Unidad Configuración de instalaciones de radio y televisión (11): cabeceras ..-e instalaciones de TV-SAT
En esta unidad aprenderemas a: • Identificar las características técnicas de las cabeceras de amplificación. • Aplicar la normativa de ICT en la configuración de la instalación. • Calcular los parámetros de los elementos y los equipos de la cabecera. • Seleccionar los equipos y los materiales que cumplan las especificaciones funcionales, técnicas y narmativas.
y estudiaremos: • La configuración de las instalaciones de antenas: - Equipo de cabecera de amplificación y procesado. - Cabeceras . • Las instalaciones de antenas de TV y radio por satélite: - Instalaciones individuales y de ICT. - Elementos y partes. - Tipología. - Características.
Configuración de instalaciones de radio y televisión (11): cabeceras e instalaciones de TV-SAT
•
l. Cabeceras de amplificación y procesado
En las instalaciones colectivas y de teledistribución, es necesaria disponer de un habitáculo que contenga los procesadares de señal. Aquí se instalarán moduladores, conversores, filtros, alimentadores y, en definitiva, aquellos elementos que precisen un ajuste inicial o un mantenimiento periódico. En muchas instalaciones bastará con un único equipo de procesado que dé a las señales la forma yel nivel adecuados para que la transmisión a través de las líneas diwibuidoras se realice de la forma correcta. Sin embargo, en las grandes redes de dislribvción de televisión por coble se deben utilizar, además del equipo de cabecera, amplificadores de línea para mantener la relación señal-ruido en toda la instalación. Las cabeceras poro instalaciones de ICT deben cumplir los siguientes requerimientos técnicos:
• Las señales que superen los niveles mínimos, que estudiamos en el epígrafe «Señales a distribuiD> de la Unidad 5, se insertarán en lo línea de distribución respetando su frecuencia y estructura originales, a no ser que haya que convertirlas por exigencias técnicas.
• La cabecera de la instalación debe mantener todos los servicios que se transporten en cada canal (teletexto, sonido estereofónico,--servicios digitales, etc_l. • En los cabeceras que empleen moduladores analógicos, estos tienen que ser de tipo vestigial; nunca de doble bando lateral. • Lo señal de salida de lo cabecero debe tener los características indicadas en esta tabla: I
'R'
~ I Claves y consejos
I
Parámetro
Unidad ~.
En los catálogos de los fabricantes podemos encontrar materiales que no se ciñen a estas especificaciones. Estos equipos no se pueden utilizar en instalaciones
-. -
Banda de frecuencia
15·B62 MHz
·c
Impedancia Pérdida de retorno
(equipos con outomezclal
O
75
dB
;,6
dB
;,10
dB~V
120
75
de leT, pera se pueden montar en otras instalaciones de amplificación, procesado y distribución
de señales de radiofrecuencia.
Pérdida de retorno (equipos sin automezcla) Tensión máxima de salida
-_.~
Tabla 6.1. Características de la señal de solido de la cabecera.
En los instalaciones de ICT, puede haber los siguientes tipos de cabeceras:
Típos de cabecera
Características • Incrementan el nivel de la señal captada por las antenas para compensar las pérdidas producidas por las redes de distribución, dispersión e interior de usuario. • Cuando lo red de distribución es muy extenso (urbanización o instalación para varios edificios), se montan sistemas de ampliFicación secundarios, además de la cabecera principal. • Estos equipos se distribuyen por la instalación, situados a cierto número de metros o en cada casa o edificio. • Además de amplificar, las cabeceras pueden realizar otras funciones, como modular señales de audio y vídeo o transmodular canales de un tipo de estándar de televisión a otro.
Tabla 6.2. Tipos de cabeceros en
12
/05
instalaciones JCT.
Configuración de instalaciones de radio y televisión (IIJ: cabeceras e instalaciones de TV-SAl
•
2. Configuración de las cabeceras
En algunas instalaciones, sobre todo individuales, la ganancia de las antenas es suficiente para proporcionar la señal adecuada en las tomas de usuario. No sucede lo mismo en los sistemas de distribución colectivos, en los que la red de distribución presenta una atenuación de la señal importante. Esto se compensa al conectar un sistema amplificador que garantiza que en la toma de usuario se disponga de señal en cantidad y calidad suficiente para que la recepción sea correcta. A continuación analizaremos diferentes tipos de cabeceras de amplificación, sus aplicaciones y característicos.
2.1. Cabeceras con amplificadores de banda ancha En instalaciones individuales con varias tomas de usuario o en pequeños instalaciones colectivas se puede instalar una cabecera basada en un amplificadar de banda ancha. Como vimos en la Unidad 4, esta denominación engloba numerosos tipos de amplificadores, que ofrecen soluciones en una gran variedad de situaciones.
o
A. Instalaciones individuales
En estas instalaciones, las señales captadas por las antenas se deben mezclar para distribuirlas conjuntamente hasta las tomas de usuario. Cuando el número de tomas es elevado, la red interior de usuario es más compleja y presenta un factor de atenuación considerable. Este factor obliga a instalar alguno de estos sistemas de amplificación de las señales: TIpología
Configuración
Representación
• Cuando se utilizan varias antenas, se puede sustituir el mezclador, que normalmente se instala en el mástil, por un dispositivo que, a la vez que mezcla las señales de las antenas, amplifica las de alguna
de ellas a las de todas si es necesario (Fig. 6.11. • El mercado ofrece diversos modelos, con una o varias entradas
AmpIificadares ele mástil
por banda, con mayor o menor ganancia por entrada, con o
sin regulación de ganancia, con mezcla de la banda de FI, etc. Podemos elegir el que mejor se aiuste a nuestras necesidades. • Como todos los equipos de exterior, los amplificadores de mástil se alimentan a través del cable de antena, por lo que se debe instalar una fuente de alimentación en el interior de la vivienda. la señal de salida del amplificador se extrae del alimentador; es frecuente que disponga de varios de ellas, que se llevan hasta las tomas de usuario.
Tomas de usuario
Fig.6.1. Configuración de un amplificador de mástil.
Tomas de usuario
Fig.6.2. Configuración de un amplificador de inferior de vivienda.
• Este amplificador solo tiene una entrada, pues se considera que las señales de las diferentes antenas han sido mezclados antes de llegar a él (Fig. 6.2). • A diferencia del de mástil sí dispone de salidas múltiples (entre
AmpIificacIores ele interiar deYi>ienda
1 y 4) para llevar las señales, una vez amplificadas, hasta las diferentes tomos. Además del número de salidas, se puede seleccionar la ganancia del amplificador. • Es habitual que la ganancia sea diferente para coda banda de trabajo y que exista posibilidad de ajustarla. • Al emplearse en interiores, este tipo de amplificador lleva integrada la fuente de alimentación.
Tabla 6.3. Amplificadores para instalaciones individuales.
Configuración de instalaciones de radio y televisión (U): cabeceros e instalaciones de TV-SAT
o ~Iaves y consejos Para utilizar una central amplificadora en una cabecera de
ICT, hay que tener en cuenta que muchos de estos equipos disponen de una única salida.
Por ello habrá que instalar un distribuidor para conectar con
los dos Iíneos de bojodo de lo red de distribución.
q
B. Instalaciones colectivas
En las cabeceras de las instalaciones colectivas se reciben las señales de las antenas por cables diferentes. De este modo las señales de cada antena se tratan por separado, antes de amplificarlas de forma conjunta. Utilizar un único amplificador para muchos canales distintos puede originar problemas, por lo que se debe garantizar una ecualización de las señales correcta en la entrada de la central de amplificación. La dificultad en las centrales amplificadoras de banda ancha (excepto las programables) es que solo permiten ajustar el nivel de ganancia por cada banda, lo cual es insuficiente si alguna antena capta señales de potencia muy dispar. Es frecuente que estas centrales se instalen con filtros y ecualizadores externos, que facilitan su operatividad. La función de estos dispositivos es que las señales cumplan las siguientes condiciones al llegar a la central de banda ancha: que estén libres de interferencias y canales no deseados y que las señales que se inserten en cada una de las entradas tengan un nivel parecido (sin grandes diferencias de tensión entre ellas).
Caso Práctico 1
Cabecera con amplificador de banda ancha
Antena 1: canal 40 (digital, 42 dB~V), canal 50 (digital, 42 dB~VL canal 57 (analógico, 45 dB~V).
•
Antena 2: canal 57 (digital, 48 dB~V), canal 67 (digital, 44 dB~V), canal 68 (digital, 42 dB~VL canal 69 (digital, 40 dB~V).
FM
En función de los canales recibidos, observamos dos problemas que debemos solucionar antes de que las señales lleguen hasta el amplificador:
bl
Los canales captados por la antena 2 presentan una diferencia importante de potencia, lo cual podria generar intermodulaciones molestas en el amplificador (Fig. 6.3-3). Para evitarlo, insertaremos en la línea un ecualizador que disminuyo la tensión de los canales 57, 66 y 67 hasta un valor de unos 42 dB (Fig. 6.3-4).
cl
La tercera de las antenas podría entrar directamente en el amplificador, puesto que su nivel de tensián (58 dB~V) se halla por encima del valor mínimo recomendable para los servicios de radio analógica en FM, f¡¡ado en 40 dB~V.
di
Al conectarle estos accesorios en la salida del amplificador encontraríamos las señales de las tres antenas amplificadas y con el nivel adecuado poro distribuirse hacia los usuarios (Fig. 6.3-5).
UHF2
VHF
r.\J r.\J r.\J r.\J ,,,,,.,
Antena 3: señales de radio analógica en FM (58 dB~V).
al La antena 1 capta las señales lejanas de un emisor analógico en el canal 57 Aunque su nivel (45 dB~V) es insuficiente para recibirlo con la calidad adecuada, si lo dejáramos llegar hasta el amplificador, se juntaría con un canal digital que la antena 2 capta a la misma frecuencia (Fig. 6.3-1). La señal analógica provocaria uno interferencia, por lo que tendremos que bloquearla instalando un filtro elimina banda (trompa) en la entrada del amplificador para la antena 1 (Fig. 6.3-2).
UHFl
(UHF)
"""""' ".,
().20dB
•
Amena 2
(UHF)
En una instalación colectiva, se quiere montar una central amplificadora de banda ancha. Se emplearán tres antenas, por las que se reciben las siguientes señales: •
""""""
().20dB
..
().20dB
().20dB
central amplflicado¡-a de banda anc1\8
.."
o
66 67 68 69 Ganal
La configuración de la cabecera podria quedar como aparece en la Figura 6.3.
Fig. 6.3. Configuración de la cabecera del Casa Próctico.
114
Banda FM
40
50
57
66 67 68 69 CaniII
Configuración de instalaciones de radio y televisión (11): cabeceras e instalaciones de TV-SAT
2.2. Limitaciones de los amplificadores de banda ancha
~
14
~
12
·
Como estudiamos en lo Unidad 4, uno de los principales parámetros de los amplificadores es su tensián máxima de solida. Al planificar uno instalación, es fundamental garontizar que la solida que se le pido 01 amplificador sea inferior o lo máxima que puede proporcionar. Si no se respeto esta regla, el funcionamiento del equipo será inadecuado, lo que puede provocar distorsiones que comprometan la calidad de la instalación. Esta norma es común a todos los amplificadores, pero con los de bando ancha hay que tener en cuenta además los siguientes condicionantes: •
Lo diferencia de niveles entre canales, en la entro da, no debe ser superior a 8 dB, con el fin de evitor problemas de intermodulación debidas a la amplificación conjunta.
•
El nivel máximo de salida se expresa para dos canales de entroda, y disminuye cuando se aplica un número mayor de estos (Fig. 6.4).
•
Si se utilizan amplificadores en cascada (conectando la salida de uno con la entrada del siguiente) para conseguir una mayor ganancia, también aparecerá una reducción del nivel máximo de solida (Fig. 6.5).
Eiempl~ Tensión de salida de amplificadores de banda ancha La reducción del nivel máximo de salida de un amplificador no depende del número de
<;
· ,
~ 10
_1-
j'
6
",
•
~ 2
, o
~
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Numero de canales a amphlicar
Fig. 6.4. Reducción def nivel máximo en función del número de canafes.
,o , , , , , , , ,
--./ / /
o
3 4 5 6 7 Número de amplihcaOOres conectados en cascada
Fig. 6.5. Reducción del nivel máximo por amplificadores en coscado.
cadenas de televisión, sino de los canales de radiofrecuencia que estos ocupan en el espectro.
Por lo tonto, si o un amplificador toda bando le llegan los canales 66 a 69 (en los que se transmiten unos dieciséis servicios de televisión digital), más tres canales analógicos, debemos considerar que el amplificador recibirá un total de siete canales de radiofrecuencia (cuatro digitales y tres analógicos) y tendremos que restar unos 5 dB al valor nominal de
tensián de salida máxima del amplificador.
Actividades
1. En una instalación individual, se necesito un amplificador de interior de vivienda que proporcione o su salida una tensión de 95 dB~V. Recibe los canales 39, 50, 58, 63 Y del 66 al 69, con servicios digitales múltiples También llegan los canales 27, 37 y 43, procedentes de emisoras de televisión local que emiten señales analógicas. Podemos elegir entre dos modelos de amplificador, cuyas características se muestron en la Figuro 6.6.
•
Teníendo en cuenta estos datos, contesta a las siguientes preguntas:
Modelo
o) ¿Qué reducción del nivel máximo de solido debemos considerar, si empleamos amplificadores de bando ancho? b) ¿Qué nivel mínimo de salido debe tener el amplificador que instalemos? c) ¿Qué amplificador usaremos paro garantizar un fun-
Frecuencias (MHz)
cionamiento correcto?
d) ?Cuál será el nivel máximo de salido real del amplificador que se hayo elegido cuando lo montemos en la instalación?
RVFl
RVF4
47-862
470-862
Entrados
2
Salidas Ganancia (dB)
TV 20
UHF 25
Regulación (dB)
15
20
98
108
2,75
2,75
Nivel de salida
(dB~VI
Figura de ruido (dBI
Fig. 6.6. Características de los amplificadores de la actividad.
~
Configuración de instalaciones de radio y televisión (IIJ: cabeceras e instalaciones de
N-SAl
2.3. Cabeceras con amplificadores monocanales Conviene utilizar amplificadores monocanales en instalaciones colectivas de tipo medio y grande, o en aquellas circunstancias en las que interese controlar cada una de las señales de la red de distribución. Sus principales ventajas e inconvenientes son: Ventajas • Permiten eliminar las señales no deseadas que han sido captadas por las antenas pero que no resultan útiles en la instalación. • la ganancia de cada amplificador se ajusta de forma independiente para cada canal. Se puede efectuar así una ecualización por canales, 10 que garantiza que el nivel establecido en la red es el necesario para compensar las pérdidas de cada canal. • Su estructura modular integra a los diferentes procesadores de la cabecera (amplificadores,
filtros, moduladores, elc.).
Inconvenientes • El número de componentes de la cabecera es mayor, así como su tamaño
y consumo.
• Generalmente tiene un precio más elevado que un amplificador de banda ancha.
Tabla 6.4. Ventaias e inconvenientes de las cabeceras con monocanales. Para configurar una cabecera con amplificadores monocanales, hay que tener en cuenta las siguientes cuestiones: o
Se utiliza normalmente un módulo amplificador par cada canal a procesar. Esto permite ajustar la ganancia de cada uno de forma independiente, así como establecer una ecualización muy precisa de las señales que se pondrón en la red de distribución.
o
El cable de cada antena se debe conectar en uno de los amplificadores. Mediante el sistema de autoseparación (conocido también como conexión en Zj, las señales de esa antena se reparten entre los diferentes amplificadores que las necesiten. Al final de la línea de autoseparación se conecta una carga adaptadora. Así, si hay varias antenas habró también diferentes redes de autoseparación, relacionada cada una con un grupo de monocanales.
116
o
En la salida se utiliza también la conexión en Z para recoger las señales de salida de cada amplificador en el sistema de automezcla. Esta técnica proporciona dos puntos de salida, en los dos extremos de la cabecera, par lo que se pueden conectar directamente a las dos líneas de bajada.
o
Al dimensionar la cabecera, se debe tener en cuenta si es necesario amplificar canales adyacentes, utilizando en ese caso los módulos diseñados para este fin. También se pueden usar módulos para varios canales, siempre que sean consecutivos (existen en el mercado equipos capaces de amplificar entre dos y siete canales).
o
Las bandas de radio, tanto analógica como digital, usarán también un único amplificador para todos sus cona les y, por lo tanto, sólo un módulo para cada banda.
o
La alimentación del sístema representa un módulo aparte y para determinarla hay que sumar los consumos de los distintos módulos a los que tiene que suministrar energía.
o
Para soportar el conjunto se necesitan bastidores, habitualmente en forma de carril o de marco, aunque a veces se instala también un cofre o incluso un armario tipo rack. Es preciso considerar el número total de espacios que ocupan los módulos con el fin de elegir un soporte que tenga el tamaño suficiente para albergarlos.
Configuración de instalaciones de radio y televisión 111): cabeceros e instalaciones de TV-SAT
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Caso Práctico 2
9
Configuración de cabeceras monocanales En uno instalación se deseo recibir los canales DAB, procedentes de uno antena de VHF, y los canales de UHF 25, 30, 33, 50 Y del 66 01 69, paro lo que se dispone de otro antena. Para captor los señales de radio en FM, se ha montado un dipolo circular que debe proporcionar también este servicio. Con estos datos, debemos configurar el equipo de amplificadores monocanales, definiendo el equipamiento necesario y su modo de conexión. o) Equipamiento necesario •
Necesitaremos un módulo poro FM, otro paro DAB, cuatro amplificadores monocanales y uno más poro los canales 66 o 69. También montaremos una fuente de alimentación capaz de suministrar corriente suficiente para estos siete elementos.
•
Utilizaremos un total de 10 puentes coaxiales y 7 puentes de alimentación. Como cado amplificador incluye asimismo un puente coaxial y otro de ali· mentación, deberemos comprar 4 puentes adicionales.
•
También se necesitarán un bastidar paro soportar el conjunto y 4 cargos de 75 O.
b) Conexionado •
Lo antena de FM se llevorá hasta uno de los entrados de su amplificador, y se conectará en lo otra una cargo.
•
Conectaremos lo antena de VHF 01 amplificador de DAB, poniendo uno cargo en el otro conector de entrado.
•
Haremos lo mismo con los módulos de UHF, enchufando lo antena en uno y encadenándolos entre sí mediante puentes.
•
Uniremos todos los solidos de los amplificadores. Si se requieren dos solidos, las tomaremos de los módulos de los extremos; si solo se utilizo uno, en lo otro se conectará lo cargo correspondiente.
•
La cabecera configurado se muestra en lo Figura 6.7 De la antena deFM
De la antena de DAS
De la antena deUHF
A la red de
distribución
Fig. 6.7. Solución 01 Caso Próctico de configuración de cabeceros monoconoles.
Actividades
9:'
2. Configuro uno cabecero con amplificadores monocanales paro dar servicio o lo instalación del Coso Práctico 7.
117
~
Configuración de instalaciones de rodio y televisión 111): cabeceras e instalaciones de TV-SAT
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2.4. Cálculo de la ganancia Ganancia de antena (Gant) Atenuación por accesorios (Alace) Ganancia amplificador (Gamp) ¡_•••.•
Ganancia de previo (Gpre) Atenuación del cable (Al cable)
Esta operación resulta muy sencilla una vez que se han dimensionado la red de distribución y el sistema captador de señales. Por una parte conocemos, a partir del cálculo de la red distribuidora, la atenuación máxima y minima para cada uno de los canales o bandas que se distribuyen. Para garantizar la calidad del servicio, el amplificador debe ser capaz de compensar las pérdidas de la red y entregar en la toma de usuario unos niveles de tensión que
Entrada amplificador
estén dentro de los limites legales.
Entrada de red ······1
Si llamamos tensión nominal al valor medio entre el máximo y el mínimo en la toma de usuario, la tensión nomínal que hay que poner en la entrada de la red se determinará mediante la siguiente expresión:
V nominal"''Odod.''d (dB~V) = Atenuación máxima de red (dB) + tensión nominal en toma de usuario (dB~V)
Este valor es diferente para cada canal, por lo que conviene hacer una tabla con los valares de tensión mínima de la red para cada uno de ellos. Fig. 6.8. Elementos que se deben tener en cuenta en el cáfculo de ganancia de amplificador.
Por otra parte, el sistema captador diseñado previamente proporcionará una cantidad de señal conocida en la entrada del amplificador. Esta vendrá determinada (Fig. 6.8) por la cantidad de señal que llega hasta la antena (Sr), más la ganancia propia de la antena para cada uno de los canales que recibe (Gant). Si la instalación cuenta con preamplificadores, hay que sumar su ganancia (Gpre) al valor obtenido. Por el contraria, se deben restar las pérdidas producidas por el cable (At cable) y los accesorios pasivos (filtros, mezcladores, etc.) que se hayan montado entre la antena y el amplificador (At acc), si los hay. La siguiente fórmula incluye todos estos factores:
V""odod.'omplif;oodo, (dBpV) = Sr (dBpV) + Gant (dBI + Gpre (dBI- Atcable (dB)- Al acc (dB)
Parece lógico que la diferencia entre la señal que se necesita en la entrada de la red de distribución y la disponible en la entrada del amplificador marque la ganancia necesaria en el amplificador. Esto se refleia en la fórmula: G nominal amp (dB) = V nominal"''Oda d. "d (dBpV) - V,,"ada d.1 amplificad" (dB~V)
~ Casa Práctico 3 Ganancia en la cabecera de amplificación Calcular la ganancia necesaria en el amplificador, para la instalación desarrollada en el Caso Práctico 3 de la Unidad 5 (esquema Fig. 5.14) Y el sistema captador elegido en el Caso Práctico de «elección de antena», en el Casa Práctico 8 de la Unidad 5, sabiendo que los une un cable de 15 m, con una atenuación de 0,12 dB/m en la banda IV y de 0,15 dB/m en la banda V.
Al configurar la red con el programa informático obtuvimos un valor de atenuacián máxima de 28 dB, que se producía en las viviendas de la primera planta. Puesto que las señales máxima y mínima en toma de usuario para felevisión digital terrestre son 70 y 45 dBpV, podemos calcular la tensión de entrada de la red para garantizar en las tomas, al menos 60 dB, ya que este es un valor situado aproximadamente en el centro del rango admisible. (Continúo)
118
Configuración de instalaciones de radio y televisión (11): cabeceras e instalaciones de TV-SAT
(Continuación)
Caso Práctico 3
V nominal enraaere I d d d (dB"V¡ = Atenuación móxima de red t' (dB) + Señal nominal en toma de usuario (dB~V) = 28 + + 60 dB~V = 88 dB~V •
Por otra parte, en el Caso Próctico de elección de antenas (pógina 104 de la Unidad 5) vimos que las señales que llegaban hasta la entrada de la antena tenían el siguiente nivel de tensión:
•
Canal
25
28
Nivel en el lugar de captación (dB~V)
49
50 53
50 58 51
Canal
•
-
50
58
61
Ganancia de la antena IdB)
12,8
13,1
15,3
16,1
16,6
•
28
50
58
61
Atenuación del cable (dB)
1,8
1,8
2,3
2,3
2,3
•
Como no hay más accesorios, ya tenemos todos 105 datos para calcular la tensión de entrada en 105 amplificadores. Aplicando la siguiente fórmula para cada canal, obtendremos 105 datos de la tabla inferior:
~""odo d.1 om,lifi"d" (dB~V) = Sr IdB~V) + Gant IdBI- Al cable (dB)
61
60
61,3
66
64,8
63,3
105
amplifi-
Ventrada del amplificador
(dB~Vl
25
28
50
58
61
G nominal.m, (dB)
28
26,7
22
23,2
24,7
•
25
58
Canal
Puesto que 105 valores que se han ido calculando son teóricos, debemos consideror siempre un margen de seguridad. En este caso de ganancia de amplíficadores, el margen podria ser de unos 5 dB, pora compensar de esta forma las pérdidas en las conexiones y 105 pequeños errores de montaje. Sumando este valor a las ganancias de la tabla anterior, obtenemos 105 valores de ganancia mínima aconsejable en el sistema amplificador:
Calcularemos también la atenuación del cable, multiplicando la atenuación unitaria por 105 15 m empleados:
Canal
50
Por lo que 105 valores para cada canal tendrón el valor que se indica a continuación:
La antena elegida poseía una ganancia variable, representada en la siguiente tabla: 28
28
G nominal amp = V nominal entra da de re d (dB',v) t'
49
25
25
Como sabemos, la ganancia necesaria en cadores se define por:
61
Canal
Canal
25
28
50
58
61
G real. m, (dB)
33
31,7
27
28,2
29,7
Actividades 3. Calcula la ganancia que se necesitoría en un sistema amplificador si la instalacián fuese la que configuraste en la Actividad 4 de la Unidad 5, descrita en la página 98. Como sistema captador, podríamos utilizor una antena cuya respuesta en frecuencia aparece en la Figura 6.9. las señales de TDT que llegan hasta ella son estas:
9
9t
G (dBI 16
15 14
13
12 11
Canal
39 50 58
Nivel en el lugar de captación IdB~V)
45 48
63
66
44 42
40 8
Desde la antena hasta el amplificador montaremos 20 m de cable, con una atenuación de 0,12 dB/m en la banda IV y de 0,15 dB/m en la banda V
500
550
600
650
700
750
800
850
900 ~,""-"'"
Fig. 6.9. Respuesta en frecuencia de la antena de la actividad.
~ 119
~
Configuración de instalaciones de radio y televisión (11): cabeceras e instalaciones de TV-SAT
•
-11I
Canales incompatibles
4
5 6 7 8 9 10 11 12
10,42 11,45 12,47 21,50 22, 53 24,55 26,58 28,60
N (21 al 64) 65 al69
N+5
3
11
Además de amplificadores, en la cabecera de una instalación se encuentran otros tipos de procesadores que modifican la forma original de la señal poro adaptorla a las necesidades de la red de distribución.
5, 27, 38, 49,60 7,21,32, 44,56 9,25,38,50
2
3. Cabeceras de procesado
Ninguno
Tabla 6.5. Incompatibilidades entre canales.
Entre estos procesadores cabe mencionar moduladores, transmoduladores y conversores de canal, entre otros. Como muestra la Figura 6.10, en estos casos se utiliza un módulo procesador para realizar la transformación deseada. La señal de salida se traslada hasta el sistema amplificador como si hubiese llegado desde una antena, para dotarla del nivel suficiente y vencer la atenuación de la red. En la utilización de un conversor de canal, igual que cuando se emplean moduladores, debe ser el técnico que dimensione la instalación quien decida la nueva distribución del espectro, así como por qué canales se efectuará la distribución de los diferentes programas. Para hacer esta elección hay que tener en cuenta que, debido a los armónicos que pueden generarse al procesar las señales, unos canales pueden producir interferencias sobre otros, por ello se debe cuidar la asignación de canales de forma que se eviten combinaciones de canales incompatibles.
Del videoportero
De la
antena 1
--------
Audio Vídeo
0',I]0C30Q,
.N
Fuente de alimentación
°° ° A la red de distribución
A la red de distribución
Fig. 6.10. Integración de un modulador y una cabecera
colectiva.
~ Casa Práctica 4
~cción de frecuencias de un conversor Como norma general, en las bandas de VHF debemos dejar el espacia de un canal por cada uno que vayamos a necesitar. •
En la banda 111 se pueden utilizar, por ejemplo, los canales impares, dejando libres los pares.
•
En UHF, este espacio será de dos canales, por lo que si utilizamos el canal 49, el siguiente se podrá emplazar en el 52, mientras que el próximo programa ocupará el 55.
•
Para comprobar que no se producen interferencias, nos aseguraremos de que el canal de salida elegido no aparece en la Tabla 6.5 de incompatibilidades.
~ Actividades 4. En una instalación se reciben los canales 25, 27, 29, 32 y 34. Al introducirlos en la red de distribución, observamos que en el canal 29 aparece una interferencia, por lo que decidimos convertir su frecuencia. Contesta a estas preguntas razonando las respuestas.
I
a} ¿Podríamos convertirlo al canal 30? LI • • _ ._0 b} Entre los canales 20 y 40, ¿cuáles podemos elegir sin que causen pro~ 120
Configuración de instalaciones de radio y televisión 111): cabeceras e instalaciones de TV-SAT
•
4. Instalaciones para televisión vía satélite
Después de analizar las características de las instalaciones para la captación y el procesado de señales de radio y televisión terrestres, estudiaremos las instalaciones para recepción de televisión por satélite (lV-SAl).
En las páginas web de las ope-
Un sistema receptor de televisión por satélite está formado por tres elementos:
radores de satélite encontrarás información útil para la con·
•
Antena.
figuración de los sistemas de
•
Unidad exterior, que incluye el conversor LNB.
•
Unidad interior, formada por los receptores de satélite y sus accesorios.
recepción. Aquí tienes algunas
de ellas: • www.hispasat.es
Como en el resto de instalaciones, diferenciaremos la configuración de estos componentes en función del número de usuarios a los que van dirigidas, así como de la cantidad de servicios que procesan y la tecnología que usan.
• www.ses.astra.com • www.eutelsat.com
4.1. La antena Para dimensionar correctamente la antena, se deben tener en cuenta los siguientes condicionantes: •
La ganancia necesaria en la antena receptora de una instalación de lV-SAl se tiene que calcular según la cantidad de señal que recibe y el factor de ruido del equipo al que se conecta.
•
Además, como se vio en la Unidad 3, la ganancia de una antena parabólica depende, entre otros factores, del tamaño de su reflector, así como de su índice de rendimiento.
De estas premisas se desprende una conclusión clara: el tamaño de la antena a montar depende de la densidad de flujo existente en el punto de recepción [o lo que es lo mismo, de la potencia isotrópica radiada equivalente (PIRE) del satélite para esa zona], del tipo de antena y del factor de ruido del conversor LNB que lleva asociado_ Para facilitar la elección, los operadores de satélite ofrecen en sus páginas web mapas (Fig. 6.11) en los que se indica el tamaño de antena necesario para recibir la señal de sus satélites, generalmente mediante una antena offset y un conversor LNB estándar.
Fig. 6.11. Mapa de tamaños de antena necesarios poro recibir fas satélites Hisposat.
4.2. Instalaciones individuales Se considera que una instalación de lV-SAl es individual cuando da servicio a un único receptor de usuario, aunque excepcionalmente pueden ser dos en configuraciones concretas. El hecho de que existan elementos seleccionables en la instalación hace que existan notables diferencias entre estos sistemas y los utilizados en instalaciones colectivas, donde el número de receptores puede ser mucho mayor. Entre las instalaciones individuales de TV-SAl, destacan los siguientes tipos:
Instalaciones individuales TV-SAT
í Sistemas simples
Sistemas multisotélite
Sistemas
de doble usuario
121
~
Configuración de instalaciones de radio y televisión (111: cabeceras e instalaciones de TV-SAl
Características
Tipología
Representación Antena
• los sistemas individuales más sencillos están diseñados para recibir todos los canales procedentes de un satélite. Para ello, la instalación debe constar de uno unidad exterior, formada por lo antena y un conversor LNB universal. • El único cable de salida se conecta a la unidad interior, que en este caso es un receptor de satélite de tipo individual. La Figura 6.12 muestro una estructura de este tipo.
I Fig. 6.12. Componentes de una estación receptora de NSAT
• En instalaciones individuales existe la ventaja de poder direccionar la
parábola hacia los diferentes satélites del arco polar mediante un sistema motorizado controlado por la propia unidad interior
(Fig.6.13). • Esta característica, unida a la selección de la polaridad de recepción, permite recibir con una sola antena la totalidad de los programas emitidos por todos los satélites visibles desde la posición de recepción. Se logra así un notable incremento de las prestaciones del sistema, lo que mejora considerablemente la relación precio-servicio. • El principal inconveniente de esta configuración es que, al moverse la antena, limita su utilización a un único receptor. Este es quien decide hacia qué satélite se orienta la antena en cada momento, así como la banda y la polarización que se seleccionan en el conversor lNB.
Fig. 6.13. Antena con rotor paro instalaciones individuales multisatélite.
• Existe la posibilidad de servir a dos receptores de usuario al mismo tiempo con una sola antena. • Este sistema se basa en la utilización de una unidad exterior de tipo Twin (Fig 6.14), que incorpora dos conversores lNB, esto permite bajar dos Hneas independientes, una hacia cada usuario. • De esta forma, cada unidad interior puede seleccionar la banda y la polarización de forma independiente, lo que da a cada receptor una cierta libertad de elección del canal sintonizado en cada momento. Sin embargo, esta solución se halla limitada a la recepción de un único satélite. • Si se utilizo en un sistema con rotor de antena, puede darse el caso de que coda usuario desee, 01 mismo tiempo, canales procedentes de diferentes satélites. Como lo antena no puede estar apuntando a dos satélites a la vez, esto prestación no sería posible.
Unidad interior 2
I
Fig. 6.14. Instalación individual para dos usuarios.
labia 6.6. Sistemas de instalaciones individuales de NSAT
1/
6
Ejemplo 2
Instalación individual de TV-SAl El sistema receptor individual de televisión más completo sería el que permitiera recibir
todos los satélites del arco polar. Su equipamiento constaría de una antena, una unidad exterior universal (con banda y polaridad seleccionable), un rotor de antena y una unidad interior individual. Este dispositivo controlaría, además de la sintonía y la elección de los servicios recibidos, la selección de
la polaridad y el sistema de orientación y control de posicionamiento de la parábola.
122
Configuración de instalaciones de radio y televisión fU): cabeceras e instalaciones de N-SAl
4.3. Instalaciones colectivas Con uno antena se pueden recibir todos los canales emitidos desde un satélite. El problema se planteo cuando se deseo recibir 01 mismo tiempo programas procedentes de distintos satélites. lo solución, en líneas generales, poso por instolor tontos antenas como satélites se quieran recibir, aumentando también el númera de unidades exteriores. Con los señales de los distintos conversores, se pueden utilizor tres sistemas de procesado: procesado de canales, distribución de frecuencia intermedia y multiconmutador. _.
o
A. Procesado de canales
Se instalo un conjunto de transmoduladores en lo cabezo de instalación, con sus fuentes de alimentación. Hay un transmodulador por cado canal que se deseo recibir.
Claves y consejos
}1
Recuerda que en instalaciones colectivos se debe disponer de forma simultánea de todas las opciones que ofrezco el sistema. Por lo tanto, los conversores ten-
drán salidas independientes para cada polarización y para cada una de las bandas que se transmitan par ellas.
lo salido de radiofrecuencia de codo transmodulodor se lleva a un amplificador monocanal, que doto o los señales del nivel de potencio necesorio poro compensor los deficiencias de lo red de distribución o lo que será conectado. Puede ser sintonizado por los usuorios en sus receptores de televisión convencional como si se trotase de un canal terrestre. Para el usuario final, esto solución no represento ninguna modificación de su instalación, yo que se mantiene intacto el sistema de distribución existente. Sin embargo, el número de canales que se le suministrorón estoró necesariamente limitado, tanto por razones económicos, como por los dimensiones que tiene lo cabecero de lo instalación.
Caso Práctico 5 " Instalaciones con transmoduladores Poro instolor un sistema que recibo dos satélites, con tres canales por cado uno de sus dos polarizaciones (12 canales), se usoró un sistema como el de lo Figuro 6.15. al Material: 2 antenas porobólicos; 2 unidades exteriores de doble poloridad; 4 repartidores; 12 transmodulodores con sus fuentes de alimentación; 12 amplificadores monocanales con sus alimentadores.
bl
Instalación: este sistema se unirio 01 de amplificación pora televisión terrestre existente en lo instalación colectivo, lo que configura uno cabecera de grandes dimensiones y casi independiente del número de usuarios 01 que prestorá servicio. Sus principales corocteristicas de instalación son: • Tiene uno gran diversidad de combinaciones posibles en sistemas colectivos de TV-SAT por canales procesados. • El presupuesto de lo instalación puede encorecerse bastante, de modo que solo resulto viable en instalaciones con un gran número de usuorios.
ACtiVidades"
5. Configura un sistema de televisión por satélite utilizando tronsmodulodores, de formo que se reciban los siguientes servicios del satélite Astro: al Polarización vertical, bando alto: das canales.
bl Polarización
vertical, banda boja: un canal.
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~
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11 11 11 11 11 11
A la red d.
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Fig. 6.15. Instalación por procesado de canales.
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~
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11111111
cl Polorizoción horizontal, bando alto: dos canales.
di Polarización horizontal, banda bajo: tres canales.
12~
Configuración de instalaciones de radio y televisión (111: cabeceras e instalaciones de TV-SAT
-----
o TV-SAT (polaridad simple) (subanda simple)
B. Distribución en frecuencia intermedia Como hemos visto, el sistema de procesado de canales adolece de dos inconvenientes importantes: el limitado número de canales que recibe y el elevado coste que supone en
Televisión terrestre
instalaciones con un reducido número de usuarios.
La alternativa es un sistema que, con un equipamiento de cabecera mínimo, permita recibir más servicios en las tomas de usuario. Para ello, hay que distribuir al usuario final la señal de frecuencia intermedia procedente de los conversores LNB, de forma que cada uno decida cuál de los canales quiere ver. El problema principal de este sistema es que se debe utilizar un sintonizador de satélite en cada una de las tomas de la instalación desde las que se desee acceder a los servicios.
Amplificador de Frecuencia Intermedia
Salida linea B (sólo terrestre)
Salida linea A (terrestre + Fl)
Fig. 6.16. Instalación en FI con polaridad simple.
La complejidad de una instalación de frecuencia intermedia depende, fundamentalmente, de las polarizaciones y las bandas que se quieren recibir, así como del número de usuarios a los que dará servicio. Si se desea distribuir una única polaridad, con una sola subanda (Fig. 6.16), bastará con utilizar una central amplificadora de frecuencia intermedia simple, que elevará el nivel de la señal procedente del conversor LNB.
Televisión terrestre
Este equipo realizará otras funciones, como generar la
alimentación de los conversores y mezclar las señales de satélite con las procedentes de las antenas terrestres, para de esta manera llevarlas por una de las líneas de distribución. V
H
~
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Amplificador de frecuencia intermedia H +T
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alimentación
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PAU con
repartido~
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Así, en una salida de esta instalación de ICT contendrá únicamente canales de radio y televisión terrestre, mientras que en la otra aparecerían además los servicios recibidos del satélite. Si se desean recibir las dos polaridades o las dos subandas de una misma polarización, el sistema, por lo tanto, se duplicará. Usaremos entonces una central amplificadora de frecuencia intermedia (FI) para dos polarizaciones más televisión terrestre, y cada una de sus dos salidas se conectará con una de las líneas de distribución de la red. Con esta configuración, en el punto de acceso al usuario (PAUj del usuario aparecerán las síguientes señales: •
Línea A: canales terrestres + FI 1.
•
Línea B: canales terrestres + FI 2.
Como hemos visto anteriormente, en función de las conexiones que se establezcan en el PAU, se llevará hasta las tomas una u otra de las líneas, de modo que en todas las tomas de su vivienda se disponga de los servicios que se transporten por ella.
Fig. 6.17. Instalación en FI can dable polaridad.
124
Este sistema se suele utilizar para distribuir las dos polarizaciones de un satélite IFig. 6.17).
Configuración de instalaciones de radio y televisión (111: cabeceras e instalaciones de TV·5AT
---
o
C. Multiconmutodores
El sistema más completo sustituye las derivadores y los PAU por multiconmutadores, que permiten suministrar un elevado número de servicios al usuario. Una aplicacián tipica de este sistema utilizaría cuatro líneas de bajada de FI (para las dos polarizaciones de das satélites), más el cable con la distribucián de televisián y radio terrestres. Para utilizar estos servicios, el usuario debe disponer de un receptor de satélite conmutable mediante cádi· gas DiSEqC, un protocolo de comunicación que se transmite por la propia línea de señal y que envía órdenes de configuración de la instalación.
Caso Práctico 6 Instalaciones con multiconmutadores •
•
TV·SAT 1 (polaridad doble)
TV·SAT 2 (polaridad doble)
9
Televisión terrestre
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Aunque el sistema utiliza cinco cables de bao jada, a cada toma de usuario sola llega un cable. En él estará disponible el servicio de radio y televisión terrestre, que permitirá la recepción por televisares convencionales. Además, y de forma totalmente compatible con este servicio básico, la red suministrará
una de las cuatro polarizaciones de frecuen· cia intermedia disponibles. La toma de usua· rio tendrá dos conectores independientes, uno para los servicios terrestres y otro para las señales de TV·SAT. •
Para configurar cada unidad interior de so· télite, por cada servicio a recibir se selec· cionará, además de los ajustes habituales (frecuencia de entrada, idioma de recepción, frecuencia del oscilador local, etc.), el código DiSEqC que permite seleccionar la línea de bajada correspondiente, por la cual llega el servicio deseado.
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Con esta instalación podremos recibir las dos polarizaciones de dos satélites distintos (en una de las bandas cada una), como se mues· tro en la Figura 6.18. También se puede uti· lizar con una sola antena y un conversor de tipo Quatro, para distribuir las dos polariza· ciones y las dos bandas de un único satélite.
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Multiconmutador
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Mul!Jcoomutador
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Multiconmutador
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carga terminal de Une
Fig. 6.18. Instalación con multiconmutadores.
Actividades" 6. En un edificio de cuatro plantas, con dos viviendas par planta y dos tomas por vivienda, se desea distribuir las señales de televisión vía satélite. El edificio tiene una canalización en la escalera, con la bajada de distri· bución de televisión terrestre, que se puede emplear para este fin. El cliente quiere una instalación que sea capaz de procesar al menos dos canales de cada una de las polarizaciones de los satélites Astro y Hatbird. Analizar las soluciones posibles y elegir la que resulte más favorable.
7.
Para el enunciado del ejercicio anterior y una vez ergido el sistema de procesado, diseña el sistema a ins· talar y representa todos las componentes de la instala· ción.
8. Aunque estamos ante la solución técnica más moderna y con más prestaciones, la instalación con multicon· mutador de la Figura 6.18 no cumple las normas ICT. ¿Sabes par qué? ¿Qué podemos hacer para que res· pete la normativa?
Configuración de instalaciones de radio y televisión lll}: cabeceras e instalaciones de TV·SAT
Comprueba tu aprendizaje Identificar las características técnicas de las cabeceras de amplificación.
la banda V, calcula la ganancia necesaria en el sistema de amplificación.
¿Qué condicionantes debemos tener en cuento si vamos a emplear un amplificador de banda ancha en uno instalación?
7. Realiza un dibujo en el que aparezcan representados
2. ¿Qué tipos de cabeceras podemos encontrar en instala-
8. Para completar la instalación, se desea distribuir la ima-
1.
ciones receptoras de radio y televisión en ¡CT?
3. Razona las ventajas y los inconvenientes de los sistemas de amplificación por monocanales.
4. ¿En qué situaciones podría resultar interesante la instalación de una cabecera de recepción de televisión por satélite utilizando transmoduladores?
Aplicar la normativa de ICT en la configuración de la instalación.
5. En una instalación receptora de radio y televisión paro una ICT, ¿cuál es el valor máximo de la tensión de solida de la cabecera de amplificación?
Calcular los parámetros de los elementos y los equipos de la cabecera. En una instalación de ICT se reciben las señales procedentes de dos centras emisores de televisión (que llamaremos A y B). De acuerdo con el ángulo de recepción de las señales, se optó por utilizar dos antenas independientes, para captar sus señales. Además, en la instalación se desean distribuir las señales de radio analógica en FM y de radio digital DAB. En la siguiente tabla se muestran los niveles de señal en la entrada de los amplificadores:
todos los elementos de la cabecera, utilizando para ello amplificadores monocanales. gen y el sonido de una cámara de vigilancia situada en la puerta principal del edificio. Para ello llegan hasta el recinto de infraestructuras de telecomunicación superior los cables de la cámara. Selecciona el equipamiento necesario y configura el canal de salida teniendo en cuenta los que ya están utilizados.
Seleccionar los equipos y los materiales que cumplan las especificaciones funcionales, técnicas y normativas.
9. Consulta catálogos de equipamiento y elige los materiales que cumplan los requerimientos de la instalación.
10. Si a la instalación anterior queremos añadir las dos poloridades de un satélite (ambas en la subonda baja de frecuencias), define qué cambios tendríamos que hacer y qué elementos deberíamos montar para poder prestar ese servicio.
11. En un conversor de canal, ¿se puede elegir libremente la frecuencia del canal de salida? Razona tu respuesta.
12. Un cliente nos pide una instalación receptora de televisión por satélite para dos usuarios que sea capaz de recibir el máximo número de canales posible. Argumenta cuáles son las posibilidades técnicas que se pueden plantear para esta instalación, así como las ventajas y los inconvenientes de cada alternativa.
13. Para insertar la señal de una cámara de vigilancia, se Canal/banda
,
DAB EmisorA
EmisorB
---
Nivel de salida de anlena
( =10dB)(G =1 dB)
dispone de un modulador cuyas características aparecen en la siguiente tabla:
52
dB~V
Frecuencia de canal de salida
470-B62 MHz
36
dB~V
Sistema de televisión
PALG
62 dB~V
Espectro de canal de salida
Doble banda lateral
5B dB~V
Nivel de salida
65-B5
Modo de operación de audio
Mono
Impedancia de entrada de video
75 O
Relación señal-ruido Is/n)
55 dB
Consumo
3W
56
dB~V
60 dB~V 55
dB~V
dB~V
6. Sabiendo que se va a conectar a una red que presenta una atenuación de 32 dB para los canales de VHF, de 36 dB para lo banda IV de televisión y de 40 dB para 126
¿Podríamos utilízar este modulador en una instalación de ¡CT? Razona tu respuesta.
