Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica

Equation Chapter 1 Section 1 Proyecto Fin de Carrera Grado en Ingeniería de las Tecnologías de Telecomunicación Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Autor: Álvaro Saviel Jiménez Tutor: Rafael Boloix Tortosa Dpto. Teoría de la Señal y Comunicaciones Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2020 iii Proyecto Fin de Carrera Ingeniería de Telecomunicación Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Autor: Álvaro Saviel Jiménez Tutor: Rafael Boloix Tortosa Profesor titular de Universidad Dpto. de Teoría de la Señal y Comunicaciones Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2020 v Proyecto Fin de Carrera: Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Autor: Álvaro Saviel Jiménez Tutor: Rafael Boloix Tortosa El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2020 El Secretario del Tribunal vii A mi familia A mis amigos ix Agradecimientos Septiembre 2013, fecha en la que comenzaría una de las etapas que marcaría mi futuro cercano y posiblemente mi futuro lejano también. Jamás podré arrepentirme de ese día en el que comencé lo que hoy en día es mi día a día. Agradecer a toda esa gente que ha hecho posible que hoy en día este aquí. A mis profesores, por los conocimientos que me impartieron. A mis amigos, aquellos que han estado apoyándome día a día cuando me faltaban las fuerzas para seguir adelante. Especialmente agradecer también a mis padres, a los que se lo debo todo y sin los que esto no hubiera sido posible nunca. Gracias. Para terminar, agradecer a aquellos que me dijeron que no podría, porque, aunque yo no lo sabía, gracias a ellos me hice más fuerte y mira ahora, aquí estoy. Álvaro Saviel Jiménez Sevilla, 2020 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 5–1. Canales radioeléctricos de los múltiples estatales y atonómico en la provincia de Sevilla 23 Tabla 5–2. Canales radioeléctricos de los múltiples locales en la provincia de Sevilla 24 Tabla 5–3. Características antena receptora 34 Tabla 5–4. Características amplificador monocanal 37 Tabla 5–5. Características equipo de exitación 37 Tabla 5–6. Características amplificador de potencia 38 Tabla 5–7. Características fuente de alimentación 38 Tabla 5–8. Características diplexor 39 Tabla 5–9. Características sistema radiante 39 Tabla 7-1. Especificaciones técnicas Gap-filler 69 Tabla 7-2. Especificaciones técnicas antena difusión 69 Tabla 7-3. Especificaciones técnicas antena recepción 69 Tabla 9–1. Datos del titular de la estación reemisora 74 Tabla 9–2. Datos generales de la estación reemisora 74 Tabla 9–3. Canal radioeléctrico y características de la emisión. 75 Tabla 9–4. Precio equipo transmisor 75 Tabla 9–5. Precio sistema radiante 76 Tabla 9–6. Precio equipo receptor 76 Tabla 9–7. Precio equipo de multiplexado y distribución 76 Tabla 9–8. Precio torreta. 77 Tabla 9–9. Precio mano de obra 77 Tabla 9–10. Presupuesto total 77 xvii ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2–1. Dividendo digital. ………………………………………………………………………….. 4 Figura 3–1. Perfiles y niveles de la norma MPEG-2. …………………………………………………… 8 Figura 3–2. Formación de los flujos de señal MPEG-2. ………………………………………………… 9 Figura 3–3. Formación del múltiple TS. ………………………………………………………………...10 Figura 3–4. Fases de la codificación de canal. ……………………………………………………….. 11 Figura 3–5. Codificador de canal en DVB-T. ………………………………………………………... 12 Figura 4–1. Esquema radioenlace digital desde C.P. a C.E. …………………………………………. 14 Figura 4–2. ODU, coaxiales y antenas receptoras. …………………………………………………… 15 Figura 4–3. IDU y coaxiales. …………………………………………………………………………. 15 Figura 4–4. Esquema de transmisión y procesado de la señal. ………………………………………..16 Figura 4-5. Parábolas para la recepción satélite. ……………………………………………………... 16 Figura 4-6. Esquema Gapfiller. ………………………………………………………………………. 17 Figura 4-7. Pasarela IP-ASI. ………………………………………………………………………….. 18 Figura 4-8. Transmisores en redundancia 1+1. ………………………………………………………. 19 Figura 4–9. Transmisor. ……………………………………………………………………………….20 Figura 4–10. Equipo de procesado. ……………………………………………………………………... 20 Figura 4–11. Tipos de sistemas radiantes. ……………………………………………………………. 21 Figura 4–12. Esquema centro tipo emisor. …………………………………………………………… 21 Figura 5–1. Organización de los canales TDT. ………………………………………………………. 23 Figura 5–2. Municipio a dar cobertura (El Garrobo). ………………………………………………… 25 Figura 5–3. Centro reemisor del El Garrobo. ………………………………………………………… 26 Figura 5–4. Centro emisor de Valencina de la Concepción. …………………………………………. 27 Figura 5–5. Ubicación del centro emisor, centro reemisor y municipio a dar cobertura. ……………. 28 Figura 5–6. Esquema gap-filler. ……………………………………………………………………… 29 Figura 5–7. Equipamiento del centro reemisor. ……………………………………………………… 30 Figura 5–8. Esquema llave TESA. …………………………………………………………………… 31 Figura 5–9. Esquema llave Abloy. …………………………………………………………………… 32 Figura 5–10. Llave Locken. …………………………………………………………………………... 33 Figura 5–11. Candado Locken. ……………………………………………………………………….. 33 Figura 5–12. Respuesta en frecuencia y diagrama de radiación de la antena receptora. ………………… 35 Figura 5–13. Antena DAT HD BOSS del fabricante Televes. ………………………………………….. 35 Figura 5–14. Gapfiller G1F300 de la marca Fringe. …………………………………………………….. 36 Figura 5–15. Diagrama de radiación H-V del panel P4N. ………………………………………………. 40 Figura 5–16. Torre 180 del fabricante Televes. …………………………………………………………. 41 xix Figura 5–17. Detalle de montaje de la torreta. …………………………………………………………... 41 Figura 6–1. Propiedades del mapa. ……………………………………………………………………... 43 Figura 6–2. Mapa resultante centrado en Gerena. ………………………………………………………. 44 Figura 6–3. Configuración de la ubicación de los centros. ……………………………………………… 45 Figura 6–4. Mapa de la zona con los emplazamientos. …………………………………………………. 46 Figura 6–5. Configuración del radioenlace. …………………………………………………………….. 47 Figura 6–6. Configuración del radioenlace (2)…………………………………………………………... 48 Figura 6–7. Configuración del radioenlace (3)…………………………………………………………... 49 Figura 6–8. Configuración del radioenlace (4)…….…………………………………………………….. 50 Figura 6–9. Configuración sistema Valencina de la Concepción. ………………………………………..51 Figura 6–10. Configuración sistema Gapfiller_RX. …………………………………………………….. 52 Figura 6–11. Patrón de radiación de la antena emisora de Valencina. …………………………………... 53 Figura 6–12. Patrón de radiación de la antena receptora del centro reemisor. …………………………... 54 Figura 6–13. Radioenlace Valencina – Centro reemisor. ……………………………………………….. 55 Figura 6–14. Radioenlace Valencina – Centro reemisor (2) …………………………………………….. 56 Figura 6–15. Radioenlace Centro reemisor – El Garrobo. ………………………………………………. 57 Figura 6–16. Radioenlace Centro reemisor – El Garrobo (2)……………………………………………. 58 Figura 6–17. Parámetros transmisor del centro reemisor. ……………………………………………….. 59 Figura 6–18. Patrón de radiación de la antena emisora del centro reemisor para dar servicio a RX1. …... 60 Figura 6–19. Parámetros de los equipos de recepción del pueblo. ………………………………………. 61 Figura 6–20. Radioenlace Centro reemisor – El Garrobo (RX1). ……………………………………….. 62 Figura 6–21. Radioenlace Centro reemisor – El Garrobo (RX4). ……………………………………….. 63 Figura 6–22. Configuración de cobertura Valencina – Centro reemisor. ………………………………... 64 Figura 6–23. Cobertura radiada por el centro emisor de Valencina hacia el centro reemisor. …………… 65 Figura 6–24. Configuración de cobertura Centro reemisor – El Garrobo (RX1). ……………………….. 66 Figura 6–25. Cobertura Centro reemisor – El Garrobo. ………………………………………………… 67 Figura 8–1. Mimetización de antena en un cactus. ……………………………………………………… 73 Figura 8–2. Mimetización de 9 antenas de telefonía en una palmera. …………………………………… 73 xxi Notación * Multiplicación < Menor > Mayor º Grados € Euro W Vatio A Amperio mA Miliamperio mm Milímetro dB Decibelio Ω Ohmio dBµV Decibelio-microvoltio atm Atmósfera Vac Voltaje en corriente alterna Vdc Voltaje en corriente continua / División Mbps Megabits por segundo µs Microsegundo 1 INTRODUCCIÓN l 3 de abril de 2010 se produjo el reemplazo de la Televisión Analógica Terrestre, por la actual Televisión Digital Terrestre. Este cambio supuso un gran avance en el mundo de las telecomunicaciones debido a las numerosas ventajas que la televisión digital tiene con respecto a la televisión analógica. Algunas de las ventajas más significativas fueron la recepción de más canales y una mejor calidad de imagen y sonido, entre otras más. Para poder recibir la TDT hay tres pasos fundamentales que hay que tener en cuenta. - Comprobar si tiene cobertura en su zona - Adaptar la antena receptora - Disponer de un equipo receptor de TDT. Es por ello por lo que el objetivo principal de este proyecto es dar cobertura a una zona geográfica determinada, mediante la instalación de una estación reemisora de TDT autonómica. Para ello nos centraremos en los siguientes aspectos: - Generación de la señal TDT, donde se detalla el procedimiento de cómo se crea la señal de televisión. - Transporte de la señal, donde se indica como viaja la señal desde los centros de producción hasta los centros emisores. - Difusión de la señal, donde se refleja como la señal llega a la población desde los diferentes centros emisores. - Instalación de una estación reemisora, donde se detalla los elementos a instalar. - Planificación de coberturas utilizando la aplicación RadioMobile, programa con el que simulamos radioenlaces entre diferentes puntos y medimos coberturas. - Impacto medioambiental de la nueva instalación, donde se indican una serie de normas para reducir los efectos perjudiciales que puedan surgir con respecto al paisaje. E Cuando ya no esté, sabrás que estuvo. - Anónimo - Introducción 2 2 CONCEPTOS BÁSICOS elevisión digital terrestre o TDT es la transmisión de imágenes en movimiento y su sonido asociado mediante una señal digital (codificación binaria) y a través de una red de repetidores terrestres. La codificación digital de la información aporta diversas ventajas, como la posibilidad de comprimir la señal. Se puede efectuar un uso más eficiente del espectro radioeléctrico. Tras proceder a su multiplexación, se pueden emitir más canales, denominados ahora “programas digitales” en el espacio antes empleado por uno, denominado ahora "canal múltiple digital" o "múltiplex". El número de programas transmitidos en cada canal múltiplex dependerá, del ratio de compresión empleado. Por otro lado, se puede dedicar el espectro sobrante para otros usos. Conviene mencionar que la señal digital no es más robusta que la analógica, ambas son señales electromagnéticas, de la misma naturaleza, y susceptibles de ser distorsionadas por campos eléctricos o magnéticos, por las condiciones meteorológicas, etc. La diferencia, como se ha expuesto, radica en la manera de codificar la información. La codificación digital sigue algoritmos lógicos que permiten posteriormente identificar y corregir errores. 2.1. Transmisión y recepción de señales Una onda de radio se origina cuando una partícula cargada se excita a una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia del espectro electromagnético. Cuando la onda de radio actúa sobre un conductor eléctrico (por ejemplo, una antena) induce en él un movimiento de la carga eléctrica (corriente eléctrica) que puede ser transformado en señales de audio y otro tipo de señales portadoras de información. La función del emisor es producir una onda portadora, cuyas características serán modificadas en función de las señales a transmitir (audio o vídeo). Posteriormente se propaga la onda portadora modulada, la cuál es captada por el receptor, quien es el encargado de demodularla y hacer llegar al espectador la señal transmitida. 2.2. Asignación de frecuencias y canales Desde el comienzo de las emisiones de televisión a principios de los años 50 en España, la televisión analógica ha utilizado para emitir parte de la banda de frecuencias de VHF (47 a 230 MHz) y de UHF (470 a 862 MHz) El Plan Técnico nacional de la televisión digital terrestre (TDT) de 2014 dispuso el uso de la banda de frecuencias de UHF (470 – 790 MHz) para los servicios de TDT (canales radioeléctricos 21 a 60), manteniendo la división de dicha banda en canales radioeléctricos de 8 MHz de ancho de banda. El cese de las emisiones analógicas de televisión y la mayor eficiencia de las emisiones de televisión digital terrestre (TDT) permitieron en 2015 liberar la banda de 800 MHz (790-862 MHz), canales 61 al 69, muy atractiva para las comunicaciones móviles de cuarta generación (LTE) por sus mejores propiedades de propagación y penetración en el interior de edificios con respecto a otras bandas utilizadas en comunicaciones móviles. T Quédate con quien quieras ver, cuando no quieres ver a nadie. - Anónimo- generación de la señal tdt 10 Figura 3-3. Formación del múltiplex TS [10]. Un TS puede llevar muchos programas, cada uno de los cuales compuestos por muchos flujos elementales distribuidos en paquetes de transporte. El PID (Packet Identifier) se emplea para distinguir los paquetes de transporte asociados a un determinado flujo elemental. - Información específica de los programas (PSI): para que el decodificador pueda recuperar completamente un programa a través de los PID, se incluye una información adicional dentro del flujo de transporte que relaciona los PID con los programas a que pertenecen. La norma MPEG-2 (ISO/IEC 13818-1) comprende la inclusión de 4 tipo de tablas: 1. PAT (Program Association Table): es obligatoria y contiene la lista completa de todos los programas disponibles en el TS. Es transportada por los paquetes con PID=0x0000 y en la tabla aparece el PID de los paquetes que tiene la tabla con los datos que identifican a dicho programa (PMT). 2. CAT (Conditional Access Table): está presente al menos cuando un programa del múltiplex es de acceso condicional. Proporciona detalle de los sistemas de cifrados y los PID de los paquetes con la información de control de acceso. 3. PMT (Program Map Table): cada programa contiene una tabla PMT asociada que proporciona detalles acerca del programa y los flujos elementales que contiene. 4. Private: tabla definida para datos de tipo privado. Los sistemas DVB incluyen otras 4 tablas obligatorias y 4 opcionales: 1. NIT (Network Information Table): es por definición el programa nº 0 con PID 0x0010. Contiene datos del radiodifusor como el identificador de red (necesario para decodificar los programas en algunos decodificadores), nombre del operador de red, datos del servicio (frecuencia, tipo de modulación, etc.). 2. SDT (Service Description Table): contiene datos de los servicios del múltiplex, como nombre, proveedor, etc. 3. EIT (Event Information Table): se utiliza para transmitir información relativa a los acontecimientos en curso o futuros en el multiplex como horarios, duración de los programas, etc. 4. TDT (Time & Date Table): proporciona información relativa a la hora y fecha del momento y se utiliza para poner en hora el receptor. En cuanto a las tablas opcionales distinguimos las siguientes: 11 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica 1. BAT (Bouquet Association Table): dan información relativa a los servicios comercializados como entidad única. 2. RST (Running Status Table): actualiza de forma rápida la información relativa de un acontecimiento. 3. TOT (Time Offset Table): proporciona información sobre la fecha y hora real así como la diferencia horaria local. 4. ST (Stuffing Table): son tablas de relleno y se utiliza para invalidar tablas que ya no sirven. 3.5 Codificación de canal Como ya sabemos, la señal de televisión terrestre se propaga libremente por medio del aire. Por tanto, es necesario que su sistema de comunicación posea cierta robustez para así minimizar posibles errores que se puedan producir mientras se propaga dicha señal. Es por ello por lo que se lleva a cabo la codificación del canal, que consiste en introducir métodos de entrelazado para reducir errores de sincronización y errores que se puedan producir en el medio de transmisión. Además, incorpora corrección de errores (FEC), con el objetivo de que el receptor pueda corregir imperfecciones que se hayan producido en la propagación de la señal, como pueden ser efectos de ruido o degradaciones de la señal. En las Figura 3-4 y Figura 3-5 podemos ver dos esquemas en los que se reflejan las diferentes fases de la codificación del canal. Figura 3-4. Fases de la codificación de canal [8]. generación de la señal tdt 12 Figura 3-5. Codificador de canal en DVB-T [8]. 3.6 Modulación COFDM Una vez se ha realizado la codificación del canal, el siguiente paso sería modular la señal transmitida, ya que se podrían producir efectos de reflexión o absorción que hayan degradado la señal recibida. La mejor forma para llevar a cabo esta modulación es el sistema COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), caracterizado por ser un sistema digital que transporta la señal en subcanales de 6, 7 u 8 MHz y permite difundirla en áreas grandes o pequeñas, haciendo uso de redes SFN (Single Frequency Networks), donde se transmite con la misma frecuencia. Su principal tarea es distribuir la información entre diferentes portadoras, ortogonales entre sí, con una frecuencia común para todas. Cada portadora, manejará una velocidad de datos reducida comparada con la velocidad del flujo binario total. Además, este tipo de modulación emplea un código individual apropiado para llevar a cabo la corrección de errores por cada portadora. En definitiva, la modulación COFDM ofrece una señal robusta y proporciona protección contra los ecos que se producen debido a los diferentes caminos que toma la señal durante su propagación, permitiendo reutilizar las mismas frecuencias en antenas cercanas. 13 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica 4 TRANSPORTE Y DIFUSIÓN DE SERVICIOS DE TDT n este capítulo vamos a describir las diferentes formas que tienen los clientes de entregar la señal para posteriormente llevar a cabo su difusión. Lo más común es la contribución a través de un “Radioenlace digital” que va desde los estudios del cliente hasta el centro emisor. También, los clientes utilizan otras fuentes de entrega como “Transporte satelital”, entrega por IP (“ADSL”, Fibra…) o utilizan otros equipos como fuentes de señal, como puede ser un PC o un DVD. Una vez los clientes entregan la señal, el centro emisor es el encargado de procesarla para llevarla hacia el transmisor y posteriormente “subirla” hacia el sistema radiante para emitirla a la zona geográfica que se ha acordado para ese servicio. Es este procedimiento del que hablaremos de una forma más explícita a continuación. 4.1 Entrega por radioenlace digital Se puede decir que un radioenlace es un sistema electrónico de comunicación inalámbrica mediante ondas de radio que permite la transferencia de información entre dos o más puntos. El sistema más básico de radioenlace está formado por 4 elementos principales: • Un transmisor. • Un receptor. • Dos líneas de transmisión. • Dos antenas. El radioenlace digital va desde el centro de producción del cliente hasta nuestro centro emisor. Antes de enviarse al centro emisor, la señal se transporta a unos centros emisores troncales donde se encuentran los equipos de cabecera. Es en los equipos de cabecera donde se multiplexan los servicios y se le añade la sincronización SFN. Es ahora cuando la señal ya está lista para ser enviada hacia los centros emisores. En la Figura 4-1 podemos ver un esquema desde el C.P. hasta el C.E. pasando por los centros emisores troncales. E Y si te hace ser capaz de todo, ahí es. - Anónimo - TRANSPORTE Y DIFUSIÓN DE SERVICIOS DE TDT 14 Figura 4-1. Esquema radioenlace digital desde C.P. a C.E. En este tipo de entrega de señal, cabe destacar 3 partes principales y primordiales para su realización. • Antenas: las que utilizamos son direccionales, de alta ganancia con buen aislamiento frente a interferencias y radomos para protección frente a fenómenos meteorológicos. • ODU: es la unidad exterior de datos que recibe un flujo digital en banda base o frecuencia intermedia y genera la señal en la banda del radioenlace y con la potencia asignada para el mismo. Al mismo tiempo recibe la señal procedente del otro extremo del enlace. La ODU puede ir acoplada a la antena o en un soporte unida a la antena por cableado. En la Figura 4-2 se pueden ver ambas posiciones de la ODU. 15 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 4-2. ODU, coaxiales y antenas receptoras. • IDU: es la unidad interior de datos. Su misión es enviar la señal hacia la ODU, así como recibir la señal del otro extremo del enlace que procesó la ODU. La salida de este equipo es un flujo de datos Ethernet. Este equipo suele incorporar telegestión para la monitorización del radioenlace. En la Figura 4-3 podemos ver varias IDUs de diferentes fabricantes en un mismo rack. Figura 4-3. IDU y coaxiales. TRANSPORTE Y DIFUSIÓN DE SERVICIOS DE TDT 16 La Figura 4-4 resume el procedimiento indicado anteriormente: Figura 4-4. Esquema de transmisión y procesado de la señal 4.2 Entrega por señal satelital Se realiza, con una antena y un receptor satélite, configurado al canal que posteriormente se desee difundir mediante TDT. La instalación no varía en demasía con la que se realiza en una vivienda doméstica. En la Figura 4-5 se puede ver un tipo de parábola para llevar a cabo la recepción satelital. Figura 4-5. Parábolas para la recepción satélite 17 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica 4.3 Reemisor o Gapfiller Podemos decir que un gapfiller es una estación repetidora diseñada para ampliar la cobertura en determinadas zonas y para dar servicio a aquellas zonas en la que la señal TDT recibida sea menor o insuficiente. Los gapfiller son repetidores isofrecuencia, lo que significa que reemiten la señal TDT captada por el mismo canal que la recibieron, lo que implica que habrá una realimentación entre las antenas receptoras y el sistema radiante. Como ya sabemos, las antenas cuentan con propiedades directivas, como pueden ser su ganancia y la geometría de sus diagramas de radiación. Es por ello, que dependiendo de donde estén localizadas las antenas receptoras y emisoras, la antena receptora puede captar parte de la señal transmitida por la antena emisora. Esto es lo que se conoce como eco de la señal. A más realimentación de nuestro sistema, menor será la relación señal a eco (S/E) y mayor la degradación que sufrirá nuestra señal, lo que implicará una disminución de la MER y una mayor BER. Es por ello, que los gapfiller más modernos, cuentan con canceladores de ecos. Figura 4-6. Esquema Gapfiller 4.4 Procesado de la señal Una vez recibida la señal se realiza un procesado previo a la emisión de dicha señal. La señal procedente puede ser tratada antes de su paso final al transmisor para la emisión. Lo más común es utilizar equipos convertidores de señal (pasarelas), conmutadores de señal, multiplexadores, PC’s… En la Figura 4-7 se puede ver un ejemplo de estas pasarelas. TRANSPORTE Y DIFUSIÓN DE SERVICIOS DE TDT 18 Figura 4-7. Pasarela IP-ASI La función de estas pasarelas es realizar una transformación IP-ASI. Para ello desencapsulan la señal ASI del protocolo TCP-IP procedente de la IDU. Una vez desencapsulada, la señal se envía hacia el transmisor. 4.5 Transmisor El transmisor es el encargado de modular la señal al canal de emisión deseado y entregarla al sistema radiante para dar cobertura a la zona geográfica correspondiente. Existen muchos tipos de transmisores con características diferentes. Por ejemplo, hay equipos de alta potencia en los que se pueden observar diferentes etapas de procesado de señal cada una realizada por una tarjeta y equipos de baja potencia en los que algunas etapas se concentran en la misma tarjeta. Es frecuente también que, en servicios con gran relevancia, se disponga de un transmisor de reserva para utilizar en caso de que fallara el transmisor principal, como se refleja en la Figura 4-8. 19 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 4-8. Transmisores en redundancia 1+1. Dentro del transmisor podemos diferenciar diferentes etapas o equipos, cada uno de los cuales tiene una función determinada. • Modulador o excitador: recibe la señal digital en banda base y la modula a la frecuencia específica del canal TDT asignado a ese servicio. A la salida de esta etapa, podría demodularse el canal por un receptor doméstico, pero debido a que la potencia de salida que entrega esta tarjeta suele ser muy baja, lo ideal es que se necesiten etapas posteriores para su amplificación. En servicios de gran relevancia suele haber excitadores reservas. • Unidad de control: encargada de controlar las diferentes etapas del transmisor. Suele tener un display asociado con el que poder consultar datos o configurar parámetros del transmisor. Controla el estado de los excitadores y conmuta al transmisor de reserva en caso de que fallara el excitador principal. En el caso de que se incorporara telegestión, es en esta etapa donde se instalarían las comunicaciones. • Amplificador: amplifica la señal que recibe del excitador a la potencia asignada para la difusión. Pueden instalarse varias etapas amplificadoras que sumarían sus potencias, como se puede ver en la Figura 4- 9. INSTALACIÓN DEL CENTRO REEMISOR 26 5.3 Ubicación del centro reemisor Nuestro centro reemisor lo situaremos en la parte más alta del municipio, para así poder dar servicio al pueblo entero, en la medida de lo posible. Las coordenadas son las siguientes: 37°37'47.5"N 6°10'07.7"W. Figura 5-3. Centro reemisor del El Garrobo [12]. 27 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Nuestro centro reemisor recibirá la señal desde el centro emisor situado en Valencina de la Concepción reflejado en la Figura 5-4. Las coordenadas donde se encontrará el centro emisor son: 37.413558, -6.066980 (37°24'48.8"N 6°04'01.1"W). Figura 5-4. Centro emisor de Valencina de la Concepción [12]. INSTALACIÓN DEL CENTRO REEMISOR 28 Tenemos visibilidad directa entre el centro emisor de Valencina y nuestro centro reemisor. Además, la distancia entre ambos es de 25,09 km, lo que hace que estemos dentro del intervalo de guarda y se garantice la sincronización SFN. Como he comentado antes, vamos a suponer que el municipio al que queremos dar cobertura carece de zonas sin ella, también conocidas como zona de sombras. Para ello hemos supuesto que la localización donde vamos a instalar nuestro centro reemisor si recibe señal desde el centro emisor de Valencina. Debido a que la zona a la que queremos dar cobertura es pequeña, vamos a instalar en nuestro centro reemisor un gap-filler o reemisor de TDT que será el encargado de recibir la señal procedente de Valencina y transmitirla a nuestro municipio, consiguiendo así dar la máxima cobertura posible al pueblo. En la Figura 5-5 se refleja la localización de Valencina, nuestro centro reemisor y el pueblo a dar servicio. Figura 5-5. Ubicación del centro emisor, centro reemisor y municipio a dar cobertura [12]. 29 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica 5.4 Gap Filler o reemisor TDT Un gap filler es un dispositivo cuyo funcionamiento principal consiste en: - Recibir la señal TDT. - Demodularla. - Regenerarla. - Amplificarla. - Multiplexarla. - Volver a emitirla por el mismo canal por la que la recibió. En la Figura 5-6 se puede ver un esquema del funcionamiento de un gapfiller. Figura 5-6. Esquema gap-filler Para llevar a cabo la instalación de un gap filler hay que tener en cuenta varios aspectos. Lo principal es que deberemos situar el sistema en una zona donde recibamos la señal TDT procedente del centro emisor y desde la que podamos dar cobertura a nuestro municipio. Los elementos que necesitaremos para instalar nuestro centro reemisor serán: - Antena de recepción - Equipos de procesado - Antenas emisoras (sistema radiante) - Torreta - Caseta o armario de intemperie. Para la recepción de la señal procedente del centro emisor de Valencina emplearemos una antena, por ejemplo, una Yagui convencional. INSTALACIÓN DEL CENTRO REEMISOR 30 Una vez captada la señal procedente del centro emisor, tendremos que realizar un procesado de esa señal antes de emitirla por nuestras antenas de emisión y dar cobertura al municipio. Ese procesado de señal consistirá en demodular los canales del multiplex, remodularlos y finalmente amplificarlos para emitirlos a través del sistema radiante. Es importante recalcar que el gap filler emite en los mismos canales que recibe. Estos equipos cuentan con la posibilidad de ser telegestionados, lo cual nos facilita el mantenimiento de estos. Además, gracias a la telegestión podremos realizar ciertos comandos como ON/OFF, reset, medición de temperatura… para que, en caso de posible fallo, intentemos recuperarlo telemáticamente antes de activar a un técnico de campo. En caso de tener que activar a un técnico, ya tendremos una idea previa de qué está fallando para facilitar el trabajo. Los equipos de procesado se instalarán en una caseta o armario de intemperie que garanticen las condiciones para su correcto funcionamiento y mantenimiento frente a adversidades meteorológicas, actividad de animales… Las antenas receptoras y emisoras irán en la torreta, la cual debe tener una altura adecuada para garantizar tanto la recepción como la transmisión de la señal TDT. Además, nuestro centro, tendrá que contar con acometida eléctrica para tener en funcionamiento los diferentes elementos que lo constituyen. Figura 5-7. Equipamiento del centro reemisor. 31 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica 5.5 Acceso al centro Una de las cosas más importantes cuando construyes un centro emisor, es garantizar su seguridad e intentar evitar posibles robos o sabotajes, ya que los equipos que hay dentro tienen un valor bastante elevado. Para ello se pueden implantar diferentes tipos de cerraduras para la verja que rodee la caseta y la torre. Las más comunes suelen ser las tipo TESA (Figura 5-8) y las tipo Abloy (Figura 5-9). - TESA Figura 5-8. Esquema llave TESA. INSTALACIÓN DEL CENTRO REEMISOR 32 - ABLOY Figura 5-9. Esquema llave Abloy. Es conocido que las cerraduras convencionales no suponen ningún problema para aquellos que quieren realizar un robo o sabotaje. Para evitar eso, utilizaremos otro tipo de cerraduras, que son las cerraduras electrónicas. Haremos uso de las famosas llaves electrónicas Locken, que no solo nos garantizan mayor seguridad ante robos, si no que nos permiten saber la última persona que entró en la caseta gracias a que disponen de inteligencia propia. Estas llaves electrónicas no tienen permutación mecánica, cada llave es única, reprogramable y no reproducible. Pueden abrir uno o todos los puntos de acceso (puertas, portones, armarios, etc.). Cada llave se fabrica con un número de identificación digital único que no puede cambiarse ni duplicarse. La función de desactivación la convierte en inútil en caso de robo o pérdida. Cada contacto entre la llave y el cilindro electrónico queda grabado en la memoria de la llave (cilindro, fecha y hora, tipo). la memoria interna de las llaves electrónicas locken guarda trazabilidad de hasta 3.300 eventos y no es volátil. Las llaves locken memorizan los diferentes eventos con fecha y hora. La programación personalizada del planning de la llave permite un control de acceso total para días definidos durante las franjas horarias específicas o los periodos de vacaciones con fecha de inicio/fin. la programación se realiza por medio del software locken. La comunicación con las llaves electrónicas y el desbloqueo de los candados y los cilindros locken se realiza de forma puramente digital, gracias a un simple contacto frontal. este tipo de contacto garantiza la larga duración de las llaves electrónicas, manteniendo un control seguro a lo largo del tiempo, contrariamente a lo que sucede con los contactos deslizantes tradicionales. La Figura 5-10 y 5-11 son un ejemplo de llave y candado Locken. 33 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 5-10. Llave Locken. Figura 5-11. Candado Locken. INSTALACIÓN DEL CENTRO REEMISOR 34 5.6 Instalación de equipos Basándonos en el esquema de la figura 5-5 los elementos a instalar serían los siguientes: 5.6.1 Antenas receptoras Las antenas receptoras para captar la señal TDT procedente del centro emisor de Valencina serán de tipo Yagi del fabricante Televes, modelo DAT HD BOSS (Figura 5-13), con las siguientes características: Características antena receptora Marca Televes Modelo DAT HD BOSS Modo de trabajo OFF ON Ganacia máxima (dB) 17 29 Nivel de salida (dBµV) - Auto Figura de ruido (dB) - 2 Nivel de señal de recepción (dBµV) > 75 < 75 Tensión de alimentación (Vdc) 0 12…24 Consumo máximo (mA) - 40 Longitud (mm) 1112 Carga al viento 800 N/m 2 (N) 120 Carga al viento 1100 N/m 2 (N) 65 Tabla 5-3. Características antena receptora. 35 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica RESPUESTA EN FRECUENCIA DIAGRAMA DE RADIACIÓN Figura 5-12. Respuesta en frecuencia y diagrama de radiación de la antena receptora. [4] Figura 5-13. Antena DAT HD BOSS del fabricante Televes. [4] La antena DAT HD BOSS puede trabajar en los canales 21-69. Además, tanto en modo activo como pasivo, garantiza su funcionalidad para maximizar la recepción de las señales TDT. GENERACIÓN DE COBERTURAS 42 6 GENERACIÓN DE COBERTURAS Para llevar a cabo nuestro estudio de coberturas, interferencias y visibilidad, vamos a hacer uso del software gratuito Radio Mobile. El rango de frecuencias sobre el que trabaja el programa es entre 20MHz y 20GHz y está basado en el modelo Longley-Rice. Radio Mobile es un programa de simulación de radiopropagación, que utiliza datos digitales de la elevación del terreno para generar un perfil de trayecto entre un emisor y un receptor. En él, podremos simular radioenlaces, representar áreas de cobertura de una red de comunicaciones, medir interferencias, configurar centros emisores… Por tanto, situaremos los centros emisores y receptores que queramos y los configuraremos de la manera que creamos oportuna, asignando los tipos de antenas de cada centro, potencias, pérdidas, características de las antenas… Por consiguiente, situaremos en nuestro mapa, el centro de emisión de la señal de Valencina de la Concepción, el centro reemisor donde hemos instalado nuestro gapfiller y el pueblo al que queremos mejorar la cobertura y solucionar ciertas zonas de sombras. Una vez situados los centros, diseñaremos redes entre ellos y realizaremos las medidas oportunas para obtener los datos más significativos de las redes de comunicaciones. 6.1 Configuración del mapa Queremos simular una red de comunicaciones entre el centro emisor de Valencina de la Concepción y el pueblo El Garrobo. Para ello tendremos que cargar el mapa de Sevilla en nuestro software. Una vez abierto nuestro software, el primer paso a seguir sería: Archivo → Propiedades del mapa o pulsar F8. Quédate contigo mismo. - Anónimo - 43 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-1. Propiedades del mapa. En el botón, Ingresar LAT LON o QRA, insertaremos las coordenadas de lo que queremos que sea el centro del mapa. Para ello hemos introducido las coordenadas de el pueblo de Gerena ( 37º 31’ N, 6º,09’W ), un pueblo situado entre Valencina de la Concepción y El Garrobo, para así poder visualizar en nuestro mapa ambos puntos. GENERACIÓN DE COBERTURAS 44 Figura 6-2. Mapa resultante centrado en Gerena. 6.2 Propiedades de la unidad Una vez tenemos la ubicación de nuestro mapa configurada, pasaremos a insertar el centro emisor de Valencina de la Concepción, el centro reemisor donde hemos instalado el gapfiller y el pueblo al que queremos dar cobertura, El Garrobo. Archivo → Propiedades de la unidad. 45 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-3. Configuración de la ubicación de los centros. En el botón Ingresar LAT LON o QRA introduciremos las coordenadas de nuestros centros. GENERACIÓN DE COBERTURAS 46 Figura 6-4. Mapa de la zona con los emplazamientos. 6.3 Configuración del radioenlace A continuación pasaremos a configurar los radioenlaces. Archivo → Propiedades de redes Realizaremos un primer radioenlace entre Valencina de la Concepción y nuestro centro reemisor. Para ello haremos las siguientes configuraciones: En la pestaña Parámetros: - Frecuencia mínima: 470MHz - Frecuencia máxima 694MHz - Polarización horizontal. - Modo estadístico Difusión. - Clima Continental templado 47 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-5. Configuración del radioenlace. En la Pestaña Topología: - Visible - Red de datos, Topología estrella (Máster/esclavo). GENERACIÓN DE COBERTURAS 48 Figura 6-6. Configuración del radioenlace (2). En la pestaña Miembros, seleccionaremos los emplazamientos que formarán este radioenlace. Por tanto señalaremos Valencina de la Concepción y nuestro centro reemisor. 49 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-7. Configuración del radioenlace (3). GENERACIÓN DE COBERTURAS 50 Figura 6-8. Configuración del radioenlace (4). En la pestaña Sistemas, configuraremos las características de cada miembro de nuestro radioenlace. Por tanto hemos creado un sistema llamado Valencina de la Concepción con los datos característicos de ese emplazamiento y otro llamado Gapfiller_RX con los datos característicos de nuestro centro reemisor. 51 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-9. Configuración sistema Valencina de la Concepción. GENERACIÓN DE COBERTURAS 58 Figura 6-16. Radioenlace Centro reemisor – El Garrobo (2) 59 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-17. Parámetros transmisor del centro reemisor GENERACIÓN DE COBERTURAS 60 El sistema radiante de nuestro centro reemisor apuntará hacia el pueblo. Figura 6-18. Patrón de radiación de la antena emisora del centro reemisor para dar servicio a RX1. 61 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-19. Parámetros de los equipos de recepción del pueblo. GENERACIÓN DE COBERTURAS 62 Figura 6-20. Radioenlace Centro reemisor – El Garrobo (RX1) 63 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-21. Radioenlace Centro reemisor – El Garrobo (RX4) 6.4 Generación de coberturas El siguiente paso será realizar un estudio de radiación de coberturas. En primer lugar vamos a simular la radiación que produce el centro emisor de Valencina de la Concepción. Herramientas → Cobertura Radio → Polar Simple GENERACIÓN DE COBERTURAS 64 Figura 6-22. Configuración de cobertura Valencina – Centro reemisor. 65 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-23. Cobertura radiada por el centro emisor de Valencina hacia el centro reemisor. Podemos comprobar en la Figura 6-23 como a nuestro centro reemisor le llega cobertura desde el centro emisor de Valencina. A continuación vamos a simular la cobertura que nuestro centro reemisor producirá para mejorar la cobertura en aquellas zonas del pueblo estudiadas. GENERACIÓN DE COBERTURAS 66 Figura 6-24. Configuración de cobertura Centro reemisor – El Garrobo (RX1). 67 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Figura 6-25. Cobertura Centro reemisor – El Garrobo. Las zonas en verde indican la cobertura radiada por nuestro centro reemisor, que como se puede ver cubre algunas zonas del pueblo que carecían de cobertura. Por otra parte, las zonas en negro, indican zonas que están siendo radiadas tanto por nuestro centro reemisor como por el centro emisor de Valencina de la Concepción, por lo que mejoramos la señal procedente de Valencina. PROYECTO TÉCNICO 74 9 PROYECTO TÉCNICO 9.1 Memoria En este apartado haremos referencia a los datos del titular de la instalación y describiremos las características principales de la estación reemisora instalada. El titular de la instalación de la estación reemisora será el ayuntamiento de nuestro municipio, en este caso el ayuntamiento El Garrobo. Datos del titular Nombre del titular Ayuntamiento El Garrobo CIF P-4104300-A Domicilio Plaza Constitución, 12 Código Postal 41888 Provincia Sevilla Municipio El Garrobo Fax +34 954 13 00 05 Teléfono 954130001 Tabla 9-1. Datos del titular de la estación reemisora. Datos de la estación reemisora Nombre de la estación El Garrobo Localidad Sevilla Provincia Sevilla Municipio El Garrobo Longitud 6°10'47.5"W Latitud 37°37'07.7"N Cota respecto al nivel del mar (m) 300 Densidad (hab/km2) 17,45 Tabla 9-2. Datos generales de la estación reemisora. Aunque sea tarde, pero que sea... - Anónimo - 75 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica Canal radioeléctrico y características de la emisión Canal radioeléctrico 37 Estación de procedencia de la señal Valencina de la Concepción Número de portadoras 8k Sistema de modulación 64-QAM FEC 2/3 Modulación jerárquica No Intervalo de guarda 1/4 Capacidad máxima ofrecida por el interfaz radio (Mbits/s) 19,91 Tabla 9-3. Canal radioeléctrico y características de la emisión. 9.2 Presupuesto Antes de montar un centro reemisor, tendremos que ver si es rentable o no instalarlo. Para ello, vamos a hacer una estimación aproximada de cuanto nos costaría instalar nuestro centro, con los elementos a instalar antes mencionados 9.2.1 Equipo transmisor UD DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 G1F300 (Fringe) 1888,47 1.888,47 TOTAL EQUIPO TRANSMISOR 1.888,47 € Tabla 9-4. Precio equipo transmisor. PROYECTO TÉCNICO 76 9.2.2 Equipo emisor UD DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 P4N (Fringe) 1200,62 1.200,62 TOTAL SISTEMA RADIANTE 1.200,62 € Tabla 9-5. Precio sistema radiante. 9.2.3 Equipo receptor UD DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 DAT HD BOSS (Televes) 76,29 76,29 TOTAL EQUIPO RECEPTOR 76,29 € Tabla 9-6. Precio equipo receptor. 9.2.4 Equipo de multiplexado y distribución UD DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 DIP (Fringe) 475,18 475,18 TOTAL EQUIPO DE MULTIPLEXADO Y DISTRIBUCIÓN 475,18 € Tabla 9-7. Precio equipo de multiplexado y distribución. 77 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica 9.2.5 Torreta UD DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 Torre 180 (Televes) 267,51 267,51 TOTAL TORRETA 267,51 € Tabla 9-8. Precio torreta. 9.2.6 Mano de obra UD DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL TOTAL MANO DE OBRA 10.000 € Tabla 9-9. Precio mano de obra. 9.2.7 Presupuesto total de la estación TOTAL EQUIPO TRANSMISOR 1.888,47 € TOTAL SISTEMA RADIANTE 1.200,62 € TOTAL EQUIPO RECEPTOR 76,29 € TOTAL EQUIPO DE MULTIPLEXADO Y DISTRIBUCIÓN. 475,18 € TOTAL TORRETA 267,51 € TOTAL MANO DE OBRA 10.000 € PRESUPUESTO TOTAL (IVA INCLUIDO) 16.828,76 € Tabla 9-10. Presupuesto total. CONCLUSIONES 78 10 CONCLUSIONES Como comenté al comienzo del proyecto, el 3 de abril de 2010 se produjo el reemplazo de la Televisión Analógica Terrestre, por la actual Televisión Digital Terrestre, lo que provocó un gran cambio en el sector de las telecomunicaciones. Fueron numerosas ventajas lo que la nueva TDT presentaba en comparación a la antigua televisión analógica, de las cuales las más características fueron la recepción de más canales y una mejor calidad de imagen y sonido. La Televisión Digital Terrestre (TDT), es el resultado de aplicar la tecnología digital a la señal de televisión, para luego transmitirlas mediante ondas de radio u ondas hertzianas. El estándar utilizado en España para la transmisión de la TDT es el DVB-T, el cual utiliza la modulación COFDM, que proporciona una señal robusta capaz de corregir errores en el receptor y combatir efectos multitrayecto y otras interferencias propias del medio de propagación terrestre. La decisión de instalar un centro reemisor con gapfillers es la más adecuada para cubrir zonas de sombra o mejorar la cobertura en pequeñas zonas. Es por ello, que al ser El Garrobo un pueblo relativamente pequeño, se optó por la instalación de un gapiller. Recordar, que los gapfillers transmiten en el mismo canal que reciben. Es muy importante que hoy en día toda la población cuente con una cobertura adecuada. Es por ello por lo que se están realizando cada vez más proyectos, tanto estatales como privados, para que prácticamente el 100% de la población cuente con una buena cobertura para poder disfrutar de una recepción adecuada de la TDT. A su vez, hay que intentar garantizar que estas instalaciones no produzcan un gran impacto medioambiental ni sean perjudiacles para la salud. Es por ello por lo que se tiene gran consideración con los niveles de radiación de las antenas, con las potencias de los transmisores…para intentar reducir al máximo los efectos negativos que estos pudieran tener. Es muy importante intentar reducir el impacto visual del paisaje a la hora de montar antenas. Es por ello por lo que la idea de camuflar las antenas o los centros emisores dentro del paisaje esta siendo cada vez más frecuente. Gracias a este proyecto he comprendido que una actividad tan básica como el encender el televisor en tu casa y poder ver la televisión, conlleva un conjunto de procesos complejos que deben estar coordinados para que este hecho pueda suceder. Desde la generación de la señal TDT en los estudios hasta la recepción de dicha señal en la antena de nuestro edificio. Si estás ausente durante mi lucha, no esperes a estar presente durante mi éxito. - Will Smith - 79 Proyecto de instalación de una estación reemisora de TDT autonómica REFERENCIAS [1] «Todo en TV satélite y digital» [En línea]. Available: https://www.diesl.es/Monograficos/TDT-Television-Digital-Terrestre https://www.diesl.es/Monograficos/TDT-Television-Digital-Terrestre [2] «Transmisión de televisión digital» [En línea]. 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