Bandas de Frecuencia de los Servicios de Broadcasting (Radiodifusión) (Radiodifusión)
La radiodifusión (en inglés broadcasting) es la producción y difusión de señales radioeléctricas de audio y/o video a través de ondas o cable destinadas al público en general o bien a un sector del mismo. En la radiodifusión una estación base emite su señal de radiofrecuencia a través del aire. Los receptores de televisión o radio recogen dicha señal casi simultáneamente. Este caso pone de manifiesto la necesidad de que tanto emisores como receptores dispongan de un medio de transmisión común y compartido. Las frecuencias de las portadoras de amplitud modulada (radio AM), están en el rango de frecuencias de 535-1605 kHz. Las frecuencias de las portadoras de 540 a 1600 kHz están asignadas a intervalos de 10 kHz. La banda de radio FM va desde 88 a 108. Las estaciones de FM tienen asignadas frecuencias centrales empezando en 88,1 MHz, con una separación de 200 khz, y un máximo de 100 estaciones. Estas estaciones de FM tienen una desviación máxima de su frecuencia central de 75 kHz, lo cual deja unas "bandas guardas" superior e inferior de 25 kHz, para minimizar la interacción con las bandas de frecuencias adyacentes. En cuanto a televisión se trata, cada canal tiene su frecuencia de operación en la cual transmite audio y video, para América las diferentes bandas de frecuencias son: son: Para VHF: Canal
Video (MHz) Audio (MHz)
2
55.25
59.75
3
61.25
65.75
4
67.25
71.75
5
77.25
81.75
6
83.25
87.75
7
175.25
179.75
8
181.25
185.75
9
187.25
191.75
10
193.25
197.75
11
199.25
203.75
12
205.25
209.75
13
211.25
215.75
Para UHF:
Canal
Video
Audio
(MHz)
(MHz)
14
471,25
475,75
15
477,25
16
Canal
Video
Audio
(MHz)
(MHz)
51
693,25
697,75
481,75
52
699,25
703,75
483,25
487,75
53
705,25
709,75
17
489,25
493,75
54
711,25
715,75
18
495,25
499,75
55
717,25
721,75
19
501,25
505,75
56
723,25
727,75
20
507,25
511,75
57
729,25
733,75
21
513,25
517,75
58
735,25
739,75
22
519,25
523,75
59
741,25
745,75
23
525,25
529,75
60
747,25
751,75
24
531,25
535,75
61
753,25
757,75
25
537,25
541,75
62
759,25
763,75
26
543,25
547,75
63
765,25
769,75
27
549,25
553,75
64
771,25
775,75
28
555,25
559,75
65
777,25
781,75
29
561,25
565,75
66
783,25
787,75
30
567,25
571,75
67
789,25
793,75
31
573,25
577,75
68
795,25
799,75
32
579,25
583,75
69
801,25
805,75
33
585,25
589,75
70
807,25
811,75
34
591,25
595,75
71
813,25
817,75
35
597,25
601,75
72
819,25
823,75
36
603,25
607,75
73
825,25
829,75
37
609,25
613,75
74
831,25
835,75
38
615,25
619,75
75
837,25
841,75
39
621,25
625,75
76
843,25
847,75
40
627,25
631,75
77
849,25
853,75
41
633,25
637,75
78
855,25
859,75
42
639,25
643,75
79
861,25
865,75
43
645,25
649,75
80
867,25
871,75
44
651,25
655,75
81
873,25
877,75
45
657,25
661,75
82
879,25
883,75
46
663,25
667,75
83
885,25
889,75
47
669,25
673,75
48
675,25
679,75
49
681,25
685,75
50
687,25
691,75
Diagrama de bloques de una estacion de radiodifusion sonora
Diagrama por bloques de un transmisor. La primera pieza que encuentra es el oscilador que, como su nombre indica, oscila o vibra generando una señal constante de alta frecuencia que se usara como portadora. Como la señal que genera el oscilador es muy pequeña, se necesita aumentarla con un amplificador de radiofrecuencia (RF). Asi se tiene la portadora lista para recibir la señal moduladora que llega de los estudios, es decir, para ser modulada. El modulador une la moduladora y la portadora. Esto lo puede hacer en frecuencia (FM) o en amplitud (AM), dependiendo del transmisor.
La señal resultante será una portadora con una frecuencia entre 88 y 108 megahercios, si se modula en FM o entre 500 y 1600 kilohercios si lo hace en AM. Por eso, los diales de las emisoras, lo que indican es la frecuencia de la señal portadora. Estos primeros componentes reciben el nombre de excitador , aunque si después no tiene amplificadores, se le denomina directamente transmisor . Los pequeños transmisores de muchas radios son sólo excitadores que salen al aire con potencias de 10 a 50 watts. Si hay amplificación para aumentar la potencia de la señal de salida del excitador, por ejemplo en los grandes transmisores de 1 o 5 kilowatts, decimos que el transmisor está compuesto por el excitador más la etapa de potencia o amplificador. Una vez que la portadora ha sido modificada por la señal que llega de los estudios (la moduladora ) se amplifican ambas. La potencia de amplificación dependerá del permiso que tengamos y de la capacidad del transmisor, si es de 50 watts, de 5.000 watts. Cuando hay varias etapas amplificadoras se necesita sumar las potencias de cada uno de los módulos. Eso lo hace la sumadora. Por último, se lleva la señal eléctrica de alta frecuencia desde el transmisor a la antena. En este paso, el cable no debe ser excesivamente largo, ya que la señal sufrirá grandes pérdidas. En caso de que la torre de las antenas sea muy alta o esté muy lejos, se emplean cables gruesos especiales como el tipo Cellflex. También hay que prestar especial atención a la impedancia del cable. No se poner en funcionamiento un transmisor sin tener colocada la antena o una carga fantasma, que simula serlo. De hacerse, el transmisor quedará totalmente inservible. Es como abrir el grifo sin tener conectada la manguera. Esparciremos agua por todo el suelo. En este caso, al no tener por dónde disiparse la corriente de alta frecuencia del transmisor, es como si regresara de nuevo a los componentes dañando irreversiblemente el equipo de transmisiones.
Equipamiento.
Micrófono, que es un transductor electro acústico. Su función es la de traducir las
vibraciones debidas a la presión acústica ejercida sobre su cápsula por las ondas sonoras en energía eléctrica, lo que permite por ejemplo grabar sonidos de cualquier lugar o elemento. Pueden ser:
Micrófonos dinámicos de bobina: En ellos, una pequeña bobina recoge el
movimiento de la membrana o diafragma y, al moverse ésta, se genera una corriente.
Micrófonos dinámicos de cinta: La diferencia con los de bobina es que el
conductor es una cinta metálica en lugar de la bobina. Las ventajas son su robustez también y un refuerzo notable de frecuencias medias y bajas.
El micrófono de condensador: en este el diafragma está montado junto a una
placa (que puede estar agujereada o no), pero sin llegar a tocarla. Una pila está conectada a ambas piezas de metal, la cual produce una diferencia de potencial eléctrico, o carga, entre ellas. La cantidad de esta carga está determinada por el voltaje de la pila, el área del diafragma y la placa y la distancia entre ambos. Deben por lo general tener un nivel de señal en el orden de -60 dB, por la señal de salida de los mismos que es muy débil, la potencia producida por una presión de 9,87 µatm ejercida por un sonido y la impedancia de salida dependerá de la existencia de un transformador balanceado a la salida.
Oscilador , como su nombre indica, oscila o vibra generando una señal constante
de alta frecuencia que usaremos como portadora.
Modulador , une la moduladora y la portadora. Esto lo puede hacer en frecuencia
(FM) o en amplitud (AM), dependiendo del transmisor.
Transmisor , muy útil para transmitir una señal de audio a un amplificador sin
necesidad de cables, basta con un simple receptor de FM. La ventaja con respecto a otros circuitos de similares características consiste en el diseño del filtro usado para la selección de la señal a transmitir, lo que asegura una reproducción fiel del sonido. También para dar más seguridad al sistema se debe utilizar un transmisor auxiliar.
Línea de transmisión , que es una estructura material utilizada para dirigir la
transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas, comprendiendo el todo o una parte de la distancia entre dos lugares que se comunican. Para este caso puede ser un cable coaxial.
Torre, donde ira ubicada la antena. Antena, hay diferentes tipos de antenas para la banda de onda media en AM y
para las bandas FM, de radiodifusión, todas ellas con sus ventajas y desventajas que al elegirse correctamente darán sus beneficios.
Planta transmisora de una estación AM Dónde ubicarla:
Cuando se elige un terreno para la instalación de una planta transmisora deben tenerse
en
cuenta
algunas
consideraciones
importantes.
El terreno a elegir no debe estar en suelo demasiado seco ni pedregoso de baja conductividad. Preferentemente húmedos. Los terrenos montañosos tienen generalmente una muy baja conductividad, siempre se debe tratar de que no esté excesivamente rodeado
de
grandes
arboledas.
Debe estar alejado de elementos como cableados de líneas eléctricas y/o telefónicas. En general las líneas producen atenuaciones o reflexiones del campo radiado, lo que hace que
los
radios
de
alcance
resulten
un
poco
impredecibles.
Las líneas telefónicas actúan a modo de antena receptora de las señales de AM y al intentar hablar por teléfono de línea suele escucharse más fuerte la radio que las conversaciones. Para estos casos hay que colocar una gran cantidad de filtros que requieren costos de materiales y mano de obra. Conexiones hechas a mano producen oxidaciones y actúan como rectificadores dejando solo el audio modulante que es ya imposible
de
filtrar.
No se debe situar una emisora de AM dentro de una zona poblada. La densidad poblacional debe ser muy baja. En su carpeta técnica le pedirán un juego de fotografías en todas las direcciones como comprobación y está normado en varios países. Recomendable que el campo radiado sobre la parte más cercana poblada no supere de 1 V/m.
Planta transmisora de una estación FM Fundamentos generales: La planta transmisora es el sitio donde se alojan el
transmisor y los accesorios necesarios para su operación. Al instalar una planta transmisora hay que considerar los elementos a colocar y los espacios necesarios para una correcta y eficiente operación. Normalmente en una planta transmisora de FM se instala: • Transmisor principal • Transmisor auxiliar • Conmutador de antena • Carga fantasma • Tablero de suministro de energía eléctrica • Grupo electrógeno • Unidad terminal de audio • Espacio de trabajo para el técnico • Pañol de materiales y repuestos
Transmisores: Debemos considerar dejar un espacio circundante de al menos 1,5
metros como mínimo sobre las caras que requieren acceso, para poder realizar las tareas de mantenimiento de rutina o reparaciones, con comodidad. Se deben prever conductos de acceso para suministro de energía eléctrica, audio y datos en forma separada para evitar interferencias entre señales. Estos conductos pueden ser bajo piso, aéreos en bandejas o la combinación de ambos.
Conmutador de antena:El conmutador de antena puede ser un pach panel
manual, o un conmutador motorizado, la posición del pach panel hay que establecerla con cuidado teniendo en cuenta las características del personal que lo va a operar. Las protecciones para evitar que cualquiera de los transmisores pueda encenderse cuando alguna de las vías del patch panel esta desconectado es muy importante no olvidarlas. Los conmutadores motorizados son caros pero se realiza la conmutación en no más de 3 segundos solamente apretando un botón y además nos permite su accionamiento
remoto
lo
que
lo
hace
fundamental
en
plantas
automatizadas.
Carga fantasma:Fundamental para efectuar comprobaciones y algunos
ajustes en los transmisores fuera del aire. Estas pueden ser al aceite, refrigeradas por agua o por aire, la elección está relacionada con la potencia y el presupuesto.
Tablero de suministro de energía eléctrica: El tablero de suministro nos
debe permitir seccionar cada carga en forma separada y bloquear los seccionadores de los sectores donde se realiza mantenimiento para evitar accidentes. Debe proveer facilidades para conmutar cargas ante una emergencia, proveer instrumentación adecuada y una puesta a tierra eficiente.
Grupo electrógeno:La utilización de un grupo electrógeno es recomendable
cuando se requiere continuidad de la transmisión, en emisoras de hasta un kilowatt el uso de una UPS es muy recomendable y relativamente económica. Por encima del Kw la implementación de la UPS se hace muy cara, aun cuando permite conmutaciones de carga ante fallas de suministro sin que el oyente y a veces el personal de la emisora sé de cuenta.
Unidad terminal de audio: La unidad terminar de audio es un rack donde se
centralizan los equipos periféricos de la planta; procesador de audio, rds, distribuidores, codificadores digitales, enlaces transporte de programa fijos y móviles, monitores, moduladores sca, etc. Un diseño cuidado y prolijo es imprescindible para evitar ruidos y zumbidos generados por una puesta a
masa incorrectamente instalada y además para facilitar las tareas de mantenimiento y eventuales mejoras o ampliaciones.
Espacio de trabajo:Generalmente un pequeño escritorio y una silla donde
realizar las tareas de rutina durante el mantenimiento y reparaciones, también donde apoyar el libro de guardia para su rúbrica obligatoria por el personal habilitado.
Pañol de materiales y repuestos : Disponer de un armario o cajonera para
almacenar los materiales de uso frecuente y los repuestos de los equipos es fundamental para dar una respuesta eficaz sin importar día ni hora.
Sistema de ventilación y refrigeración: Todos los elementos de un
transmisor en particular válvulas y transistores son especialmente susceptibles a las temperaturas altas.También es cierto que todos los transmisores
producen
calor
como
producto
secundario
de
su
funcionamiento y que este calor debe ser eliminado del recinto para evitar sobre temperaturas. Normalmente con un sistema que extraiga el aire caliente e impulse aire dentro del recinto en un 20 o 25 % más que el extraído (para generar una presión positiva) alcanza para refrigerar y mantener limpio los transmisores. Existen soluciones de mayor complejidad pero requieren un estudio particular de cada caso.
Diagrama de bloques de una estación TV. Diagrama de bloques de una estación de TV pequeña.
Para una pequeña emisora de televisión, se necesita en primer lugar de una videocámara, algunas traen micrófono incorporado y no requieren micrófono, otras si los necesitan; el audio y el video van a una consola/conmutador, desde acá es posible switchear a un DVD para poner comerciales, películas, a un canal del estado para poner un evento oficial, o a una computadora para transmitir una presentación o video. Además es posible controlar varios canales y niveles de audio. El video nativo ocupa un gran ancho de banda, por lo que es necesario aplicarle un formato de compresión, ello consiste minimizar el ancho de bando del video aplicando técnicas de reducción de datos de dicha información, desmejorando en cierto aspecto la calidad de la misma, pero necesario para poder transmitirlo. En el transmisor se mezclan ambas señales las cuales son enviadas por una línea de transmisión hasta las antenas las cuales por lo general son tipo panel. La estación mediana de tv es similar a la de la radio con varios estudios con varias cámaras y micrófonos, que van a la consola de la sala, un master central coordina las transmisiones de las diferentes salas, en el master hay un equipo para edición de video y efectos como división de pantalla, cintillos, transposición de imágenes, entre otros. Luego de esto el video pasa a compresión y el audio para aun procesador de audio, las señales son inyectadas al transmisor para ser canalizadas por la línea de transmisión y salir al espectro por las antenas.
La imagen previa en el diagrama son monitores para visualizar con algo de adelanto lo que saldrá a las pantallas de los tel espectadores Las estaciones grandes tienen dos master, varios salones de edición de video, radioenlaces. Planta transmisora de estación TV
Toda estación transmisora del Servicio de Radiodifusión está conformada por los estudios donde se generen las señales de trasmisión, la planta transmisora, sistema irradiante y enlace auxiliar, físico o radioeléctrico. Aquella estación transmisora de Frecuencia Modulada (FM) o de televisión (UHF, VHF) que cubre solo un área de servicio determinada será denominada Estación Local. Para efectos de la aplicación de las normas relacionadas al servicio de radiodifusión, defínase como perímetro urbano al límite que circunda el área poblacional establecida en la distancia en kilómetros lineales, que separa a la Plaza de Armas de una determinada localidad, hasta la ubicación de la Planta Transmisora de una Estación de radiodifusión. Fuera del perímetro urbano, podrán instalarse plantas de transmisión de estaciones de radiodifusión, siempre que operen cumpliendo las características técnicas indicadas en la autorización correspondiente.
Las plantas de transmisión, preferentemente deberán ubicarse en zonas o estructuras
de
soporte
para
uso
compartido
de
antenas
de
radiodifusión.
En cualquier cosa, para la instalación de las plantas de transmisión de estaciones de radiodifusión, se deberá contar con la conformidad de la Dirección General de Autoridades en Telecomunicaciones, la misma que para tal efecto coordinara cuando técnicamente fuera necesaria, con la Dirección General de Control y Supervisión de Comunicaciones. Dicha conformidad será emitida dentro de un procedimiento administrativo relacionado con la autorización para la instalación de estaciones de radiodifusión. Las plantas de transmisión deberán garantizar que los niveles de intensidad de campo no produzcan efectos perjudiciales a la salud de la población, el bloqueo de los receptores domésticos de radiodifusión, ni efecto perjudicial a aparatos o equipos electrónicos, de acuerdo a las normas vigentes y, de ser el caso, las recomendaciones internacionales.
Sistemas de Comunicaciones Moviles Radiocomunicaciones móviles
Consideraciones generales La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) define el servicio móvil como un servicio de radiocomunicaciones entre estaciones móviles y estaciones terrestres fijas, o entre estaciones móviles únicamente. Los sistemas móviles se clasifican, en función del entorno por el que se desplacen los terminales móviles, en servicio móvil terrestre, marítimo y aeronáutico. Cada uno de estos servicios puede prestarse mediante medios terrenales exclusivamente o utilizando repetidores espaciales (satélites). Los sistemas de radiocomunicaciones móviles permiten el intercambio de información variada (voz, datos, vídeos, teleacción,…) entre terminales a bordo de
vehículos o transportados por personas y terminales fijos (centros de control, teléfonos) con unas características de calidad determinadas. En los sistemas móviles se aprovecha, plenamente, el carácter inalámbrico de las comunicaciones radioeléctricas y la movilidad inherente, lográndose enlaces de gran ubicuidad, versatilidad y flexibilidad. Como en cualquier sistema de telecomunicación, en los sistemas móviles se transmite información de usuario o tráfico e información adicional necesaria para el establecimiento, liberación y supervisión de las llamadas, así como para la protección de la información frente a las perturbaciones. A esta información adicional se le suele denominar señalización. La señalización puede intercambiarse junto al tráfico (señalización asociada) o utilizando recursos específico (señalización común).
A la superficie geográfica dentro de la cual los terminales pueden establecer comunicaciones con una estación fija, y eventualmente entre sí, se le llama zona de cobertura. Por lo tanto, los sistemas de comunicaciones móviles han de diseñarse de forma que puedan realizarse los enlaces desde cualquier lugar de la zona de cobertura. Esto obliga a elegir cuidadosamente la ubicación de las estaciones fijas. . Además, en función de dónde se sitúa habitualmente el terminal móvil, el Reglamento diferencia tres tipos de servicio: • Servicio móvil terrestre. • Servicio móvil marítimo. • Servicio móvil aeronáutico.
Es importante destacar que al hablar de comunicaciones móviles se está pensando, generalmente, en un sistema de comunicaciones punto a punto. Aunque también es posible en algunas circunstancias efectuar comunicaciones punto a multipunto, se trata de una configuración especial del servicio que sirve a aplicaciones particulares.
Composición de un sistema de radiocomunicaciones móviles
En un sistema de radiocomunicaciones móviles se pueden distinguir los siguientes elementos:
Estaciones fijas (FS): Una estación fija es una estación radioeléctrica no prevista
para su utilización en movimiento. Dentro de las estaciones fijas se puede distinguir entre:
Estación de base (BS): Es una estación radioeléctrica fija, cuyo funcionamiento se
controla directamente desde una unidad de control situada en un punto especificado. El control puede ser local o remoto, mediante líneas telefónicas o radioenlaces. Las estaciones de base tienen como característica primordial el de ser fuentes y destinatarias de tráfico y de señalización. Están constituidas por equipos transceptores, sistemas radiantes y elementos de conexión entre unos y otros.
Estación de control (CS): Es una estación fija que se utiliza para la conexión de una
estación de base con la red de telecomunicaciones fija, mediante un radioenlace punto a punto.
Estaciones repetidoras (RS): Son estaciones fijas que retransmiten las señales
recibidas. Conectan estaciones base con estaciones móviles. Se emplean para conseguir una gran cobertura radioeléctrica, por lo que se suelen ubicar en lugares altos. También se usan para el relleno de zonas de sombra en la cobertura de una estación base o para proporcionar cobertura en lugares especiales tales como túneles, estacionamientos subterráneos, etc.
Estaciones móviles (MS): Una estación móvil es una estación radioeléctrica del
servicio móvil prevista para su utilización en un vehículo en marcha o que efectúa paradas en puntos indeterminados. El término incluye a los equipos portátiles o de mano, que son aquellos que acompañan al usuario, y a los denominados equipos transportables, que pueden instalarse temporalmente en vehículos (coches o motocicletas) y llevarse también a mano. A las estaciones móviles de un sistema suele llamárseles genéricamente terminales.
Equipos de control: En los sistemas de comunicaciones móviles, en general, el
conjunto de equipos de control lo forman los dispositivos necesarios para el gobierno de las estaciones de base, la generación y recepción de llamadas, localización e identificación de usuarios, de equipos y vehículos, transferencia de llamadas a red telefónica, señalización de canales, etc. Se incluyen también aquí los terminales de datos (pantallas, impresoras), miniordenadores y controladores.
Enlace:
Se denomina enlace descendente DL (downlink) al sentido de comunicación de estación fija a terminal móvil.
El enlace ascendente UL (uplink) corresponde al sentido de comunicación de terminal móvil a estación fija.
Enlaces Punto a Punto: Es aquel que conecta únicamente dos estaciones en un instante dado. Se puede establecer enlaces punto a punto en circuitos dedicados o conmutados, que a su vez pueden ser dúplex o semidúplex
Enlace Multipunto: El enlace punto a multipunto o simplemente multipunto es un sistema que está conformado por un equipo de comunicaciones o estación base y de equipos remotos o estaciones remotas o estaciones clientes, es decir, estos conectan más de dos estaciones a la vez.
Modos de Operación
Difusión: Transmisión desde un TX a múltiples receptores. Característica de sistemas radio eléctricos zonales unidireccionales.
Contienda: Transmisión desde múltiples TX a
un solo RX (múlti-acceso).
Requiere la utilización de protocolos reguladores del acceso. Característica de sistemas radioeléctricos multipunto y móviles.
Sistemas símplex:La transmisión y la recepción se efectúan en un solo sentido. Consta de una estación transmisora fija y una o múltiples estaciones receptoras móviles. Generalmente la primera es de gran potencia y amplia cobertura. Su uso más frecuente es para los sistemas de difusión o “broadcasting”, ya sean estos comerciales, públicos o privados, aunque
también se los puede utilizar para servicios muy específicos del tipo punto a multipunto o “multicasting” como la televisión aérea codificada, y punto a punto o “unicasting” como puede ser algún servicio de telemetría.
Sistemas semi-dúplex:También conocido como “Half Duplex”. La transmisión y
la recepción se efectúan en forma secuencial, en un sentido cada vez. Dentro de estos se encuentran los que funcionan a una o a dos frecuencias. Los primeros son aquellos que utilizan la misma frecuencia para transmisión y recepción. Presentan como principal inconveniente la alta probabilidad de captura de una comunicación por otra, debido a una alta interferencia cocanal; sin embargo, permiten la comunicación entre móviles, sin pasar por la base. Este tipo de sistemas se utiliza para soportar las comunicaciones de seguridad en los servicios móviles marítimo y aeronáutico. Para hablar, se debe “solicitar permiso”, lo que se hace pulsando el botón del terminal denominado PTT, “Push To Talk” o “Pulsar Para Hablar”. Los sistemas a dos
frecuencias separan la transmisión de la recepción. Ofrecen mayor Protección a la interferencia co-canal pero obligan a que todas las comunicaciones pasen necesariamente por la estación base, al no poder los móviles hablar entre sí. Este sistema utiliza frecuencias diferentes de transmisión y de recepción, donde se incorpora un duplexor a la estación de base. La estación base se limita a retransmitir las comunicaciones que recibe, a lo que se denomina “Talk Through” (TT). Para identificar una solicitud de comunicación frente a
posibles interferencias, se manejan tonos de control a frecuencias “sub-audio” o “sub-tonos” (< 300 Hz) que acompañan a la comunicación. Así, sólo se
activará la estación base cuando reciba una señal, en la frecuencia de recepción adecuada, acompañada del tono “sub -audio”. Se aplican a estos
sistemas los modos de difusión, punto a punto, o multipunto, mediante el uso de una o más frecuencias, así como de sub-tonos.
Sistemas dúplex: Se los denomina también “Full Duplex”. En estos sistemas la estación base transmite en una frecuencia f1 y recibe en una frecuencia f2 mientras que el móvil transmite en una frecuencia f2 y recibe en f1. Tanto estación base como móvil disponen de duplexor que permite la transmisión y recepción simultáneas. En este sistema no es posible tampoco la comunicación directa móvil - móvil, sin pasar por la estación base. La implementación de estos sistemas es más cara y compleja que la de los anteriores.
Tipos de redes
Redes de comunicaciones unidireccionales en las que la información viaja desde un emisor a un receptor, no existiendo camino de retorno para la comunicación inversa. Este tipo de comunicaciones se suele encontrar en las redes de difusión o distribución.
Redes de comunicaciones bidireccionales o interactivas: la información entre los extremos viaja en los dos sentidos, típicamente por el mismo camino, aunque también existen redes en que no tiene por qué coincidir los caminos de ida y vuelta. Algunos ejemplos son las redes de telefonía y de datos.
Componentes de un sistema de radiocomunicación móvil.
Convencional
Portátil Radio Base
Tx
=
Duplexer
Guia de Onda
Consola Antena
Zona
Usuarios
de Cobertura
Radio Base
(Móviles)
Usuarios
(Portátiles)
Se usan antenas de dipolos doblados (por su economía).
Trabajan en UHF Y VHF.
Bandas libre o licenciadas.
No puede cubrir grandes distancias, aunque esto depende de la potencia y ganancia de la antena.
Convencional Con Repetidora.
Zona
deCobertura Zona de Cobertura
Radio Base
Usuarios
(Móviles) Usuarios
(Portátiles)
Repetidora Zona
de Cobertura
En la estación repetidora se amplifica y se retransmite la señal a otra frecuencia, aumenta el radio de cobertura en los radios y equipos móviles, estos deben estar programados en 2 frecuencias.
Zona
Convencional con Radioenlace.
de Cobertura Estación de Radioenlace y Repetidora
Radio Base Usuarios
(Móviles)
Usuarios
(Portátiles)
Digital.
Sitio de Repetición A
Sitio de Repetición B
Sitio Maestro
Sitio de Repetición C
Sitio de Repetición D
Guía de Onda Sitio Maestro
PC
Servidor
Radiocontrolador
Antena Terminales de control y gestión
Estación de Repetición
Procesador de Datos
-Filtros -Duplexer -Combinadores -Conversor A/D codificación y decodificación -Transmisores
-Filtros -Duplexer -Transmisores
La información viaja codificada.
Se puede utilizar como guía de onda la fibra óptica para la conexión del sitio maestro con los sitios de repetición o mediante radioenlaces.
El dispositivo el cual se sitúa en el sitio maestro llamado controlador de zona es el que dispone el número de repetidoras el más novedoso permite 32, y es fabricado por Motorola.
La transmisión y/o recepción de información en un mismo sitio se le conoce como sitio de repetición, y la de un sitio a otro se le llama repetición extendida.
En el sitio maestro se puede almacenar información.
Sistemas de radio telefonía móvil celular.
En los sistemas de telefonía móvil celular la zona de cobertura deseada se divide en zonas más pequeñas llamadas células (celdas), a las que se asigna un cierto número de radiocanales.
Hasta ahora, se han descrito una serie de sistemas que podrían englobarse dentro de este epígrafe. No obstante, sólo se considerarán aquí aquellos sistemas que cumplan los siguientes objetivos:
Gran capacidad de abonados.
Calidad telefónica similar al servicio telefónico convencional.
Utilización eficaz del espectro.
Conmutación automática de radiocanales.
Capacidad de expansión.
Gran movilidad.
Poder constituir una red de comunicaciones completa en sí mismos.
La radiocomunicación pública requiere técnicas sofisticadas y, por tanto, su evolución ha estado siempre ligada al progreso de la electrónica. La idea de comunicación instantánea independientemente de la distancia es parte de los sueños más antiguos del hombre, y su sueño se hizo realidad tan pronto como se lo permitió la tecnología. La primera utilización de las ondas de radio para comunicarse se efectuó a finales del siglo diecinueve para radiotelegrafía (en 1880, Hertz realiza una demostración práctica de radiocomunicaciones; en 1897, Marconi realiza una transmisión de radio a más de 18 millas de distancia). Desde entonces, la radio se convirtió en una técnica ampliamente utilizada en comunicaciones militares. Las primeras aplicaciones públicas de la radio fueron de difusión (primero sonido, luego imágenes): esto es mucho más sencillo que la radiotelefonía, dado que el terminal móvil es sólo un receptor. El auge real de los sistemas públicos bidireccionales de radiocomunicaciones móviles tuvo lugar justo después de la segunda guerra mundial, cuando el uso de la modulación de frecuencia y de la tecnología electrónica, como la válvula de vacío, permitieron el desarrollo de un servicio de telefonía a escala real para vehículos. El primer servicio telefónico móvil real nació oficialmente en St. Louis (Missouri, EE.UU.) en 1946. Europa, que se estaba recuperando de la guerra, le siguió algunos años después. Las primeras redes móviles de telefonía se operaban manualmente; es decir, era necesaria la intervención de un operador para conectar cada llamada a la red fija. Además, los terminales eran muy voluminosos, pesados y caros. El área de servicio estaba limitada a la cobertura de un único emplazamiento de transmisión y recepción (sistemas unicelulares). Había muy poco espectro de radio disponible para este tipo de servicios, dado que éste se asignaba fundamentalmente a propósitos militares y a radiodifusión, en particular, televisión. En consecuencia, la capacidad de los primeros sistemas era pequeña y la saturación de los mismos fue muy rápida, a pesar del alto coste de los terminales. La calidad del servicio empeoró rápidamente debido a la congestión y la capacidad de procesar llamadas, algunas veces hasta paralizar la red.
Entre 1950 y 1980 los sistemas evolucionaron hasta automatizarse y los costos disminuyeron gracias a la introducción de los semiconductores. La capacidad se incrementó un poco, aunque aún era demasiado escasa para la demanda existente: la radiotelefonía pública seguía siendo un lujo para unos pocos. Durante los años ´70, la integración a gran escala de dispositivos electrónicos y el desarrollo de los microprocesadores abrió las puertas a la implementación de sistemas más complejos. Dado que el área de cobertura de una antena está fundamentalmente limitada por la potencia de transmisión de las estaciones móviles, los sistemas se plantearon con varias estaciones receptoras para una única estación transmisora. Se permitía así la cobertura de un área mayor a costa de una mayor complejidad en la infraestructura. Pero la verdadera revolución se produjo con los sistemas celulares, donde hay numerosos emplazamientos que tanto transmiten como reciben y sus respectivas áreas de cobertura se solapan parcialmente. En lugar de intentar incrementar la potencia de transmisión, los sistemas celulares se basan en el concepto de reutilización de frecuencias: la misma frecuencia se utiliza en diversos emplazamientos que están suficientemente alejados entre sí, lo que da como resultado una gran ganancia en capacidad. Por contra, el sistema es mucho más complejo, tanto en la parte de la red como en las estaciones móviles, que deben ser capaces de seleccionar una estación entre varias posibilidades. Además, el costo de infraestructura aumenta considerablemente debido a la multiplicidad de emplazamientos. El concepto celular se introdujo por los laboratorios Bell y se estudió en varios lugares durante los 70´s. La red celular al completo
Se describen a continuación los diferentes subsistemas de que consta cualquier red celular, teniendo en cuenta sus características básicas.
Radio: El subsistema de radio, o la radio, es el que realiza el enlace entre los
terminales móviles y las redes terrenas. El diseño de esta red es tremendamente importante en la configuración de una red celular, y gran parte del éxito o fracaso de la calidad de una red pasa por la planificación adecuada de este subsistema
Conmutación: La conmutación o estructura de red es el subsistema encargado de
llevar las comunicaciones por tierra desde la estación base a la que se conecta el móvil hasta su conexión con la red destino de la llamada (generalmente la red fija) o hacia otra estación base a la que se encuentra conectado otro móvil. Se incluyen dentro de los sistemas de red todas aquellas bases de datos que apoyan a las distintas funciones del sistema.
Transmisión: Es la estructura de enlaces que soporta las comunicaciones entre los
diversos elementos de red. Es un elemento importante en la planificación, dado
que implica grandes costos de explotación, y al que no se presta la debida importancia por ser poco "llamativo" cuando se explican las funcionalidades y capacidades de una red celular. Este subsistema es común a cualquier red de telecomunicación.
Operación y Mantenimiento: Otro de los subsistemas importantes en una red
celular es el subsistema de operación y mantenimiento. Suele quedar fuera de todos los planes de estudio, dado que el funcionamiento teórico de la red no necesita de este subsistema. No obstante, no sería posible mantener en un correcto funcionamiento una red de telecomunicaciones sin un sistema de operación y mantenimiento que permita detectar y corregir o, al menos, ayudar a corregir los posibles fallos que se producen a diario en cualquier red.
Explotación: Al igual que el anterior, el subsistema de explotación no suele
aparecer en los libros de texto. Es más, los fabricantes de equipos de red sólo dotan a estos de un interfaz hacia el subsistema de explotación, que debe ser comprado o, en el mejor de los casos, desarrollado a medida para el operador. El subsistema de explotación es el que permitirá al operador cobrar por el uso de su red, así como administrar la base de datos de sus clientes y configurar sus perfiles de usuario en función de las políticas comerciales desarrolladas. Características de los sistemas celulares
Gran capacidad
Uso eficiente del espectro radioeléctrico
Cobertura nacional
Adaptación a la densidad del tráfico
Prestación del servicio con teléfonos portátiles
Servicios suplementarios a la telefonía básica
Calidad de explotación (Fidelidad y disponibilidad)
El punto más importante es Calidad de Servicio (QoS) debido a la competencia entre operadores para mantener la captación y mantenimiento de los abonados, la calidad se puede evaluar desde cuatro diferentes puntos, los cuales son:
Calidad de Cobertura: se expresa mediante los porcentajes superficiales y
poblacional de prestación de servicio, dependerá en gran medida del tamaño de la celda y de las configuraciones (Omnidireccional y Sectorizada)
Calidad de Capacidad: es la aptitud de la red celular para cursar la demanda de
tráfico en cada zona con un grado de servicio o probabilidad de bloqueo determinada. Se puede incluir dentro de esta, llamadas perdidas por i nterferencias excesivas o fallas en los traspasos. De las consideraciones anteriores se deduce que
la cobertura y la capacidad son factores determinantes del tamaño de las celdas, las cuales según su radio suelen clasificarse:
Macroceldas: radios comprendidos entre 1.5 y 2.0 Km para cobertura rural, carreteras y poblaciones cercanas
Miniceldas: radios comprendidos entre 0.7 y 1.5 Km para cobertura de medios urbanos importantes.
Microceldas: radios de 0.3 a 0.7 Km para cobertura de zonas de ciudades con elevada densidad de tráfico y penetración en interiores de edificios
Picoceldas: radios de 30 a 300 mts para coberturas localizadas en interiores: aeropuerto, centros comerciales, bancos, etc.
Calidad de Fidelidad
Calidad de portador. Bit Error Rate (BER) o Calidad final
Voz l S/N
Datos l BER
Calidad de Movilidad : cuantifica el grado de dificultad que experimenta el móvil
para registrarse o ser localizado, así como la bondad de los algoritmos de traspaso y ejecución. Tareas de la planificación celular
1. Desarrollo modelo de tráfico (voz como otros servicios) y movilidad de los clientes. 2.
Elección del tamaño y tipo de células en función de la distribución del tráfico.
3.
Diseño de la red o malla celular con los tipos de células establecidas y orientación/inclinación de las antenas, cuando proceda.
4. Elección de los sistemas radiantes y sus diagramas de radiación en el plano horizontal (Omnidireccional/Sectorizado) y en el plano vertical con la inclinación del haz (down tilt) cuando proceda. 5.
Ajuste de las ubicaciones de las estaciones base (BS) a los emplazamientos disponibles.
6.
Determinación de la cobertura básica y células "mejores servidoras". Detección y tratamiento de puntos de cobertura dudosa y entornos especiales.
7. Utilización de datos de medidas radioeléctricas para apoyo de la fase 5. 8. Asignación de frecuencias a la estación base (BS). 9. Evaluación de la relación señal deseada/señal interferente, reajustes necesarios. 10. Determinación de los planos de interconexión y transmisión entre estaciones y centros de conmutación.
Sistemas troncalizados
1. Según CONATEL: Es un sistema de radiocomunicaciones de los servicios fijo y móvil terrestre que utiliza múltiples pares de frecuencias, en las que las estaciones establecen comunicación mediante el acceso en forma automática a cualquiera de los canales que estén disponibles 2. Según Motorola: Es un sistema de radiocomunicaciones que utiliza múltiples pares de frecuencias para establecer comunicaciones mediante el acceso en forma automática a estos canales 3. Otra definición describe lo siguiente: Es un sistema en el cual los usuarios comparten todos los canales disponibles (frecuencias asignadas), evitando así que dependan de un canal determinado y no puedan transmitir su mensaje si este se encuentra ocupado Para
una
mejor
comprensión
del
sistema
troncalizado
describiremos
el
funcionamiento de un sistema convencional: En un sistema convencional cada grupo de usuarios cuenta con un canal determinado. Si un usuario desea comunicarse con otro usuario de otro grupo, debe cambiar su radio al canal respectivo. De esta manera si el canal al cual está asignado el usuario se encuentra ocupado este no puede transmitir su mensaje. En el sistema troncalizado, se crean grupos de usuarios independientes de los canales o frecuencias con que se cuente. De tal manera que cuando un usuario desea realizar un llamado, bien sea de voz o datos, el sistema automáticamente le asigna un canal libre. Si en ese momento no se encuentra ningún canal libre, queda en una cola de espera por un determinado tiempo. Este tiempo es programable al igual que otras muchas facilidades. Un ejemplo sencillo de cómo funciona un sistema troncalizado, es comparándolo con las filas de clientes de los establecimientos bancarios, donde los clientes realizan una sola fila y el primero que se encuentre en ella es atendido por el cajero que quede disponible. Sistema troncalizado
El sistema troncalizado es totalmente computarizado, por lo tanto posee elementos de control que permiten detectar rápidamente las fallas que se presenten en su funcionamiento. Así mismo dependiendo de la marca del sistema, posee mecanismos automáticos para evitar que el sistema falle completamente en caso de que algún componente quede fuera de servicio. Además todos los parámetros de operación son programables de acuerdo a las necesidades de los usuarios. El sistema debe incluir todo el hardware y el software necesario para su operación, administración y mantenimiento, puesto que cada fabricante desarrolla su propia tecnología. Lo anterior es muy importante tenerlo en cuenta en el momento de definir el pliego de condiciones, puesto que cada fabricante es propietario del software con el que funciona su sistema.
Ventajas que ofrece un sistema Troncalizado
Llamada individual.
Llamada a un grupo dentro de otro grupo mayor.
Llamada de emergencia con prioridad absoluta.
Lista de llamadas recibidas en espera de ser atendidas.
Desvío de llamadas en ausencia del destinatario.
Almacenamiento de mensajes vocales.
Bloqueo de un canal, asignado temporalmente a un grupo.
Transmisión de datos, facsímil, etc.
Consultas a bases de datos.
Mensajes cortos sin ocupación de canal.
Además presenta las siguientes característica
Los Sistemas Radio Trunking son sistemas de radiocomunicaciones móviles para aplicaciones privadas, formando grupos y subgrupos de usuarios, con las siguientes características principales:
Estructura de red celular (independientes de las redes públicas de telefonía móvil)
Los usuarios comparten los recursos del sistema de forma automática y organizada.
Cuando se requiere, por el tipo de servicio, es posible el establecimiento de canales prioritarios de emergencia que predominarían sobre el resto de comunicaciones del grupo.
Son sistemas que han ido estandarizando las diferentes interfaces desde su introducción en el año 1997. En la actualidad se está produciendo un proceso de estandarización con los sistemas digitales. Tipos de modulación
El sistema de comunicación troncalizado tiene cabida entre los sistemas de comunicación digital; aunque el termino comunicación digital abarca un área extensa de las técnicas comunicacionales, que incluye la transmisión digital y radio digital. En esencia las comunicaciones electrónicas son: la transmisión, la recepción, y el procesamiento de la información con el uso de los circuitos electrónicos. Que abarca tres secciones principales: una fuente, un destino y un medio de transmisión. La información se propaga a través de un sistema de comunicación en la forma de símbolos, que puede ser analógico (proporcional), como la voz humana, información de imagen de video, o música, o digital (discreta), como lo números binarios codificados,
códigos alfa/numéricos, símbolos gráficos, códigos operacionales del microprocesador, o información de bases de datos. Sin embargo, con frecuencia la información fuente no es apropiada para ser transmitida, en su forma original, y se debe convertir a una forma más apropiada, antes de la transmisión, y con los sistemas de comunicación analógica se convierte a forma digital, antes de la transmisión, y con los sistemas de comunicación analógica, los datos digitales se convierten a señales analógicas antes de la transmisión. La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más puntos, de un sistema de comunicación. El radio digital es la transmisión de portadoras analógicas moduladas, en forma digital, entre dos o más puntos de un sistema de comunicación. Los sistemas de transmisión digital requieren de un elemento físico, entre el transmisor y el receptor, como un par de cables metálicos, un cable coaxial, o un cable de fibra óptica. En los sistemas de radio digital, es nuestro caso el sistema troncalizado, El medio de transmisión es el espacio libre o la atmósfera de la tierra. Aplicaciones De Los Sistemas Troncalizados
Se utilizan para los sistemas de radio y satélite modulados digitalmente, en la Industria de la Seguridad Previene y controla las situaciones de emergencia gracias a la comunicación inmediata entre los guardias y los oficiales in situ.
Permite comunicaciones instantáneas con oficinas locales como el departamento de seguridad o de bomberos por ejemplo.
En Venezuela una de las aplicaciones más evidentes de los sistemas de radio troncalizado es el sistema de emergencias 171.
Industria del Comercio
Alto nivel de satisfacción del cliente; tiempos de respuesta al cliente rápidos gracias a las comunicaciones instantáneas entre los empleados.
Coordinación mejorada de las actividades de trabajo entre el almacén y la sala de ventas, comprobaciones rápidas de precio e i nventario.
Industria de Hotelería y Turismo
Tiempos de respuesta más rápidos para atender las solicitudes de los clientes. Mayor Seguridad en los hoteles.
Industria de Manufactura
Optimiza el transporte de materiales al lugar de trabajo y facilita las comunicaciones entre las líneas de producción y los supervisores.
Reduce el tiempo de inactividad y las demoras, lo que acelera el ciclo de trabajo.
Comunicaciones claras en lugares de producción ruidosos.
Industria de la Construcción
Reduce el “tiempo perdido” mejorando las comunicaciones entre los supervisores
y los grupos de trabajo.
Permite coordinar las tareas de manera eficiente y entregar más rápidamente los materiales.
Optimiza el transporte de materiales de construcción al lugar de trabajo para obtener ciclos más rápidos.
En la telefonía celular también tiene sus aplicaciones los sistemas troncalizados.
En general son muchas las aplicaciones de los sistemas troncalizados en la actualidad pues permiten manejar grandes volúmenes de usuarios y un mejor aprovechamiento del espectro radioeléctrico. Comisión Nacional De Telecomunicaciones (CONATEL) Venezuela
Aunque las telecomunicaciones en Venezuela se presentan como una actividad económica libre para las personas, la Constitución y la Leyes establecen el marco regulatorio necesario para asegurar el interés del Estado en su prestación. Así, el Estado detenta los poderes de regulación, supervisión y control sobre la actividad Pero no se reserva la prestación de los servicios de telecomunicaciones, alentando, por el contrario, la participación de los particulares en la prestación de los servicios de telecomunicaciones e interviniendo cuando se hace necesario para asegurar el acceso universal a la información. La Superintendencia para la Promoción y Protección de la Libre Competencia (ProCompetencia), CONATEL será responsable de promover la inversión en el sector y resguardar la libre competencia, al tiempo que se constituirá en un árbitro efectivo de las controversias que se susciten entre operadores de telecomunicaciones. Asimismo, tiene atribuida la función de velar por la calidad de los servicios prestados en el país y elaborar los planes y políticas nacionales de telecomunicaciones.
