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Caracterización de sistemas de transmisión para radio y televisión. Jonathan y Kevin, han quedado con Alfredo para ir a visitar un Centro de Emisión de radiocomunicaciones. Alfredo les ha comentado que van a ver los equipos que utilizan y que permiten realizar todas las operaciones que son necesarias para las transmisiones. Alfredo. Nos enseñaran los equipos necesarios para realizar las modulaciones, tanto analógicas como digitales y nos comentaran las características de estas. Kevin. Sin saber todavía mucho de esto, está claro que su pueden realizar comunicaciones entre dos puntos, pero a veces la comunicación solo es en un sentido, otras veces es en ambos sentidos, ésto es un poco lioso, ¿no? Jonathan: Tú te estás refiriendo a los modos de transmisión Kevin, le comenta, todo esto supongo que lo iremos viendo a medida que vayamos avanzando. Alfredo. Efectivamente, no nos adelantemos a los acontecimientos. Los dos amigos comentan con Alfredo que este ciclo debe ser muy complicado, puesto que hay un montón de sistemas de comunicaciones, radio, televisión, etc.; y cada uno de ellos con sus características y equipos. Eso es cierto, contesta Alfredo, pero todos ellos presentan una serie de principios y elementos comunes y eso es precisamente lo que tenéis que entender en primer lugar. Lo que os voy a contar os ayudará a tener una idea de conjunto de lo que es un sistema de TRANSMISIÓN PARA RADIO Y TELEVISIÓN. Seguidme con atención, esto nos servirá tanto para nuestro caso de enviar un telediario de radio o televisión a Bolivia como para ver los equipos implicados en una emisión de radio. En esta unidad vamos a ver los elementos que definen los sistemas de radiofrecuencia en radio y televisión de forma general, así como conceptos importantes que es necesario manejar para poder entenderlo sin problemas. Materiales formativos de FP Online propiedad del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Aviso Legal Caso práctico

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Caracterización de sistemas de transmisión pararadio y televisión.

Jonathan y Kevin, han quedado con Alfredo para ir avisitar un Centro de Emisión de radiocomunicaciones.

Alfredo les ha comentado que van a ver los equipos queutilizan y que permiten realizar todas las operaciones queson necesarias para las transmisiones.

Alfredo. Nos enseñaran los equipos necesarios pararealizar las modulaciones, tanto analógicas como digitalesy nos comentaran las características de estas.

Kevin. Sin saber todavía mucho de esto, está claro que su pueden realizar comunicacionesentre dos puntos, pero a veces la comunicación solo es en un sentido, otras veces es en ambossentidos, ésto es un poco lioso, ¿no?

Jonathan: Tú te estás refiriendo a los modos de transmisión Kevin, le comenta, todo estosupongo que lo iremos viendo a medida que vayamos avanzando.

Alfredo. Efectivamente, no nos adelantemos a los acontecimientos.

Los dos amigos comentan con Alfredo que este ciclo debe ser muy complicado, puesto que hayun montón de sistemas de comunicaciones, radio, televisión, etc.; y cada uno de ellos con suscaracterísticas y equipos.

Eso es cierto­, contesta Alfredo, pero todos ellos presentan una serie de principios y elementoscomunes y eso es precisamente lo que tenéis que entender en primer lugar­. Lo que os voy acontar os ayudará a tener una idea de conjunto de lo que es un sistema de TRANSMISIÓNPARA RADIO Y TELEVISIÓN.

Seguidme con atención, esto nos servirá tanto para nuestro caso de enviar un telediario de radioo televisión a Bolivia como para ver los equipos implicados en una emisión de radio.

En esta unidad vamos a ver los elementos que definen los sistemas de radiofrecuencia en radio ytelevisión de forma general, así como conceptos importantes que es necesario manejar para poderentenderlo sin problemas.

Materiales formativos de FP Online propiedad del Ministerio deEducación, Cultura y Deporte.

Aviso Legal

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1.­ Modos de Transmisión.Vamos a comenzar respondiendo a estas dos preguntas:

¿Cómo podemos realizar la transmisión de información entre dos puntos distantes?¿De qué formas intervienen el origen y el destino a la hora de la transmisión?

Es obvio que en su concepto más amplio transmitir es enviar un mensaje (información) desde un punto aotro.

Si tenemos en cuenta el sentido de la transmisión nos encontramos con tres tipos diferentes:

Simplex en el que la transmisión permite que la información discurra en un único solo sentido deforma permanente. Con este sistema es difícil la corrección de errores de transmisión. Ejemploscotidianos son la televisión y la radio.Semiduplex en el que la transmisión permite que la información discurra en un único solo sentido,pero receptores portátiles o walkie­talkies.Duplex o Full Duplex en el que la transmisión permite en todo momento la comunicación en losdos sentidos posibles. Este sistema permite corregir los errores de manera instantánea y permanenteEjemplo cotidiano es el teléfono.

Si tenemos en cuenta la configuración de la conexión nos encontramos con dos tipos diferentes:

Punto a Punto son conexiones que solo conectan dos puntos entre sí.Punto a Multipunto son conexiones conectan un punto con varios puntos y a estos con el primero.

Diagramas de Conexión.

Este enlace te será útil para disponer de un glosario sobre sistemas de Radio y televisión,incluso en PDF.

Interesante enlace a un glosario de términos de sistemas de radio y televisión.

Para saber más

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2.­ Modulaciones Analógicas.

Vanesa, que se incorporó a la visita a última hora, y está muyinteresada en todo lo que se refiere a las telecomunicacionesplantea una serie de cuestiones a los tres.

Vanesa:¿Esto de modular que significa? ¿Es siempre igual paratodos los tipos de transmisión? Tengo un poco de lio con todoesto.

Encargado del centro. ¿Alguno de vosotros sabe responder?

Kevin. Creo que tiene que ver con las frecuencias de las señalesy con la reducción del tamaño de los equipos.

Encargado. Algo de eso hay, les comenta que modular en general supone variar algúnparámetro de una señal y también les explica que las primeras modulaciones utilizadas fueronlas analógicas, por orden modulación de amplitud y frecuencia, que siguen utilizándose sobretodo en emisiones de Radio. En las transmisiones de radio es preciso modular las señales paraque la información "se traslade" a frecuencias que permitan que las dimensiones de equipos yantenas sean realizables.

Modulación es el proceso que permite transportar una información ( señalmoduladora) sobre otra onda ( señal portadora), haciendo variar la onda portadorasegún la variación de un parámetro de la moduladora.

Los parámetros modificables son " Amplitud, Frecuencia y Fase".

Caso práctico

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2.1.­ AM. Amplitud Modulada.Una señal analógica queda definida por tres parámetros:

Amplitud.Frecuencia.Fase.

La modulación de amplitud se consigue al hacer variar la amplitud de la onda portadora, señal de altafrecuencia, de acuerdo con las variaciones de amplitud de la señal moduladora que es la información atransmitir, manteniendo constante la frecuencia de la portadora.

Al realizarla se crean dos bandas laterales en el espectro de la misma anchura que la señal atransmitir. Una por encima y otra por debajo del espectro de la portadora.

El conjunto de las dos bandas laterales y la portadora forma la señal modulada.

Ventajas son su sencillez de modulación y demodulación (detector de envolvente).

Tiene el Inconveniente de su bajo rendimiento en potencia, la mitad de la energía se utiliza en transmitir laseñal portadora (sin información) y un cuarto en cada banda lateral (duplicando la información). Además esfácilmente afectada por ruidos eléctricos externos.

Imágenes de señal moduladora senoidal, la señal modulada y el espectro obtenido.

Es importante que entendáis estas figuras, la de la izquierda está en el dominio del tiempo, mientras que lade la derecha está en el dominio de la frecuencia, en esta última podéis apreciar la portadora en el centroya izquierda y derecha las dos bandas laterales que a la postre son las que contienen la información,¿curioso, no?

Si quieres ampliar conocimientos sobe la Modulación de Amplitud, este enlace te será muy útil.

Ampliación de conocimientos incluso matemáticos.

Para saber más

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Banda Lateral Vestigial

Falso.Verdadero.

2.1.1.­ BLV. Banda Lateral Vestigial.

Partiendo de una modulación AM, filtramos y eliminamos partede una de las bandas laterales dejando un "vestigio" de bandalateral además de la portadora y la otra banda lateral completa.

Su principal ejemplo de aplicación es la transmisión de señalesde televisión analógica.

Ventajas;

Disminuye la potencia total transmitida en la bandavestigial al 5 % ­ 10 %.Mejora la relación señal a ruido en bajas frecuencias.Tiene un menor ancho de banda que la modulación en AM.Puede ser demodulada fácilmente.No requiere de filtros complejos.

Si quieres ampliar conocimientos sobe este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

Ampliación de conocimientos incluso matemáticos.

La modulación de amplitud consiste en variar un parámetro cualquiera de la señal¿Verdadero o falso?

Para saber más

Autoevaluación

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Doble Banda Lateral

2.1.2.­ DBL. Doble Banda Lateral.

Es similar a la AM pero, a fin de mejorar el rendimiento de lamodulación AM se puede eliminar la portadora de la transmisión,denominándose transmisión en Doble Banda Lateral (DBL).

Ventajas respecto a la modulación AM es que no utilizamos lapotencia se emplea en la transmisión de la portadora de lainformación, aumentando el rendimiento en la transmisión yaumentando la relación señal­ruido (SNR) en la recepción.

El principal Inconveniente es que su demodulación es máscomplicada, no se puede usar un detector de envolventedirectamente.

Representación del Espectro de la señal modulada en DBL.

DBL. Ampliación de conocimientos incluso matemáticos.

Para saber más

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Banda Lateral Única

Modulación de fase.Doble banda lateral.Banda lateral vestigial.

2.1.3.­ BLU. Banda Lateral Única.

Mejoramos aun más el rendimiento de la modulación eliminando,usando filtros adecuados, la portadora de la transmisión y una delas dos bandas laterales, denominándose transmisión en BandaLateral Única (BLU).

Puede utilizarse transmitiendo la Banda Lateral Superior (BLS)o Inferior (BLI).

Ventajas: En esta transmisión utilizamos un 25 % de la potencianecesaria en AM. También ocupamos una zona más reducidadel espectro, aumentando el número posible de canales detransmisión.

Inconveniente es que su demodulación es más complicada, resultando los equipos emisores y receptoressensiblemente más complicados y caros.

Si quieres ampliar conocimientos sobe este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

BLU. Ampliación de conocimientos incluso matemáticos.

Cuáles de estas modulaciones se obtienen de la modulación en amplitud:

Mostrar Información

Para saber más

Autoevaluación

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2.2.­ FM. Frecuencia Modulada.Hasta ahora hemos variado la amplitud, pero hay otras posibilidades de acuerdo a si modificamos otrosparámetros de la señal.

La Frecuencia Modulada se consigue al hacer variar la frecuencia de la onda portadora de acuerdo con lasvariaciones de amplitud de la señal moduladora, que es la información a transmitir, manteniendo constantela amplitud de la portadora.

Si la usamos en aplicaciones analógicas, la frecuencia instantánea de la señal modulada es proporcionalal valor instantáneo de la señal moduladora.

Es mucho más robusta respecto al ruido eléctrico que la AM al ir la información incrustada en la frecuenciay no en la amplitud de la señal portadora.

Como principal ejemplo de aplicación, es usada en la radiodifusión de música y voz (Radio FM) . El sonidode la televisión analógica es en FM.

Imágenes de señal moduladora en frecuencia en el osciloscopio y el espectro obtenido.

Si quieres ampliar conocimientos sobe la Modulación de Frecuencia, este enlace te será muyútil.

FM: Ampliación de conocimientos incluso matemáticos.

Para saber más

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3.­ Modulaciones Digitales.

Kevin le comenta al guía: ¿Pero no es posible la transmisiónde señales digitales?

Éste les explica que con ciertas variaciones técnicas tambiénes posible y que van sustituyendo a las analógicas.

El guía les explica las diferencias, haciendo referencia a lasmás importantes, que se desarrollan a continuación:

Desplazamiento de Amplitud.Desplazamiento de Frecuencia.Desplazamiento de Fase, etc.

En el mundo de las comunicaciones ves, que si bien las modulaciones analógicas sonimportantes, lo mismo sucede con las digitales. Vamos con ello.

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3.1.­ ASK. Modulación por Desplazamiento de Amplitud.En esta modulación representamos los datos digitales como variaciones deamplitud de la onda portadora.

La modulación y demodulación ASK se realiza procesos relativamente sencillos ycon equipos baratos.

La amplitud puede ser usada para representar los valores 0 y 1 binarios.

El valor binario "0" se representa por la ausencia de la portadora y el "1" serepresenta por la presencia de la portadora, o bien por un nivel "Bajo" y otro"Alto", respectivamente.

Es usada también para la transmisión de datos digitales sobre la fibra óptica conemisores LED, el valor binario 1 es representado por un pulso corto de luz y elvalor binario 0 por un nivel bajo o la ausencia de luz.

Puede utilizarse con para transmitir un grupo de bits simultáneamente. Por ejemplo para transmitirsimultáneamente dos bits necesitamos 4 niveles, para tres bits 8 niveles, etc.

Cuanto mayor sea el número de niveles que utilicemos, necesitaremos una mejor relación señal ruido.

Si quieres ampliar conocimientos sobe este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

ASK. Ampliación de conocimientos incluso matemáticos.

Para saber más

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Aumentar la frecuencia.Modificar la frecuencia de la portadora en función de la moduladora.Disminuir la frecuencia.Modificar la frecuencia de la portadora en función de la información a transmitir.

3.2.­ FSK. Modulación por Desplazamiento de Frecuencia.En esta modulación representamos los datos digitales comovariaciones de frecuencia predeterminadas de la ondaportadora.

La transmisión es binaria, ceros y unos asignados a dos valoresdiferentes de frecuencia de portadora.

La primera señal de la gráfica corresponde a la señalmoduladora, datos a transmitir, y la segunda a la señal modulada que finalmente se emite.

Si quieres ampliar conocimientos sobe este apartado, el siguiente enlace te será muy útil...

FSK: Ampliación de conocimientos incluso matemáticos. Grafico.

La modulación de frecuencia consiste en:

Mostrar Información

Para saber más

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3.3.­ PSK. Modulación por Desplazamiento de Fase.En esta modulación representamos los datos digitales como variaciones de fase predeterminadas de laonda portadora.

Para demodular la PSK nos encontramos la dificultad de detectar pequeños cambios de fase. Por ellogeneralmente se utiliza para modular señales digitales con un número muy limitado de cambios de fase.

BPSK. ó 2­PSK. Modulación por Desplazamiento de Fase Binaria.Solo emplea 2 símbolos, con 1 bit de información cada uno.

Su inmunidad al ruido es alta, su tasa de errores es baja y la variación de fase entre símbolos 180º.

Su velocidad de transmisión es baja: 1 bit por símbolo.

Diagrama de Constelación BPSK.

QPSK ó 4­PSK. Modulación por Desplazamiento de Fase en Cuadratura.Emplea 4 símbolos y la variación de fase entre símbolos se produce en cuadratura 90º(normalmente 45º, 135º, 225º, y 315º), transmite 2 bit por símbolo.

Diagrama de Constelación QPSK.

8­PSK.Emplea 8 símbolos y transmite 3 bit por símbolo.

16­PSK.Emplea 16 símbolos y transmite 4 bit por símbolo.

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Si quieres ampliar conocimientos sobe la Modulación por desplazamiento de Fase, este enlacete será muy útil.

QPSK: Ampliación de conocimientos incluso matemáticos. Grafico.

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Diagrama de Constelación QAM 16.

Analógica.De frecuencias portadoras múltiples.Frecuencia Modulada.Digital.

3.4.­ QAM. Modulación de Amplitud en Cuadratura.Modulación de la señal portadora en amplitud y en fase. Esto seconsigue modulando en amplitud dos portadoras, una señal (I) y ellamisma desfasada 90º (Q), y combinándolas después para sertransmitidas como señal única.

La robustez de la señal frente a perturbaciones y al ruido de la línea, esmayor cuanto más separados estén los puntos de la "constelación" deestados.

Por tanto debemos buscar una "constelación" con unas coordenadas deamplitud y fase que hagan máxima la separación entre ellos.

En el sistema DVB­T las constelaciones usadas son 4QAM, 16QAM y64QAM.

4QAM coincide con QPSK.

Si quieres ampliar conocimientos sobe este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

QAM, Ampliación de conocimientos incluso matemáticos. Grafico.

¿Qué tipo de modulación es la ASK?

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4.­ Transmisión con portadora múltiple, COFDM.

Kevin. ¿Es verdad que hay sistemas que utilizan más de unaportadora para transmitir la información?

Vanesa. Estáis complicando esto por momentos, si ya resultacompleja la transmisión con una sola portadora, si ahoraintroducimos varias portadoras el lío puede ser monumental.

Encargado. Un poco mas de "lío" si que es ,les indica que seutiliza un sistema un poco diferente el COFDM en el que seutilizan múltiples portadoras para la transmisión que transportan lainformación con una determinada secuencia, y que presentagrandes ventajas respecto a los sistemas tradicionales.

Jonathan. pregunta si esos ¿son esos los sistemas utilizados en la nueva radio y televisióndespués del Apagón Analógico?

Alfredo. Efectivamente, esas son las nuevas cuestiones con las que tendréis que lidiar a partirde ahora, pero para entenderlas adecuadamente hay que tener muy claro todo lo que se hacíaantes.

Como ya sabemos dos señales ortogonales pueden utilizar simultáneamente el mismo ancho de banda sininterferencia mutua. El ejemplo típico es la modulación en cuadratura, vista anteriormente, para dos

portadoras de igual frecuencia.

La modulación COFDM Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales Codificada, que oscomentaba antes, explica el encargado, es un sistema de gestión de la transmisión que utiliza múltiplesportadoras ortogonales en frecuencia ocupando todo el canal de transmisión en lugar del sistema clásicode para cada canal usar una única frecuencia de portadora.

La información digital, con codificación de canal para detección y corrección de errores, se modula en QAMo QPSK y se asigna secuencialmente a cada una de las portadoras. El resultado es una Multiplexaciónen frecuencia con un bajo flujo binario en cada portadora. Sin embargo, al usar un elevado número deportadoras, formamos un compuesto de alta capacidad de transmisión.

El bajo flujo binario hace que la señal digital sea muy robusta respecto adesplazamientos de fase, producidos por multitrayectos en la propagación.

En televisión digital terrestre se utilizan dos esquemas de modulación, con2048 portadoras designado como 2K y con 8192 portadoras designado 8K.

Flujo de Datos.La señal codificada se aplica D1 se aplica a la portadora f1, elsiguiente dato D2 se aplica a la portadora f2 y así sucesivamentehasta el dato D6817 en que el ciclo vuelve a empezar sincronizacióncon el dato D6817 que se aplica nuevamente a la portadora f1.

Solamente existe una portadora transmitiendo a la vez, y el cambiose produce por saltos consecutivos de frecuencia en el oscilador deportadora.

Es de observar que no todas las portadoras son utilizadas para transporte de datos, algunas de lasportadoras se utilizan para señalización y sincronización.

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4.1.­ Características de la COFDM.La COFDM, es una compleja técnica de modulación de banda ancha utilizada para transmitir informacióndigital a través de un canal de comunicaciones, Las principales características de este tipo de transmisiónson:

Muy robusta frente al multitrayecto, habitual en transmisiones en entornos urbanos, con retados muydispersos.Muy robusta frente a interferencias de RF y de los canales adyacentes, que pueden ser utilizados sinproblemas y también a la atenuación selectiva de frecuencia.Las señales recibidas con distintos retardos y amplitudes en el receptor, fuera del intervalo deguarda, ayudan a la recepción, y eso permite crear redes de radiodifusión de frecuencia única sinproblemas de interferencia.En el caso de sistemas de emisión con compresión de imágenes codificadas, permite aumentarfrente a sistemas tradicionales el número de servicios, manteniendo la calidad y/o ofrecer serviciosadicionales.

Para evitar interferencias en la lectura, producidas por retardos en la recepción de laseñal, se agrega un intervalo de guarda, en el que el receptor ignora la señal recibida.

El intervalo de guarda se elige teniendo en cuenta el equilibrio necesario entre el retardo esperado en elmedio de propagación de la transmisión y que su inserción reduce la tasa binaria efectiva, por lo que nodebe suponer una fracción importante del periodo de transmisión.

Resumen textual alternativo

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Analógica.De frecuencias portadoras múltiples.Frecuencia Modulada.Digital.

El siguiente enlace te llevará a un documento que te explicará ampliamente este tipo detransmisión.

COFDM: Ampliación de conocimientos incluso matemáticos. Grafico. (0.12 MB)

¿Qué tipo de modulación es la COFDM?

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Para saber más

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4.2.­ Transmisión con espectro ensanchado. (SpreadSpectrum).Jonathan pregunta si dentro de esos sistemas existe uno que ha oídoque se llama de "Espectro ensanchado" y su amigo Kevin le explica acontinuación que consiste en un sistema en el que se amplía elespectro distribuyendo la energía en una banda mayor de lo habitual loque le confiere unas características propias por ejemplo seguridad.Espectro ensanchado o esparcido es una técnica de modulaciónempleada en telecomunicaciones para la transmisión de datos digitalesy por radiofrecuencia, ampliando para ello el espectro de la señal atransmitir a lo largo de una banda de frecuencias muy ancha.

Se utilizan diversas técnicas:

Sistemas de secuencia directa en los que. la portadora debanda estrecha se modula mediante una secuencia pseudo­aleatoria (señal periódica que parece ruido sin serlo). El aumento del espectro depende de la tasa debits de la secuencia pseudo­aleatoria por bit de información.Sistemas de salto de frecuencia en que la frecuencia portadora del transmisor varía abruptamentede acuerdo con una secuencia pseudo­aleatoria. El orden de las frecuencias del transmisor dependede la secuencia de código. El receptor rastrea estos cambios y genera una frecuencia intermediaconstante.Sistemas de salto temporal en el que el periodo y el ciclo de trabajo de una portadora se varíanbajo el control de una secuencia pseudo­aleatoria. El salto temporal se usa a menudo junto con elsalto en frecuencia para formar un sistema híbrido de espectro ensanchado mediante Accesomúltiple por división de tiempo (TDMA).Sistemas de frecuencia modulada pulsada, técnica de modulación menos común que lasanteriores. En la que se emplea un pulso que barre todas las frecuencias para expandir la señalespectral. Se usa más que en transmisión de datos en aplicaciones con radares.Sistemas híbridos que usan una combinación de métodos de espectro usando las mejorespropiedades de los sistemas utilizados. Son comunes las combinaciones secuencia directa + salto defrecuencia.

El sistema a costa de una baja eficiencia en el ancho de banda y una circuitería complicada (costosa) tienelas siguientes ventajas:

Robustez respecto a interferencias multitrayecto.La banda de transmisión puede ser compartida entre varios usuarios.La transmisión debido a los códigos pseudo­aleatorios es confidencial.Robustez frente a interferencias intencionadas o no.

Si quieres ampliar conocimientos sobe este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

Espectro ensanchado: Ampliación de conocimientos incluso matemáticos.

Para saber más

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5.­ Bandas y servicios de radiodifusión. Cuadronacional de asignación de frecuencias.

Kevin. ¿Cómo es posible que las diferentes emisiones no seinterfieran entre sí?

Jonathan. Parece razonable, Kevin que todo esto esté unordenado, ¿te imaginas el galimatías radioeléctrico, que seoriginaría si todo el mundo utilizase el espectro a su librealbedrío?

Encargado. Efectivamente Jonathan, el espectroradioeléctrico esta ordenado por Ley lo que permite ademásde otras cuestiones fuera del ámbito técnico que no existaninterferencias entre señales y que cada zona del espectro seasocie con servicios concretos.

Veamos lo que hay al respecto.

Las frecuencias más bajas no se utilizan para la transmisión como portadoras de otras señales y estándentro de las vibraciones mecánicas y/o ondas de presión (ondas de presión de audio ó sonido de 20 Hza 20 kHz siendo su velocidad la del sonido). Sus características son:

Características de las frecuencias más bajas

Nombre Abreviatura Frecuencias Longitud de onda

< 3Hz > 100.000 Km

Extra baja frecuencia ELF 3­30 Hz 100.000­10.000 Km

Super baja frecuencia SLF 30­300 Hz 10.000­1.000 Km

Ultra baja frecuencia ULF 300­3.000 Hz 1.000­100 Km

Muy baja frecuencia VLF 3­30 KHz 100­10 Km

> 300 GHz < 1 mm

Por encima nos encontramos las altas y radio frecuencias, su velocidad es la de la luz y suscaracterísticas son:

Características de las altas y radio frecuencias

Nombre Abreviatura Frecuencias Longitud de onda

< 3Hz > 100.000 Km

Baja frecuencia LF 30­300 KHz 10­1 Km

Media frecuencia MF 300­3.000 KHz 1 Km­100 m

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Alta frecuencia HF 3­30 MHz 100­10 m

Muy alta frecuencia VHF 30­300 MHz 10­1 m

Ultra alta frecuencia UHF 300­3.000 MHz 1 m­100 mm

Super alta frecuecnia SHF 3­30 GHz 100­10 mm

Extra alta frecuencia EHF 30­300 GHz 10­1 mm

> 300 GHz < 1 mm

Por encima de 1 GHz las bandas están en el espectro denominado de las Microondas. Por encima de300 GHz y hasta los 384 THz encontramos la banda de infrarrojos (radiación térmica), desdelongitudes de onda de 0,7 a 300 micrometros.

A frecuencias superiores a los infrarrojos nos encontramos la luz visible, la luz ultravioleta, los rayos X yradiación cósmica.

Este enlace te permite hacerte una idea global sobre el espectro de la radiaciónelectromagnética.

Cuadro interesante de distribución de Frecuencias en WIKIPEDIA.

Para saber más

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5.1.­ Cuadro nacional de atribución de frecuencias (CNAF).La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), a efectos de atribución de las bandas defrecuencias, ha dividido el mundo en tres Regiones. España pertenece a la Región 1.

La utilización de las diferentes bandas de frecuencia se asigna en España por la "Secretaria de Estado deTelecomunicaciones y para la Sociedad de la Información" del Ministerio de Industria, Turismo yComercio.

En la siguiente imagen puede ver cómo están asignadas las regiones de frecuencia a nivel mundial.

Regiones UIT.

Si quieres ampliar conocimientos sobe este apartado, el siguiente enlace te será muy útil...

Cuadro nacional de asignación de frecuencias.

Este enlace te permite acceder a la normativa relacionada con este apartado del Ministerio deIndustria.

Localización de normativa oficial.

Para saber más

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6.­ Sistemas de radio analógicos. Transmisiónestereofónica (I).

Kevin. O sea que ya los sistemas analógicos ya no seutilizan.

Encargado. Aunque penséis que con todo el tema de lastransmisiones digitales, los sistemas analógicos ya no se vana utilizar, esto no es así, todavía se siguen usandotransmisiones en AM y FM.

Alfredo. Está claro que estos lo sistema analógicos ydigitales van a coexistir, así que os tenéis que aplicar elcuento y hay que conocer todos ellos.

Vanesa. Pero no solamente habrá que conocer los sistemas vía radio como los convencionales,también nos tendremos que poner al día del uso de Internet para este tipo de transmisiones.

Encargado. Efectivamente Vanesa, la tecnología nos permite hacer cosas que hace algúntiempo no existían y no podéis quedaros al margen.

Veamos en primer lugar cómo funcionan las cosas en nuestro país.

España a nivel de difusión comercial tiene definidas dos bandas principales:

Onda Media (OM) situada entre los 531kHz y los 1.602 kHz modulada en AM, propagación porOnda de superficie y reflexión en la ionosfera. Transmite audio hasta 4,5 kHz y usa un canal de 10kHz.Frecuencia Modulada (FM) situada en VHF entre los 87 y los 108 MHz, propagación visual.Transmite audio hasta 15 kHz y usa un canal de 150 kHz en mayor calidad que AM. Diseñadainicialmente para la transmisión monofónica como la OM, la FM permite la transmisión enestéreo.

Transmisión estereofónica. Características:

La necesidad de la transmisión estéreo que permitiese una mayor calidad, transmisión del Canal Izquierdo(I) y Derecho (D), y dado el gran número de receptores en manos del público que no se debían desecharplanteó dos cuestiones fundamentales:

Retro compatibilidad: El sistema permitiría la transmisión de señales monofónicas.Compatibilidad: El sistema permitiría la recepción de los nuevos programas, en receptores yaexistentes.

Estas consideraciones llevaron a diseñar la señal a transmitir,denominada señal (MPX) o Multiplex que forma la señal atransmitir multiplexando en frecuencia las siguientes señales:

Señal Suma (I+D). Obtenida de mezclar (sumar) loscanales derecho e izquierdo de la señal estéreo. Ocuparáen el espectro hasta 15 kHz. Esta señal será la recibidapor los receptores mono.Señal diferencia (I­D). Obtenida de restar el canal derecho del izquierdo de la señal estéreo. Estaseñal ocupa el mismo espectro que la Señal Suma y, para transmitirla de forma diferenciada, lamodularemos en DBL con una portadora de 38 kHz desplazándola en el espectro a la banda de 23 a53 kHz.Piloto. Señal de 19 kHz obtenida a partir de la portadora de 38 kHz. Se envía para facilitar la

Caso práctico

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demodulación en el receptor, activando los demoduladores de señal estereofónica y permitir suregeneración con la correcta información de frecuencia y fase.Señal RDS (Radio Data System). Es una información adicional transmitida como datos digitalesmodulados en PSK, con portadora de 57 kHz y que es enviada cíclicamente por la emisora. Junto ala Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing forma la señal completa a transmitir,envía información como "Nombre de Emisora, tipo de programación y datos de seguimiento paracambios automáticos de sintonía en receptores móviles y conmutación a de información de tráfico,entre otros.

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6.1.­ Sistemas de radio analógicos. Transmisión estereofónica(II).Las operaciones referidas en el apartado anterior son realizadaspor el codificador estéreo, que partiendo de las señales I y Dgenerará la señal MPX y en su caso insertará la señal RDS.

Proceso en frecuencia. Se aplicará a cada canal un proceso depreénfasis, realzado de frecuencias altas (más débiles), paramejorar la relación señal ruido en la transmisión frente a losruidos indeseados que alteran la recepción. El preénfasis serealiza con un filtro paso alto con constante de tiempo de 50

µs. Después se incorpora un filtro paso bajo que limita laseñal a transmitir a 15 kHz obteniendo las señales I y Dprocesadas.

Señal Suma. Las dos señales I y D se introducen en un sumador que produce la señal I+D.

Señal Diferencia. Las dos señales I y D se introducen en un circuito restador que produce la señal I­D.Esta señal tiene una banda igual a la I+D, por lo que para no interferir la desplazamos a una zona superiordel espectro modulando en DBL. Para ello usamos oscilador de sub portadora de 38 kHz.

Señal Piloto. A partir de la portadora de 38 kHz con un divisor de frecuencia obtenemos el piloto de 19kHz.

Señal RDS. En caso de ser emitida, los datos generados exteriormente son modulados en PSK sobre unaseñal senoidal de 56 kHz.

Las tres últimas señales se introducen en el sumador para añadirse a la I+D y obtener la señal MPX queserá enviada al equipo de emisión.

Los enlaces siguientes te conducirá a unas páginas que te permitirán obtener datos de lasemisoras españolas de OM y FM (frecuencia, ubicación , cadena, etc.).

Emisoras OM y FM en España.

Para saber más

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7.­ Sistemas de radio digital.

Encargado. Esta es la parte de la instalación donde lo queutilizamos son sistemas de radio digital, con todo lo que elloimplica.

Kevin. Pero habréis tenido que hacer muchas modificaciones¿no?

Encargado. Pasar de una tecnología a otra siempre, suponecambios, tanto desde el punto de vista de los equipos comoincluso de los recursos humanos.

Vanesa. No entiendo lo de los recursos humanos, que tienenque ver.

Alfredo. Ten en cuenta Vanesa, que para que algo funcione no solo es necesario cambiar losequipos y ¡ya está! Aparecen nuevos conceptos, formas de operar, etc., y el personal tiene quedominarlos para que no haya ningún tipo de problema.

Encargado. Efectivamente, Alfredo tiene toda la razón del mundo, las personas son muyimportantes, pero nos estamos desviando del tema, así que sigamos y ¡prestar atención!

El espectro hay que aprovecharlo en las mejores condiciones ypor tanto ante la saturación del mismo y las limitaciones delsistema analógico tradicional, se han desarrollado diferentessistemas de transmisión digital con, entre otras, las siguientesventajas:

Aumento de calidad en la recepción de similar al DiscoCompacto.Robustez del sistema al multitrayecto y a los ruidos detransmisión, resuelve los problemas de distorsión ycancelaciones que sufren las señales de FM en receptoresen movimientos móviles.Permite el uso de Redes de Frecuencia Única.Necesita niveles de recepción más reducidos y relaciones Señal Ruido de 9 dB frente a 50 en FM.Diversifica la información transmitida, permitiendo elementos multimedia, audio multicanal, etc.En un mismo ancho de banda se pueden multiplexar varios servicios de calidad configurable por eloperador.

¿Se puede hacer uso del espectro indiscriminadamente, verdadero o falso?

Verdadero. Falso.

Caso práctico

Autoevaluación

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Emisor DAB.

7.1.­ DAB. Digital Audio Broadcasting (Emisión de AudioDigital).Es un sistema Europeo desarrollado al tiempo de la Televisióndigital, con iguales características de aumento importante decalidad y de servicios comerciales, no siendo compatible con losactuales sistemas analógicos. Tiene problemas de implantaciónpues los receptores son caros al usuario por su complejidadtécnica y por la parición en el mercado de otros sistemas deradio digital competidores.

Usa compresión MUSICAM o MPEG­1 Audio Capa 2,parecida al MP3 pero necesitando un menor procesamiento.Dadas dos señales próximas en frecuencia y una con nivelsonoro mayor que la otra, la señal de menor nivel suele quedar enmascarada y no se percibe. Además, eloído tiene umbrales de percepción fuera de los que no percibe los sonidos. MUSICAM procesa dividiendo laseñal de sonido en 32 sub­bandas y elimina todo aquello que el oído no va a percibir, consiguiendodisminuir el ancho de banda que se necesita para transmitir. Además audio se incluyen servicios adicionalescon una cabecera de trama que los identifique en el receptor, como información de tráfico, noticias deactualidad, etc.

El conjunto denominado Señal Multiplex, con varios servicios, se transmite con la misma modulaciónQPSK combinada con una transmisión COFDM usando canales de 1,5 MHz y 1.536 portadoras a 1kHz deseparación.

En difusión terrestre se definió la banda de trabajo de 174 a 240 MHz, y pueden llegar en satélite a 3MHz.

Si quieres ampliar conocimientos sobe este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

DAB.

Para saber más

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7.2.­ IBOC. Canal Dentro de Banda (In­Band On­Channel) (I).Sistema de radiodifusión con característica fundamental laposibilidad de transmisión híbrida, es decir compatible conemisión de señal analógica y digital. Permite una transicióngradual de analógico a digital.

Usa las bandas comerciales de AM y FM colocando lainformación digital a los lados o sobre la señal analógicaquedando muy reducido el espectro usado para digital lo quelimita su capacidad de transmisión.

IBOC­AM permite un canal de radio estéreo de calidad similar al de FM analógica y bit­rate de 20 a 24kbps.

IBOC­FM permite un canal de radio estéreo de calidad próxima al Disco Compacto y bit­rate de 98 kbps.

Utiliza sistemas de compresión de audio eliminando todo aquello que el oído no va a percibir, a latrama de audio añade los datos de servicios adicionales y redundancia de corrección de errores, y se modulaQPSK combinada con una transmisión COFDM. A diferencia de DAB, reparte su espectro en segmentosordenados en función de su prioridad primario, secundario y terciario que coloca en los huecos libres delespectro analógico.

Un estándar mundial no es actualmente posible pues el espacio dedicado a transmisión es diferente encada país. Por ejemplo en Europa OM (onda media) ocupa una banda de 9KHz (AM) y permite solo señalesmonofónicas mientras en EEUU el ancho de banda es de 20KHz lo que permite señales estereofónicas através de OM.

Transmisión Híbrida.En FM Para evitar interferencias entre las transmisiones analógicas y digitales que coexisten, secolocan los segmentos principales en los extremos de los canales analógicos, donde se puedenutilizar niveles mayores de potencia, reservando los 200 a 240 kHz centrales para el canal analógicoy hasta el resto hasta los 400 kHz (dos zonas de 70 kHz) para las portadoras COFDM de la zonaprincipal del segmento de información primario.

En AM el canal de transmisión es de 9 kHz, mucho más estrecho, por lo que hay que ampliarlo a 30kHz. Reservamos los 10 kHz centrales para el canal analógico y para las portadoras de de menorpotencia del segmento de terciario que no interfieran la señal analógica. Los segmento secundario yprimario se colocan entre la zona central anterior y los 20 y 30 kHz respectivamente, el segmentoprimario contiene la información más importante usando portadoras COFDM más potentessituadas a ± 10 y ± 15 kHz del centro de la banda.

Transmisión digital FM.Tras un periodo de convivencia todo el espectro será ocupado por la transmisión digital COFDM.

En el caso de FM en la distribución del espectro el segmento primario ocupará los extremos de labanda, mientras la zona central estará ocupada el segmento secundario.

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7.2.1.­ IBOC. Canal Dentro de Banda (In­Band On­Channel) (II).

Transmisión digital AM.En AM el canal ocupará un ancho de banda de 20 kHz,Segmento Primario ocupará la zona central de 10kHz,el segmento secundario ocupará la zona superior defrecuencias y el terciario la inferior.

El aumento del espectro disponible en la transmisióntotalmente digital permite el aumento de la calidad y/o deservicios transmitidos (canales en otros idiomas o canales de efectos, etc.).

Si quieres ampliar conocimientos sobe el sistema IBOC este enlace te será muy útil.

Ampliación de conocimientos sobre IBOC

Para saber más

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7.3.­ DRM. Radio Digital Mundial. DRM+.Se trata de un sistema no propietario (ningún organismo puede pedirpago por su uso) impulsado desde Europa con el objetivo de crear unsistema de radio universal para emisiones en frecuencias inferiores a30MHz. Bandas cuyo uso ha disminuido progresivamente en losúltimos años por la baja calidad de sonido obtenida.

Se plantea como alternativa al IBOC AM. El IBOC usa bandas en MFy VHF y DAB en VHF.

Las transmisiones en frecuencias más bajas tienen permiten un mayoralcance, ventajoso en ciertas aplicaciones y permite transmitir con independencia de proveedores deservicios en Internet y operadores por satélite.

Utiliza canales muy estrechos de 9 a 18 kHz y permite el envío de textos, datos y otros servicios en sumultiplex además de una señal monofónica de calidad similar a FM y bit­rate 24 kbps con Compresión deAudio Avanzada (AAC). La ventaja es una mayor calidad de sonido con la desventaja de receptores más

Usa transmisión COFDM y modulación 64­QAM, aunque está disponible el sistema 16­QAM.

DRM30. En Onda Larga 150 a 529 kHz , Onda Media 530 a 1710 kHz y Onda Corta 1711 kHz a 30MHz.DRM+, Se define para la zona del espectro entre 30 y 174 MHz.

Si quieres ampliar conocimientos sobe la los sistemas de Radio Digital estos enlaces te seránmuy útiles.

DRM y Radio Digital Terrestre.

Para saber más

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8.­ Sistemas de Televisión.

Alfredo los ha llevado esta vez a una pequeña emisora detelevisión local donde trabaja un colega suyo, que es elEncargado de mantenimiento de la emisora.

Jonathan. ¿Sucede como en radio que también tenéis sistemasdigitales y a analógicos?

Encargado. Efectivamente responde; existen sistemasanalógicos y digitales como el sistema PAL y el DVB aunque enEspaña solo se utiliza como ya sabéis los sistemas digitales, perocomenta que dependiendo de los países se utilizan unos u otrossistemas de modulación.

En primer lugar comenzaremos describiendo un sistemaanalógico el sistema PAL.

Sistema PAL. Línea de fase alternada (Phase AlternatingLine).Para obtener la señal de Luminancia Y en todos los sistemas se obtiene a partir de las señalesbásicas RGB (rojo, verde, azul) mediante su suma ponderada dado que la percepción del ojohumano no es lineal a los diferentes colores.

El ojo humano es mucho menos sensible a la información de color que a la de luminancia o brillo.Ello nos permitirá, cuando sea necesario, priorizar la señal de luminancia (brillo) respecto a la decrominancia (color).

La señal de Crominancia C se define como la suma de dos vectores U y V que obtenemosponderando las señales diferencia de azul y diferencia de rojo respecto a la señal Luminancia.

Sistema PAL.­ Sistema analógico de transmisión de señales de televisión más usado en el mundo:mayoría de países africanos, asiáticos y europeos, algunos americanos y Australia.

Se utiliza para intentar corregir los errores de fase producidos en la transmisión de la señal detelevisión analógica que provocan un error en el tono del color (fase vector crominancia),disminuyendo la calidad de imagen.

Utiliza un ancho de banda de 5 MHz para luminancia y 1 MHz para las señales U y V.

En España se utiliza el PAL B/G con ancho del canal transmisión de 7 y 8 MHz respectivamente.

Si quieres ampliar conocimientos sobe el sistema PAL este enlace te será muy útil.

El sistema PAL.

Caso práctico

Para saber más

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Es la menos robusta.Es igual de robusta que DVB­S y la DVB­T.Es la más robusta.

8.1.­ DVB. Difusión de Video Digital (Digital VideoBroadcasting).DVB son siglas de una organización que crea y promueveestándares de televisión digital internacionalmente:

Satélite (DVB­S).Ancho de Banda 36 MHz.QPSK mas una fuerte corrección de errores yentrelazado.Flujo de 18,4 a 48,4 Mbps, en su versión máscomún usa 39 Mbps.

Cable (DVB­C).Ancho de Banda 6 a 8 MHz.QAM normalmente 64 y protección de errores menor, al ser la transmisión más robusta frenteal ruido.Flujo similar a transmisión por satélite.

Televisión terrestre (DVB­T).Ancho de Banda 8 MHz en España, utiliza los canales de UHF vacios y/o liberados de la TVanalógica.Puede usar QPSK o QAM 64 con COFDM en España en su versión de 8K.Flujo aproximado de 20 Mbps.

televisión terrestre para dispositivos portátiles (DVB­H).televisión satelital para dispositivos portátiles (DVB­SH).

Prestaciones:

Mayor calidad respecto a la TV analógica.Varios servicios TV a través de un único canal de transmisión.Posibilidad de incluir servicios de radio.Posibilidad de transmisión en Alta Definición HDTV.Calidad de transmisión configurable y posibilidad de encriptación de la señal.Posibilidad de televisión Interactiva, Plataforma Multimedia del Hogar con canal de Retorno víaradio.

Estos enlaces te son necesarios para conocer los tres tipos más representativos de transmisiónDVB...

Diferentes sistemas DVB.

Respecto a la relación señal ruido la transmisión DVB­C

Debes conocer

Autoevaluación

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Red de Frecuencia Única y Frecuencia Múltiple

9.­ Redes de comunicación por radiofrecuencia. Red dedifusión.

Seguimos en la emisora local en la que trabaja el amigode Alfredo.

Jonathan y Kevin se interesan por los sistemas detransmisión actuales y en particular por la influencia de lafrecuencia en los mismos.

Kevin. Supongo que en radiofrecuencia se tendrán queutilizar diferentes redes para las transmisiones.

Encargado. Es verdad utilizamos estructuras de redes de distribución y en particular las defrecuencia múltiple y única y que las analizarán a continuación.

Nos podemos encontrar diferentes tipos de redes que respondenfundamentalmente a los siguientes:

SFN. Red en la que distintos emisores o repetidoresutilizan una única frecuencia (canal de RF) para transmitirel mismo contenido audiovisual o señal. Necesita lasincronización de los emisores.MFN. Red en la que distintas frecuencias (canales de RF)son utilizados para transmitir contenido audiovisual. En general TV analógica usa canales dedistintos en áreas diferentes.Sincronización. En SFN, se utiliza COFDM para evitar el efecto "multitrayecto" al recibir desdevarios emisores os transmisores. Los receptores se sincronizan mediante GPS o una señal emitidadesde un emisor "maestro" o principal. Un adaptador de SFN introduce los datos de sincronizaciónen la cadena de transporte MPEG­2 usada.La Red de contribución permite transportar las señales de los proveedores de servicios desde elpunto de producción de la señal hasta los estudios. Puede consistir en sistemas simples, incluido eltransporte por medio físico, hasta sistemas de telecomunicaciones analógicos y digitales por cable,radio o satélite.La Red de difusión permite que la señal emitida por un transmisor sea recibida por cualquier equiporeceptor de la red. Todos los usuarios reciben la misma información simultáneamente. Ejemplo sonlas redes de televisión por cable, satélite o terrenal.

Si quieres ampliar conocimientos sobre este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

Redes SFN.

Caso práctico

Para saber más

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Esquema de Bloques del PLL

Esquema de Bloques del Emisor

10.­ Equipos en la transmisión.

Encargado. Este es el cuarto donde tenemos los equiposde transmisión, esto que estáis viendo es el emisor deradiofrecuencia.

Kevin. Tendrás que conocer mucha electrónica para sabermantener y reparar todo el sistema.

Encargado. Lógicamente tienes que tener conocimientosde electrónica, pero es muy importante sobre todo quetengáis perfectamente claro, cual es el diagrama de bloque de los equipos, para que antecualquier anomalía podamos pensar razonadamente la zona donde pueda estar el problema yactuar rápidamente.

Veamos pues comenta el encargado de mantenimiento como está compuesto un Emisor deRadiofrecuencia o Radiotransmisor que es un dispositivo electrónico que emite ondaselectromagnéticas, de alta frecuencia, a través de una antena. Estas ondas contienen informaciónaudio, en el caso de la "Radio" o telefonía móvil, audio e imagen caso de la "Televisión" u otro tipocualquiera de información.

Este enlace te es necesario para conocer el PLL...

PLL, Phase­Locked Loops (lazos enclavados de fase).

Este enlace te es necesario para conocer los emisores y Receptores de AM.

Emisor AM.

Caso práctico

Debes conocer

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Si quieres ampliar conocimientos sobre las características de emisores y receptores este enlacete será muy útil.

Características de Emisores y Receptores. (0.05 MB)

Para saber más

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10.1.­ Receptores.Para ser capaces de recuperar la información el usuario debe disponer de un receptor, que os paso adescribir a continuación.

Un Receptor de Radio es un dispositivo electrónico que partiendo de las ondas electromagnéticas de altafrecuencia, recibidas en una antena, recupera la información que transportan.

La tipología de receptor más usada es la de estereofónica o de mezcla de frecuencias, que realiza lasoperaciones de recepción más delicadas a una frecuencia fija denominada Frecuencia Intermedia por serun paso intermedio entre la radiofrecuencia recibida por la antena y la frecuencia de la señal de información.

Este enlace te será necesario para comprender las características de los receptores de Radio engeneral.

Receptor Radio.

Este enlace te será necesario para comprender las características de los receptores de Radiosuperheterodinos.

Receptor superheterodino.

Para saber más

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Marconi en emisión y recepción.Yagui en emisión y Marconi en recepción.Panel en emisión y recepción.Yagui en recepción y de panel en emisión.

10.2.­ Reemisores.Algunas zonas geográficas por su especial ubicación no disponen de cobertura para lo cual es necesarioutilizar reemisores. Un Reemisor de Radio es un dispositivo cuya función es, principalmente, cubrir loshuecos geográficos (normalmente de orografía complicada) en la cobertura de una red de difusión.

Para ello a diferencia de un emisor que toma la señal en audio y/o banda base de video, el reemisor tomala señal de difusión procedente de un receptor y posteriormente una vez procesada (amplificada) la emite denuevo.

Esquema de Bloques de un Reemisor.

Si quieres comprender este apartado, el siguiente enlace te será necesario.

Reemisor de Radio.

Las antenas más usadas por los reemisores son del tipo:

Debes conocer

Autoevaluación

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Sí.No.

10.3.­ Radioenlaces.Un Radioenlace es un dispositivo cuya función es la transmisión de la información (datos, audio y/o video)punto a punto, a diferencia de los emisores y reemisores que transmiten para un área geográfica amplia.

Usan frecuencias de Microondas (2,4 y 10,3 ­ 10,7 GHz) o Fuera de Banda de (870 MHz a 1 GHz).

Este enlace te será necesario para comprender este apartado...

Radioenlaces.

¿Un reemisor procesa la señal en banda base?

Debes conocer

Autoevaluación

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11.­ Líneas de transmisión para radiofrecuencia (RF).

Encargado. Imagino que todos veis la necesidad de que lasseñales se lleven de los equipos a los elementos de transmisión¿no?

Vanesa. Está claro que se necesita llevar la señal a las antenas.

Kevin. ¿Lo hacéis con estos cables que aparecen aquí?

Encargado. Eso es, se suelen utilizar cables coaxiales o guíasdependiendo de los caso.

¡Vamos a verlo!

Como os estaba diciendo empleamos medios de transmisión guiados para transportar las señales, veamoscuales:

Tipos, características y aplicaciones.En primer lugar tenemos las líneas de transmisión, ¿Qué es una línea de transmisión?. Es unaestructura física entre dos puntos, que permite dirigir una transmisión de energía en forma de ondaselectromagnéticas entre ellos.

Para que exista una propagación energética, es necesario como mínimo que existan dos conductoreseléctricos separados por un dieléctrico (puede incluso ser aire o vacío). Ejemplo de línea detransmisión para radiofrecuencia es el cable coaxial y las guías de ondas.

El cable coaxial está formado por un conductor central (hilo o cable) y uno exterior concéntrico(malla, cinta o ambas) separados por un elemento dieléctrico. Está estructura evita que en su interioraparezcan interferencias de señales exteriores y que la señal transmitida sea radiada al exterior,formando una Jaula de Faraday.

Las características principales de un cable coaxial son su impedancia característica y suatenuación.

Los cables coaxiales se pueden usar hasta frecuencias de 5 GHZ a partir de esa frecuencia (5 a 50GHz) se usan las guías de ondas, tubos metálicos de sección rectangular, circular o elípticas, queconfinan la onda en su interior. Sus dimensiones definen su frecuencia de uso óptima. Pueden servacios o contener un dieléctrico.

Factor de Velocidad es la relación entre la velocidad de la onda electromagnética en el cable y lavelocidad en el vacío.

Caso práctico

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Resumen textual alternativo

El siguiente enlace te será necesario si quieres comprender este apartado.

Cable Coaxial.

Si quieres ampliar conocimientos sobre este apartado, el siguiente enlace te será muy útil...

Características de Líneas de Transmisión y Jaula Faraday.

Si quieres ampliar conocimientos sobre este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

Jaula de Faraday.

Debes conocer

Para saber más

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HERRAMIENTA DE CRIMPADOHERRAMIENTA DE PELAR COAXIALES

11.1.­ Cables y conectores normalizados.Los cables coaxiales tienen impedancias características normalizadas de 50, 52, 75, o 93 Ω. Y unascaracterísticas de atenuación en función de la frecuencia que delimitan su campo de aplicación.

Normalmente para la emisión en radiofrecuencia se utilizan cables con impedancia de 50 Ω. Y paradistribuciones en instalaciones interiores de vivienda y para transmisión de video en banda base de 75 Ω.

En catálogos de fabricantes o en Internet puedes encontrar diferentes tipos y clasificaciones de cables RG.

Conector BNC para uso con cable coaxial como RG­58 y RG­59 para aplicaciones de RF. Es un conectorrápido, apto para UHF y de impedancia constante a en un amplio espectro de frecuencias.

Conector N Es un conector roscado para cable coaxial, usado hasta una frecuencia de 11 GHz. Admitemúltiples tipos de cables coaxiales, medios y miniatura. Se fabrica grados comercial, industrial y militar ydos tipos: estándar y corrugado. Se fabrican versiones de conectores rectos y en ángulo, aéreos y de panel.

Conector F Es un conector roscado para cable coaxial, usado de RF de uso en televisión terrestre porantena aérea, televisión por cable y universal para la televisión por satélite en general con cable RG­6/U, oRG­59/U. Usa el conductor central macizo del cable coaxial especifico como pin macho.

Es un conector bastante económico, pero tiene 75 Ω de adaptación de impedancia hasta 1 GHz y cuentacon un ancho de banda útil de hasta varios GHz.

La conexión de estos cables a los equipos se realiza habitualmente con conectores montados mediantesoldadura, montaje directo (roscado o a presión) o crimpado (montaje a presión).

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Este enlace te será necesario para comprender las características de los conectores utilizados enradiofrecuencia.

Tipos de Conectores de readiofrecuencia.

Para saber más

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12.­ Multiplexores, combinadores y distribuidores deRF.

Kevin pregunta al Encargado cómo pueden combinarse distintasseñales para ser transmitidas.

Vanesa. No solamente eso sino que luego hay que diferenciarlasen recepción.

Alfredo. Como luego os enseñará mi colega, existen toda unaserie de equipos que permiten realizar esas operaciones.

Encargado. Efectivamente vamos a ver ahora estos equipos queson los multiplexores, combinadores y distribuidores quetrataremos a continuación.

Comenzaremos con el Multiplexor que se utiliza comodispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas porun medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace esdividir el medio de transmisión en múltiples canales, para quevarios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.

Queda claro pues que la multiplexación es la combinación devarios canales de información para ser transmitidos por un únicomedio, utilizando un dispositivo llamado Multiplexor. Al procesoinverso se denomina demultiplexación. Hay varias formas demultiplexar según el sistema de comunicación empleado. Pueden combinarse entre sí para un uso máseficiente. Los sistemas más utilizados de Multiplexación son por:

División de tiempo o TDM (Time division multiplexing).División de frecuencia o FDM (Frequency­division multiplexing).

Este enlace te será necesario para comprender las características de multiplexores.

Características del Multiplexor.

Si quieres ampliar conocimientos sobre este apartado, el siguiente enlace te será muy útil.

Características del Demultiplexor.

Combinador o Mezclador es un equipo que combina varias señales RF, de diferentes fuentes, aplicadasa sus entradas y entrega una única señal en su salida. Puede incorporar filtros selectivos en sus entradasy pueden usarse en conjuntos de entrada/salida, como por ejemplo en los radioenlaces.

Distribuidor o Repartidor es un equipo que realiza la función inversa al Combinador, obtiene variasseñales RF del mismo nivel en sus salidas, partiendo de una única señal en su entrada. Puede ser pasivoo amplificado.

Caso práctico

Para saber más

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Unos y otros han de mantener la impedancia característica de las líneas de transmisión de entrada ysalida.

El siguiente enlace te ayudará con ejemplos reales de equipos si quieres comprender esteapartado.

Características del Combinador/Repartidor. (0.33 MB)

Para saber más

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13.­ Sistemas de conmutación automática. Tipos,características y aplicaciones.

Encargado. Además de lo que hemos visto, no nos podemospermitir que si nos falla algún equipo nos quedemos enblanco, ¿cómo se os ocurre que lo solucionamos?

Kevin. Como no pongáis dos equipos, no se me ocurre nada.

Vanesa. Eso puede ser complicado, porque tendría queentrar uno cuando el otro falle.

Jonathan. Imagino que se podrá conseguir que laconmutación sea automática.

Encargado. Los tres teneis razón pero todo a la vez, seduplican equipos y se establecen sistemas de reserva de tal forma que la conmutación seaautomática y lógicamente trasparente para el usuario.

Estos sistemas que os comento, se usan para conmutar automáticamente dos fuentes de RF, por ejemploconectar un emisor de reserva en caso de fallo del principal en un sistema de emisión consiguiendo con elloun aumento elevado de la fiabilidad del sistema.

Características principales son entre otras:

Impedancias de entrada / salida.Ancho de Banda de trabajo.Pérdidas de inserción.Tiempos de subida.

Aplicaciones:

Optimizar las redes de conmutación de RF.Asegurar la fiabilidad de los Equipos de emisión / recepción de RF.

Si quieres ampliar conocimientos sobre las características los sistemas de conmutación esteenlace te será muy útil.

Conmutador RF. (X.XX MB)

Caso práctico

Para saber más

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14.­ Interfaces de conexión y elementos auxiliares.

Encargado. Es importante también que no solamente os fijéis enlos grandes equipos, cableados, etc., hay elementos como losinterfaces que son absolutamente necesario.

Vanesa. ¿Qué significa eso de "interfaces"?

Encargado. Verás, son especificaciones comunes que permitenla comunicación.

¡Vamos con ellos!

Podemos definir interfaz como s la conexión entre dos equipos de cualquier tipo, resultando unacomunicación con diferentes niveles.

Un ejemplo puede ser en nuestro caso un Interface en Radiofrecuencia es toda especificación que posibilitala transmisión entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia y la ejecución materialde los dispositivos físicos necesarios.

Ejemplo de interfaces son GSM, Bluetooth y WI­FI, etc.

Si quieres ampliar conocimientos sobre WI­FI, el siguiente enlace te será muy útil.

Características WI­FI.

Si quieres ampliar conocimientos sobre Bluetooth, el siguiente enlace te será muy útil.

Características Bluetooth.

Si quieres ampliar conocimientos sobre GSM, el siguiente enlace te será muy útil.

Características GSM.

Caso práctico

Para saber más

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Paralelo.Coaxial.

El conector BNC es usado en conexiones de cable tipo:

Autoevaluación

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15.­ Antenas y sistemas radiantes. Tipos,características y aplicaciones.

Vanesa. Ya estamos al final del proceso lo que ahora nos quedaes radiar esta señal y para eso utilizáis las antenas, ¿no?

Jonathan. Pero supongo que no serán las mismas que se ven enlos tejados de las casas ¿no?

Encargado. Te estás refiriendo a la antenas de recepción,Jonathan y efectivamente no son las mismas, pero lo que si sonidénticos son los principios en los que se basan. Ahora vamos aver las antenas que utilizamos nosotros, que como supondréis sonantenas de transmisión, ¿qué os parecen?

Kevin. Pero todas estas antenas no parecen de transmisión.

Muy observador, nosotros necesitamos recibir señales, aunque no sean mas que las de lacompetencia, por eso tenemos los dos tipos de antenas, pero lo que nos interesa ahora mismoson los sistemas radiantes, así que vamos con ellos.

Una antena, comienza el encargado de mantenimiento, es un transductor (elemento que convierte un tipode energía en otra) en nuestro caso eléctrica en electromagnética y viceversa y emite o recibe ondaselectromagnéticas a o desde la atmosfera o el vacio. Una antena es en realidad un circuito resonanteparalelo en el que hemos ido separando las placas del condensador expandiendo las líneas de campoeléctrico y el campo magnético se expande en líneas concéntricas a los conductores de la antena. A unaantena podemos caracterizarla por los siguientes parámetros.

Diagrama de radiación o Patrón de radiación.Ancho de banda.Directividad.Ganancia.Eficiencia.Impedancia de entrada.Anchura de haz.Polarización.Relación Delante/Atrás.Resistencia de radiación.

Este enlace te será necesario para comprender los principios básicos de las antenas.

Parámetros de las Antenas.

Caso práctico

Para saber más

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Antena Terrestre.

Hay que tener en cuenta que las antenas suelen estar colocadasen lugares sometidos a la acción del viento por lo que tambiénhay que considerar la Carga al Viento que nos permite calcularel mástil necesario para su instalación.

Para la transmisión de señales de Radio y Televisión terrestre,nos podemos encontrar los siguientes tipos de antenas:

Antenas dipolo.Dipolo doblado.Antena Marconi.Antena helicoidal.Antena Yagi.Logarítmico Periódica.

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Un circuito resonante Serie.Un circuito resonante paralelo.Un circuito resonante Serie.

15.1.­ Antenas para transmisión vía satélite.Para transmisión vía satélite utilizamos estos otros tipos de antena.

Antena de bocina.Antena parabólica.

de foco primario.Cassegrain.Offset.

Antena Plana.

Este enlace te será necesario para comprender los tipos de antenas para satélite.

Parámetros de las Antenas.

Una Antena es:

Debes conocer

Autoevaluación

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Vatímetros Direccionales y Carga 50 Ω.

16.­ Parámetros en sistemas de radiofrecuencia.

Kevin. Si nos vamos a encargar en el futuro de instalaciones deeste tipo, tendremos que conocer que parámetros nos van aindicar su correcto funcionamiento.

Vanesa. No solo eso, sino que tendremos que familiarizarnos conla instrumentación neceasaria para poder medirlos.

Encargado. De acuerdo con los dos, os comentaré queparámetros es necesario que conozcáis y con que instrumentos serealizan las mediciones. Fijaros en estos que tengo aquí.

Kevin. Parecen complicados de utilizar.

Encargado. No necesariamente si sabes lo que estás midiendo, así que vamos con ellos.

Veamos en primer lugar en que parámetros tenemos que fijarnos.

La Onda directa es la producida por el emisor al transmitir hacia lacarga (por ejemplo la antena), si esta no absorbe toda la energía laparte no absorbida se refleja, Onda Reflejada, desde la carga hacia elemisor y se suma a la directa que este generando el emisor. Alcoincidir en la misma línea de transmisión crea la onda estacionaria.

Cuando hablamos de potencias las denominamos potencia directa ypotencia reflejada.

La Onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza y que avanzan ensentido contrario a través de la línea permaneciendo confinadas en ella. A partir de cierto nivel laestacionaria puede causar daños a la etapa final de los amplificadores, inutilizándolos.

Este enlace te será necesario para comprender los principios del ROE.

Relación de Ondas Estacionarias (0.21 MB)

Si no están adaptadas las impedancias de la etapa de salida y la antena, la antena no absorbeparte de la energía que llega, que será reflejada. La onda reflejada sumada a la incidente, formauna onda estacionaria en la línea.

Caso práctico

Debes conocer

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16.1.­ Relaciones Señal Ruido (S/N o SRN) y Portadora Ruido(C/N).El ruido electrónico es el mayor enemigo de la calidad en una transmisión y tenemos que cuantificarlo.Indicando parámetros que nos den idea de su importancia relativa, como la relación S/N (diferencia entre lapotencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido en decibelios) y la relación C/N es la expresióndel ruido agregado por el modulador en los amplificadores y otros componentes activos de los sistemas dedistribución. El ruido infligido en la portadora hace añade ruido a la señal.

La relación señal a ruido en a la salida de un equipo incluirá el ruido heredado en la señal de entrada.

Este enlace te será necesario para comprender los conceptos de señal ruido.

Relación Señal Ruido y Factor de Ruido.

Debes conocer

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Medidas Digitales

16.2.­ BER (Error de Tasa de Bit), MER (Tasa de Error deModulación), PIRE (Potencia Isótropa Radiada Equivalente).

BER es número de bits o bloques incorrectos recibidos,con respecto al total de bits o bloques enviados duranteun intervalo específico de tiempo.MER es un factor que indica la exactitud de unaconstelación digital.Una antena isótropa emite en todas la direcciones de laesfera. Una antena colocada en el foco de una parábolaemite direccionalmente la potencia del emisor, luego lapotencia por metro cuadrado es mayor y recibe el nombrede ganancia de la antena (G). Cuanto mayor es la antena,más estrecho será su haz radiado.La PIRE se calcula conociendo la potencia del emisor Pty la ganancia de la antena G y se expresa en decibelios de la forma:

Este enlace te será necesario para comprender el concepto de calidad en señal digital.

BER, MER.

Este enlace te será necesario para comprender el concepto de calidad en señal digital.

Tasa de Error de Modulación.

Para saber más

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17.­ Reglamentación y estándares. Normativa de lossistemas de transmisión de radio y televisión.

Alfredo. Sería interesante que les comentases algo relativo a lalegislación vigente.

Encargado. Efectivamente, esto es muy importante ya que todaslas instalaciones tienen que cumplir normativas técnicas yadministrativas legales, las técnicas emitidas por el Ministerio deIndustria.

Alfredo. Pero tener en cuenta que esto no solo afecta alproyectista sino también el instalador tiene obligación deaplicarlas en sus trabajos.

Este apartado tiene un carácter fundamentalmente informativo y es proporcionaros el enlace al sitio dondepodéis encontrar la legislación que nos afectará en en el ejercicio de la profesión.

Se trata de que conozcáis donde podemos encontrar la legislación que nos afecta en cuestiones tales como:

Infraestructuras.Televisión Digital Terrestre.Registro de instaladores.Servidumbres radioeléctricas.

Par ello te proporcionamos este enlace con la web del ministerio que regula estas cuestione y en la quepodrás encontrar todo lo que nos afecta. Efectivamente son muchas pero es este un aspecto que hay quetener muy claro.

El enlace siguiente te lleva a legislación que, aunque no debes saber de memoria para estemodulo, si debes saber localizar e interpretar al ser de obligado cumplimiento en lasinstalaciones realizadas en España...

Enlace a la legislación que depende de la Subsecretaria de industria, comercio y turismo.

Caso práctico

Para saber más

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Anexo.­ Licencias de recursos.

Licencias de recursos utilizados en la Unidad de Trabajo

Recurso (1) Datos del recurso (1) Recurso (2)

Autoría: Helena Andrea G. Elices.Licencia: Copyright (cedida por el autor para uso exclusivo del MPSistemas de Radiocomunicaciones).Procedencia: Cedida por la autora.

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Autoría: Helena Andrea G. Elices.Licencia: Copyright (cedida por el autor para uso exclusivo del MPSistemas de Radiocomunicaciones).Procedencia: Cedida por la autora.

Autoría: Horst Frank, with some modifications by Jailbird.Licencia: licencia de documentación libre GNU.Procedencia:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electromagnetic_spectrum­es.svg:

Autoría: Helena Andrea G. Elices.Licencia: Copyright (cedida por el autor para uso exclusivo del MPSistemas de Radiocomunicaciones).Procedencia: Cedida por la autora.

Autoría: Adrialucard.Licencia: Dominio público.Procedencia: Cedida por la autora.

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Autoría: Helena Andrea G. Elices.Licencia: Copyright (cedida por el autor para uso exclusivo del MPSistemas de Radiocomunicaciones).Procedencia: Cedida por la autora.

Autoría: Alexhcpx.Licencia: GNU Free Documentation License,.Procedencia:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Radioreseptor.jpg

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Autoría: Cedido por MiTYC.Licencia: Copyright.Procedencia: http://www.mityc.es/telecomunicaciones/es­ES/Paginas/index.aspx

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