Introducción a la informática, telemática y
procesamiento de datos
Cátedra Becerra
Clase teórica:
Radioespectro, implementación
de sistemas de TV digital
Daniel Caviglia
Octubre 2009
Frecuencia y longitud de onda
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Para construir redes de comunicación
confiables, se debe ser capaz de calcular cuánta
potencia se necesita para cruzar una distancia
dada, y predecir cómo van a viajar las ondas a lo
largo del camino.
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Espectro es el conjunto total de frecuencias
que forman la señal a estudiar.
El espectro de la luz solar son todas las
frecuencias que radía el sol, pero si limitamos
esa luz a la que pasa por un telescopio, esa
limitación haría fijar un límite a la cantidad de
frecuencias que pasan o a la cantidad de luz.
Esta limitación, fijaría un ancho de banda de
frecuencias que pueden pasar.
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MEDIDA DE FRECUENCIA
HERTZ (Hz)
Múltiplos:
Kilohertz (KHz) 1000 Hz
MegaHertz (MHz) 1 millón Hz
Gigahertz (GHz) Mil milllones Hz
Un hertz representa un ciclo por cada segundo, entendiendo ciclo
como la repetición de un evento. En física, el hercio se aplica a la
medición de la cantidad de veces por segundo que se repite una
onda, magnitud denominada frecuencia.
Fte: Presentación del Ing. Luis Valle en la Facultad de Ciencias Sociales
El espectro radioeléctrico, un bien escaso
Audio
VLF
LF
MF
HF
VHF
UHF
SHF
EHF
Infrarrojo
Luz Visible
Ultravioleta
Servicios
Teléfono/Telégrafo
Radiofaros/Balizas
Cables submarinos/Aeronáutica
AM (525 A 1700khZ)
OC (11600/15100/21450)
tv (54-88) FM (88-108) TV (174-216)
TV UHF/Digital (512-806) Celulares 1G (869)
PCS - 2G (1.85-1.99)
SS (2.3-2.483)
MMDS (2.5-2.689)
WLL 3.3
LMDS 10/24/35/37/41
GPS 3.1/5.2/8.5/13.4/33.4
GPRS/UMTS/Radar/Satélites
Datos/ Video /Telefonía
Frec. (Desde Hasta)
300 Hz
3KHz
3 KHz
30KHz
30 KHz
300KHz
300 KHz
3000KHz
3 MHz
30MHz
30 MHz
300MHz
300 MHz
3000MHz
3 GHz
30 GHz
300 GHz
430 THz
1 Phz
30GHz
300GHz
430THz
1PHz
60PHz
Longitudes de onda
10000Km
100Km a
10Km a
1Km a
100m a
10m a
100Km
10Km
1Km
100m
10m
1m
1m a 10cm
10cm a
1cm a
1mm a
70 μm a
300nm a
1cm
1mm
70 μm
300nm
5nm
Asignación de porciones del espectro radioeléctrico
La parte más codiciada del espectro
RADIOFRECUENCIAS
RADIOFRECUENCIAS MUY BAJAS
BAJA FRECUENCIA
Las señales de radio por debajo de los 50 kHz son
capaces de penetrar las profundidades oceánicas hasta
aproximadamente los 200 metros: cuanto más larga
sea la longitud de onda, más profunda será la
penetración. Las armadas de Gran Bretaña, Alemania,
India, Rusia, Suecia, Estados Unidos se comunican con
submarinos a esas frecuencias.
RADIOFRECUENCIAS
La propagación en esta banda sigue la curvatura de la
Tierra, y las ondas pueden reflejarse en la ionosfera.
A causa de esto, su alcance suele ser de unos cientos de
km durante el día, y es mayor cuanto más baja su
frecuencia y por la noche.
Desde principios de la radio (ya en los años 20), las ondas
en estas frecuencias se utilizan para la radiodifusión en AM
debido a la facilidad con que atraviesan obstáculos y a la
relativa sencillez de los equipos de aquella época.
AM = 540 – 1600 KHZ
RADIOFRECUENCIAS
Frecuencias reservadas a las fuerzas de seguridad y de defensa, a
las transmisiones de onda corta y a los radioaficionados.
También utilizadas por los aviones de línea como frecuencias
secundarias cuando atraviesan los océanos.
La utilizan dispositivos de control remoto.
RADIOFRECUENCIAS
54 a 88 MHz canales TV 2 a 6
174 a 216 MHz canales TV 7 a 13
88 a 108 MHz: radiodifusión en FM.
108 a 136.975 Mhz la banda aérea (aviones).
Por encima de 148 MHz otros servicios: bomberos,
ambulancias, canales comerciales.
(Ej SAME 159.750 MHz)
RADIOFRECUENCIAS
Televisión: Canales desde el 14 al 69 de UHF.
Telefonía Móvil: GSM - 900 MHz.
En el continente americano, la norma GSM se llama
PCS1900 y la frecuencia afectada es la de 1900 – La
Norma GSM(2) es 1800.
WIFI: 2.4 Protocolo B-G
Satélites: Banda C: 1.2 – 3.0g.
Radares: 1 – 3g
RADIOFRECUENCIAS
Algunos usos son las IEEE 802.11a Wireless LAN:
WIFI 5.8 – WIMAX 3.0 – 4.0
Subidas y Bajadas de Satélites – Banda L, KU
Enlaces terrestres de alta velocidad (a veces conocidos
como "backhauls").
RADIOFRECUENCIAS
No utilizadas para radiodifusión ó comunicaciones (aún)
Es comúnmente utilizada en obsevaciones de
radioastronomía.
Sistemas de radar de alta resolución.
RED MÓVIL CELULAR
Sistema de Células Multifrecuencia
La red de telefonía móvil consiste en un sistema
telefónico en el que mediante la combinación de
una red de estaciones transmisoras-receptoras de
radio (repetidores ó también llamados estaciones
base) y una serie de centrales telefónicas de
conmutación, se posibilita la comunicación entre
terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles)
o entre terminales portátiles y teléfonos de la red
fija tradicional.
RED MÓVIL CELULAR
El empleo de la palabra celular referido a la telefonía
móvil, deriva del hecho de que las estaciones base, que
enlazan vía radio los teléfonos móviles con los
controladores de estaciones base, están dispuestas en
forma de una malla, formando lo que en inglés se ha
denominado como cell (celda) y en América latina se ha
traducido erróneamente (aunque ya aceptado
socialmente) como células, debido a la doble traducción
de la palabra inglesa original.
RED MÓVIL CELULAR
Cada repetidor está situada en los vértices de estas
celdas y tiene asignado un grupo de frecuencias de
transmisión y recepción propio. Como el número de
frecuencias es limitado, con esta disposición es
posible reutilizar las mismas frecuencias en otras
celdas, siempre que no sean adyacentes, para evitar
interferencia entre ellas.
WIFI
El problema principal que pretende resolver la
normalización es la compatibilidad. No obstante existen
distintos estándares que definen distintos tipos de redes
inalámbricas. Esta variedad produce confusión en el
mercado y descoordinación en los fabricantes. Para
resolver este problema, los principales vendedores de
soluciones inalámbricas (3com, Airones, Intersil, Lucent
Technologies, Nokia y Symbol Technologies) crearon en
1999 una asociación conocida como WECA (Wireless
Ethernet Compability Aliance, Alianza de Compatibilidad
Ethernet Inalámbrica) . El objetivo de esta asociación
fue crear una marca que permitiese fomentar más
fácilmente la tecnología inalámbrica y asegurase la
compatibilidad de equipos. (WiFi a, b, g, WiMax)
WIFI
La norma IEEE.802.11 fue diseñada para sustituir a las
capas físicas y MAC de la norma 802.3 (Ethernet). Esto
quiere decir que en lo único que se diferencia una red
Wi-Fi de una red Ethernet, es en la forma como los
ordenadores y terminales en general acceden a la red; el
resto es idéntico. Por tanto una red local inalámbrica
802.11 es completamente compatible con todos los
servicios de las redes locales de cable 802.3 (Ethernet).
WIMAX
WiMAX (del inglés Worldwide Interoperability for
Microwave Access, "Interoperabilidad Mundial para
Acceso por Microondas") es un estándar de transmisión
inalámbrica de datos (802.16 MAN) que proporciona
accesos concurrentes en áreas de hasta 48 kilómetros
de radio y a velocidades de hasta 70 Mbps, utilizando
tecnología que no requiere visión directa con las
estaciones base.
Televisión Analógica (actual)
-1950 Sistema NTSC (EEUU) (1954 inicia operación comercial)
-
- 1961 Sistema PAL (Alemania) (1967 Alemania- Gran Bretaña)
- 1965 SECAM (Francia) (1970 Europa del Este- URSS)
Argentina: Sistema PAL-N
Junto con Uruguay y Paraguay, únicos países en el
mundo en utilizar esta norma.
TV Analógica en el mundo
Pluralismo
“el concepto de pluralismo, podría definirse, (..) como una noción
jurídica cuya función es limitar, en algunos casos, el alcance del principio
de libertad de expresión con objeto de garantizar al público la diversidad
informativa”.
* Contenido editorial (variedad de ofertas informativas)
* Número de emisores (cantidad de diarios, soportes, canales o títulos)
* Número de propietarios
* Número de controladores
12 canales en VHF y 48 en UHF
Fte: Presentación del Ing. Luis Valle en la Facultad de Ciencias Sociales
Ejemplos de asignación de
servicios en 6 Mhz
Modelos UE y USA
SDTV
SDTV
6 Mb/s
SDTV
Canal de
6 MHz
19.6 Mbit/s
6 Mb/s
SDTV
HDTV
14.4 Mb/s
19.6 Mb/s
5 Mb/s
Datos
1.1 Mb/s
Mobile TV
1.5 Mb/s
HDTV
SDTV
3.7 Mb/s
Mobile TV
1.5 Mb/s
Fte: Presentación del Ing. Luis Valle en la Facultad de Ciencias Sociales
TV Digital - Estándares
ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting- terrestrial).
Desarrollado por la NHK (TV pública de Japón), adoptado en
Japón, Brasil, Argentina, Chile y Perú.
DVB-T (Digital Video Broadcasting) Europa
Desarrollado por el Foro DVB, compuesto por alrededor de 270
organizaciones de 35 países. Adoptado por Europa, Africa,
Uruguay.
ATSC (Advanced Television Systems Committee) adoptado en
Estados Unidos, Canadá, México, Guatemala, Honduras y Corea
del Sur.
DTMB (China) Digital Terrestrial Multimedia Broadcast
Similar a DVB, sólo en China a la fecha.
ISDB-T
Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial
Desarrollado en Japón (1990)
Modificado para Brasil (2007)
Premisas:
- Posibilidad de recepción en HDTV.
-- Recepción portable y móvil.
-- Una transmisión para HDTV y otra para SDTV.
-- Redes de frecuencia única.
-- Servicio de datos Broadcasting (interactividad)
para fijos y móviles.
-- Transmisión en VHF y UHF.
-- Ancho de banda 6 ú 8 MHz.
DVB
Digital Video Broadcasting
Desarrollado en Europa.
Premisas:
- Posibilidad de HDTV (no implementada).
- Recepción portable y móvil (sólo para SDTV).
- Una transmisión para HDTV y otra para SDTV.
-- Redes de frecuencia única. (clave para la
integracíon de la UE).
- Ancho de banda 7 y 8 MHz.
Variantes de acuerdo al tipo de receptor / red
DVB-T aire
DVB-C cable
DVB-H móviles
ATSC
American Systems Television Comittee
Desarrollado en Estados Unidos (1994)
Premisas:
- Implementación de HDTV (deportes, películas).
-- Liberación de espectro (se liberan canales 2 a 6
en VHF y 52 a 69 en UHF).
-- Transmisión en la banda actual.
-- Inicialmente no preveía transmisión para
- móviles. Se desarrolló una tecnología
- propietaria para ello
(Media-FLO).**
-- Ancho de banda 6 MHz.
-
** MediaFlo: Tecnología de Qualcomm, que compró frecuencias y les da el servicio a
AT&T y Verizon.
Mismo caso con Lucent y Motorola con CDMA en Argentina.
Constante para implantar su tecnología.
DTMB
Digital Terrestrial Multimedia Broadcast
Presentada en Agosto 2007
Inicia transmisiones en Hong Kong 01-01-2008.
DTMB es una fusión de varias tecnologías e incluye
derivaciones de la norteamericana ATSC y la europea
DVB-T.
Recepción fija y móvil.
SFN.
No define tipo de compresión (MPEG-2 MPEG-4, etc)
Mapa de adopción de TV Digital
Actualizado a octubre 2009
¿Por qué migrar a TV Digital?
- Eliminar interferencias en emisiones de aire.
-
- Permitir la alta definición (HDTV), con una resolución
de imagen 6 veces mayor a la TV estándard (SDTV)
con mayor calidad de audio.
- Liberar frecuencias (ancho de banda) del espectro
radioeléctrco, para ser utilizado en otras
aplicaciones (y licitado a mayores costos).
-
- Desarrollar nuevos consumos para la industria
electrónica.
Transición a TV Digital
•Quienes decidan que no quieren acceder a las nuevas
facilidades de la TV Digital, podrán seguir viendo TV
como hasta ahora hasta que se deje de transmitir en
analógico,
• A ese hecho, cuando ocurra, se lo suele llamar “apagón
analógico”.
•En EEUU ocurrió en febrero 2009, en Europa se espera
para 2012 y en Brasil en 2018.
•Hasta ese momento, todos los canales transmitirán en
analógico (como hasta ahora) y en digital: “simulcasting”.
•Para esto los teledifusores necesitarán contar con un
canal asignado adicional.
ISDB-T
Fuente: Min. Industrial Affaires and Communication:
http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/eng/index.html
Estándares adoptados en Sudamérica
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Radioespectro, TV digital