcotel.gob.ec/wpcontent/uploads/downloads/2013/07/plan_nacional_frecuencias_2012.pdf La distribución del espectro radioeléctrico en el Ecuador en lo que concierne a la implementación y operación del servicio de televisión digital terrestre, la banda de 470-512 se designa para el servicio de telecomunicaciones (canales 14-20 UHF), las bandas de 512-686MHz se destina para tv analógica y digital (canales 21-49 UHF) en la siguiente tabla se encuentras descritas las frecuencias y canales destinados para el despliegue: 33 Figura 21-1 Frecuencias VHF-UHF Fuente: http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/25329 1.2.6 Resoluciones vigentes para TDT 1.2.6.1 Resolución 084-05-CONATEL-. 2010 Mediante Resolución 084-05-CONATEL el 25 de marzo del 2010 el Ecuador adopto el estándar de televisión digital terrestre ISDB-T Internacional para la transmisión y recepción de señales TDT, además se dispone que se elaboren las Normas Técnicas, de Regulación y los Planes que sean necesarios para que la implementación de dicho estándar se pueda dar dentro del país. Para las personas interesadas de carácter natural o jurídico se dispone que deberán regirse a lo que disponga el CONATEL (hoy ARCOTEL) para brindar el servicio de tv digital. 1.2.6.2 Resolución RTV-596-16-CONATEL-2011 La Resolución del 2011 presentada por el CONATEL, delega al Ministerio de Telecomunicaciones de la Sociedad de la Información (MINTEL)a que sea el organismo encargado de liderar y coordinar el proceso referente a la implementación de TDT en el Ecuador, además establece el trasladar el Proyecto de Plan Maestro de Transmisión a la Televisión Digital Terrestre al MINTEL. 1.2.6.3 Resolución RTV-681-24-CONATEL-2012 Plan Maestro de Transición a la Televisión Digital Terrestre en el Ecuador 34 Dentro de la resolución RTV-681-24 en el artículo 2 se aprueba el Plan Maestro de Transmisión a la Televisión Digital Terrestre en el Ecuador que establece en su objetivo general las condiciones en las que se llevara a cabo dicho proceso de transición contemplando la mejora de la calidad del servicio de televisión, la optimización del espectro radioeléctrico, el uso del dividendo digital para proveer nuevos servicios, entre otros. La aplicación del Plan Maestro es obligatoria para todo el país, el Comité Técnico de Implementación de la Televisión Digital Terrestre (CITDT) creado mediante Acuerdo Ministerial N° 170 es el responsable de implementar y coordinar el proceso TDT EN EL Ecuador. Dentro del documento se estable que se otorgan autorizaciones de tipo temporal para la operación de televisión digital, para lo cual es necesario sujetarse a lo que disponga el CONATEL. La transmisión de señales analógicas y digitales se le denomina simulcast y las estaciones que se encuentran trasmitiendo bajo esa modalidad deben enmarcarse a lo que disponga el Plan. Las características de la trasmisión de señales de TDT de carácter temporal mencionan que las transmisiones se realizan de acuerdo a las configuraciones que las instituciones encargadas de la transición emitan. El ítem 2.2.5 Otorgamiento para nuevas concesiones de TDT establece textualmente lo siguiente “Las concesiones de TDT para solicitantes que al momento no cuenten con concesiones analógicas en una zona determina, se realizaran de acuerdo con la normativa del punto 2.1 del este plan, siempre y cuando exista disponibilidad de frecuencias en la zona respectiva”. (Resolución 681.24 CONATEL, 2012, p 3). Para la operación de TDT se rige a lo que se encuentre dispuesto en el Plan Nacional de Frecuencias vigente, y el tamaño de canales que se utilizara es de 6MHz tanto para poseedores de títulos habilitantes como para nuevos peticionarios. Los enlaces que pretendan servir para la operación de TDT deben contar con la autorización o concesión respectiva, se contemplan para ello frecuencias temporales (Plan Nacional de Frecuencias), medios físicos y enlaces satelitales. El apagón analógico se realiza por fases y se llevara de acuerdo al siguiente cronograma: 35 Tabla 3-1: Fases de apagón analógico Fuente: Resolución RTV-681-24-CONATEL-2012 El Plan Maestro contempla además aspectos de contenidos, programación, producción y transmisión, recepción, interactividad mecanismos para acelerar el proceso de transición y un glosario de términos empleados. 1.2.6.4 Resolución No RTV 536-25-CONATEL Reglamento para la adjudicación de títulos habilitantes El Reglamento para la adjudicación de títulos habilitantes para el funcionamiento de medios de comunicación social públicos, privados comunitarios y sistemas de audio y video por suscripción tiene como objetivo el establecimiento de los procedimientos y requisitos necesarios para la adjudicación de frecuencias, también estable bajo qué criterios se evaluara y puntuara la adjudicación de títulos habilitantes. Dicha Resolución costa de 6 títulos y 33 artículos de los cuales para el desarrollo y análisis de nuestro caso de estudio nos referiremos al: Título V, Adjudicación de frecuencias temporales, Art. 32.- El CONATEL podrá autorizar mediante resolución la operación de frecuencias o canales de radiodifusión o televisión con el carácter temporal en los siguientes casos: 1) Investigación de nuevas tecnologías de radiodifusión y televisión, que serán realizadas previa autorización del CONATEL, por el Organismo Técnico de Control, o por quién la Autoridad de 36 Telecomunicaciones autorice, para lo cual el interesado comunicara al CONATEL de las frecuencias o canales que utilizará y la investigación a realizar. (...) Para la operación temporal de las frecuencias o canales de radiodifusión o televisión se requerirá la presentación de la respectiva solicitud escrita debidamente justificada dirigida al CONATEL, estudio de ingeniería realizado por un Ingeniero/a Electrónica y Telecomunicaciones registrado en el SENESCYT y la grilla de programación con la cual se propone dar cumplimiento al objeto del pedido, misma que será puesta en conocimiento del Consejo de Regulación y Desarrollo de la Comunicación e Información El uso temporal del canal o frecuencia no tendrá costo alguno cuando el solicitante sea una persona jurídica de derechos públicos, persona jurídica cuyo capital pertenezca en el 50% o más al Estado Ecuatoriano; en los demás casos, el CONATEL establece el valor que se pagara por el uso temporal de la frecuencia. Todas las solicitudes deberán ser presentadas en los formularios que para el el efecto serán elaborados por la SENATEL (Resolución No RTV-536-25-CONATEL, 2013, p 16). 1.2.6.5 Resolución RTV-039-02-CONATEL-2012 La declaración de televisión digital como trascendencia Nacional en el ámbito de las Telecomunicaciones a la televisión digital terrestre se realizó mediante la Resolución RTV-039-02CONATEL. 1.2.6.6 Resolución ARCOTEL-0301-2015 Norma técnica para el servicio de radiodifusión de televisión digital terrestre La Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones (ARCOTEL) en su Resolución 0301 -2015 expide la Norma Técnica para el Servicio de Radiodifusión de Televisión Digital Terrestre, según consta en el Registro Oficial 579 con fecha 3 de septiembre del 2015, la Norma consta de 12 artículos, 5 disposiciones generales, una disposición transitoria y 3 anexos, el documento establece las condiciones técnicas bajo las cuales se asignaran y operaran las estaciones de servicio de radiodifusión de TDT, la Norma Técnica se divide en de tres capítulos. 37 Los aspectos generales se contemplan en el capítulo I, donde se estable el objetivo de la normativa además de una seria de términos y abreviaturas empleados dentro del escrito. El capítulo II, se presenta las bandas de frecuencias, de la canalización y canales para el servicio de TDT. a) Frecuencias Principales destinadas para TDT: Tabla 4-1: Bandas de Frecuencias Principales Fuente: Resolución ARCOTEL-0301-2015, ARCOTEL b) Frecuencias Auxiliares: El Plan Nacional de Frecuencias establece las frecuencias asignadas para enlaces auxiliares. Canalización de Bandas de Frecuencias, se presentan 32 canales físicos, cada uno con un ancho de banda de 6 MHz: Tabla 5-1: Fragmento de canales de frecuencias principales Fuente: Resolución ARCOTEL-0301-2015, ARCOTEL Se establece la distribución lógica que los canales físicos deberán contemplar, para ello la ARCOTEL presenta una tabla de distribución lógica la cual se presenta a continuación. Tabla 6-1: Distribución de canales lógicos 38 Fuente: Resolución ARCOTEL-0301-2015, ARCOTEL Se establece la asignación de frecuencias Auxiliares que podrá otorgar ARCOTEL (anexo 2 de la Norma), en cuanto a la designación de canales de frontera se establece que para la asignación y uso de canales de radiodifusión de televisión abierta se considerarán los Convenios Binacionales de Ecuador-Colombia – Colombia Ecuador. El contenido del capítulo III se desarrolla en función del Art 32 que presenta los parámetros técnicos, la instalación y emisión que una estación de TDT deberá cumplir, a continuación se detalla las características técnicas definidas a) Estándar de transmisión: El servicio de radiodifusión de TDT utilizará el estándar ISDB-T Internacional (ISDB-Tb), las características consideradas serán las determinas en las normas ABNTNBR, las cuales se encuentran enumeras en el Anexo 3 de la Norma Técnica. b) Intensidad de campo mínima a proteger: La intensidad de campo en el borde de área de cobertura será de 51 dBµV/m, en por lo menos 90% de tiempo y 50 % de lugares de recepción, se utilizará antena para exteriores. c) Tasa de error de modulación (MER): La tasa de error de modulación deberá ser igual o mayor a 32 dB, al considerar el valor medio del transmisión. d) Intensidad de emisiones espurias: En la Tabla 45 del numeral 7.6 de la Norma ABNTNBR 15601 (ver Tabla 4-1), se establece los parámetros que deberán cumplir las emisiones de espurias: 39 Tabla 7-1: Intensidades de Emisiones Espurias Fuente: Resolución ARCOTEL-0301-2015, ARCOTEL e) Relaciones de protección señal deseada/señal no deseada: Tabla 8-1: Relación de protección señal no deseada Fuente: Resolución ARCOTEL-0301-2015, ARCOTEL f) Potencia efectiva radiada (P.E.R): ..........é..................... ec.: ( 7.1)..ER..KW....PTX..KW..*10... Donde: Potencia de TX: (KW) Ganancia del Sistema Radiante: Gt (dBi) Pérdidas del distribuidor, cable, conectores y Latigullo (dB): Potencia Efectiva Radiada: PER KW Se presentan también los parámetros técnicos sobre: máscara de espectro de transición, condiciones para operar redes de frecuencia única (SFN), condiciones para operar redes de múltiples frecuencias (MFN), condiciones de país: identificador único de red (ORIGINAL_NETWORK_ID Y NETWORK_ID Y SERVICE_ID) y ubicación del sistema de transmisión. 40 La multiprogramación establece que quienes hayan sido beneficiarios de un canal lógico, podrán realizar la transmisión de su programación regular o adicional en forma permanente o temporal, en los formatos que disponibles en el estándar ISDB-Tb: Tabla 9-1: Multiprogramación Fuente:http://www.oficial.ec/acuerdo-arcotel-2015-0301-expidese-norma-tecnica-servicio- radiodifusion-television- digital-terrestre Finalmente dentro del Artículo 12.de la normativa se fija que las concesiones de canales físicos para TDT tienen la obligación de brindar servicio de televisión móvil (one-seg) y su programación deberá ser igual a la que transmite en los formatos HD o SD, dependiendo del caso. 1.2.7 Información técnica para frecuencias temporales Información técnica para frecuencias temporales - servicios de radiodifusión sonora y de televisión abierta las especificaciones técnicas que deben constar en el estudio de ingeniería del solicitante estarán enmarcadas a la normativa técnica que el ente de control haya establecido para el efecto. Además es necesario la presentación de los formularios que han sido desarrollados para solicitar para la autorización, concesión o adjudicación temporal de frecuencias, enlaces auxiliares e infraestructura de estaciones del servicio de radiodifusión sonora y de televisión Formulario para Información General, se incluye en cualquier solicitud de autorización, concesión y adjudicación temporal de frecuencias, se debe registrar la información del solicitante y el responsable técnico. Estudios de Estaciones de Radiodifusión Sonora y de Televisión Abierta, en este formulario se registra la información del estudio principal o secundario solicitado. Sistemas de Transmisión de Estaciones de Radiodifusión Sonora y de Televisión Abierta Enlaces radioeléctricos de estaciones de radiodifusión sonora y de televisión abierta. 41 1.3 ASPECTOS GENERALES DE COMUNICACIÓN 1.3.1 Ley Orgánica de Comunicación (LOC) La Asamblea Nacional del Ecuador en el año 2013 aprueba la Ley de Comunicación, algunos de los objetivos que impulsan el espíritu de esta ley son: garantizar el derecho a la libertad de expresión, regular los contenidos emitidos en espacios de radio y televisión abierta tanto de medios públicos, privados y comunitarios, restricción de monopolios y oligopolios, acceso universal para que todas las personas a las tecnologías, proyección y difusión de contenidos de producción nacional, porcentajes de contenido y producción nacional. La LOC precisa en su Art. 106 la forma en la que el espectro radioeléctrico será distribuido: “Art. 106.- Distribución equitativa de frecuencias.- Las frecuencias del espectro radioeléctrico destinadas al funcionamiento de estaciones de radio y televisión de señal abierta se distribuirá equitativamente en tres partes, reservando el 33% de estas frecuencias para la operación de medios públicos, el 33% para la operación de medios privados, y 34% para la operación de medios comunitarios”. (Ley Orgánica de Comunicación, 2013, p 10) La Ley Orgánica de Comunicación crea dos organismos: el Consejo de Regulación y Desarrollo de la Comunicación (CORDICOM) y la Superintendencia de la Información y Comunicación (SUPERCOM). 1.3.2 Consejo De Regulación y Desarrollo de la Comunicación (CORDICOM) Dentro de Ley Orgánica de Comunicación se crea el Consejo De Regulación y Desarrollo de la Comunicación es un cuerpo colegiado que actualmente es el ente encargado de articular las relaciones de estado y sociedad mediante la elaboración y desarrollo tanto de políticas y planes públicos de comunicación. Las atribuciones que posee la CORDICOM se detalla en el Art. 49, se transcribe a continuación los ítems vinculados a la adjudicación de frecuencias: “Art. 49.- Atribuciones.- El Consejo de Regulación y Desarrollo de la Información y la Comunicación tendrá las siguientes atribuciones: 42 (…) 8) Elaborar el informe vinculante, en los casos previstos en esta Ley, para la adjudicación o autorización de concesiones de frecuencias del espectro radioeléctrico para el funcionamiento de estaciones de radio y televisión abierta, y para la autorización de funcionamiento de los sistemas de audio y video por suscripción; 9). Formular observaciones y recomendaciones a los informes que le presente trimestralmente la autoridad de telecomunicaciones en el proceso de aplicar la distribución equitativa de frecuencias establecida en el Art. 106 de esta Ley; 10) Elaborar el informe para que la autoridad de telecomunicaciones proceda a resolver sobre la terminación de una concesión de radio o televisión por la causal de incumplimiento de los objetivos establecidos en el proyecto comunicacional” (Ley Orgánica de Comunicación, 2013, p 10). 1.3.3 Superintendencia de la Información y Comunicación (SUPERCOM) La Superintendencia de la Información y Comunicación es otro organismo creado en la LOC, posee capacidad sancionatoria ya que vigila, audita, interviene y controla, el cumplimiento de la norma de Regulación de la Información y Comunicación. 1.3.4 Parrilla de programación La propuesta de programas que conformaran la rejilla de programación del medio de comunicación deberá enmarcarse en el cumplimiento del Artículo 60 de la LOC. La clasificación de contenidos dispone el tipo de programación: Informativos -I De opinión -O Formativos/educativos/culturales -F Entretenimiento -E Deportivos -D Publicitarios - P Largometraje 43 Es necesario considerar el tipo de medio ya sea de radio o televisión para iniciar con la elaboración de una programación, pues cada uno maneja diferentes parámetros. El Cordicom es el ente que estable y evalúa bajo qué criterios se deberá emitir la programación, más ejerce un control sobre el contenido a emitirse. Es importante mencionar si el programa corresponde a: Producción nacional, Producción nacional independiente, Producción internacional, Producción Iberoamericana, el público objetivo, franja horaria (familiar- 06h00 a 18h00, responsabilidad compartida - 18h00 a 22h00, adultos -22h00 a 06h00), duración de la publicidad, del programa sin y con publicidad y días de transmisión. 44 CAPITULO II CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA EL DISEÑO DEL CANAL TDT-ISDB-TB 2.1 Introducción a los Sistemas Transmisores de Televisión Los sistemas de transmisión de televisión que tienen como objetivo poner al alcance de los usuarios las señales de televisión, siempre y cuando estos dispongan de un receptor apto para recibir dicho servicio. Al referirnos a este tipo de propósitos podemos encontrar: . Sistemas de radiodifusión terrestre de televisión . Sistemas de radiodifusión de televisión por satélite . Sistemas de televisión por cable . Sistemas de distribución de televisión por microondas. Los sistemas terrenales pueden ser tanto de tipo analógico y digital, en lo que respecta a este trabajo se considera los sistemas terrestres digitales, sin embargo, es importante mencionar que, dentro del servicio de televisión terrestre si se considera a un transmisor en condiciones ideales la señal sea analógica o digital no es diferenciada, esto debido a la arquitectura general que manejan el transmisor, esta impresión es válida siempre y cuando se considere únicamente como parámetro de estudio la información a transmitirse. La trasmisión digital en términos de esquema espectral es distinta a la analógica, la información a transmitirse está constituida por un flujo de datos, la naturaleza de audio, video u otro tipo se determina por la codificación, y más no por la forma de onda, pues en el caso de las transmisiones digitales se habla de una portadora única, por lo que no se requiere de dos transmisores para portar audio y video. Dentro de los sistemas digitales de comunicación es necesario que la información se proteja al máximo, pues debido a las degradaciones propias del medio de transmisión, el caudal binario puede 45 no ser igual al transmitido. Las comunicaciones que se realizan por cable o satélite a diferencia de la radiodifusión terrestre son menos hostiles, esto debido a la naturaleza de los medios que utilizan cable o fibra óptica (Pérez, 2003, p 125). 2.1.1 Concepto general del Sistema de Transporte Digital El sistema de transporte digital presenta ciertas distinciones debido a la señal digital que transporta, pues a diferencia de los sistemas analógicos que multiplexan en frecuencia según el ancho de banda que se encuentre destinado para televisión (6, 7 u 8 MHz), estos transmiten un solo flujo binario. El estándar MPEG que mayormente se utiliza en los estándares de televisión digital establece tanto en sonido e imagen el esquema de transmisión fijo de paquetes de longitud, lo que hace que tanto imagen como audio lleguen prácticamente en el mismo tiempo, la estructura de paquetes es un concepto importante pues se presenta tanto en grabación, reproducción y edición de un programa de tv. El uso del espectro radioeléctrico, tiene una clara diferencia entre sistemas analógicos y digitales, en el primer caso los canales que se utilizan para transmitir una señal tienen un ancho de banda determinado que ayuda en cierta medida a disminuir el deterioro en la calidad de la señal, en cambio en los sistemas digitales el nivel de compresión determina el ancho de banda a utilizarse, de ahí que el espectro radioeléctrico tenga una ventaja y aprovechamiento mayor en el dominio digital (Pérez, 2003, pp 291-294). 2.1.2 Codificación de canal Es necesario aclarar que la codificación del canal y de la fuente son dos procesos diferentes, en el caso del codificador de canal la señal de entrada es la señal digital que procede de un codificador de fuente que puede ser de un codificador MPEG, si la señal es de audio o video dentro del codificador de canal no es relevante, pues el canal tratara solamente como una secuencia de bits. (Pérez, 2003, pp 312-315). El canal es el medio por el cual la señal viaja para lograr una comunicación, debido al tipo y características propias del medio, el ruido puede será mayor o menor dependiendo del caso, y esto 46 repercutirá en la calidad de la señal, la codificación de canal tiene como cometida la detección y corrección de errores dentro del canal. En los sistemas de comunicación el grado de fidelidad es importante, esto significa que la señal que parte desde el transmisor es la misma que le llegue al receptor, en los sistemas digitales por ejemplo dicha cuantificación se representa en términos de “tasa de errores o probabilidad de error”. Los sistemas analógicos son menos sensibles a la señal a ruido, pues estas sufren una degradación lenta en términos de distancia, lo que traduciendo a palabras simples el usuario cataloga comúnmente como una “una mala señal” en su televisor. Figura 1-2 Degradación analógica y digital vs distancia Fuente: http://personales.unican.es/perezvr/pdf/Codificacion%20de%20Canal.pdfFigura 22-2 En los sistemas digitales en cambio, la señal llega o no llega, el usuario tiene una recepción satisfactoria o nula, debido a que la tasa de error al aumentar significativamente degrada bruscamente la señal digital, esto no significa que durante el proceso de transmisión la información no pueda sufrir destrucción o perdida, pero si el receptor no es capaz de recuperar o reconstruir la mayor parte de la información esto se vuelve perceptible para el televidente. 2.1.3 Modulación Digital Una señal digital para ser transmitida por medio de un canal en banda de paso requiere de una portadora modulada que generalmente tiene forma senoidal, la información a transmitir puede ser la generada por un computador, las señal de video y audio producidas dentro de una estación. 47 Los medios utilizados para la transmisión son líneas de: cable telefónico, coaxial o fibra óptica, y el espectro (aire), para que el proceso de modulación se pueda llevar a cabo es necesario la variación en amplitud, frecuencia o fase de la señal portadora. Figura 23-2 Modulación Digital en amplitud Fuente: http://www.mibqyyo.com/articulos/wpcontent/uploads/sites/4/2014/07/ASK.png Anteriormente se dijo que la codificación de fuente y canal es diferente, y esto es debido a que en la codificación de fuente intenta reducir lo que más le sea posible al caudal binario, siempre que la integridad de la información se conserve, para la codificación de canal en cambio al código fuente se le agrega información que posibilite tanto la detección como la corrección de errores. Las comunicaciones digitales manejan varias modulaciones cuando se varia la amplitud se la conoce como modulación ASK o Amplitude Shift Keying,si es en frecuencia se la nombra como FSK o Frequency Shift Keying y finalmente si variamos en fase PSK o Phase Shift Keying), la señal moduladora estará caracterizada por un tren de pulsos, o por una codificación en múltiples niveles. (Pérez, 2003, pp 316-317). 2.1.4 Estándares de transmisión de la televisión Digital Existen distintos estándares adoptados en el mundo para la transmisión digital terrestre de televisión. 48 Tabla 1-2: Estándares de Tv Digital Fuente: http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/141/1/T-ESPE-019646.pdf • ATSC El primer sistema digital fue el ATSC (Advanced Televisión Systems Committee), también designado cómo DTV (Digital Television), la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de los Estados Unidos lo adopto por primera vez. La compresión de video que utiliza se basa en MPEG-2, en tanto que la compresión de audio se emplea Dolby AC-3, la tasa binaria sincrónica y continua es de 19,39 Mbit/s. • DVB El estándar Digital Video Broadcastig (DVB) fue desarrollado en Europa, en un inicio se enfocó a la transmisión terrestre y a la recepción de equipos fijos, su versión depende del medio de transmisión que se use: DVB-C (cable), DVB-S (Satelital), DVB-T (terrestre), para transmisiones más eficientes por satélite se desarrolló el DVB-S2, para los receptores que tengan baja y reducida capacidad de procesado el DVB-H logra que las transmisiones terrestres sean más robustas en la recepción de equipos portables y móviles, emplea MPEG-2 para la compresión de audio y video. El sistema DVB en un canal de radio frecuencia (RF) es de portadoras múltiples multiplexadas, la designación de 2048 portadoras corresponden al modo 2k, mientras la de 8192 portadoras al modo 8k, a diferencia de ATSC que modula una portadora única, DVB cada portadora individual puede modularse en distintos esquemas: 16QAM, 64QAM, 256QAM, QPSK, 8PSK, etc, además de permitir la implantación de SFN (redes de frecuencia única). 49 La versión siguiente del DVB-T es el DVB-T2 (Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2), este último se crea pensando en la transmisión de televisión digital terrestre. • ISDB ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) es un estándar desarrollado en Japón por el Grupo de Expertos en Radiodifusión Digital (DiBEG), en ciertos aspectos guarda similitud con DVB; ISDBS (Satelital), ISDB-C (Cable) y ISDB-T (Terrestre) son versiones contempladas en el estándar, los flujos de transporte se remultiplexan y generan un flujo único de transporte (Transport Stream-TS), el cual se someterá a varios procesos de codificación de canal, y se transmitirá como una señal OFDM. El concepto de segmentos OFDM se refiere a que el espectro consiste en sucesivos 13 bloques, donde el ancho de banda de cada uno es de 1/14 En diciembre del 2003 se inician las transmisiones de ISDB, se puede decir que debido a sus características es más flexible que DVB, emplea MPEG-2 para la compresión de audio y video. • DTMB DTMB (Digital Terrestrial/Television Multimedia Broadcasting fue desarrollado en la República Popular China, en agosto de 2007, la modulación y codificación del canal tienen diferencias en comparación con otros estándares, ya que a más de cumplir con el servicio de televisión brinda servicios adicionales como reproducción multimedia. Los estándares ATSC, DVB e ISDB transportan paquetes MPEG-2 DE 187 bytes más un bytes de sincronismo. • ISDB-T Internacional ISDB-T Internacional (Integrated Services Digital Broadcasting), adoptado en la mayor parte de los países de Latinoamérica, desarrollado en Brasil a través de un grupo de entidades y fabricantes, toma como base la norma japonesa, con el objetivo de mejorar en calidad y rebajar costos de fabricación presenta algunas diferenciaciones en comparación al estándar ISDB, más adelante se ampliara el estudio de este estándar. 50 Figura 24-2 Estándares de TDT adoptados en Latinoamérica Fuente: http://televisiondigitalecu.wikispaces.com/file/view/isdbt.png/481502042/isdbt.png 2.1.5 Modulación OFDM Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales OFDM, como su nombre lo dice este tipo de multiplexación utilizara múltiples portadoras ortogonales las cuales se modularan en amplitud y fase, cuando se usa codificación de canal para la detección y corrección de errores esta multiplexación se la conoce como CODFM (Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal Codificada) (Pérez, 2003, p 154). Figura 25-2: Modulación OFDM Fuente: https://sites.google.com/site/amentis81/OFDM_02.png La modulación ortogonal se presenta ya que el canal en donde una señal modula a cada portadora se encuentra propensa a solapamientos, es decir, a que una y otra señal se interfieran entre sí, con el 51 objetivo de evitar este tipo de inconvenientes la modulación ortogonal logra que el ancho de banda que dos señales ortogonales compartan sea el mismo Para entender de mejor manera la modulación OFDM es necesario comprender lo que no sucede en una multiplexación por división de frecuencia (FDM) que usa una parte del ancho de banda para cada señal, mientras que la multiplexación por división de tiempo (TDM) requiere de todo el acho del canal para que la señal lo use por intervalos de tiempo determinados. Para llevar a cabo una modulación OFDM es necesario que la entrada de datos sea mapeada en símbolos de OFDM, esto quiere decir que las subportadoras individuales son moduladas, dicha modulación depende del tipo de sistema digital que se utilice, en algunos por ejemplo podemos observar constelaciones de 4QAM, 16QAM y 64QAM. Figura 26-2 Constelaciones de 4,16 y 64QAM Fuente: http://personales.unican.es/perezvr/ Cómo se puede observar en la Figura 3-2 según la constelación empleada la subportadora transporta bits de información de 2,4 y 8 bits, para entender esto de una forma amplia se tomara en cuenta la representación de números complejos (una parte real e imaginaria). La modulación OFDM se realiza por etapas en la primera se mapea las componentes real e imaginaria de cada grupo de 2, 4 u 8 bits que corresponderá en la constelación a un número complejo el cual se encuentra dentro del dominio de frecuencia, y para pasar al dominio de tiempo deberá aplicarse la transformada inversa de Fourier. En síntesis, se puede decir que la modulación OFDM radica en la distribución de múltiples portadoras y el flujo binario de información, logrado con esto que cada una tenga una velocidad de datos reducida 52 en comparación a todo el flujo, además para reducir las posibles interferencias OFDM integra una fracción de tiempo llamada intervalo de guarda 2.1.6 Intervalo de Guarda Para considerar un intervalo de guarda es necesario tener en cuenta el medio de comunicación a usarse para la propagación, ya que este presentará un retardo esperado, debido a que cada señal subportadora estará representada por números complejos, el intervalo de guarda es un segmento que se agrega al inicio y al final del símbolo, es necesario que el intervalo de tiempo en el que vaya a producirse un símbolo sea mayor al periodo que el receptor emplea para llevar a cabo la integración de la señal. Figura 27-2 Adición de intervalo de guarda Fuente: http://personales.unican.es/perezvr/ La duración del intervalo de guarda dentro del estándar ISDB-T puede ser 1/4, 1/8, 1/16 o 1/32, cuando exista un mayor intervalo de guarda las interferencias provocadas por efectos multicamino se reducirán, sin embargo no se puede dejar de lado los efectos que pueden perjudicar a la ortogonalidad, por ejemplo las desviaciones en el receptor, de frecuencia o fase dentro del oscilador local, el ruido de fase presente en las frecuencias de muestreo, estos últimos casos pueden ser mitigados con un diseño apropiado. 2.1.7 Modulación Jerárquica En los sistemas terrestres digitales durante la transmisión, al usar una única resolución, en el borde del área de cobertura se produce un efecto abrupto de umbral, es decir él envió de la señal sufre una 53 degradación completa, no ocurre esto en los sistemas análogos en los que como se mencionó anteriormente tienden a tener una degradación menos rígida. Figura 28-2 Modo no jerárquico y jerárquico Fuente: http://www.youbioit.com/files/newimages/13/170/modojerarquico.jpg Los sistemas digitales presentan una modulación jerárquica o multiresolución con lo que logran brindar una mejor recepción dentro del área de servicio, asemejándose así a la cobertura que se ofrece en el dominio analógico, la modulación de dos flujos diferentes da como resultado un solo flujo, para lo cual se considera respectivamente a cada flujo como de alta y baja resolución lo que quiere decir que va embutido uno sobre el otro, algunos de los casos que se pueden presentar dentro de un mismo canal son emisiones de HD y SD. El transmisor envia hacia las zonas más lejandas los datos que tenga un prioridad alta debido a la señal a ruido que en dichos casos es menor, mientras que para las zonas más cercanas la relación a señal a ruido es mayor y son destinados los datos de baja prioridad. Figura 29-2 Modulación Digital Fuente: http://personales.unican.es/perezvr/pdf/Modulacion%20COFDM.pdf 54 En la figura 8-2 se puede observar un ejemplo de flujo de baja y alta prioridad, QPSK se encuentra modulada por pocos elementos de constelación debido a su alta prioridad generalmente se puede encontrar en receptores móviles o portátiles, la modulación 64QAM al considerarse como baja prioridad tiende a ser menos resistente no obstante maneja una mayor resolución, si su tasa de error se incrementa, la señal se deteriora en gran medida impidiendo una buena recepción. 2.1.8 Televisión Digital Terrestre (TDT) La evolución digital se encuentra presente en muchos ámbitos de nuestras vidas, la radiodifusión no puede ser la excepción y concretamente nos referimos a la televisión que hoy por hoy se encuentra a travesando a nivel mundial una transición importante debido a las ventajas que presta frente a las señales de televisión analógica, a lo que se conoce como señal completa de televisión debe asociarse video y audio, generalmente desde una perspectiva conceptual la señal de audio presenta diferencias casi siempre más complejas en comparación con la señal de video. La Televisión Digital Terrestre toma su nombre por la tecnología y el modo que utiliza para transmitir su señal. A diferencia de la televisión tradicional que envía sus ondas de manera analógica, la digital codifica sus señales de forma binaria, habilitando beneficios como una mejor calidad de vídeo y sonido, interactividad, conectividad, multiprogramación y movilidad, además TDT presenta la opción de enviar más de canal por el mismo ancho de banda que utiliza un solo canal analógico, en la mayoría de países de América cada canal emplea 6MHz. Figura 30-2 Televisión Digital Terrestre Fuente: http://www.tdt.mx/img/content/que_es.jpg 2.1.8.1 Ventajas de TDT 55 • Interactividad, de acuerdo a las prestaciones que tenga el operador el usuario podrá realizar consultas acerca de la programación que se encuentre emitiendo, en un partido de fútbol por ejemplo el televidente podrá acceder a datos como bibliografías de jugadores, estadio sede, historia del equipo, etc. • La optimización del espectro radioeléctrico hace posible la operación de más canales, logrando con ello democratizar el servicio. • Mejor calidad de audio y video, ya que los ruidos e interferencias son mitigadas grandemente. • • El evidente crecimiento en cuanto a la oferta de programación. • • La recepción móvil y portátil. 2.1.8.1.1 Desventajas de TDT Las desventajas actuales de TDT podrían decirse que no son técnicas del todo, si no que se enmarcan en el contexto de todo lo que significa el proceso mismo de la transmisión de televisión analógica a digital, la adquisición de un decodificador en algunos casos, la modificación y adaptación que debería realizar dentro de las estaciones que se encuentren operando, no se puede olvidar que a diferencia de la tv analógica la señal digital puede obtener una pérdida. Figura 31-2 Comparación de Tv digital Fuente: http://www.unionjalisco.mx/articulo/2013/05/30/empresas/apagon-analogico-que-es-y-cuando-me-afectara 56 • Televisión digital Terrestre en el Ecuador El estándar que oficialmente se adoptó para Televisión Digital Terrestre en marzo del 2010 fue el ISDB-Tb, el Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información (MINTEL) y de más entidades gubernamentales relacionadas con las telecomunicaciones son quienes trabajan en la implementación del sistema dentro del en el país. Para dar inicio con dicha transición se conformó el Comité Interinstitucional Técnico de Implementación de la Televisión Digital Terrestre CITDT. Figura 32-2 Concesiones de TDT en el Ecuador Fuente: ARCOTEL, 2015 Realizador por: Achic León De acuerdo al número de estaciones de Radio y Tv concesionadas para el servicio de televisión digital terrestre que se encuentra en la página web de la ARCOTEL (publicación del 20 de agosto de 2015) actualmente en el Ecuador se encuentran bridando cobertura de TDT 8 provincias: Azuay, Cotopaxi, Guayas, Imbabura, Manabí, Pichincha, Santo Domingo de los Tsáchilas y Tungurahua. El apagón analógico en el Ecuador se encuentra programado para el año 2018, sin embargo, paulatinamente de acuerdo a un cronograma, las emisiones analógicas irán cesando, en el 2016 se tiene previsto que las zonas que corresponden a Quito, Guayaquil y Cuenca, en el 2017 ciudades con más de 200 mil habitantes 2.1.9 Recepción de TDT 57 La recepción de televisión digital terrestre presenta dos alternativas para recibir el servicio de señal digital en su hogar, la primera si el usuario cuenta con un televisor convencional deberá disponer de una antena interior o exterior (por lo general las exteriores tienen mejor captación de señales en banda VHF y UHF) y adicionarle un decodificador también llamado Set-Top-Box (STB). Actualmente las marcas disponibles en el mercado (LG, Samsung, Sony, etc.) incorporan en los televisores dicho decodificador será necesario únicamente de una antena para que el usuario disfrute del servicio. Figura 33-2 Receptores para TDT Fuente: http://www.youbioit.com/files/newimages/13/170/televisiondigital.png En cualquiera de los casos es importante verificar que los equipos operen dentro del estándar ISDBT Internacional para el caso de Ecuador, anteriormente se describió los estándares que se encuentran inmersos dentro de TDT, cada uno de ellos cuenta con característica y ventajas propias, a nivel mundial no existe homologación sobre el uso de una estandarización única. 2.1.10 ISDB-T Internacional ISDB-T Internacional o ISDB-Tb es el estándar que la mayoría de los países de Latinoamérica han adoptado para la implementación de televisión digital terrestre, las variaciones que presenta frente al resto de estándares existentes en el mundo se deben a la modulación OFDM que emplea ya que hace posible una transmisión jerárquica, el middleware (GINGA) que introduce para la interactividad que es una características de los sistemas TDT se basa en una fuente abierta. 58 El estándar permite que las señales de fuente (audio y video) sean comprimidas mediante el formato MPGE-4 (Moving Picture Expersts Group), la transmisión para receptores móviles se llevan a cabo dentro del mismo espectro utilizado en la transmisión para receptores fijos. La multiprogramación permite una disponibilidad de varios canales en un ancho de banda que ocupa un canal analógico, ISDB-Tb permite el uso de SFN (Redes de frecuencia), en virtud de todo lo descrito se puede decir que existe un mayor aprovechamiento del espectro. Figura 13-2 Descripción de ISDB-Tb Fuente: http://comunicacioneselectronicas.com/Maury.pdf 2.1.11 Arquitectura de ISDB-T Internacional La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) en 1996 presenta un modelo referencial para los sistemas de televisión digital, la estructura describe como una y otra capa interactúa entre sí: codificación de la fuente, capa de transporte, transmisión y recepción, middleware y el canal de interactividad. ISDB-Tb establece en su arquitectura compatibilidad con dicho modelo, a continuación se presenta las especificaciones técnicas del estándar brasileño. 59 Figura 34-2 Arquitectura de ISDB-Tb Fuente: http://solmedia.ec/blog/wp-content/uploads/2014/08/arquitectura_tdt.png 2.1.11.1 Codificación de la fuente Dentro de la etapa de codificación se lleva a cabo la comprensión de audio, video y datos con el objetivo de disminuir la tasa de transmisión de bits, esto se logra a través de la eliminación de señales redundantes, inicialmente una señal de video digital estándar requiere de una tasa de bits de 270Mbps por lo cual es necesario recurrir a la comprensión de la señal precautelando siempre que la calidad de la imagen no se vea comprometida, para las señales de video se emplea H.264 o MPEG-4 AVC, el proceso se lleva a cabo tanto en el transmisor y receptor. En el lado del transmisor en primera instancia existe una señal de video sin compresión, que luego de pasar por un proceso de codificación (según el estándar empleando) toma el nombre de flujo elemental o ES (Elementary Stream), después este es descompuesto en paquetes que producen un Flujo Elemental Empaquetado o flujo PES de video (Packetized Elementary Stream) que son la entrada para la multiplexación mediante paquetes TS. En el receptor ocurre un proceso inverso al antes descrito mediante un decodificador que se encarga de reconstruir la señal, para el caso de audio el procedimiento es casi idéntico. 2.1.11.1.1 Transport Stream (TS) MPGEG emplea el concepto de flujo de transporte cuando existe una multiplexación de video, audio y datos y a la vez estos se sincronizan, el proceso para obtener un TS parte de la comprensión de señales de audio y video que dan paso a lo que se conoce como flujo elemental. 60 Estos paquetes son creados por tramas de datos de longitud variable, con lo que se da paso a la primera multiplexación que contiene un único flujo de paquetes que mantienen una longitud constante de 188 bytes, cuando varios TS se multiplexan se puede hablar de una re- multiplexación, la norma ABNT NBR 15603 contempla todos los detalles del proceso. Figura 35-2 Paquetes de transporte TS y multiplexación Fuente:http://www.famaf.unc.edu.ar/wp-content/uploads/2014/04/9-Canchi_Gonzalez.pdf 2.1.11.2 Capa de transporte La primera etapa de multiplexación se lleva a cabo con los flujos PES de audio, video y datos ya que combinados original un único flujo de transporte asociado a un programa (TS), la multiplexación se lleva a cabo con el estándar MPEG-2, los flujos de datos son transportados por distintas formas, lo cual determina el uso o no de marcas de tiempo. El estándar ISDB-Tb para llevar a cabo una transmisión jerárquica realiza una adaptación del transport stream (TS) mediante una segunda multiplexación o re-multiplexación, lo cual no es necesario en otros estándares ya que no contemplan la transmisión en capas jerárquicas. 2.1.11.2 .1 Broadcast Transport Stream (BTS) ISDB-Tb adapta el TS para que pueda realizarse una transmisión jerárquica mediante una remultiplexación, básicamente podemos resumir el proceso de remultiplexación en la incorporación de 16 bytes dentro del TS, que da como resultado paquetes TSP de 204 bytes de longitud cada uno con contiene un código de detección de errores, los 16 bytes adicionales contienen el indicador de capa 61 La salida del re-multplexador es un flujo sincrónico mismo que se conoce como BTS, con una constante de 32, 5079 Mbps, que a su vez permite mantener una tasa de 32,5079 Mbps. Figura 36-2 Broadcast trasnport stream-BTS Fuente: http://www.famaf.unc.edu.ar/wp-content/uploads/2014/04/9-Canchi_Gonzalez.pdf 2.1.11.2 Transmisión y recepción La capa de transmisión es la encargada de que la información digital viaje desde los estudios al usuario, la transmisión en capas jerárquicas permite definir capas A, B y C las cuales presentan la posibilidad de formular un esquema de modulación. Las portadoras que se emplearan para la modulación pueden utilizar, número de segmentos a emplear y el valor de la de codificación, se puede hablar de una técnica llamada interleaving cuando existe una alteración y/o reordenamiento de la información transmitida en el dominio tiempo o frecuencia, esto se realiza para protección pues se emplea códigos de corrección. 62 Figura 37-2 Efecto del time interleave Fuente: http://www.dibeg.org/news/previous_doc/0706_3Argentina_ISDB-T_seminar/.pdf El sistema de transmisión de banda segmentada divide al canal que actualmente utiliza un canal analógico en 14 segmentos, sin embargo solo 13 de estos son destinados en las portadoras OFDM, ya que el segmento restante es utilizado como banda de guarda. A partir del segmento destinado para one seg (segmento central) es posible dividir tanto a la derecha como a la izquierda 6 segmentos respectivamente, y para evitar posibles interferencias entre los canales adyacentes se define bandas de guarda, el total el ancho de banda utilizado corresponde a 5,571MhZ. ISDB-Tb tiene la opción de ofrecer un servicio a receptores móviles y portátiles, a partir de su segmento destinado para “one seg”. 63 Figura 38-2 Asignación de segmentos para capas ISDB-Tb Fuente: http://www.famaf.unc.edu.ar/wp-content/uploads/2014/04/9-Canchi_Gonzalez.pdf 2.1.12 Trasmisión en capas jerárquicas Las características de cada capa se relacionan con el tipo de servicio que lleva: Capa A (segmento central) es asignada para One Seg su modulación es QPSK pues no es necesario contar con una alta tasa de datos Capa B es asigna para HD y en su caso el código convolucional es de baja redundancia, es indispensable de una alta tasa de datos y se utiliza la modulación 64QAM. Capa C es asignada para servicio SD. A continuación se presenta tres tipos de recepción que pueden darse dentro de un canal: recepción portátil, recepción móvil (HD) y recepción fija. 64 Figura 39-2 Recepción de un canal TDT-ISDB-T Internacional Fuente: http://www.dibeg.org/news/2009/0905Paraguay_ISDB-T_seminar/session7.pdf La designación de cuantos segmentos se empleara en cada capa, así como los servicios que se transmitirán serán definidos por el solicitante de acuerdo a la normativa técnica de televisión digital terrestre que rige en cada país. La recepción se lleva a cabo mediante la captación la señal que realiza una antena, la señal original se obtiene de una conversión inversa, el flujo del canal se demodula y decodifica para entregar dicho flujo de video y audio principal al decodificador correspondiente, el middleware recibe el flujo de datos para realizar su procedimiento. Para un estudio más profundo y amplio es recomendable la revisión de la norma ABNT NBR 15601en todo lo referente a transmisión, en cambio la norma ABNT NBR 15604 describe los detalles de recepción. 2.1.13 Middleware El middleware que presenta el estándar ISDB-Tb se llama “Ginga”, este fue desarrollado por varios investigadores de brasileños, es una capa de software y cumple con las recomendaciones que estable las recomendaciones de la UIT, Ginga es considerado como una herramienta aliada para la inclusión digital y social debido al software libre que lo caracteriza. 65 Figura 20-2 Interfaz Ginga Fuente: http://www.redusers.com/noticias/wp-content/uploads/2012/03/interactivo.jpg 2.1.14 Canal de interactividad El canal de retorno o canal de interactividad permite al usuario enviar información hacia el proveedor ya que se trata de un subsistema empleado en el receptor TV Digital, el nivel de interactividad se define según el canal de retorno empleado y puede llevarse a cabo de varias formas: sin canal de retorno. El canal de retorno unidireccional solo permite él envió de datos, canal de retorno bidireccional asimétrico envía y recibe datos por difusión, canal de retorno bidireccional (interacción plena). 2.1.15 Modos 1, 2 y 3 del estándar ISDB-Tb El estándar ISBD-Tb de acuerdo a la separación entre portadoras OFDM define tres modos: 1, 2 y 3; cada uno de ellos presenta valores propios como por ejemplo: número de portadoras, tiempo útil de símbolo. Los parámetros para la transmisión de ISDB-T para un ancho de banda de 6MHz son: 66 Tabla. 2-2: Parámetros de ISDBT según el modo Fuente: http://www.dibeg.org/news/2009/0907Bolivia_ISDB-T_seminar/presentation2.pdf 67 CAPITULO III MARCO DE RESULTADOS Y PROPUESTA PARA EL CANAL DE TDT “ESPOCH TV” 3.1 Estudio de ingeniería El Articulo 32 del “Reglamento para la adjudicación de títulos habilitantes para el funcionamiento de medios de comunicación social públicos, privados comunitarios y sistemas de audio y video por suscripción” específicamente en el Título V relacionado con la adjudicación de frecuencias temporales, estable tres requisitos que el peticionario deberá presentar para iniciar el proceso de solicitud. El estudio de ingeniería, grilla de programación y solicitud subscrita por la persona jurídica de derechos públicos (en el caso de la ESPOCH que es una Institución de Educación Superior) deberán ser presentados junto con los formularios técnicos que se encuentran en la página web de la ARCOTEL. Dentro del estudio de ingeniería se establece los requerimientos técnicos que servirán para la implementación de un servicio de telecomunicaciones, la estructura asi considera el tipo de servicio a prestar, los requisitos del peticionario, y el cumplimento de las normas establecidas por los organismos de control y regulación de telecomunicaciones de cada país. 3.1.1 Consideraciones para el estudio de ingeniería. Para el análisis de cobertura se considerará la Recomendación ITU-R P. 1546 que actualmente se encuentra en su versión número 5. La norma técnica para televisión digital expedida por el organismo de control y regulación establece que de existir detalles técnicos adicionales se recurrida a la Norma Brasileña N° ABNT NBR 15601 y su guía de implementación. 68 La información recaba dentro del estudio de ingeniería será orientada al formato que establece la autoridad de telecomunicaciones, ya que los cálculos y simulaciones se enfocaran a su posterior presentación. Se contemplan enlaces punto a punto y punto a zona y una propuesta de transmisión jerárquica. Los aspectos que se detallan en general son: localización geográfica de sitios, descripciones de estudios principales y secundarios, descripción técnica de enlaces, descripción del sistema de transmisión, descripción de las antenas de difusión y sus componentes, análisis y determinación de las áreas de cobertura, descripción de la infraestructura, entre otros. 3.1.2 Descripción geográfica general La provincia de Chimborazo es una de las 11 provincias que conforman la Región Sierra, cuenta con un amplio atractivo turístico, la temperatura promedio es de 13º C, la capital de la Provincia es el Cantón Riobamba. Figura 1-3 Mapa político de la provincia de Chimborazo Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Cant%C3%B3n_Riobamba 69 3.1.3 Diagrama de bloques que conforman la estación de televisión En la figura 2-3, se muestra una panorámica general de las consideraciones y del orden con los que se procederá a analizar los requerimientos técnicos necesarios para una correcta operación del canal de televisión terrestre. Figura:2-3 Diagrama general considerado para la propuesta de TDT Fuente: LEÓN, Achic 2015 El diseño y propuesta procurará ser abierto, es decir que en caso de ser necesario será capaz de adaptarse a cambios o nuevos sistemas, con el menor número de modificaciones, siempre que se garantice un correcto funcionamiento. 3.1.4 Descripción general del estudio de la estación de TDT En el capítulo 1 dentro de los aspectos técnicos se analizó la estructura de un canal de televisión, y como se dijo anteriormente los equipos que conforman la infraestructura interna son diversos, el detalle de cada uno rebasa el alcance de este trabajo, sin embargo, de forma general podemos nombraremos algunos de estos: Tabla 1-3: Equipos de estudio TV Fuente: LEÓN, Achic 2015 EQUIPOS DEL ESTUDIO TV CONTROL MÁSTER NOMBRE CARACTERISTICAS Digital Turnkey Tv Mcr Sd/Hd Transmission: Dvbqt, Dvbqt2, Satellite And Web Radio Station. EQUIPOS Cámaras de video Cámaras de video (HD) Micrófonos Sistema de ilumincación Servidores para contenido 70 3.1.5 Descripción de la estructura del sistema TDT propuesto Para fines de cálculo se establecerá como punto inicial, la programación previamente generada por los equipos de producción, se entiende entonces que la señal se encuentra lista para su comprensión, tratamiento y posterior difusión Figura:3-3 Diseño propuesto para el canal “ESPOCH Tv” Fuente: LEÓN, Achic 2015 3.1.6 Enlace estudio – transmisor 3.1.6.1 Banda de frecuencia El enlace punto a punto, operará en la banda 12,2 -12,7 GHz, ya que actualmente es la que se encuentra disponible. 3.1.6.2 Ubicación de la estación fija de transmisión 71 La estación fija de transmisión (estudio principal) del canal de televisión terrestre a denominarse “ESPOCH TV”, de donde se generará la programación, se ubicará en la Provincia de Chimborazo, Ciudad de Riobamba, dentro de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo: Dirección: Panamericana Sur Km. 1 ½ (Facultad de Informática y Electrónica) Longitud: 78°40'34"O Latitud: 1°39'22"S Altura: 2811 msnm Figura:4-3 ESPOCH, vista desde Google Maps. Fuente: Google Maps, ESPOCH 3.1.6.3 Ubicación de la estación fija de recepción La estación fija de recepción se localizará en el Cerro Cacha, que se encuentra a 5,97 Km de la Ciudad de Riobamba, además este sitio es un referente para ubicación de torres y antenas de distintos servicios de telecomunicaciones. Dirección: Cerro Hignug Cacha Longitud: 78°42'58"W Latitud: 1°41'31"S Altura: 3507 msnm Una vez que los puntos del enlace se encuentren localizados es necesario conocer la distancia que separa a uno de otro, ya existen fenómenos de propagación que cobran menos o más importancia de 72 acuerdo a dicha medida, en nuestro caso la distancia de ESPOCH TV al Cerro Cacha es de 5,97 Km de acuerdo a lo que se observa en Google Earth. Figura:5-3 Cerro Cacha visto desde Google Earth Fuente: Google Earth, 2015 3.1.6.4 Análisis del perfil topográfico Para el análisis del perfil topográfico a continuación se presenta una tabla de resume sobre los emplazamientos en coordenadas geográficas (datum WGS-84). Tabla 2-3: Puntos de los emplazamientos PUNTO DENOMINACIÓN LONGITUD LATITUD ALTITUD [MSNM] A Estudio 78°40'34.00"W 1°39'22.00"S 2811 m B Cerro Cacha 78°42'58.00"W 1°41'31.00"S 3507 m Fuente: LEÓN, Achic 2015 En la figura 6-2 se muestra el trayecto del enlace que existe entre el punto A que corresponde a los estudios de “ESPOCH TV” y el punto B Cerro Cacha, se ha recurrido al software Google Earth Pro (versión prueba) para un correcto análisis de los posibles obstáculos en el terreno. El factor K no será utilizado, debido a que la distancia del enlace no rebasa los 10km y se considera válido suponer que se trata de un tierra plana en donde la curvatura de la tierra puede prescindirse, es necesario definir la altura que la torres para la antena transmisora y receptora, se estable 18 y 20 m respectivamente. 73 Figura 6-3 Emplazamiento del punto A y B Fuente: LEÓN, Achic 2015 El perfil topográfico nos muestra los posibles obstáculos que la señal puede encontrar durante su trayecto, para el cálculo de la zona de Fresnel es necesario localizar el primer obstáculo existente, como se puede observar existe una línea de vista libre, sin embargo es necesario tener en cuenta otras posibles obstrucciones (edificios, árboles, etc), hoy en día gracias a los sistemas SIG es posible estudiar las condiciones existentes y detectar puntos críticos del radioenlace. Figura:7-3 Perfil topográfico Fuente: Software Radio Mobile El sistema de enlace radioeléctrico deben gozar de un alto porcentaje de confiabilidad para garantizar un correcto funcionamiento, si bien la ausencia de obstáculos en la línea de vista es importante no asegura una adecuada comunicación si no se estudia las variaciones atmosféricas que pueden afectar 74 el libre recorrido de la señal durante cualquier estación y época del año, se considerará las peores condiciones que un enlace pueda atravesar cuando se realice el análisis para la confiabilidad. La distancia existente entre el estudio y el Cerro Cacha es de 5,98 Km. 3.1.6.5 Equipos para el Radioenlace 3.1.6.5. 1 Transmisor Tabla 3-3: Características del equipo transmisor Marca MOSELEY Modelo DTV LINK-A Banda de frecuencia 1,5- 13 GHz. Velocidad Binaria 20 – 155 Mbps Modulación QPSK, 8PSK, 16-32-64-128-256 QAM Corrección de errores 1/2, 3/4, 5/6, 7/8, 9/10 Clase de emisión 16M0G7FWX Potencia nominal a la salida del transmisor 500mW Ajuste de sintonía En pasos de 500 KHz Ancho de banda ocupada 6-50 MHz (Considerando el modo a operar) Fuente: Catálogo de antenas marca Moseley Realizado por: LEÓN, Achic 2015 3.1.6.5.2 Receptor Tabla 4-3: Características del equipo Receptor Sensibilidad -74 dBm Ancho de banda canal 6-50 MHz (Considerando el modo a operar) Ajuste de sintonía 500 KHz (tamaño de pasos) Fuente: Catálogo de antenas marca Moseley Realizado por: LEÓN, Achic 2015 3.1.6.5.3 Antenas 75 Tabla 5-3: Características de la antena del enlace Marca Andrew Modelo PX4-127C Tipo de antena Antena Parabólica Polarización Vertical/Horizontal Banda de operación 12 700-13 250 MHz VSWR máximo 1.10 Diámetro 1,2 m Impedancia de alimentación 50 ohms Ancho de lóbulo principal 1.4º Ganancia 35,5 dBi Fuente: Catálogo de antenas marca Andrew Realizado por: LEÓN, Achic 2015 El patrón de radiación que corresponde a la antena parabólica debe ser directivo, a partir la información indica en el catálogo de la antena marca Andrew, se ha obtenido el siguiente diagrama: Figura:8-3 Antena parabólica, Patrón Horizontal Fuente: Catálogo de antenas marca Andrew 3.1.6.5.4 Líneas de transmisión Características de la línea de transmisión del enlace: • Marca: Andrew • Modelo: EW127A 76 • Tipo: Standard Elliptical Waveguide • Banda de operación: 11, 7 – 13,25 GHz • Velocidad de propagación: 79,7 % • Factor a Atenuación (dB/100m):11,634 dB/100m • Impedancia de alimentación: 50 Ohms • Longitud a considerar: 30 m • Atenuación a la frecuencia: 3,49 dB 3.1.6.6 Ancho de banda: Existen diversos criterios para establecer si la calidad de una señal de televisión cumple con las normas establecidos por los organismos internacionales, generalmente es el usuario quien determina aquello mediante una apreciación subjetiva, en otras palabras establece si la imagen que observa se ve “bien” o no, de forma resumida se puede nombrar dos importantes criterios: -El ancho de banda, pues se determina a partir de la resolución horizontal de la imagen -La relación señal a ruido (S/N) que es difícil de cuantificar, el ruido empieza a ser perceptible aproximadamente a los 45dB, la imagen tendrá una especie de “nieve” que se intensifica mientras la señal a ruido sea menor. Tabla 6-3: Características del ancho de banda SIMBO LO DESCRIPCIÓN VALOR VALOR AB Ancho de Banda requerido para la transmisión de un canal ISDB-T. MHz Rb=Tb Tasa binaria a utilizarse en la trasmisión. 32, 5079365 Mbps a Factor de Roll off 0,2 M Bits por símbolo (M-QAM). 5 FEC Coeficiente del codificador convolucional. 3/4 Fuente: LEÓN, Achic 2015 77 ......1.....* ..........*log ...... ..1..0,2..*32,5079365 ...... 34*log..5 e.c: ( 1.3) 22,4 MHz.. . .. El enlace digital, como se describe arriba, utilizará una modulación 32 QAM, y un FEC de ¾ que permite una alta redundancia de bits, con dichas especificaciones el ancho de banda es de 22 MHz, valor que sobrepasa la canalización de enlaces auxiliares que actualmente se asignan para enlaces digitales de televisión, se solicitará la asignación de los 16 MHz que establece la Resolución Nº 4400CONARTEL- 08. 3.1.6.7 Balance del enlace La señal que deberá transmitirse desde los estudios corresponde al BTS del cual se habló en el capítulo 2, para establecer comunicación entre la matriz del canal y el transmisor ubicado en el Cerro Cacha se empleara un enlace microonda, el transmisor que se ha considera posee un interfaz serial asincrónica (ASI). El enlace considerado emplea la banda de 12 000 MHz y una distancia de 5, 98 Km. Calculo de pérdidas en el espacio libre: ........32,4..20 ............20........................ e.c: ( 2.3) ..32,4..20log..5,98....20log ..12450. . .... 129,87 dB . .. .... 3.1.6.8 Presupuesto de enlace Para calcular el presupuesto de enlace, se tomará como referencia la siguiente figura que estable los niveles de potencia: 78 Figura 9-3 Presupuesto de enlace Fuente: http://sig.utpl.edu.ec/sigutpl/staftpro/sig/radioenlace.PDF A continuación se detalla el valor de ganancias y pérdidas del enlace punto a punto, además de las perdidas en el espacio libre y sensibilidad del equipo receptor. Tabla 7-3: Descripción del Radioenlace (estudio-Cerro Cacha) DESCRIPCIÓN SIMBOLO VALOR Transmisión Potencia de transmisión Ptx 27 dBm (estudios) Perdidas de cable Ltx -3,49 dB Perdidas de conectores Ltx -1 dB Ganancia antena TX Gtx 40,7 dBi Propagación Perdidas espacio libre Le -129,87 dB Ganancia antena TX Grx 40,7 dBi Recepción Perdidas de cable Lrx -3,49 dB (en el Cerro Cacha) Perdidas de conectores Lrx -1 dB Sensibilidad S -74 dBm Fuente: LEÓN, Achic 2015 3.1.6.9 Parámetros resultantes del Radioenlace Consideramos la ecuación plantea para calcular el presupuesto de potencia del enlace: ......... ............................................. ............... .......... . ..................... 27dBm..4,49dB..40,7dBi..129,87dB..40,7dBi ..4,49dB..74dBm..Margen..S ................30,45 e.c: ( 3.3) 79 Tabla 8-3: Cuadro de resultados del radio enlace Distancia d (Km) 5,98 Km Frecuencia f (MHz) 12 450 MHz Perdidas de espacio libre. Lbf- (dB) 129,87 dB Potencia recibida PRX -30,45 dBm Sensibilidad S -74 dBm Margen M= PRX-S (dB) 43,55 dB Fuente: LEÓN, Achic 2015 3.1.6.10 Margen de desvanecimiento Para determinar la disponibilidad anual de un sistema no protegido de acuerdo a las ecuaciones de Barnett-Vignant se procede de la siguiente manera: Tabla 9-3: Descripción del margen de desvanecimiento Símbolo Descripción Valor FM Margen de desvanecimiento d (Km) Distancia 6 f (GHz) Frecuencia 12,74 A Factor geográfico (terreno plano) 4 B Factor climático (área cálidas o húmedas) 0,5 R Confiabilidad (decimales) 0,9999999 Fuente: LEÓN, Achic 2015 FM..30log d ..Km....10log ..6*A*B*f..GHz......10log..1..R....70..dB. FM..30log ..6....10log..6*4*0,5*12,4....10log ..1..0,9999999....70..dB. 5,07 ......4 . .. 3.1.6.11 Confiabilidad: 80 Calculo de confiabilidad del enlace radioeléctrico. ....*10 ..*....*....*2,5*10 ..*......1. ..% ......*100 e.c: ( 4.3) C%..99,999999832 % 3.1.7 Descripción de la transmisión jerárquica La conformación e infraestructura general del canal de TDT a denominarse “ESPOCH TV”, se detalla en el diagrama adjunto (ver abajo), el diseño a describir toma como punto inicial la programación previamente generada por los equipos de producción, consideraremos entonces que se encuentra lista para su compresión y difusión al público. La compresión en audio y video se realizará en MPEG-4, para ello se usará los Encoders KYRION, las señales luego de aquel procedimiento pasarán al multiplexor/remultiplexor que formaran la BTS, la señal de los estudios (Escuela Superior Politécnica de Chimborazo) se enviará al sitio de transmisión (Cerro Cacha) a través de un enlace digital, una vez que el receptor reciba la señal, está pasará al transmisor SYES, el cual realizará un proceso de modulación y multiplexación con el cual se dará origen a la señal OFDM. Seguidamente se realizará la conversión de frecuencia (canal 22 UHF), para después amplificar la señal ISDB-Tb que será la encargada de llegar a los distintos receptores que se encuentran dentro del área de cobertura. La transmisión se realizará en 3 canales de televisión es decir en los 6 MHz, 1 HD de 1080 i, 1 SD de 480p y un one-seg 240p. Se considera como formato principal, la combinación HDTV+SDTV+1 SEG, dejando abierta la posibilidad de solicitar la modificación a otros formatos, debido a que tratan de emisiones temporales. Los valores correspondientes a modo, intervalo de guarda, FEC, modulación y tasa de datos se establecerán en el orden descrito. El formato de transmisión de la señal: HD, SD, One-Seg se especifica en la siguiente tabla: 81 Tabla 10-3: Características de la transmisión jerárquica PARAMETROS DE LA SEÑAL TRANSMISIÓN JERÁRQUICA HDTV SDTV ONE-SEG Número de segmentos OFDM 9 3 1 Modo 3 Intervalo de guarda 1/16 Codificación Convolucional 3/4 2/3 2/3 Modulación 64QAM 16QAM DQPSK Número de portadoras 5617 Tasa de Datos Mbps 19,329 11,454 5,727 Tasa por segmento Kbps 1486,90 881,12 440,56 Símbolo por cuadro 204 Ancho de banda 5,572 MHz Duración de intervalo de guarda 63 us Outer Code RS 204 Fuente: http://www.inti.gob.ar/electronicaeinformatica/utc/pdf/ISDBT-2011.pdf 3.1.7.1 Equipos a considerar para el canal TDT La programación generada en los estudios ingresaran a los encoder para realizar la codificación en HD, SD y One seg según se el caso; por lo tanto la señal (video y audio) que entrara es el BTS, que en un proceso siguiente pasara al EITV Playout Profesional encargado de proporcionar la codificación convolucional, modulación y número de segmentos, parámetros que se determinan de acuerdo a la jerarquía de capas (A, B y C) Tabla 11-3: Equipos para enlace digital MODELO CARACTERISTICAS ENCODER KYRION AM2102 MPEG-2/MPEG-4 SD/HD Dual Channel MULTIPLEXOR – REMULTIPLEXOR EITV Playout Profesional Fuente: LEÓN, Achic 2015 3.1.7.2 Predicción del área de cobertura de la estación de TDT 82 La predicción de cobertura se realizará en base a la recomendación 1546 de la UIT, se efectuara además simulaciones del enlace punto a punto y punto a zona mediante el uso de Radio Mobile (software libre) que basa sus cálculos en el modelo de propagación Longley-Rice. Para iniciar con la predicción de cobertura, definimos la banda de frecuencia que usaremos, localización (latitud y longitud y azimuts (sistema radiante), equipos propuestos para la implementación del canal de TDT, entre otras consideraciones necesarias para asegurar una intensidad de campo mínimo de 51 dBuV/m en las zonas a servir. 3.1.7.3 Banda de frecuencia El termino transmisión terrestre se asigna a los sistemas de radiodifusión que operan en las bandas VHF y UHF, para fines de cálculos se trabajara con el canal 22 UHF (518-524 MHz). El canal en el cual finalmente operara la estación de televisión será definido por la autoridad de telecomunicaciones. Tabla 12-3: Frecuencia y canal propuestos para el canal TDT SITIO DE COBERTURA CANAL Frecuencia TRANSMISIÓN TDT UHF () Cerro Hignug Cacha Riobamba, Guano y Chambo 22 UHF 512-518 Fuente: LEÓN, Achic 2015 3.1.7.4 Transmisor de TDT Tabla 13-3: Equipo para cobertura de TDT Marca Syes Modelo SLIM5 01 UHF SD PCM Modulador Ref. standards ABNT NBR 15601-ARIB STD B31 Modos 2K, 4K, 8K Tasa de código convuncional 1/2, 2/3, 34, 5/6, 7/8 Impedancia de entrada 50 MER > 35Db Emisión de armónicos/Emisión de espurias EN 302-296-2 Banda de frecuencia 470-860 MHz Potencia (variable) 1500 W rms (OFDM), 1600 W rms (ATSC), 2500 W p.s. Fuente: Catálogo de equipos del equipo Syes 83 La norma técnica de televisión digital en el Ecuador estable que el valor de tasa de errores de modulación MER (Modulation Error Ratio) del transmisor debe tener un valor mayor o igual a 32 dB, en este caso el equipo cumple con dicho parámetro ya que cuenta con un MER > 35dB, que ayuda a garantizar que el usuario tenga una correcta recepción. “El valor aceptable del parámetro MER no está determinado, pero la mayoría de los receptores actuales decodifican correctamente la señal en toma si se dispone de un MER > 20dB, con un valor mínimo aconsejable de 22 dB. También debe tenerse presente que el MER puede verse alterado por los ecos o pre-ecos de señales procedentes de un centro emisor o de otros centros emisores de una red SFN y también puede verse afectado por interferencias causadas por otras emisiones”. (Cadena de recepción, 2009, p 25) 3.1.7.5 Sistema Radiante para TDT El sistema radiante que se propone utilizar corresponde a un arreglo de 8 antenas, mismas que se distribuyen en 2 paneles formados por 4 de bays cada uno; las especificaciones técnicas se detallan en la siguiente tabla: Tabla 14-3: Especificaciones del sistema radiante Marca Sira Modelo UHF panel antenna Polarización P.Horizontal/P.Vertical Tipo de antena Antenas tipo panel, 4 Bays por Azimuth (20°, 110°) Distribución de antenas: No. Bays por Azim Orientación 4 N 20° E 4 N 110° E Ganancia del sistema en la dirección máxima de radiación Az= 20°,110° (15 dBd) Az= 65° (13,8°) Ángulo de cobertura del lóbulo principal de radiación a -3dB y -6Db 130° (-3dB) 150° (-6dB) Ángulo de elevación -7° Altura de la antena en relación al nivel del suelo 34 m Fuente: Catálogo técnico, Antena marca Sira Realizador por: LEÓN, Achic 2015 El grupo de antenas tipo panel UHF presentan un diagrama de radiación en donde la ganancia máxima se encuentra en un azimut de 0º, 45º y 90º. Debido a que el lóbulo principal deberá radiar 84 principalmente en la zona de cobertura en donde se pretende brindar el servicio de TDT (Riobamba, Guano y Chambo) se ha desplazo 20º a dicho diagrama. Figura 10-3 Sistema radiante, patrón horizontal. Fuente: Diagrama de Radiación, antena, marca Sira. Realizado por: Achic León 2015 La configuración que se propone implementar en el Cerro Cacha es la siguiente: • Tipo de antenas: Antenas Panel UHF SIRA • Nº de Bays por azimut: Az 20°: 4 / Az 110° 4 • Número total de antenas: 8 • Tilt Eléctrico y/o Mecánico: 7° • Altura de la torre/ Centro de fase sistema radiante: 36m/34.13m 3.1.7.6 Cable RF entre transmisor y antena • Tipo: LDF12-50, Coaxial Cable • Longitud: 50 m • Atenuación a la frecuencia: 1,55dB/100m 3.1.7.7 Torre y caseta de transmisión 85 El canal a denominarse “ESPOCH TV” en primera instancia, para efectos de recepción del enlace digital, procesamiento y difusión de la señal ISDB-T Internacional compartirá la caseta y torre de soporte con otra estación. 3.1.7.8 Energía eléctrica • Fuente: Red comercial • Voltaje de alimentación: Trifásico, Voltaje línea-linea220V • Consumo; 6KVA 3.1.7.9 Sistema de tierra • Electrodo de puesta a tierra: 2 varillas cooperwell • L=2,4 separados L=2,4 enterrados a 2, 5 m • Conductor de puesta a tierra: Cable desnudo # 6 AWG • Puente de unión: Suelda exotérmica • Barra de tierra (BTCC): Cobre tratado electrolíticamente 12”x4”x1,4” • Barra de tierra (BTA): Cobre tratado electrolíticamente 5’’x4”x 1,4” 3.1.7.10 Equipo de mantenimiento Equipo de prueba y mantenimiento contemplados para analizar el canal TDT: • Analizador de TV Digital: R&S ETL TV Analyzer • Analizador deEspectros: Angilen E4405B • Osciloscopio: Tektronix TDS 220 • Maleta de herramientas: Jensen TMT -425 • Multimetro: FLUKE 187 Multimeter • Reductores: Andrew 163950A-137-4 3.1.7.11 Calculo del área de cobertura TDT-ISDBT Parámetros del sistema de transmisión: 86 • Frecuencia: 518-525 MHz • Canal de Tx: 22 UHF • Potencia de Salida: 350W • PER máx.: 6,98 KW Para efectuar el cálculo de cobertura de punto a zona, utilizaremos la Recomendación UIT-RP. 1546, y el nivel de intensidad de campo a evaluar será de 51........ . , esto lo definimos de acuerdo a los aspectos regulatorios antes mencionados. Consideraciones previas: Potencia efectiva radiada (PER): El cálculo del Potencia Efectiva Radiada (PER) se lo realiza a cada 45º, en total tendremos 8 azimut, se inicia en 20º a partir del lugar del emplazamiento del sistema radiante en el Cerro Cacha. La fórmula empleada para el caculo es: .................. ..........é....... e.c.:( 5.3) ..ER..KW....PTX..KW..*10 Debido a que el cálculo es sistemático en cada ángulo, se realiza el ejemplo de uno de ellos, sin embargo, hay que tomar en cuenta que la ganancia en cada radial se obtiene a partir del diagrama de radiación del sistema radiante. Ejemplo de cómo hallar el PER en cada uno de los radiales: PER en el azimut de 65º: Tabla 15-3: Potencia Efectiva Radiada a 65º Fuente: LEÓN, Achic 2015 DESCRIPCIÓN SÍMBOLO/VALOR Potencia de TX PT = 0,35 KW Ganancia del Sistema Radiante G= 15dBd Pérdidas del distribuidor 0,5 dB Pérdidas de cable (50m) 0,8 dB Pérdidas en conectores y Latigullos 0,7 dB Pérdidas Totales (0,5+0,8+0,7) Perdidas= 2 dB Potencia Efectiva Radiada PER = 6,98KW 87 Se presenta a continuación una tabla de los valores de radiación máxima resultantes: Tabla 16-3: Potencia Efectiva Radiada en los 8 radiales POTENCIA EFECTIVA RADIADA Azimut 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° Ganan Ant (dBd) 15 13,8 15 9 0 0 0 9 P.E.R (KW) 6,98 5,30 6,98 1,75 0,22 0,22 0,22 1,75 Fuente: LEÓN, Achic 2015 3.1.7.12 Alturas efectivas consideradas en cada radial (h1): El Anexo 5 de la Recomendación 1546 se establece información adicional sobre el procedimiento que ha de seguirse para obtener la predicción punto a zona, para determinar la altura de la antena transmisora hay que considerar el tipo de trayecto (terrestre, marítimo o mixto) para nuestro caso de estudio terrestre. En el capítulo l dentro del aparto correspondiente a aspectos técnicos se detalló la forma en la que debe obtenerse la altura de antena transmisora (h1), para trayectos inferiores y superiores a 15 Km debe considerarse si se dispone o no de información del terreno para aplicar el método que corresponda. Emplazamiento del sistema de transmisión y sistema radiante en el Cerro Cacha: Tabla 17-3: Especificaciones del sitio de transmisión Sistema de Transmisión Htorre(m)+antenaTx(m) 34 m HantenaRx (m) 10 m Hcerro (m) 3507 m Sistema Radiante Azimuth Sistema Radiante N 20° E (azimut inicial) GantenaTx(dBd) 15 Azimuth max. Radiación N 20° E,N 110° E (dos azimut) Fuente: LEÓN, Achic 2015 A partir del emplazamiento del sistema radiante: 88 Tabla 18-3: Coordenadas geográficas Cerro Cacha DENOMINACIÓN LONGITUD LATITUD ALTITUD [msnm] Cerro Cacha 78°42'58.00"W 1°41'31.00"S 3507 m Fuente: LEÓN, Achic 2015 Se considera una circunferencia de 360º, la cual se divide en 8 radiales de 45º, debido a la ubicación geográfica de la zona de área independiente a servir, el primer radial se localiza a un azimut de 20º, y a partir del sistema radiante en la misma dirección se debe escribir dos círculos de 3 - 15 Km con una separación de 1Km, en total se obtendrán13 puntos. Figura 9-3 Obtención de los 8 radiales, a partir de un azimut de 20º. Fuente: Google Earths Para trayectos inferiores a 15Km se dispone que h1=hb, en donde hb requiere del nivel del terreno promediado entre 0,2d y d Km, y para trayectos superiores a 15Km o superiores se establece que h1=hef, se considera en ambos casos que se dispone de información sobre el terreno. Figura 10-3 Altura media del terreno para distancias entre Tx-Rx menores a15Km Fuente: http://iie.fing.edu.uy/publicaciones/2014/LGMR14a/GLM.pdf 89 Para conocer y trabajar con los datos de altitud, se ha utilizado el software Radio Mobile, ya que dispone de la opción para obtener la altura efectivas de antena transmisora (h1), es posible utilizar también herramientas informáticas como la que se encuentra disponible en la página de la UIT. Es importante señalar que debido a la cantidad de operaciones que representa trabajar con 8 radiales, se ha creído pertinente mostrar únicamente el proceso realizado con uno de ellos, ya que como se dijo antes, los cálculos son repetidos en cada azimut. h1 en 15Km a un azimut de 65º: Para hallar h1 es necesario en primer lugar obtener la altura media del terreno (Htm), que se determina a partir del promedio de las alturas entre 3-15Km. Tabla 19-3: Altura efectiva en 65º Distancia Altura (m) d(Km) 65° 3 2859,2 4 2873,5 5 2789,3 6 2769,1 7 2770,9 8 2771,5 9 2777,6 10 2758,7 11 2733,7 12 2699,2 13 2641,1 14 2586,3 15 2519,4 Htm(m) 2734,58 Fuente: LEÓN, Achic 2015 El símbolo de ht equivale a la altura de la antena, hm a la altura media del terreno, C(O) a la cota del emplazamiento en donde se encuentra la torre de transmisión, hef será la antena efectiva radia por el transmisor (h1). Y a partir de la ecuación procedemos a calcular h1: 90 Figura 11-3 Altura efectiva Fuente: https://www.xirio-online.com/help/es/images/heff.jpg Tabla 20-3: Especificaciones del sistema radiante SÍMBOLO DESCRIPCIÓN Valor Ho Cota de emplazamiento 3507 m Hmt Altura media del terreno 2734,58 m Ha Altura de la Antena 34 m Fuente: LEÓN, Achic 2015 ......................1.................... . ..........35 07..34..2734,58.... . 1 m..806,42 . 1 Se presenta a continuación las alturas medias del terreno (Hmt), las alturas de las antenas transmisoras (h1) para la distancia de 15 Km en los azimut de 20º, 65º, 110º, 155º, se han elegido dichos radiales debido a la ubicación del sistema radiante. La información y resultados de todos los radiales y distancias (5 y 10 Km), se puede encontrar en los Anexos del presente trabajo de titulación. Distancia de 15Km: 91 3......0,2*15. 0,2.. Tabla 21-3: Altura efectiva en los 4 radiales fijados para el análisis de cobertura Cálculo del h1 para distancias = 15Km d(Km) 20° 65° 110° 155° 3 2875,3 2859,2 2977,6 3177,9 4 2933,9 2873,5 2902,1 3204,6 5 2909,9 2789,3 3110,1 3341,7 6 2948,6 2769,1 3036,1 3380,8 7 2965,9 2770,9 2813 3272,5 8 3000,6 2771,5 2712,1 3303 9 3009 2777,6 2691,7 3310,4 10 2995,7 2758,7 2640,2 3129,1 11 2878,4 2733,7 2678,5 3084,1 12 2906,9 2699,2 2587,3 3335,1 13 3049,7 2641,1 2780,1 3513,5 14 3116,7 2586,3 2745,8 3474,2 15 3308 2519,4 2838,8 3365,4 Hmt (m) 2992,20 2734,58 2808,73 3299,42 h1(m) 548,80 806,42 732,27 241,58 Fuente: LEÓN, Achic 2015 Intensidad de campo curvas REC. UIT-R P. 1546-5 El método de propagación con el que se trabajara para realizar aproximaciones de área de cobertura, es la Recomendación ITU-R.P. 1546 que presenta dentro de su Anexo 6 los pasos que deberán seguirse, el nivel de intensidad de campo a evaluar es de 51........ . valor dispuesto dentro de la normativa para tv digital en el país. Paso 1: Se determina como tipo de trayecto terrestre, ya que la zona de cobertura es de un solo tipo, es decir que durante el trayecto no existe mar cálido o frio. (Por lo tanto el Paso 11 no se empleara). Paso 2: En el caso de que se tome un tiempo nominal de 1%, 10% y 50%, no será necesario la interpolación que se indica en el Paso 10, ya que las curvas de propagación que establece la recomendación están determinadas para dichos valores. Debido a que la norma de TDT aprobada este año establece que el valor de intensidad de campo mínima a proteger, deberá considerar al menos el 90% de tiempo y 50% de sitios de recepción se 92 ..E..10,50. ..50,50 ....2*E ..90,50.. . trabajara con la variabilidad temporal de 10 y 50 %. Para lograr una aproximación en las curvas correspondientes de E (90,10) procederemos de la siguiente manera: Paso 3: La Recomendación establece como frecuencias nominales a 100, 600 y 2 000 MHz, es decir que no requieren interpolación, ya que el canal UHF (518-524) elegido para nuestro sistema no coindice con los términos anteriores, procedemos a determinar las frecuencias inferior y superior 100 y 600 MHz, respectivamente, esto es aplicable en los casos donde la frecuencia deseada < 600 MHz. Paso 4: En las curvas normalizadas se puede apreciar distancias nominales, si la distancia en la requerimos calcular el valor de intensidad de campo coincide con dichos términos, no es necesario interpolación para al cálculo de punto a zona en nuestro caso se ha creído importante calcular E cada 5 Km, en un intervalo de 5-50Km, por lo tanto se descarta usar el Paso 8.1.5. Paso 5: Debido a que en el paso uno se determinó el tipo de propagación terrestre es necesario seguir con los Pasos 6 al 11. Paso 6: Los porcentajes nominales de tiempo inferiores coincide con los porcentajes nominales de la Recomendación, se descartan entonces los Pasos 7 al 10. Paso 7: Para frecuencias nominales diferentes a las establecidas en la Rec. Se debe seguir los Pasos 8 al 9. Paso 8: En el Paso 7 se descarta este paso. Paso 9: Se sugiere para frecuencias nominales diferentes emplear el paso 8. Para facilitar la explicación procedemos a desarrollar cada uno de los pasos establecidos, para el ejemplo se considerando el azimut con el que hemos venido trabajando. Paso 8.1: Establece los Pasos 8.1.1 al 8.1.6 para alturas de antena transmisora de base (h1) igual o mayor a 10 m. Paso 8.1.1: Es necesario determinar h1, en nuestro caso el valor corresponde a 806,42 y debido a que no corresponde a las alturas nominales (10, 20, 37,5, 75, 150, 300, 600 ó 1 200 m) se deberá emplear el método indicado en el § 4.1 del Anexo 5. 93 Paso 8.1.2: En los casos en donde h1 sea inferior a los valores nominales se sigue los Pasos 8.1.3 al 8.1.5, lo cual no aplica para nuestro caso. Paso 8.1.3: Se descartan los Pasos 8.1.3 al 8.1.5 ya que las distancias con las que se trabajaran coinciden con los valores nominales. Paso 8.1.4 y 8.1.5 son descartados por lo expuesto en el paso anterior. Paso 8.1.6: Ya que h1 no coincide con los valores nominales anteriormente expuestos es necesario utilizar los Pasos 8.1.3 a 8.1.5. Para interpolar/extrapolar h1 se utiliza § 4.1 del Anexo 5 de la recomendación de la UIT. Los Anexos 2, 3 y 4 de la Recomendación están basas en curvas de intensidad de campo normalizadas de acuerdo a una gama de frecuencias, distancias y h1, para nuestro caso utilizáramos la Figura 9 del Anexo 3 que corresponde a una frecuencia de 600 MHz, trayecto terrestre y 50% del tiempo y la Figura 17 del Anexo 4 que corresponde a una frecuencia 2 000 MHz, trayecto terrestre, 50% ya que como se indicó anteriormente es necesario llevar a cabo una interpolación pues la frecuencia a emplearse en el estudio corresponde a 518-524 MHz. Para la interpolación es necesario disponer de los valores de intensidad de campo dispuestos (Einf y Esup) en figuras antes mencionadas, la lectura de dicha intensidad requiere precisión, por lo cual se recomienda acudir a las aplicaciones informáticas que facilitan el detalle de E, en los Anexos se presentan las tablas que se han utilizado para leer directamente las curvas de acuerdo a los valores nominales requeridos. 4.1 Altura de antena transmisora/de base, h1, en la gama de 10 a 3 000 m dBµV m En donde: hsup= Valor de h1 superior (nominal) hinf = Valor de h1 inferior (nominal) E= Valor interpolado. Einf= Intensidad de campo para h1 nominal (inferior) . 1log. .......... ..........log *...................................... . ...... 94 Esup= Intensidad de campo para h1 nominal (superior) Azimut de 65º, interpolación para h1= 806,42 m. a. Interpolación para una frecuencia nominal inferior, 50% del tiempo: Frecuencia: 600 MHz h1 = 600, Einf = 78,327 h2 = 1 200, Esup= 82,187 ..1..log .......... *.................................... ........log. .. . ...... dBµV m 600 .. 806,42..log*..82,187..78,327....78,327. .. log..1 200600 . dBµV m dBµV..79,27 .. m b. Interpolación para una frecuencia nominal superior, 50% del tiempo: Frecuencia: 2 000 MHz h1 = 600, Einf = 79,497 h2 = 1 200, Esup= 82,608 . 1log. .......... dBµV m 600 .. 806,42..log*..82,608..79,497....79,497. .. log..1 200600 . *.................................. ........log. .. . ...... dBµV m 95 dBµV..80,82 .. m Para obtener la interpolación de h1es necesario interpolar el valor de f = 521MHz (frecuencia central): . ..log .......... ..........log *...................................... . ...... dBµV m En donde: fsup= Valor de h1 superior (nominal) finf = Valor de h1 inferior (nominal) E= Valor interpolado. Einf= Intensidad de campo para h1 nominal (inferior) Esup= Intensidad de campo para h1 nominal (superior) Para la siguiente interpolación empleamos los valores de E, encontrados en los ítems a y b dBµV..79,27 ........ m dBµV..80,82 ........ m dBµV m 600. dBµV ....79,27....80,82..79,27..* log..521 log..2 000600 . dBµV..79,01 .. m m . ..log .......... ..........log *...................................... . ...... El valor que se obtiene corresponde a E (50, 50), en el 50% del tiempo: dBµV..50,50....79,01 .. m c. Interpolación para una frecuencia nominal inferior, 10% del tiempo: 96 Frecuencia: 600 MHz h1 = 600, Einf = 78,835 h2 = 1 200, Esup= 82,388 dBµV m 600 .. 806,42..log*..82,388..78,835....78,835. .. log..1 200600 . dBµV m dBµV..80,35 .. m d. Interpolación para una frecuencia nominal superior, 10% del tiempo: Frecuencia: 2 000 MHz h1 = 600, Einf = 79,497 h2 = 1 200, Esup= 82,608 dBµV m 600 .. 806,42..log*..82,608..79,497....79,497. .. log..1 200600 . dBµV m dBµV..80,82 .. m Para obtener la interpolación de h1es necesario interpolar el valor de f = 521MHz (frecuencia central): dBµV m . 1log. .......... ..........log *...................................... . ...... . 1log. .......... ........log. .. . ...... *.................................. . . log. .......... ..........log *...................................... . ...... 97 . ..log .......... ..........log *...................................... . ...... En donde: fsup= Valor de h1 superior (nominal) finf = Valor de h1 inferior (nominal) E= Valor interpolado. Einf= Intensidad de campo para h1 nominal (inferior) Esup= Intensidad de campo para h1 nominal (superior) Para la siguiente interpolación empleamos los valores de E, encontrados en los ítems a y b dBµV..80,35 ........ m dBµV..80,82 ........ m dBµV m 600. dBµV ....80,35....80,82..80,35..* log..521 log..2 000m600 . dBµV..80,30 .. m El valor que se obtiene corresponde a E (10, 50), en el 10% del tiempo: dBµV..10,50....80,30 .. m Debido a lo antes expuesto es necesario disponer de una aproximación de las curvas E (50,90): ..........E..10,50. ..50,50 ....2*E ..90,50.... . ..........2*..79,01....80,30 ..90,50 .... . dBµV..77,72 ..90,50.... m 98 Paso 9: Al realizar las interpolaciones y/o extrapolaciones se recomienda limitar el resultado y para ello se emplea el § 2 del Anexo 5. ......106,9..20*log . ......106,9..20*log15 . ......dBµV..83,34 ........ m no sobrepasa la intensidad máxima. ,..90,50....Se pude observar que el valor Paso 10: Se omite este paso ya que el porcentaje de tiempo coincide con el nominal. Paso 11: Se refiere a trayectos mixtos por lo que no aplica para este caso. La recomendación además contempla correcciones de intensidad de campo respecto a un ángulo de despejamiento en los siguientes apartados se ampliara dicha definición, la corrección por dispersión troposférica descrita en Anexo 5 § 13 no se trata de un valor que ha de sumarse o restarse al termino de E hasta encontrado, sino que deberá tomarse el máximo valor de entre E y Ets, y cuando E resulte mayor a Ets este ultimó se descarta. La Recomendación de la UIT-R P.1546-5 presenta curvas de intensidad de campo para una PRA (potencia radiada aparente) de 1KW, por lo cual se hace necesario realizar una corrección en virtud de la PER (potencia efectiva radia) ya calculada, los términos PRA y PER son equivalentes. En virtud de todo lo expuesto, es necesario recurrir a herramientas que nos permitan optimar tiempo, en nuestro caso fue Matlab (versión prueba) que facilito el cálculo de E considerando la corrección en cada radial, en relación a la altura efectiva, frecuencias de operación del canal UHF, distancia y potencia efectiva radiada (PER), mediante la interpolación y extrapolación de las curvas normalizadas de 50% de los emplazamientos 50% del tiempo, 50% de los emplazamientos y 10 % del tiempo. A continuación se presenta, las intensidades de campo con las correcciones debidas, para los azimut de 20º, 65º, 110º y 155º, en distancias de entre 5 a 50Km. Los valores de los radiales restantes se presentan en los Anexos de este documento. a. Intensidad de campo para el 10% del tiempo y 50% de las ubicaciones. 99 Tabla 22-3: Intensidad de campo para E (10,50) Intensidad de campo curvas Rec. UIT-R P. 1546-5 encon corrección de h1, frecuencia y PER, E (10,50) dBuV/m d(Km) 20° 65° 110° 155° 5 98,33 97,88 97,82 98,19 10 91,5 91,47 92,7 80,42 15 86,54 87,62 88,33 74,26 20 82,59 84,24 84,8 69,43 25 78,98 81,22 81,62 65,17 30 75,67 78,47 78,72 61,24 35 72,5 75,87 75,95 57,56 40 69,35 73,27 73,19 54,07 45 66,25 70,66 70,42 50,78 50 63,2 68 67,63 47,61 Fuente: LEÓN, Achic 2015 b. Intensidad de campo para el 10% del tiempo y 50% de las ubicaciones. Tabla 23-3: Intensidad de campo para E (50,50) Intensidad de campo curvas Rec. UIT-R P. 1546-5 encon corrección de h1, frecuencia, distancia y PER, E (50,50) dBuV/m d(Km) 20° 65° 110° 155° 5 98,33 97,88 97,82 98,19 10 91,5 91,47 92,7 80,42 15 86,54 87,62 88,33 74,26 20 82,59 84,24 84,8 69,43 25 78,98 81,22 81,62 65,17 30 75,67 78,47 78,72 61,24 35 72,5 75,87 75,95 57,56 40 69,35 73,27 73,19 54,07 45 66,25 70,66 70,42 50,78 50 63,2 68 67,63 47,61 Fuente: LEÓN, Achic 2015 Para lograr una aproximación en las curvas correspondientes de E (90,10) procedemos de la siguiente manera: ..E..10,50. ..50,50 ....2*E ..90,50.. . Esto, debido a las que curvas que constan en la Recomendación UIT-R P.1546-5, solo considera intensidades de campo de 1%-50% del tiempo. 100 Tabla 24-3: Intensidad de campo para E (90,50) Intensidad de campo curvas Rec. UIT-R P. 1546-5 en con corrección de h1, frecuencia, distancia y PER, E (90,50) dBuV/m d(Km) 20° 65° 110° 155° 5 97,67 97,3 97,08 79,15 10 89,44 90,69 90,98 79,1 15 85,58 86,92 87,55 71,14 20 81,95 83,74 84,24 66,31 25 78,78 81,02 81,44 62,03 30 75,61 78,43 78,68 58,12 35 72,44 75,83 75,91 54,44 40 69,29 73,25 73,17 50,95 45 66,15 70,62 70,4 47,6 50 63,02 67,98 67,59 44,49 Fuente: LEÓN, Achic 2015 El ángulo de despejamiento del terreno “desde la antena transmisora/de se calcula como el ángulo de elevación de una línea rasante a todos los obstáculos del terreno hasta 15 km de la antena transmisora/de base en la dirección (pero sin ir más allá) de la antena receptora/móvil”( UIT-R P.1546-5, 2014, p 36). Figura 14-2 Angulo de despejamiento en transmisión y recepción Fuente: http://iie.fing.edu.uy/publicaciones/2014/LGMR14a/GLM.pdf Para llevar a cabo la corrección debida al ángulo de despejamiento del terreno, debe tomarse en cuenta que el ángulo este limitado entre +0,55º y +40º, además será necesario emplear la Figura 28 del Anexo 5 que determina el valor de corrección en dB que deberá restarse al valor de E que se ha encontrado. A continuación se muestra los valores resultantes luego de aplicar dicha operación: 101 Tabla 25-3: Intensidad de campo, aplicando la Rec. UTI-R P. 1546 Intensidad de campo curvas Rec. UIT-R P. 1546-5 encon corrección respecto al ángulo libre de obstáculo. dBuV/m, d(Km) 20° 65° 110° 155° 5 97,67 97,3 97,08 74,15 10 89,44 90,69 90,98 69,1 15 85,58 76,92 77,55 59,14 20 66,95 68,74 76,24 56,31 25 58,78 63,02 63,44 52,03 30 51,61 58,43 53,68 38,12 35 54,44 55,83 57,91 29,44 40 44,29 55,25 43,17 14,95 45 36,15 45,62 40,4 11,6 50 28,02 32,98 37,59 8,49 Fuente: LEÓN, Achic 2015 ........ Finalmente, ya que el nivel de intensidad de campo a proteger es de 51 .. se procede a determinar la distancia en la que se mantiene el E requerido para tv digital, pese a que la tabla muestra distancias aparentemente grandes, la radiación real puede variar ya que en la propagación el trayecto puede encontrar otros factores que afecten la transmisión, y no se contemplan en la Recomendación. Tabla 26-3: Intensidad de campo máximo, en función de la distancia. Distancia al límite de cobertura (Km) d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° Zona a proteger =51dBuV/m 35 Km 40Km 35Km 25Km 1Km 10Km 5Km 20Km Fuente: LEÓN, Achic 2015 3.1.8 Simulación de enlace y cobertura Actualmente en el mercado existe software que permiten y realizan una aproximación de la cobertura de las señales digitales, sin embargo para su uso es necesario la adquisición de una licencia ya que son software propietarios, y sin bien disponen de la opción prueba, casi siempre la cartografía que es parte de la versión demo presenta extensiones propias del programa y corresponde a zonas determinadas. 3.1.8.1 Software libre Radio Mobile 102 Es un software libre de análisis de redes y sistemas inalámbricos, permite obtener perfiles sobre trayecto posibles, simular áreas de cobertura de los sistemas Rf (radio frecuencia), utiliza sistemas GIS para trabajar en base a herramientas digitales que facilitan el uso de mapas digitales con elevaciones del terreno brindando resultados sobre niveles de potencia recibidos, cálculo de presupuesto de enlace, etc. Figura 15-3 Interfaz de Radio Mobil Fuente: Software Radio Mobile V 11.5.8 Para efectuar el cálculo de punto a punto, y punto a zona el software considera aspectos como: • Constante dieléctrica de la tierra (permeabilidad relativa). • Conductividad de la tierra (Siemens por metro). • Constante Atmosférica Bending Constant (N-Unidades) • Tipos de Clima • Frecuencia entre 20 MHz y 20 GHz • Polarización Horizontal y Vertical • Los valores de E se calculan de forma estadística a partir del porcentaje de las ubicaciones y porcentajes de tiempo a través de la relación de la fracción. Se puede observar que existen muchas consideraciones respecto a las condiciones del terreno, clima y polarización de antenas, las cuales la Recomendación UIT-R P.1546 no contempla, por lo cual los 103 valores que se generen dentro de las simulaciones no coincidirán con los antes encontrados, sin embargo ayuda a tener una visión más amplia y establecer un mejor criterio sobre los enlaces. 3.1.8.2 Simulación enlace punto a punto Basándose en una extensa base de datos una vez que se disponga de los puntos de emplazamiento del enlace, se genera el perfil topográfico que permite distinguir si existe o no línea de vista entre ambos puntos, es necesario crear una red dentro del software para definir la longitud, latitud y altitud de cada extremo. Parámetros dispuestos para el radioenlace: Tabla 27-3: Resumen del Radio Enlace Fuente: Software, Radio Mobile. Para generar resultados del enlace es necesario generar el mapa en donde se visualizaran los puntos del enlace microondas, en la tabla de propiedades de las redes paulatinamente se debe completar la información requerida: Parámetros, es necesario tener en cuenta la banda de frecuencia disponible por el organismo de control. 104 Figura 16-3 Ventana de propiedades de la red, parámetros. Fuente: Software, Radio Mobile. Topología, para el enlace punto a punto se elegí la opción “Red de datos, clutter (Nodo/Terminal), para la predicción de cobertura (punto a zona) seleccionaremos la primera opción correspondiente a “Red de voz”. Figura 17-3 Ventana de propiedades de la red, topología Fuente: Software, Radio Mobile. 105 En la ventana de “miembros” deberán seleccionarse los emplazamientos previamente establecidos, y a la vez determinar el rol que cumplirá cada uno (nodo o terminal). Figura 18-3 Ventana de propiedades de la red, miembros Fuente: Software, Radio Mobile. En la ventana correspondiente a sistemas se han definido los parámetros del transmisor y receptor en dos sistemas diferentes esto según la información mencionada en los anteriores apartados, el estilo se refiere a la forma en la que se visualizaran los diferentes niveles de potencia. Resultados Perfil topográfico que se genera como resultado en RMpath Figura 19-3 Línea de vista y perfil del radio enlace Fuente: Software, Radio Mobile. 106 Radio Mobile genera resultados como perdida del espacio libre, existencia o no línea de vista (LOS), zona de Fresnel, potencia recibida, perdidas en el espacio libre y demás parámetros del enlace, a partir de la información suministrada: frecuencia, alturas, polarización, ganancia y patrones de las antenas, potencia del trasmisor, sensibilidad del receptor, y perdidas por cables y conectores. Figura 20-3 Enlace y resultados del radioenlace en Radio Mobile Fuente: Software, Radio Mobile. Se presenta a continuación, el radioenlace visto desde Google Earth. Figura 21-3 Trayectoria del enlace punto a punto Fuente: Software, Radio Mobile. 3.1.8.3 Simulación de área de cobertura 107 El software tiene la capacidad de mostrar información del terreno en 3D, lo que facilita la visualización del nivel de señal que se encuentra en la zona que rodea al sistema radiante, se han definido características para el lado de transmisión y recepción es decir para el sistema de transmisión. 3.1.8.4 Receptor Para realizar la predicción de cobertura se ha creído importante primero definir los parámetros para los equipos receptores (set top box), que si bien de acuerdo a noticias que circulan por la web, existe un control por parte del MINTEL para que los equipos que se encuentran en comercialización y fabricación cumplan con la capacidad de receptar señales TDT con estándar ISDB-T Internacional. El documento ABNT ABR 15604 del foro SBTVD, establece los parámetros para los receptores TDT-ISDBT Internacional. Tabla 27-3: Parámetros de ISDB-Tb para receptores Fuente: Pisciotta, N. (2010), Sistema ISDB-Tb Radio Mobile no dispone de una opción en donde se especifique el tipo de modulación a emplearse, pues el modelo en el que basa su predicción no lo considera, en tal virtud en el transmisor no se puede detallar la configuración OFDM para las 3 capas jerárquicas (A, B y C). Se procede entonces a introducir información para el sitio del transmisión: potencia, ganancia, polarización y diagrama del sistema radiante, frecuencia del canal 22 UHF, altura del sistema radiante 108 en la torre de transmisión (sobre el suelo), perdidas en conectores y cables que no podrán superar a los 2dB (Resolución 072-04-CONATEL-2010). Para la extracción del mapa que es en donde se podrá visualizar el nivel de intensidad de campo en las ciudades que se pretende brindar cobertura (Riobamba, Guano y Chambo), es necesario contar con las imágenes SRTM (modelos digitales de elevación), además de DTED y GTOPO30. Figura 22-3 Localización de la zona de cobertura Fuente: Software, Radio Mobile. Los parámetros generales para la predicción de cobertura, como frecuencia (Canal 22 UHF), polarización, clima y propiedades del suelo se procede a introducir en la siguiente ventana, para la Red TDT-ISDB-T Internacional. Figura 23-3 Ventana de propiedades, parámetros Fuente: Software, Radio Mobile. En la ventana respecto a Sistemas, se definirá las características del equipo transmisor (Tx-ISDB- Tb), para la señal digital de acuerdo a las tablas detallas anteriormente, es importante definir también 109 la orientación que tendrá el sistema radiante y el patrón de radiación, el archivo 1.ant corresponde al tipo de antena, que en nuestro caso corresponde a un arreglo de 8 antenas ubicadas a N 20º S. Figura 24-3 Ventana de propiedades, sistema transmisor Fuente: Software, Radio Mobile. Se definen los parámetros para el equipo receptor (Rx-ISDB-Tb), y debido a que anteriormente las estimaciones de intensidad campo se realizaron para alturas de antena igual a 10 m se procede a trabajar con el mismo valor. Figura 25-3 Ventana de propiedades, sistema receptor Fuente: Software, Radio Mobile. En la Figura siguiente se puede apreciar los resultados obtenidos al realizar la simulación de cobertura, para un mejor análisis de ha restringido la visualización de acuerdo al nivel de intensidad 110 de campo (cobertura de Radio polar), que para televisión digital de acuerdo a la normativa técnica de ........ TDT es de 51 . . Figura 26-3 Niveles de cobertura vistas en google earth Fuente: Software, Google Earth Pro (Versión prueba) Dentro de la figura 26-3 se observa el nivel intensidad de campo que tendrá nuestro sistema de ........ transmisión, el color amarillo por ejemplo muestra un valor de 51 . , es decir que en las ciudades de Riobamba, Guano y Chambo el valor a proteger cumple con lo establecido en la norma técnica de televisión digital terrestre emitida por la ARCOTEL (Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones). Tabla 28-3: Resumen de formularios técnicos FORMULARIO PARA INFORMACIÓN GENERAL RTV-1 / (1) FORMULARIO PARA ESTUDIOS DE ESTACIONES DE RADIODIFUSIÓN SONORA Y DE TELEVISIÓN ABIERTA RTV-2 / (1) FORMULARIO PARA SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE ESTACIONES DE RADIODIFUSIÓN SONORA Y DE TELEVISIÓN ABIERTA RTV-3 / (1) FORMULARIO PARA ENLACES RADIOELÉCTRICOS DE ESTACIONES DE RADIODIFUSIÓN SONORA Y DE TELEVISIÓN ABIERTA RTV-4A / (1) Fuente: ARCOTEL, 2015. 111 Como se indicó en el inicio del capítulo, la información generada dentro del estudio tiene como objetivo suministrar datos que permitan completar los formularios que establece el ente de control ARCOTEL para solicitar una frecuencia temporal, en consideración a los resultados obtenidos se ha contestado a los formularios siguientes: Los 4 formularios técnicos para los servicios de radiodifusión sonora y televisión abierta, con su información correspondiente se encuentran adjuntos como Anexos en este trabajo. Ya que además se solicita perfiles topográficos a cada 45º, se han generado los 8 correspondientes (se presentan en los Anexos), a un intervalo de 1-50Km desde el sitio de transmisión. Figura 12-2 Cerro cacha, azimuth 65°. Fuente: Global Mapper v17 64-bit (versión prueba) Grilla de programación En la ciudad de Riobamba actualmente no se realizan transmisiones digitales, lo cual brinda la oportunidad a la ESPOCH de convertirse en el primer canal de televisión digital local que transmita TDT con lo cual busca generar un espacio de socialización cercano con la comunidad sobre las herramientas, proyectos, investigaciones que pueden contar e informar sobre la Universidad. 112 En primera instancia las emisiones del canal serán mediante la retransmisión de noticias locales y de interés nacional, progresivamente se irá incorporando programación propia, todo esto se detallara en el desarrollo de la grilla de programación. La programación cumpliendo con la LOC (Ley Orgánica de Comunicación) presenta en porcentaje de música de más 70%, programas de producción propia dedicados a temáticas de carácter informativo que abarcan 8%, emisiones, programas relacionados con la Universidad un 8%, 5% a programas de entretenimiento de producción propia, y el porcentaje restante a retrasmisiones de emisiones nacionales. Debido a que el canal solicitado tiene como finalidad la investigación de nuevas tecnologías se pretende que toda la información recaba sirva como base para la ampliación de números de artículos científicos en revistas universitarias y de toda índole académica. Es importante mencionar que en un inicio cubrir con todo el costo que demanda la producción audiovisual es alta, y por ende no se plantea sostener producción propia durante todas las emisiones. La ESPOCH al ser una Institución de Educación Superior cuenta con una jornada laboral de lunes a viernes, por lo cual ciertos programas de carácter informativos de la universidad serán retrasmitidos en fines de semana, y además a nuestro criterio es información de interés para la comunidad. La producción propia ira aumentando paulatinamente ya que se prevé generar proyectos de investigación académica relacionados con televisión digital, con el apoyo que pueda emplearse de los entes relacionados con Ciencia y Tecnología, el canal universitario será inclusivo con todas las facultades que conforman la institución. En breves resumen podemos decir que los aspectos a trabajar se relacionan con una programación (termino), que junto con la investigación se orientan a buscar nuevos formatos que permitan poner en conocimiento a la audiencia de los desarrollos académicos de tiene la universidad, ofreciendo de esta manera una verdadera proyección social y una vinculación más cercana entre las instituciones de educación superior y la comunidad. La Ley de Comunicación por su parte establece el derecho a la creación de medios de comunicación social, así también menciona el derecho al acceso de frecuencias para los servicios de radio y televisión abierta, actualmente dentro de la Provincia de Chimborazo no existen medios de difusión 113 televisivos que transmitan señales digitales, tampoco existen repetidoras que se encuentren retransmitiendo señales de televisión digital terrestre. Los medios de comunicación, sean radiales, impresos, electrónicos o televisivos son entes fundamentales dentro del nivel sociocultural, debido al cercano vínculo que tienen con la sociedad, dentro del Cantón Riobamba el desarrollo de canales para televisión universitaria sean de transmisión analógica o digital no existen o no se lideran proyectos de manera visible. La Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) cuenta con herramientas de comunicación e información (revista, programa de televisión, portal), sin embargo no logra cubrir la demanda de estudiantes, autoridades, docentes y administrativos, por lo que se hace necesario proponer una opción nueva que permita la operación de un medio de comunicación masivo en este caso la televisión. El beneficio mayor de entre todas las múltiples ventajas que trae una estación encuentra se encuentra el continuo enriquecimiento de información generada en la institución en ámbitos: Académicos, Desarrollos e Innovaciones, Ciencia y Tecnología, Cultura, Artes, Deportes, Investigación, Vinculación con la Colectividad, etc. El iniciar con el proceso de solicitud de una frecuencia temporal para un canal de televisión ayudará a crear un vínculo comunicacional, la ESPOCH cuenta con carreras afines que guardan relación con el proyecto de incorporación de TDT, a nivel institucional a través del proyecto de implementación de un canal de televisión se desarrollarán recursos informáticos, investigación, estaciones experimentales, unidades de producción y laboratorios En la grilla de programación se plantea una propuesta de programación que considera a la LOC (Ley Orgánica de Comunicación), la clasificación de contenidos dispone el tipo de programación: Informativos -I, de opinión –O, formativos/educativos/culturales –F, entretenimiento –E, deportivos –D, publicitarios – P, largometraje 114 Tabla 29-3: Cuadro base para la elaboración de una grilla de programación Fuente: Proyecto comunicacional, CORDICOM, 2014 3.3 Solicitud para la adjudicación de una frecuencia temporal La Constitución del Ecuador garantiza en su Art. 16 a todas las personas, en forma individual o colectiva, “acceso universal a las tecnologías de información y comunicaciones”, “creación de medios de comunicación social, y al acceso en igualdad de condiciones al uso de las frecuencias del espectro radioeléctrico para la gestión de estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias” numeral 2 y 3 respectivamente. Respecto al Sistema de Educación Superior se establece en los Art. 350 y Art. 351 que se considerará “la formación académica y profesional con visión científica y humanista; la investigación científica y tecnológica” y “la articulación el sistema nacional de educación. Plan Nacional de Desarrollo, dentro de los objetivos del Plan Nacional del Buen Vivir 2013-2017, se establece en el numeral 5.5.i “Estimular la producción nacional independiente en español y en lenguas ancestrales, en el marco de la transición a la televisión digital y el desarrollo de las nuevas tecnologías de la información”. La LOES en su Art. 13 describe las funciones del Sistema de Educación Superior: “Son funciones del Sistema de Educación Superior: a) Garantizar el derecho a la educación superior mediante la docencia, la investigación y su vinculación con la sociedad, y asegurar crecientes niveles de calidad, brindar niveles óptimos de calidad en la formación y en la investigación”. La implementación de Televisión Digital Terrestre es un tema en desarrollo a nivel nacional, lo cual hace necesario empezar con las labores que nos permitan aplicar la tecnología digital en la transmisión 115 de señales abiertas de televisión, la operación de TDT se encuentra enmarcada en las leyes y reglamentos actualmente vigentes, el otorgamiento de autorización se encuentra sujeta a la normativa aplicada por el CONATEL (actualmente ARCOTEL según lo establece La ley de Telecomunicaciones en el registro oficial Nº 439). 116 CONCLUSIONES Para elaborar la propuesta de ingeniería es necesario una revisión general de los aspectos técnicos y legales que han de servir como base para la conformación del canal de televisión digital terrestre “ESPOCH TV”, háblese de bandas de frecuencias disponibles para enlaces microondas o canales UHF, que si bien el organismo de control es quien define aquello de acuerdo a la disponibilidad, son fundamentales para la realización del estudio. En el país el ente encargado del control y regulación de los servicios de telecomunicaciones es la ARCOTEL (Agencia de Control y Regulación de las Telecomunicaciones), por lo tanto es necesario considerar el marco regulatorio que guarda relación con la adjudicación de una frecuencia temporal, y debido a que el proceso de transición para televisión digital se encuentra vigente, es importante también conocer la norma técnica para el servicio de TDT y de más Resoluciones que podrían generarse por quienes lideran dicho proceso (MINTEL-CITDT). Una de las características que tiene el estándar ISDB-T Internacional es la flexibilidad, ya que al emplear una modulación OFDM hace posible la optimación del espectro radioeléctrico, mediante la transmisión jerárquica, para el canal “ESPOCH TV” se ha propuesto una composición jerárquica HDTV, SDTV y One seg. En consideración a los casos que se contempla en el reglamento de títulos habilitantes para solicitar una frecuencia temporal es pertinente recurrir a la figura de investigación de nuevas tecnologías, ya que un canal de televisión digital terrestre presenta un sin número de consideraciones tanto antes, durante y después de la implantación de un medio televisivo, lo cual genera una serie de proyectos, temas y trabajos de investigación relacionados con la TDT. Para una correcto análisis de cobertura es necesario definir la ubicación (directividad) más beneficiosa del sistema radiante, ya que a partir del azimut establecido, se definirá el inicio de los radiales, los cuales son utilizados junto con la Rec. UIT-R P.1546-5, en el presente estudio es de N 20º S, esto luego de localizar las zonas para TDT en un mapa topográfico. De acuerdo a los resultados de cobertura (punto a zona) obtenidos con la Recomendación de la UIT R.P. 1546, en las ciudades de: Riobamba, Guano y Chambo se podrá brindar el servicio de televisión digital con estándar ISDB-T Internacional, con una intensidad de campo mínima a proteger de 51 117 ........ . de acuerdo a lo establecido en norma técnica de tv digital, que además se dispone sea para al menos el 90% del tiempo y 50 % de las ubicaciones. La programación propuesta para el canal de televisión digital terrestre en primera instancia se dará mediante la retransmisión de noticias locales y de interés nacional, progresivamente se irá incorporando programación propia. El estudio de ingeniería que consta como uno de los requisito para solicitar una frecuencia temporal, genera información suficiente para conocer los equipos necesarios para una transmisión TDT, además considera los parámetros para un correcto funcionamiento de los enlaces punto a punto y punto a zona, pues va a orientado a la información que consta en los formularios técnicos que también deben presentarse junto con la grilla de programación y el oficio de solicitud, la documentación antes mencionada ha sido presentada en la ARCOTEL. Debido a que la señal de televisión abierta digital y analógica emplean como medio de propagación el aire, es posible el uso del software libre Radio Mobile, que es utilizado para predicciones de cobertura, y si bien no brinda las herramientas necesarias para configurar parámetros propios de TDT, dispone de una visualización del nivel de potencia más amigable ya que recurre a la cartografía digital y SIG. 118 RECOMENDACIONES La Recomendación UIT-R P 1546 emplea una serie de interpolaciones y extrapolaciones para resultados más próximos, esto desemboca en un sin número de operaciones matemáticas, sería importante el desarrollo de herramientas informáticas que partan del análisis de la recomendación y consideren todas las correcciones descritas en el documento. Ciertos parámetros del estándar ISDB-Tb no disponen de una explicación detallada, en su mayoría de casos son valores establecidos en tablas, se recomienda profundizar en este tipo de aspectos. Es importante contar con un software de TDT (ICS Telecom, WinGS Planner, Xirio, Sirenet, entre otros) que emplee parámetros del estándar ISDB-Tb, pues ni personalmente ni a nivel de Institución se disponía de ello, esto limita el análisis minucioso sobre el comportamiento de la señal al propagarse, se recomienda adquirir o en su defecto generar herramientas que paulatinamente fortalezcan la preparación dentro de este tema. Se recomienda que una vez que se cuente con la respuesta emitida por el organismo de control y regulación ARCOTEL, independientemente de ser una resolución favorable o no, respecto al pedido de frecuencia temporal, se analiza la opción de iniciar con el levantamiento de información y elaboración de requisitos para el proceso de un posible otorgamiento de adjudicación directa (definitiva). Un canal de tv digital para la ESPOCH incorporaría una gama de beneficios, así también de responsabilidades, por lo cual sería importante contar con un equipo multidisciplinario, por ejemplo para proyectos de investigación vinculados con la TDT, se recomienda entonces crear o en su defecto fortalecer los grupos de investigación existentes; se plantea temas como: Interactividad (GINGA), SFN (Redes de Frecuencia Única) y sistemas de alerta temprana. 119 BIBLIOGRAFÍA ALEMANIA, AWE COMMUNICATIONS. Longley-Rice Model. Berlín-Alemania http://www.awe-communications.com/Propagation/Rural/ITM/index.htm 2015-06-17 ASAMBLEA NACIONAL, Ley Orgánica de Comunicación. Registro Oficial Nº22, 2013. Quito- Ecuador. http://www.arcotel.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/07/ley_organica_comunicacion.pdf 2015-09-01. BRASIL, ASOCIACIÓN BRASILEÑA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT NBR 15601). Televisión Digital Terrestre-Sistema de Transmisión ISDB-Tb, Sao Paul-Brasil http://www.abnt.org.br/ 2015-07-01. BUETRICH, Sebastián. Cálculo de Radioenlace, 2007 http://www.ddwrt.com/phpBB2/download.php?id=4292&sid=43c863797029cd9b65f5f19e482dd60 3 2015-09-03 CAJAMARCA, Jorge & CALLE, Braulio. Estudio de factibilidad del proceso de migración de televisión analógica terrestre a televisión digital terrestre del canal de televisión Austral TV de la ciudad de Azogue. (TESIS) Universidad Politécnica Salesiana. Ingeniería Electrónica. Cuena- Ecuador. 2013. pp. 52-182 http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/4526?mode=full 2015-04-21 CITDT Comité Técnico de Implementación de Televisión Digital. Informe CITDT-GATR-2012 002. Quito-Ecuador. 2012 http://www.telecomunicaciones.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2012/10/informe-citdt-gatr2012- 002-estudios-de-ingeniera.pdf 2015-06-12 COUDÉ, Roger Radio Mobile Download Instruction, 1988 http://wireless.ictp.it/school_2004/lab/radiomobile/ 2015-05-01 DELGADO, Carlos. Métodos de transmisión guiados y no guiados. 2009. http://es.slideshare.net/guest5f0e6e/medios-de-trasmicion-guiados-y-no-guiados 2015-10-01 ECUADOR, AGENCIA DE CONTROL Y REGULACIONES DE LAS TELECOMUNICACIONES (ARCOTEL). Radiodifusión-sonora-y-televisión-abierta, Quito- Ecuador http://www.arcotel.gob.ec/radiodifusion-sonora-y-television-abierta/ 2015-05-01. ECUADOR, CONSEJO NACIONAL DE TELECOMUNICACIONES (CONATEL) Resolución 084-05-CONATEL-.2010 San Francisco de Quito-Ecuador. http://www.arcotel.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/07/084_05_conatel_2010.pdf 2015-08-15 ECUADOR, MINISTERIO DE TELECOMUNICACIONES Y SOCIEDAD DE LA INFORMACIÓN (MINTEL). Televisión Digital Terrestre en el Ecuador, Quito-Ecuador http://www.telecomunicaciones.gob.ec/television-digital-terrestre-en-el-ecuador/ 2015-09-11 ESCUDERO, Alberto. Antenas y Cables. TRICALCAR. 2007. http://it46.se/courses/wireless/materials/es/08_AntenasCables/08_es_antenas_y_cables_guia_v01.p df 2015-05-30 GÓMEZ, Andrés & LABANDERA, Agustín & MARÍN Gonzalo, G. Mediciones y Modelo de Cobertura para Televisión Digital Terrestre (TESIS). Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Montevideo-Uruguay. 2014. pp 33-37. http://iie.fing.edu.uy/publicaciones/2014/LGMR14a/GLM.pdf 2015-04-21 GUIA, Madeleine. Modelo de predicción para la propagación de la señal de televisión digital abierta en Venezuela. (TESIS). Universidad Católica Andrés Bello. Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones. Venezuela. pp. 87-97. http://biblioteca2.ucab.edu.ve/anexos/biblioteca/marc/texto/AAS7536.pdf 2015-10-01 HERNÁNDEZ, José. Transmisión por Radio. Editorial Universitaria Ramón Areces, 2003. http://es.notices-pdf.com/transmision-por-radio-sexta-edicion-jose-maria-hernandez-rabanospdf. html 2015-05-01 JAPÓN, ASSOCIATION OF RADIO INDUSTRIES AND BUSINESSES. (ARIB) Transmission System for Digital Terrestrial Television Broadcasting, Tokio-Japón, 2005. http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/6-STD-B31v1_6-E2.pdf 2015-06 20 JARRIN, Rodrigo & MOREJÓN, Carlos. Diseño de una red de frecuencia única para un canal de televisión en la banda UHF con la norma ISDB-Tb para la zona geográfica P. (TESIS). Escuela Politécnica Nacional. Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones. Ecuador-Quito. 2012. pp 108134 http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/4580 2015-08-18 MATS. Ek & PER Mellberg, Four important news in Rec. IUT-R P.1546-5. Suecia. 2013 http://www.progira.com/en-gb/news/four-important-news-in-rec-itu-r-p-1546-5 2015-07-02 MÉXICO, WIRELESS SOLUTIONS, (WNI) Tipos de Antenas y Funcionamiento. D.F. México, http://www.wni.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=62:antenassoporte&catid=3 1:general&Itemid=79 2015-09-11 NIETO, Galo. Estándares Televisión Digital Terrestre http://televisiondigitalecu.wikispaces.com/+Est%C3%A1ndares+TDT 2015-08-30 PEDRINI. Leonardo, Diagrama de radiación de antena Telecomhall. Victoria-Brasil http://www.telecomhall.com/es/que-es-tilt-electrico-y-mecanico-de-la-antena-y-como-lo-usa.aspx 2015-07-30 PÉREZ Vega. Introducción a la televisión Digital.Santander-España: Universidad de Cantabria 2009 http://personales.unican.es/perezvr/pdf/Primera%20sesi%C3%B3n.pdf 2015-08-15 PÉREZ Vega. Transmisión de Televisión Digital .Santander-España: Universidad de Cantabria 2009 http://personales.unican.es/perezvr/pdf/Estandares%20de%20transmision%20digital.pdf 2015-08-18 PÉREZ VEGA Constantino, ZAMANILLO SANINZ José, Fundamentos de Televisión Analógica y Digital, Santander: Servicio de Publicaciones de la Universidad de Cantabria, 2003, pp. 31-438. PETROSEMOLI, E. Diseño de radio enlaces. Venezuela- Mérida. 2007 https://ws.edu.isoc.org/trac/wirelessu/rawattachment/wiki/WALC2009/calculo%20de%20radioenla ce-c.pdf 2015-08-12 REGISTRO OFICIAL Norma Técnica para el Servicio de Radiodifusión de Televisión Digital Terrestre. 2015 http://www.oficial.ec/acuerdo-arcotel-2015-0301-expidese-norma-tecnica-servicio-radiodifusiontelevision- digital-terrestre 2015-09-25 RODRIGUEZ, Luis. Presupuesto de potencia de enlace punto a punto Escuela de Telecomunicaciones. Venezuela. http://es.slideshare.net/alboroto28/presupuesto-de-potencia 2015-07-22 SENATEL Secretaria Nacional de Telecomunicaciones. Resoluciones Regulación EX – SENATEL http://www.arcotel.gob.ec/resoluciones/ 2015-06-30 TOMASI, Wayne. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. México. 2003. pp 152-182 http://books.google.com.co/books?id=_2HCio8aZiQC&lpg=PP1&dq=TOMASI%2C%20Wayne&h l=es&pg=PR9#v=onepage&q&f=false 2015-08-15 UNIVERSIDAD. GUADALAJARA, Que es la Unión Internacional de Telecomunicaciones Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías http://proton.ucting.udg.mx/dpto/tesis/xe1gzu/4-2.html 2015-08-27 UIT Unión Internacional de Telecomunicaciones. Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 3 000 MHz. UIT-R P.1546-5. Ginebra-Suiza http://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.1546-5-201309-I!!PDF-S.pdf 2015-04-12 UPN Universidad Politécnica de Madrid. Radiocomunicación, España-Madrid. http://ocw.upm.es/teoriadelasenalycomunicaciones1/radiocomunicacion/contenidos/presentaciones/ radioenlaces-07.pdf 2015-09-05 VINUEZA, Hugo. Estudio técnico económico legal para el canal de televisión digital de la ESPOCH (TESIS). Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Escuela de Ingeniería Electrónica en Telecomunicaciones y Redes. Riobamba-Ecuador. 2011. pp 71-78. http://es.slideshare.net/NelsonConya/98-t00009 2015-05-11 ANEXO A: Curvas de intensidad de campo, Recomendación UIT-R P. 1546-5, trayecto terrestre. a) Para 600 MHz y 50 % del tiempo. b) Para 600 MHz y 10 % del tiempo. c) Para 2000 MHz y 50 % del tiempo. d) Para 2000 MHz y 10 % del tiempo. ANEXO B: Figura para corrección por ángulo de despejamiento, Recomendación UIT-.R.P 1546. ANEXO C: Cálculo del área de cobertura TDT-ISDBT que consta en el estudio de ingeniería presentado en la ARCOTEL. SITIODE TRANSMISIÓN Denominación: Cerro Hignug Cacha Altitud (msnm): 3507 m Cobertura: Riobamba, Guano y Chambo. PARAMETROS DE BANDA BASE PARAMETROS DE LA SEÑAL TRANSMISIÓN JERÁRQUICA HDTV SDTV ONE-SEG Número de segmentos OFDM 9 3 1 Modo 3 Intervalo de Guarda 1/16 Codificación Convolucional 3/4 2/3 2/3 Modulación 64QAM 16QAM DQPSK Número de portadoras 2808 Tasa de Datos Mbps 19,329 11,454 5,727 Tasa por segmento Kbps 1486,90 881,12 440,56 Símbolo por cuadro 204 Ancho de Banda 5,572 MHz Duración de intervalo de guarda 63 s PARAMETROS RF Frecuencia: 518-525 MHz Canal de Tx: 22 UHF Potencia de Salida: 500W PER: 9,98 KW CONSIDERACIONES: Htorre(m)+antenaTx HantenaRx(m) 10Hcerro (m) 3507 34 Azimuth Torre POTENCIA EFECTIVA CADA 20° RADIALES: N 20° E GantenaTx(dBd) 15 Azimuth max. radiación N 20°,110° E POTENCIA EFECTIVA RADIADA Azimuth 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° Ganancia Antena (dBd) 15 13,8 15 9 0 0 0 9 P.E.R (KW) 6,98 5,30 6,98 1,75 0,22 0,22 0,22 1,75 Alturas efectivas consideradas en cada radial: Distancia de 5Km: Cálculo del h1 para distancias 5Km (0,2d y d Km) d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° 1 3209,2 3167,5 3261,9 3292,1 3405,4 3441,7 3416,9 3260,1 2 3153,5 2959,8 3076,9 3241,4 3408,6 3364,9 3425,3 3365,9 3 2875,3 2859,2 2977,6 3177,9 3393,3 3381,1 3179,8 3179,8 4 2933,9 2873,5 2902,1 3204,6 3496,8 3457,6 3138,1 2968,4 5 2909,9 2789,3 3110,1 3341,7 3424,9 3250,4 3126,1 3046,1 Hprom( m) 3016,37 2929,87 3065,73 3251,56 3425,81 3379,16 3257,24 3164,08 h1(m) 524,63 611,13 475,27 289,44 115,19 161,84 283,76 376,92 Distancia de 10Km: Distancia de 15Km: Cálculo del h1 para distancias 10Km (0,2d y d K m) d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° 2 3153,5 2959,8 3076,9 3241,4 3408,6 3364,9 3425,3 3365,9 3 2875,3 2859,2 2977,6 3177,9 3393,3 3381,1 3179,8 3179,8 4 2933,9 2873,5 2902,1 3204,6 3496,8 3457,6 3138,1 2968,4 5 2909,9 2789,3 3110,1 3341,7 3424,9 3250,4 3126,1 3046,1 6 2948,6 2769,1 3036,1 3380,8 3425,3 3219,3 3248,1 3105,1 7 2965,9 2770,9 2813 3272,5 3363,5 3399,1 3271,1 3165,1 8 3000,6 2771,5 2712,1 3303 3457,9 3416,8 3475,4 3189,6 9 3009 2777,6 2691,7 3310,4 3346,1 3416,9 3715,4 3211,9 10 2995,7 2758,7 2640,2 3129,1 3299,4 3458,1 3784,1 3186,4 Hprom( m) 2976,94 2814,41 2884,43 3262,39 3401,78 3373,81 3373,71 3157,62 h1(m) 564,06 726,59 656,57 278,61 139,22 167,19 167,29 383,38 Cálculo del h1 para distancias = 15Km d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° 3 2875,3 2859,2 2977,6 3177,9 3393,3 3381,1 3179,8 3179,8 4 2933,9 2873,5 2902,1 3204,6 3496,8 3457,6 3138,1 2968,4 5 2909,9 2789,3 3110,1 3341,7 3424,9 3250,4 3126,1 3046,1 6 2948,6 2769,1 3036,1 3380,8 3425,3 3219,3 3248,1 3105,1 7 2965,9 2770,9 2813 3272,5 3363,5 3399,1 3271,1 3165,1 8 3000,6 2771,5 2712,1 3303 3457,9 3416,8 3475,4 3189,6 9 3009 2777,6 2691,7 3310,4 3346,1 3416,9 3715,4 3211,9 10 2995,7 2758,7 2640,2 3129,1 3299,4 3458,1 3784,1 3186,4 11 2878,4 2733,7 2678,5 3084,1 3369,2 3618,4 3920,1 3191,3 12 2906,9 2699,2 2587,3 3335,1 3536,7 3479,2 3896,4 3210,2 13 3049,7 2641,1 2780,1 3513,5 3582,3 3591,6 3988 3279,2 14 3116,7 2586,3 2745,8 3474,2 3538,5 3656,2 3996,6 3375,6 15 3308 2519,4 2838,8 3365,4 3381,5 3877 4000,5 3568,4 Hprom(m) 2992,20 2734,58 2808,73 3299,42 3431,96 3478,60 3595,36 3205,95 h1(m) 548,80 806,42 732,27 241,58 109,04 62,40 -54,36 335,05 INTENSIDAD DE CAMPO CURVAS REC. UIT-R P. 1546-5 . Nivel de intensidad a evaluar: 51........ . Intensidad de campo curvas Rec. UIT-R P. 1546-5 en dBuV/m con corrección de h1, frecuencia, distancia y PER, E (10,50) d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° 5 98,33 97,88 97,82 98,19 74,29 76,46 80,05 90,6 10 91,5 91,47 92,7 80,42 65,77 67,27 67,27 81,8 15 86,54 87,62 88,33 74,26 56,72 51,55 36,85 76,24 20 82,59 84,24 84,8 69,43 51,55 45,78 36,85 71,6 25 78,98 81,22 81,62 65,17 46,53 41,15 36,85 67,43 30 75,67 78,47 78,72 61,24 42,55 37,29 36,85 63,63 35 72,5 75,87 75,95 57,56 39,04 33,97 36,85 60,1 40 69,35 73,27 73,19 54,07 35,9 31,07 36,85 56,77 45 66,25 70,66 70,42 50,78 33,08 28,5 36,85 53,63 50 63,2 68 67,63 47,61 30,53 26,22 36,85 50,68 Intensidad de campo curvas Rec. UIT-R P. 1546-5 en dBuV/m con corrección de h1, frecuencia, distancia y PER, E (50,50) d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° 5 98,33 97,88 97,82 98,19 74,29 76,46 80,05 90,6 10 91,5 91,47 92,7 80,42 65,77 67,27 67,27 81,8 15 86,54 87,62 88,33 74,26 56,72 51,55 36,85 76,24 20 82,59 84,24 84,8 69,43 51,55 45,78 36,85 71,6 25 78,98 81,22 81,62 65,17 46,53 41,15 36,85 67,43 30 75,67 78,47 78,72 61,24 42,55 37,29 36,85 63,63 35 72,5 75,87 75,95 57,56 39,04 33,97 36,85 60,1 40 69,35 73,27 73,19 54,07 35,9 31,07 36,85 56,77 45 66,25 70,66 70,42 50,78 33,08 28,5 36,85 53,63 50 63,2 68 67,63 47,61 30,53 26,22 36,85 50,68 Intensidad de campo curvas Rec. UIT-R P. 1546-5 en dBuV/m con corrección de h1, frecuencia, distancia y PER, E (90,50) d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° 5 97,67 97,3 97,08 79,15 76,31 78,54 82,27 92,86 10 89,44 90,69 90,98 79,1 64,41 69,17 69,17 80,54 15 85,58 86,92 87,55 71,14 55,48 49,93 36,83 75,22 20 81,95 83,74 84,24 66,31 49,55 44,02 36,83 70,94 25 78,78 81,02 81,44 62,03 45,23 39,13 36,83 67,13 30 75,61 78,43 78,68 58,12 41,01 34,89 36,83 63,47 35 72,44 75,83 75,91 54,44 37,14 31,11 36,83 59,9 40 69,29 73,25 73,17 50,95 33,54 27,65 36,83 56,35 45 66,15 70,62 70,4 47,6 30,12 24,46 36,83 52,87 50 63,02 67,98 67,59 44,49 26,89 21,48 36,83 49,46 ATENUACIÓN (dB) POR EL ÁNGULO DE DESPEJAMIENTO DEL TERRENO REC 1546-5 (FIG. 28) d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° 5 0 0 5 30 0 0 5 0 10 0 0 10 35 0 24 15 0 15 10 10 12 36 0 18 20 10 20 15 8 10 36 30 30 18 15 25 18 18 10 36 30 30 30 18 30 20 25 20 35 30 30 35 20 35 20 18 25 30 30 35 35 20 40 18 30 36 30 25 36 35 18 45 25 30 36 25 24 36 38 25 50 35 30 36 25 21 36 38 35 Intensidad de campo curvas Rec. UIT-R P. 1546-5 en dBuV/m, con corrección respecto al ángulo libre de obstáculo. d(Km) 20° 65° 110° 155° 200° 245° 290° 335° 5 97,67 97,3 97,08 74,15 46,31 78,54 82,27 87,86 10 89,44 90,69 90,98 69,1 29,41 69,17 45,17 65,54 15 85,58 76,92 77,55 59,14 19,48 49,93 18,83 55,22 20 66,95 68,74 76,24 56,31 13,55 14,02 6,83 52,94 25 58,78 63,02 63,44 52,03 9,23 9,13 6,83 37,13 30 51,61 58,43 53,68 38,12 6,01 4,89 6,83 28,47 35 54,44 55,83 57,91 29,44 7,14 1,11 1,83 24,9 40 44,29 55,25 43,17 14,95 3,54 2,65 0,83 21,35 45 36,15 45,62 40,4 11,6 5,12 0,46 0,83 14,87 50 28,02 32,98 37,59 8,49 1,89 0,48 0,83 11,46 d(Km) 20° 65° Distancia 110° al límit155° e de cob200° ertura (K245° m) 290° 335°Zona aproteger =51dBuV/m 35 Km 40Km 35Km 25Km 1Km 10Km 5Km 20Km ANEXO D: Vista de la cobertura del sistema TDT-ISDB-Tb TX SITIO DE TX CERRO HIGNUG CACHA CH: 22 UHF “ESPOCH TV” – ESPOCH Sistema de Televisión Digital Terrestre ISDB-T Internacional Descripción: Zona de cobertura, Ep = 51......... Cobertura: Riobamba, Guano y Chambo. Provincia:Chimborazo Escala:50 000 ANEXO E: Perfiles topográficos Perfiles topográficos a cada 45°, de 0-50Km desde el sitio de transmisión. CERRO CACHA AZIMUTH 20° CERRO CACHA AZIMUTH 65° CERRO CACHA AZIMUTH 110° CERRO CACHA AZIMUTH 155° CERRO CACHA AZIMUTH 200° CERRO CACHA AZIMUTH 245° CERRO CACHA AZIMUTH 290° CERRO CACHA AZIMUTH 335° ANEXO F: Perfil y resumen del radioenlace que consta en el estudio de ingeniería presentado en la ARCOTEL para “ESPOCH TV” PERFIL TOPOGRÁFICO ESTUDIO – TRANSMISOR Elevación(m) 3600 3500 3400 3300 3200 3100 3000 2900 2800 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 Longitud de la Trayectoria (5.96 km) Estudios FIE Latitud 01 39 22.00 S Longitud 078 40 34.00 W Azimut 228.32° Frecuencia (MHz) = 12450.0K = 1.33 %F1 = 100.00 Latitud Longitud Azimut Cacha 01 41 31.00 S 078 42 58.00 W 48.32° ENLACE DIGITAL - GOOGLE EARTH CÁLCULO DE ENLACE ESTUDIO – TRANSMISOR Parámetros: Estudios FIE Cacha Elevación (m) 2811.44 3507.44 Latitud 01 39 22.00 S 01 41 31.00 S Longitud 078 40 34.00 W 078 42 58.00 W Azimuth Verdadero (°) 228.32 48.32 Ángulo Vertical (°) 6.61 -6.65 Modelo de Antena PX4-122 PX4-122 Altura de Antena (m) 8.00 5.00Ganancia de Antena (dBi) 40.70 40.70 Tipo de Línea de TX LDF4-50A LDF4-50A Longitud de Línea de TX (m) 30.00 30.00 Pérdida Unitaria en Línea de TX (dB /100 m) 11.63 11.63 Pérdida en Línea de TX (dB) 3.49 3.49 Pérdida en Conectores (dB) 1.00 1.00Frecuencia (MHz) 12450.00 Polarización VerticalLongitud de la Trayectoria (km) 5.96 Pérdidas de Espacio Libre (dB) 129.87 Modelo de Radio MOSELEYLINK MOSELEY-LINK Potencia de Transmisión (w) 0.5 0.5Potencia de Transmisión (dBm) 27.00 27.00 Designador de Emisor 16M0G7FWX 16M0G7FWX Criterio de Umbral de Recepción BER 10-3 BER 10-3 Nivel de Umbral (dBm) -74.00 -74.00 Señal Recibida (dBm) -30.45 Tipo de modulación 32-QAM 32-QAMFEC 3/4 3/4 ANEXO G: Catálogos de equipos propuestos para el canal TDT “ESPOCH TV” a) Equipos para enlace punto a punto Transmisor y Receptor Linea de transmisión Antenas de enlace Multiplexador-remultiplexador. Encoder b) Equipos enlace punto a zona TRANSMISOR ISDB-TInternacional Sistema Radiante Splitters Línea de Transmisión-Enlace punto a zona ANEXO H: Propuesta de Grilla de Programación, “ESPOCH TV” ANEXO I: Formularios técnicos establecidos por la ARCOTEL a) Formulario para información general RTV – 1 Elab.: DRE Versión: 011. FORMULARIO PARA INFORMACIÓN GENERAL SOLICITUD: OBJETO DE LA SOLICITUD: ( ) AUTORIZACIÓN ( ) CONCESIÓN ( AT ) AUTORIZACIÓN TEMPORAL MEDIO DE COMUNICACIÓN SOCIAL: ( ) COMUNITARIO ( P ) PÚBLICO ( ) PRIVADO SERVICIO: ( ) RADIODIFUSIÓN SONORA EN AMPLITUD MODULADA (AM) ( ) RADIODIFUSIÓN SONORA EN ONDA CORTA (OC) ( ) RADIODIFUSIÓN SONORA EN FRECUENCIA MODULADA (FM) ( ) TELEVISIÓN ABIERTA (ANALÓGICA) (TA) ( TDT ) TELEVISIÓN ABIERTA (DIGITAL) (TDT) BREVE DESCRIPCIÓN DE LA SOLICITUD: La Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) enmarcada a los lineamientos de la Ley Orgánica de Educación Superior que da prioridad a la investigación, es así que busca generar un aporte dentro del desarrollo de las nuevas tecnologías, siendo una de ellas la Televisión Digital Terrestre, ya que su transición es considera como evento de trascendencia nacional. El Art. 32 de la Resolución Nº RTV 536-25 CONATEL-2013, Título V referido a la Adjudicación de Frecuencias Temporales, caso 1) Investigación de nuevas tecnologías de radiodifusión y televisión, establece los requerimientos necesarios para su solicitud, en tal virtud se adjunta la solicitud para uso de una frecuencia temporal, el estudio de ingeniería, los formularios correspondientes y la grilla de programación, para operar una estación TDT con estándar ISDB-Tb con matriz en la Ciudad de Riobamba (ESPOCH), y cobertura en los cantones Riobamba, Guano y Chambo, DATOS DEL SOLICITANTE Y PROFESIONAL TECNICO: SOLICITANTE: ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO (ESPOCH) NOMBRE PROPUESTO DE LA ESTACIÓN O SISTEMA: “ESPOCH TV” FECHA: 2015-10-12 CERTIFICACIÓN DEL PETICIONARIO O REPRESENTANTE LEGAL Certifico que el presente requerimiento técnico está elaborado acorde con mis necesidades de comunicación. APELLIDO PATERNO: APELLIDO MATERNO: NOMBRES: CARGO: PINOS NEIRA ROSA ELENA RECTORA e-mail: info@live.espoch.edu.ec TELEFONO / FAX: (03) 2 998221 ext / (03) 2 317-001 _____________________________ FIRMA DIRECCION (CIUDAD, CALLE Y No.): Panamericana Sur km 1 1/2, Riobamba, Edificio Central, Rectorado. CERTIFICACIÓN DEL PROFESIONAL TÉCNICO (RESPONSABLE TÉCNICO) Certifico que el presente proyecto técnico fue elaborado por el suscrito y asumo la responsabilidad técnica respectiva APELLIDOS Y NOMBRES: FRANKLIN MORENO M N° DE REGISTRO EN SENESCYT: 1002-03-461939 _______________________________ FIRMA FORMULARIOS QUE SE ADJUNTAN A LA PRESENTE SOLICITUD DE CONFORMIDAD AL REGLAMENTO PARA LA ADJUDICACIÓN DE TÍTULOS HABILITANTES PARA EL FUNCIONAMIENTO DE MEDIOS DE COMUNICACIÓN SOCIAL PÚBLICOS, PRIVADOS, COMUNITARIOS Y SISTEMAS DE AUDIO Y VIDEO POR SUSCRIPCIÓN: NOMBRE DEL FORMULARIO FORMULARIO PARA INFORMACIÓN GENERAL RTV-1 / (1) FORMULARIO PARA ESTUDIOS DE ESTACIONES DE RADIODIFUSIÓN SONORA Y DE TELEVISIÓN ABIERTA RTV-2 / (1) FORMULARIO PARA SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE ESTACIONES DE RADIODIFUSIÓN SONORA Y DE TELEVISIÓN ABIERTA RTV-3 / (1) FORMULARIO PARA ENLACES RADIOELÉCTRICOS DE ESTACIONES DE RADIODIFUSIÓN SONORA Y DE TELEVISIÓN ABIERTA RTV-4A / (1) NOTAS: . Los formularios técnicos deben ser presentados de conformidad al Instructivo Técnico denominado: INSTRUCTIVO DE FORMULARIOS TÉCNICOS PARA LA PRESENTACIÓN DE SOLICITUDES DE AUTORIZACIÓN, CONCESIÓN Y ADJUDICACIÓN TEMPORAL DE FRECUENCIAS DE LOS SERVICIOS DE RADIODIFUSIÓN SONORA Y DE TELEVISIÓN ABIERTA, publicado en la página web institucional: http://www.arcotel.gob.ec/ . Las solicitudes para medios de comunicación social, sean públicos, privados ó comunitarios, deberán presentar adicionalmente una Memoria Técnica Descriptiva que contenga información complementaria a la solicitada en los formularios, incluyendo los catálogos de equipos y demás información técnica necesaria que sustente lo solicitado. . En caso de que la adjudicación de frecuencias sea a través de concurso público, y los parámetros técnicos establecidos en los “CRITERIOS DE EVALUACION TECNICOS” de las bases del concurso, no puedan incluirse en los formularios técnicos, los mismos deberán ser detallados y/o justificados en la Memoria Técnica Descriptiva. b) Formulario para estudios de estaciones de Radiodifusión sonora y de televisión abierta c) Formulario para sistemas de transmisión de estaciones de radiodifusión sonora y de televisión abierta d) Formulario para enlaces radioeléctricos de estaciones de radiodifusión sonora y de televisión abierta