En la actualidad, la digitalización está presente en todo lo que alguna vez fue analógico pues permite dar nuevos y mejores servicios a los usuarios.

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1 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA UNIDAD DE POSGRADOS MAESTRÍA EN GESTIÓN DE TELECOMUNICACIONES Tesis previa a la obtención del Grado de Magister en Gestión de Telecomunicaciones ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA ESTANDARIZACIÓN Y REGULACIÓN PARA LA MIGRACIÓN DEL SISTEMA DE RADIO ANALÓGICO AL DIGITAL EN EL ECUADOR Autores: Ing. Felipe Sánchez Sánchez Ing. Giovanni Sagbay Sacaquirín Dirigido por: Ing. Johnatan Coronel González

2 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA UNIDAD DE POSGRADOS MAESTRÍA EN GESTIÓN DE TELECOMUNICACIONES Autores: Dirigido por: Ing. Felipe Sánchez Sánchez Ing. Johnatan Coronel González Ing. Giovanni Sagbay Sacaquirín ESTUDIOS Y ANÁLISIS DE LA ESTANDARIZACIÓN Y REGULACIÓN PARA LA MIGRACIÓN DEL SISTEMA DE RADIO ANALÓGICO AL DIGITAL EN EL ECUADOR En la actualidad, la digitalización está presente en todo lo que alguna vez fue analógico pues permite dar nuevos y mejores servicios a los usuarios. La radiodifusión no es la excepción y actualmente se encuentra digital en todos los países desarrollados. En el Ecuador, la radiodifusión es un medio de comunicación muy utilizado, tanto que su espectro de frecuencias se encuentra saturado en las bandas de AM y FM, en las provincias principales del país como son: Guayas, Pichincha y Azuay, por lo que se da a conocer la gran necesidad de actualizar la tecnología que nos permita ofrecer nuevos y mejores servicios a través de este medio tan útil y usado por la comunidad ecuatoriana. Con esta finalidad proponemos: Realizar el análisis de la situación actual del servicio de radiodifusión analógica y saturación del espectro radioeléctrico; el estudio comparativo de las características de los estándares (DAB, IBOC, DRM, ISDBT-TSB) de radiodifusión digital en el mundo; así como un análisis de la regulación de este servicio en países donde se ha implementado la radio digital o donde se están llevando a cabo pruebas de transmisión, para luego de este estudio proponer una norma técnica para la regulación del servicio de radiodifusión digital en el Ecuador.

3 ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA ESTANDARIZACIÓN Y REGULACIÓN PARA LA MIGRACIÓN DEL SISTEMA DE RADIO ANALÓGICO AL DIGITAL EN EL ECUADOR I

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5 ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA ESTANDARIZACIÓN Y REGULACIÓN PARA LA MIGRACIÓN DEL SISTEMA DE RADIO ANALÓGICO AL DIGITAL EN EL ECUADOR JORGE GIOVANNI SAGBAY SACAQUIRíN Ingeniero Electrónico Universidad Politécnica Salesiana CARLOS FELIPE SÁNCHEZ SÁNCHEZ Ingeniero Electrónico Universidad Politécnica Salesiana Dirigido por: EDWIN JOHNATAN CORONEL GONZÁLEZ Ingeniero Electrónico Docente de la Universidad Politécnica Salesiana Carrera de Ingeniería Electrónica. CUENCA - ECUADOR III

6 Datos de catalogación SAGBAY SACAQUIRIN JORGE G. Y SÁNCHEZ CARLOS FELIPE. Estudio y Análisis de la Estandarización y Regulación para la Migración del Sistema de Radio Analógico al Digital en el Ecuador Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca Ecuador, 2013 MAESTRÍA EN GESTIÓN DE TELECOMUNICACIONES Formato 170 x 240 mm Páginas: 202 Breve reseña de los autores e información de contacto: Jorge Giovanni Sagbay Sacaquirin. Tecnólogo Electrónico. Ingeniero Electrónico. gsagbay@ups.edu.ec Carlos Felipe Sánchez Sánchez. Tecnólogo Electrónico. Ingeniero Electrónico. csanchezqups.edu.ec Dirigido por: Edwin Johnatan Coronel González. Ingeniero Electrónico. Diploma Superior en Evaluación de la Educación Superior. Especialista en Docencia Universitaria. Especialista en Telecomunicaciones. Magister en Sistemas de Información Gerencial. Profesor de la Universidad Politécnica Salesiana. Jefe Técnico Provincial, Corporación Nacional de Telecomunicaciones Provincia del Cañar ecoronel@ups.edu.ec Todos los derechos reservados. Queda prohibida, salvo excepción prevista en la Ley, cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública y transformación de esta obra para fines comerciales, sin contar con autorización de los titulares de propiedad intelectual. La infracción de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual. Se permite la libre difusión de este texto con fines académicos investigativos por cualquier medio, con la debida notificación a los autores. DERECHOS RESERVADOS 2013 Universidad Politécnica Salesiana. CUENCA ECUADOR SUDAMÉRICA SAGBAY SACAQUIRIN JORGE G. y SÁNCHEZ CARLOS FELIPE. Estudio y Análisis de la Estandarización y la Regulación para la Migración del Sistema de Radio Analógico al Digital en el Ecuador. IMPRESO EN ECUADOR PRINTED IN ECUADOR IV

7 ÍNDICE DE CONTENIDOS ÍNDICE DE CONTENIDOS... V ÍNDICE DE FIGURAS... XIII ÍNDICE DE TABLAS... XV DEDICATORIAS... XVII PREFACIO... XIX PROLOGO... XXI AGRADECIMIENTO... XXIII CAPITULO MARCO CONCEPTUAL Introducción: Técnicas de Modulación Modulación FSK Modulación (PSK) Modulación de amplitud en cuadratura Espectro Radioeléctrico Modulación y Demodulación Frecuencias de Transmisión Clasificación de Transmisores Ancho de Banda y Capacidad de Información Modos de Transmisión Ruido Eléctrico Ruido no correlacionado Ruido interno Distribución Gaussiana Voltaje de ruido Ruido Correlacionado Distorsión Armónica Ruido de intermodulación V

8 1.2.9 Varios tipos de Ruido Ruido Excesivo Ruido de resistencia Ruido de precipitación CAPITULO REGULACIÓN DE SERVICIOS DE RADIO DIFUSIÓN DIGITAL COBERTURA DE RADIODIFUSIÓN AM Y FM EN EL ECUADOR Radiodifusión Sonora Radiodifusión Sonora Analógica Espectro Radioeléctrico La Radiodifusión en Amplitud Modulada AM La Radiodifusión en Frecuencia Modulada FM Zonas Geográficas Establecidas para Radiodifusión FM La Radiodifusión en el Ecuador Radiodifusión AM en el Ecuador Cobertura de la señal AM en el Ecuador Radiodifusión FM en el Ecuador Cobertura de la señal FM en el Ecuador Programación de la Radio en el Ecuador ANÁLISIS DE LOS CONCESIONARIOS EN EL ECUADOR ANÁLISIS ESTADÍSTICO Análisis de las Emisoras AM en el Ecuador Grupos de frecuencia para Amplitud Modulada Análisis de las Emisoras FM en el Ecuador Grupos de frecuencias para Frecuencia Modulada Resumen del Análisis de las Emisoras AM Y FM en el Ecuador VI

9 2.2.2 Análisis de los Concesionarios en el Ecuador Resumen Estadístico de tipos de Categorías de Estaciones de Radiodifusión Sonora Autorizadas en el Ámbito Nacional Análisis de Frecuencias libres y ocupadas de AM y FM en el Ecuador Análisis de la Cobertura de Radiodifusión AM y FM en el Ecuador Radiodifusión Digital Radiodifusión Digital Eureka Radiodifusión Digital DRM (Digital Radio Mondiale) Radiodifusión Digital IBOC (In Band On - Channel) Calidad de Audio Calidad de Audio del Sistema HD Radio (IBOC) Calidad de Audio en AM del Sistema HD Radio (IBOC) Calidad de Audio en FM del Sistema HD Radio (IBOC) REGLAS DE SERVICIOS QUE ES UN SERVICIO Servicios de Programa Principal Servicio de Información de Estación Bloque de Servicios de Aplicación Avanzada Generación de Servicios Beneficios del Bloque de Trabajo AAS Reglas de Servicio Difusión de Audio Digital de Alta Definición Multidifusión de Audio Digital Difusión de datos Servicios por Suscripción Reglas de Operación y Programación Necesidades de la Comunidad Sistema de Alertas de Emergencia VII

10 2.5 ASPECTOS DE REGULACIÓN DE SERVICIOS DE RADIODIFUSIÓN DIGITAL ESTADO DE LA RADIO DIGITAL EN ESTADOS UNIDOS Regulación Licencia IBOC Lanzamiento de IBOC IBOC en el Mundo México Argentina Uruguay Brasil Chile Ecuador CAPITULO TECNOLOGÍAS Y COSTOS DE CONVERSIÓN DE LA RADIODIFUSIÓN DIGITAL RADIODIFUSIÓN DIGITAL EUREKA Especificaciones del sistema Múltiples programas Tramas de datos Sincronismo FIC MCS Composición de los datos Ubicación en el espectro radioeléctrico Modulación de la portadora Arquitectura del Transmisor Servicio de sonido Datos de servicio VIII

11 Codificación de canal y entrelazado Entrelazado de frecuencia Modulación COFDM Arquitectura de receptor Sintonizador Decodificador de canal Decodificador de audio Decodificador de datos Convertidores Circuitos integrados comerciales para DAB Sintonizador Decodificador de canal SAS Entradas Salidas Entradas Salidas RADIO DIFUSIÓN DIGITAL IBOC Introducción Antecedentes Fundamentos del sistema Transmisión en AM Transmisión en FM Modo de transmisión híbrido Modo de transmisión híbrido extendido Modo de transmisión sólo digital Servicios que ofrece el sistema El Receptor IBOC Sintonizador IX

12 Separador Receptor AM/FM Receptor digital Conmutador Control RADIO DIFUSIÓN DIGITAL DRM Codificación de la fuente: Codificación del canal: Modulación del sistema DRM MIGRACIÓN DE LA RADIO ANALÓGICA A LA DIGITAL Ventajas y nuevas facilidades con respecto a la radio analógica SITUACIÓN DE MERCADO Y COSTO DE CONVERSIÓN CAPITULO PROPUESTA DE LA NORMA TÉCNICA PARA RADIO DIFUSIÓN DIGITAL AM Y FM Características del sistema IBOC Servicios de IBOC Servicio de Programa Principal Servicio de Programa Secundario Muestreo Cuantificación Codificación Compresión Conversor análogo-digital Mezclador Propuesta de Norma Técnica para Radiodifusión digital AM IBOC Banda de Frecuencias Banda para frecuencias auxiliares Canalización en las bandas de Radiodifusión X

13 4.3 Distribución de Frecuencias Área de Servicio Asignación de Frecuencias Propuesta de Norma Técnica para Radiodifusión Digital FM IBOC Banda de Frecuencias Modo Híbrido extendido Banda para Frecuencias Auxiliares Canalización en las Bandas de Radiodifusión Grupos de Frecuencias Distribución de Frecuencias Servicios Servicios sin costo Servicios Pagados Incumplimientos y Sanciones CAPÍTULO CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Introducción Conclusiones Conclusión de la situación actual de la Radiodifusión en el Ecuador Resumen estadísticos de; servicios de radiodifusión y televisión, estaciones de radiodifusión por regiones estaciones de radiodifusión por tipos de categorías, comportamiento histórico de la radiodifusión, infracciones y sanciones, y resoluciones del CONATEL Estadísticas de evolución de juzgamientos sobre infracciones y sanciones a los servicios de radiodifusión y televisión, periodo Estadísticas referentes a la administración y gestión de los servicios de radiodifusión y televisión a nivel Nacional Tipos de infracción en los servicios de radiodifusión, reporte a junio 2013 (SUPERTEL) Limitaciones de la Radiodifusión AM y FM XI

14 Por las limitaciones antes mencionadas tanto en la Banda de AM y FM, se propone considerar los siguientes aspectos técnicos, para la digitalización de la radiodifusión en el Ecuador: Análisis de los estándares de Radiodifusión a nivel Mundial Análisis Regulatorio Aspectos Económicos Conclusiones Generales Técnicas Operativas Económicas Administrativas y Regulatorias Recomendaciones Técnicas: Operativas Económicas Administrativas y Regulatorias ABREVIATURAS ANEXOS ANEXO A DIVISIÓN DE PROVINCIAS DEL ECUADOR ANEXO B DIVISIÓN DE CANTONES DEL ECUADOR ANEXO C: Norma Técnica Reglamentaria para Radiodifusión en Frecuencia Modulada Analógica ANEXO D: RESOLUCIÓN RTV CONATEL CONSEJO NACIONAL DE TELECOMUNICACIONES CONATEL BIBLIOGRAFÍA XII

15 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Sistema de Comunicación [1]... 1 Figura 2: Sistema de comunicación digital [1]... 2 Figura 3: Transmisor de FSK binario [5]... 4 Figura 4: Modulador de BPSK [4]... 5 Figura 5: Diagrama a bloques de un transmisor de 8-QAM [4]... 6 Figura 6: Diagrama a bloques para el transmisor de 16-QAM [4]... 7 Figura 7: Diagrama a bloques de un sistema de comunicaciones en una & dos direcciones [6]... 7 Figura 8: Diagrama a bloques de un sistema de Comunicaciones [4] Figura 9: Espectro de frecuencias Electromagnéticas [9] Figura 10: Espectro de la longitud de la onda Electromagnética [9] Figura 11: Efectos del Ruido sobre una señal [10] Figura 12: Densidad de Probabilidad [11] Figura 13: Circuito equivalente de la fuente de Ruido [9] Figura 14: Estación de radiodifusión Figura 15: Diagrama de bloques de un Transmisor AM Figura 16: Diagrama de Bloques de un receptor AM Figura 17: Zonas Geográficas Figura 18: Cobertura de Radiodifusión AM en el Ecuador Figura 19: Cobertura de Radiodifusión FM en el Ecuador Figura 20: Resultado porcentual de emisoras AM por regiones Figura 21: Cuadro porcentual de emisoras FM por regiones. (a) Matriz (b) Repetidora Figura 22: Relación porcentual entre las estaciones de radiodifusión sonora FM Matrices y Repetidoras Figura 23: Regiones del Ecuador Figura 24: Resumen Estadístico de tipos de categorías de estaciones de radiodifusión sonora autorizadas en el ámbito Nacional, por Provincias (Se contabiliza las estaciones matrices y repetidoras de radiodifusión sonora de Onda Corta (OC), Amplitud Modulada (AM) Figura 25: Escalas de Prueba de AM [4] Figura 26: 16 Escalas de Prueba de FM Figura 27: Ilustración de los Servicios de Aplicación Avanzada. [4] Figura 28: Generación de servicios AAS.24 [9] Figura 29: Configuración de la Radio Digital [9] XIII

16 Figura 30: Diagrama de bloques del transistor DAB [10] Figura 31: Diagrama de bloques del receptor DAB [10] Figura 32: Arquitectura de circuitos para DAB [4] Figura 33: Diagrama de bloques del circuito integrado SAA3500 [4] Figura 34: Diagrama de bloques del circuito Integrado SAA2502 [6] Figura 35: Diagrama básico de bloques del transmisor IBOC [12] Figura 36: Modulación OFDM [12] Figura 37: Espectro de la portadora de AM para transmisión sólo digital [12] Figura 38: Espectro de la portadora AM para transmisión híbrida [12] Figura 39: Espectro de la portadora de FM con contenido analógico y digital [12] Figura 40: Espectro de la portadora de FM para transmisión híbrida [12] Figura 41: Espectro de la portadora de FM para transmisión híbrida extendida [12] Figura 42: Espectro de la portadora FM para la trasmisión digital [12] Figura 43: Diagrama de bloques del receptor híbrido IBOC [12] XIV

17 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Designaciones de la Banda de CCIR [3] Tabla 2: Clasificaciones de Emisión de FCC [7] Tabla 3: Espectro completo de Frecuencias [1] Tabla 4: Bandas para Radio [1] Tabla 5: Valores de Potencia [5] Tabla 6: Zonas geográficas para la concesión de estaciones en Frecuencia Modulada Tabla 7: Cuadro de resumen de estaciones de Radiodifusión AM en el Ecuador.. 43 Tabla 8: Resumen de estaciones de Radiodifusión FM en Ecuador Tabla 9: Cuadro de resumen de tipos de radio en el Ecuador Tabla 10: Emisoras y repetidoras AM a Nivel Nacional Tabla 11: Frecuencias para Amplitud Modulada Tabla 12: Canales en AM Tabla 13: Emisoras y repetidoras FM a nivel Nacional Tabla 14: Distribución de frecuencias FM según grupos en el Ecuador Tabla 15: Canales de FM utilizados por las provincias en el Ecuador Tabla 16: Número de Estaciones de Radiodifusión OC AM FM a Nivel Nacional Tabla 17: Relación porcentual entre las estaciones de radiodifusiones autorizadas y vigentes Tabla 18: Distribución de habitantes por regiones Tabla 19: Estaciones de Radio Difusión Sonora Tabla 20: Categorías de Estación en porcentaje Tabla 21: Canales Libres en AM y FM Tabla 22: Tramas ID3 soportadas por MPS Data. [4] Tabla 23: Bandas de frecuencia DAB [9] Tabla 24: Características de los modos de transmisión [10] Tabla 25: Portadoras moduladas mediante QPSK [6] Tabla 26: Características principales del servicio de radio [12] Tabla 27: Características de las bandas laterales OFDM [12] Tabla 28: Especificaciones del modo híbrido [12] Tabla 29: Características principales de las bandas laterales [12] Tabla 30: Principales programas de servicios (MPS) [12] Tabla 31: Especificaciones directas de las bandas de transmisión [12] Tabla 32: Normas para la configuración de MPS y SPS [12] XV

18 Tabla 33: Espectro radioeléctrico para radiodifusión Tabla 34: Canalización de la banda AM IBOC [14] Tabla 35: Agrupamiento de frecuencias para la banda AM IBOC Tabla 36: Características Técnicas [14] Tabla 37: Canalización de la banda FM IBOC Tabla 38: Agrupamiento de frecuencias para la banda FM IBOC Tabla 39: Estructuración y distribución de zonas geográficas [14] Tabla 40: Características Técnicas [14] XVI

19 DEDICATORIAS A Dios y la Virgencita. Por haberme permitido llegar hasta este punto y haberme dado salud para lograr mis objetivos, además de su infinita bondad y amor. A Mis Padres Anita y Heriberto Por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, en toda mi educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente mantenido a través del tiempo. Todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos. A mi esposa Gladys y mi hermosa hija, Anabellita. A mis familiares. A mi hermana Maita, Janeth que está en los cielos, mis hermanos Iván, Miki, por ser el ejemplo y brindarme el apoyo en momentos difíciles. Gracias a ustedes! Giovanni Sagbay A Dios y la Virgen por guiarme por este largo camino, A mis angeles que siempre están a mi lado a mi Madrecita, a mi Padre, A mi esposa, por ser la persona que me apoya en todo moneto de manera incondicional A mis hermanas, sobrinos, aun ser que más que mi hermano es mi amigo, que con sus sabios consejos me ayudado a continuar en estos años de maestría. Felipe Sánchez XVII

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21 PREFACIO En la actualidad las telecomunicaciones es un impulsor del desarrollo de los países, representan un elemento esencial para el normal funcionamiento de las instituciones, empresas ya que forman parte de la vida diaria de una gran número de usuarios de este mundo. Actualmente en el Ecuador, la radiodifusión es un centro de interés, tanto, que el espectro de frecuencias se encuentra saturado específicamente en las provincias principales del país, tanto en la banda de AM como principalmente en la banda de FM, por lo que se da a conocer la gran necesidad de actualizar la tecnología que nos permita mejorar estos aspectos técnicos y ofrecer nuevos servicios a través de este medio tan útil y usado por la comunidad ecuatoriana. Ante la problemática antes menciona y debido al avance tecnológico, tiene como objetivo este proyecto realizar: el análisis de la situación actual del servicio de radiodifusión analógica y la comparación de las tecnologías digitales existente a nivel mundial referente a este medio de comunicación, para luego de este estudio proponer una normativa técnica para la regulación del servicio de radiodifusión digital en el Ecuador. Adicionalmente con el presente proyecto, se aspira que sea como guía de referencia para los entes reguladores del Ecuador, que deberán trabajar de manera coordinada con todas las personas implicadas en este sector, ya que de ellos dependerá seleccionar el estándar idóneo que nos permita la transición de tecnologías (analógico digital) adaptándose a la situación y requerimientos actuales del país. XIX

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23 PROLOGO En la actualidad, la digitalización está presente en todo lo que alguna vez fue analógico pues permite dar nuevos y mejores servicios a los usuarios. La radiodifusión no es la excepción y actualmente se encuentra digital en todos los países desarrollados. En el Ecuador, la radiodifusión es un medio de comunicación muy utilizado, tanto que su espectro de frecuencias se encuentra saturado en las bandas de AM y FM, en las provincias principales del país como son: Guayas, Pichincha y Azuay, por lo que se da a conocer la gran necesidad de actualizar la tecnología que nos permita ofrecer nuevos y mejores servicios a través de este medio tan útil y usado por la comunidad ecuatoriana. Con esta finalidad proponemos: Realizar el análisis de la situación actual del servicio de radiodifusión analógica y saturación del espectro radioeléctrico; el estudio comparativo de las características de los estándares (DAB, IBOC, DRM, ISDBT-TSB) de radiodifusión digital en el mundo; así como un análisis de la regulación de este servicio en países donde se ha implementado la radio digital o donde se están llevando a cabo pruebas de transmisión, para luego de este estudio proponer una norma técnica para la regulación del servicio de radiodifusión digital en el Ecuador. ESTRUCTURA DEL PROYECTO Capítulo 1. Marco Conceptual, está estructurado en dos partes. La primera trata sobre una Introducción de las técnicas de Modulación, la segunda parte trata sobre el espectro radioeléctrico; Modulación y Demodulación; Frecuencias de Transmisión; Clasificación de Transmisores; Ancho de Banda y Capacidad de Información; Modos de Transmisión; Ruido Eléctrico. Capítulo 2. Regulación de servicios de radio difusión digital, está estructurado en 5 partes. La primera parte trata sobre la cobertura de la radiodifusión en la actual tecnología Am y Fm en el país. La segunda realiza un análisis de los concesionarios de las XXI

24 estaciones de radiodifusión en el Ecuador. La tercera tarta sobre las mejoras de la calidad de audio del sistema digital. La cuarta realiza un análisis de las reglas de servicios que se presentan en esta tecnología. La quinta trata sobre aspectos de regulación de servicios de la radiodifusión digital. Capítulo 3. Tecnologías y costos de conversión de la radiodifusión digital, está estructurado en 5 partes. Los tres primeros temas tratan sobre, los estándares (DAB, IBOC, DRM,) de radiodifusión digital utilizados a nivel mundial. La cuarta parte tarta sobre los aspectos de migración de la radio analógica a la digital. La quinta trata sobre la situación del mercado para su posible factibilidad técnica y económica de implementación. Capítulo 4. Propuesta de la norma técnica para radio difusión digital Am y FM, está estructurado en seis partes. Los dos primeros temas tratan sobre, las bandas y distribución de frecuencias en el Ecuador. La tercera, trata sobre el área de cobertura y servicio de la radiodifusión en el país. La cuarta trata sobre la asignación de frecuencias. La quinta trata sobre los servicios que ofrece la nueva tecnología. La sexta trata sobre incumplimiento y sanciones por la mala implementación y uso de la nueva tecnología en otros países. Al final de este capítulo se culmina con una propuesta de normativa técnica, la cual cumple con los aspectos técnicos requeridos en el Ecuador con el estándar IBOC. Este es un escalón muy importante y decisivo para poder migrar de tecnología y nos permita tener la nueva radio la misma que nos ofrecerá grandes beneficios a la población ecuatoriana. Capítulo 5. Conclusiones y recomendaciones, en este capítulo se culmina la tesis con el análisis final del trabajo realizado y el planteamiento de conclusiones, ademas de varias propuestas y recomendaciones relacionadas con la tencologia digital a implementarse en nuestro pais en base a comparacion de las cuatro tecnologias (DAB, IBOC, DRM, ISDBT-TSB) que existen y estan implementadas a nivel mundial. XXII

25 AGRADECIMIENTO De manera infinita y muy especial queremos agradecer al Ing. Johnatan Coronel González, nuestro director de tesis y amigo, por ayudarnos a realizar el presente trabajo de investigación, impartiéndonos su sabiduría, consejos, criterios, conocimientos de manera desinteresada y tiempo valioso para la culminación de este trabajo. Muchas Gracias. Al Ing. Christian Salamea por su valioso apoyo como coordinador tanto en lo académico y de gestión, ya que con su apoyo de manera incondicional en todos los módulos a lo largo del tiempo que duro esta maestría se logró culminar el estudio de manera exitosa. Muchas Gracias. A la SUPERTEL Regional Cuenca, Ing. Jairo Sacoto, colaborador de la institución por creer en nosotros y brindarnos sus conocimientos y el apoyo desinteresado y oportuno para la realización de la investigación. Gracias. Al Ing. Arturo Peralta por su valioso tiempo y apoyo como coordinador encargado tanto en lo académico y de gestión de la maestría. Muchas Gracias. Al Padre Javier Herrán Rector y al Eco. Luis Tobar, Vicerrector de la Universidad Politécnica Salesiana, por el apoyo brindado para que los docentes nos capacitemos, en áreas de nuestro interés y de la institución, Gracias A todos nuestros amigos y compañeros de estudio Rene, Esteban, Juan, Andrés y Ángel, con quienes compartimos horas de estudio, trabajo y dedicación. Gracias por su amistad, ustedes son parte fundamental de este ciclo de mi vida. Gracias A las personas más importante de mi vida, a mi familia y en especial mis padres Anita Lucrecia y Heriberto y mis hermanos, por siempre haber estado junto a mí en cada momento de mi vida, por su preocupación, cariño infinito, por proveerme de todo lo necesario para ser, no sólo un buen profesional, sino un buen hijo y hermano. Gracias. XXIII

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27 CAPITULO 1 MARCO CONCEPTUAL 1.1 Introducción: Durante los últimos años, la industria de las comunicaciones electrónicas ha experimentado algunos cambios tecnológicos notables. Los sistemas tradicionales de comunicaciones electrónicas que utilizan técnicas de modulación analógica convencional: (AM, FM y PM), se está reemplazando, poco a poco con sistemas de comunicaciones digitales. Los sistemas de comunicación digital ofrecen varias ventajas sobresalientes, respecto a los sistemas analógicos tradicionales: facilidad de procesamiento, facilidad de multicanalización e inmunidad al ruido. [1] En esencia las comunicaciones electrónicas son: la transmisión, la recepción y el procesamiento de la información, con el uso de circuitos electrónicos la información se define como conocimiento o clase de información comunicada o recibida. La figura 1, muestra un diagrama a bloques simplificado de un sistema de comunicación electrónica, que abarca tres secciones principales: una fuente, un destino y un medio de trasmisión. FUENTE DE INFORMACIÓN MEDIO DE TRANSMISIÓN DESTINO DE LA INFORMACIÓN Figura 1: Sistema de Comunicación [1] 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 imágenes de video, o música, o digital (discreta), como los números binarios codificados, códigos alfa/numéricos, símbolos gráficos, códigos operacionales del micro controlado, o información de base de dato. 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 trasmisión. Por ejemplo con los sistemas de comunicación digital, la información analógica se convierte a la forma digital antes de la transmisión, y con los sistemas de comunicación analógica, los datos digitales se convierten a señales analógicas antes de la trasmisión. El término comunicaciones digitales abarca un área extensa de técnicas de comunicación, incluyendo transmisión digital y radio digital. La transmisión digital 1

28 es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más puntos, de un sistema de comunicación. [2] La 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, el medio de trasmisión es el espacio libre o la atmósfera de la tierra. Las figura 2 muestra el diagrama a bloques simplificado, tanto de un sistema de transmisión digital como un sistema de radio digital. [1] Entrada de fuente digital I N T E R F A C E Modulación digital I N T E R F A C E Salida de destino Digital D E D E Entrada de fuente analógica Convertidor de analógico a digital T E R M I N A L D I G I A L Propagación en el espacio libre T E R M I N A L D I G I A L Convertidor de digital a analógico Salida de destino analógico Entrada de fuente digital I N T E R F A C E D E Transmisión digital I N T E R F A C E D E Salida de destino Digital Entrada de fuente analógica Convertidor de analógico a digital T E R M I N A L D I G I A L Par de cable, cable coaxial o cable de fibra óptica T E R M I N A L D I G I A L Convertidor de digital a analógico Salida de destino analógico Figura 2: Sistema de comunicación digital [1] En un sistema de transmisión digital, la información de la fuente original puede ser en forma digital o analógica. Si está en forma analógica, tiene que convertirse a pulsos digitales, antes de la transmisión y convertirse de nuevo a la forma analógica, en el extremo de recepción. En un sistema de radio digital, la señal de entrada modulada y la señal de salida de modulada, son pulsos digitales. Los pulsos digitales pueden originarse desde un sistema de transmisión digital, que es la codificación binaria de una señal analógica. [3] 2

29 Los elementos que distinguen de un sistema de radio digital de un sistema de radio AM, FM, es que en un sistema de radio digital, las señales de modulación y demodulación son pulsos digitales, en lugar de formas de ondas analógicas. El radio digital utiliza portadoras analógicas, al igual que los sistemas convencionales. En esencia, hay tres técnicas de modulación digital que se suelen utilizar en sistemas de radio digital: (FSK, PSK, QAM) [3] Técnicas de Modulación Modulación FSK La transmisión por desplazamiento de frecuencia (FSK), es una forma, en alguna medida simple, de modulación digital de bajo rendimiento. El FSK binario es una forma de modulación angular de amplitud constante, similar a la modulación en frecuencia convencional, excepto que la señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varía, entre dos niveles de voltajes discreto, en lugar de una forma de onda analógica que cambia de manera continua. La expresión general para una señal FSK binaria es: Donde: V(t) = V c cos [(W c + V m(t) w ) t] [4] 2 V(t) = V c = W c = V m (t) = w = Forma de onda FSK Amplitud pico de la portadora no modulada Frecuencia de la portadora en radianes Señal modulante digital binaria Cambio en frecuencia de salida en radianes. De la ecuación anterior puede verse que, con el FSK binario, la amplitud de la portadora V c se mantiene constante con la modulación. Sin embargo, la frecuencia en radianes de la portadora de salida (W c ) cambia por una cantidad igual a ± W/2. El cambio de frecuencia ( W/2) es proporcional a la amplitud y polaridad de la señal de entrada binaria. Por ejemplo, un uno binario podría ser +1 volt y un cero binario -1 volt produciendo cambios de frecuencia de + W/2 y W/2, respectivamente. La rapidez a la que cambia la frecuencia de la portadora es igual a la rapidez de cambio de la señal de entrada binaria V m (t) (o sea, la razón de bit de entrada). Por 3

30 tanto, la frecuencia de la portadora de salida se desvía (cambia), entre W c + W/2 y W c W/2 a una velocidad igual a f m (Frecuencia de marca, lógico 1). [5] Con el FSK binario, la frecuencia central o de portadora se desplaza (se desvía), por los datos de la entrada binaria. En consecuencia la salida de un modulador de FSK binario es una función escalón en el dominio del tiempo. Conforme cambia la señal de entrada binaria de 0 lógico a 1 lógico, y viceversa, la salida del FSK se desplaza entre dos frecuencias: una frecuencia de marca o de 1 lógico y una frecuencia de espacio o de 0 lógico de la señal de entrada binaria cambia. Así, la razón de salida del cambio es igual a la entrada del cambio. En la modulación digital, la razón (rapidez) de cambio en la entrada del modulador se llama razón de bit y tiene las unidades de bits por segundo (bps). La rapidez (razón) de cambio en la salida del modulador se llama baudio o razón de baudio y es igual al recíproco del tiempo de un elemento de señalización de salida. En esencia, el baudio es la razón de línea en símbolos por segundo. En el FSK binario, las razones de cambio de entrada y salida son iguales; en consecuencia, la razón de bit y la razón de baudio son iguales. Un transmisor de FSK binario sencillo se muestra en la figura 3. [5] Entrada Digital binaria Entrada De fuente analógica Convertidor De analógico A digital T R A N S M I S O R D E F S K Salida de FSK analógica Figura 3: Transmisor de FSK binario [5] Modulación (PSK) Transmitir por desplazamiento en fase (PSK) es otra forma de modulación angular, modulación digital de amplitud constante. EL PSK es similar a la modulación en fase convencional, excepto que con PSK la señal de entrada es una señal digital binaria y son posibles un número limitado de fases de salida. Existe otra forma de 4

31 transmisión por desplazamiento de fase binaria (BPSK), en la que son posibles dos fases de salida para una sola frecuencia de portadora. Una fase de salida representa un 1 lógico y la otra un 0 lógico. Conforme la señal digital de entrada cambia de estado, la fase de la portadora de salida se desplaza entre dos ángulos que están a 180 fuera de fase. Otros nombres que se les dan a BPSK son transmisión inversa de fase (PRK) y modulación bifásica. El BPSK es una forma de modulación de onda cuadrada de portadora suprimida de una señal de onda continúa (CW). La figura 4; muestra un diagrama a bloques simplificado de un modulador (BPSK). Entrada de datos binarios balanceado Filtro pasabanda BPF Salida de PSK analógico Oscilador de la portadora de referencia Figura 4: Modulador de BPSK [4] El modulador balanceado actúa como un conmutador para invertir la fase. Dependiendo de la condición lógica de la entrada digital, la portadora se transfiere a la salida, ya sea en fase o 180 fuera de fase, con el oscilador de la portadora de referencia. [5] Modulación de amplitud en cuadratura Modulación de amplitud en cuadratura (QAM), es una forma de modulación digital en donde la información digital está contenida tanto en la amplitud como en la fase de la portadora transmitida. QAM de ocho (8-QAM), es una técnica de codificación binaria llamada M- ario, en donde la M es sólo un dígito que representa el número de condiciones posibles, para este caso M=8. A diferencia del 8-PSK, la señal de salida de un modulador de 8-QAM no es una señal de amplitud constante. Por tanto, Las dos técnicas de modulación que se han analizado hasta ahora (FSK binario y BPSk), son sistemas binarios 5

32 Datos de entrada fb Transmisor de QAM de ocho. La figura 5, muestra el diagrama a bloques de un transmisor de 8-QAM. Como puede verse la única diferencia, entre el transmisor de 8-QAM y el transmisor de 8-PSK es la omisión del inversor entre el canal C y el modulador de producto Q. [4] Así como con el 8-PSK, los datos que están entrando se dividen en grupos de tres bits: los flujos de bits I, Q y C, cada uno con una tasa de bits de entrada (bps) igual a un tercio de la tasa de datos de entrada (Fb). Nuevamente, los bits 1 y Q, determinan la polaridad de la señal PAM, a la salida de los convertidores de nivel 2 a 4, y el canal C determina la magnitud. Debido a que el bit C se alimenta sin invertir a los convertidores de niveles 2 a 4 canal I/Q, las magnitudes de las señales PAM, I/Q, siempre son iguales. Sus polaridades dependen de la condición lógica de los bits I/Q y, por consiguiente, pueden ser diferentes. [4] Canal 1 Convertidor de nivel 2 a 4 PAM Modulador de producto Fb/3 Fb/3 senωct Q I C Oscilador de referencia Sumador lineal Salida de 8-QAM +90 Fb/3 Cos ωct Convertidor de nivel 2 a 4 PAM Modulador de producto Figura 5: Diagrama a bloques de un transmisor de 8-QAM [4] QAM de dieciséis Los datos de entrada binaria se dividen en cuatro canales, la figura 6 muestra la tasa de bits de cada canal es igual a un cuarto de la tasa de bits de entrada (fb/4). Los cuatro bits se introducen en forma serial al derivador de bits; luego se introducen simultáneamente y en paralelo con los canales, los bits I y Q determinan la polaridad a la salida de los convertidores de niveles (2 a 4 un 1 lógico = positivo y un 0 lógico = negativo). En consecuencia, los convertidores de niveles 2 a 4 generan una señal 6

33 Datos de entrada binarios PAM de nivel 4, es decir dos polaridades y dos magnitudes son posibles a la salida de cada convertidor de 4. [4] Convertidor de nivel 2 a 4 PAM Modulador balanceado Fb/4 Fb/4 senωct Q Q I I Oscilador de la portadora de referencia Sumador lineal Salida del 16-QAM Fb/4 Fb/4 +90 Cos ωct Convertidor de nivel 2 a 4 Modulador balanceado Figura 6: Diagrama a bloques para el transmisor de 16-QAM [4] 1.2 Espectro Radioeléctrico. Toda la información debe convertirse a energía electromagnética, antes de que pueda propagarse por un sistema de comunicaciones electrónicas. El sistema de comunicaciones mostrado en la figura 7 es un diagrama capaz de transmitir información solamente en una dirección (de la estación A a la estación B), o también puede transmitir información en ambas direcciones (de la estación A a la estación B y de la estación B a la estación A). [6] Información de la fuente Transmisor Medio de transmisión Información de la fuente Transmisor Estación A Fig 7a Estación B Información de la fuente Transmisor Medio de transmisión Información de la fuente Información de la fuente Destino Recibir información Receptor Información de la fuente Información de la fuente Estación A Fig 7b Estación B Figura 7: Diagrama a bloques de un sistema de comunicaciones en una & dos direcciones [6] 7

34 Cuando se transmite información a partir de muchas fuentes sobre un medio de trasmisión común, la información debe combinarse en una señal de información compuesta sencilla. El proceso de combinar la información en una señal de información compuesta se le llama multicanalización, y al proceso se separar la información se le llama desmulticanalización. [7] Existen dos tipos básicos de sistemas de comunicaciones electrónicas: analógico y digital. Un sistema de comunicación analógico es un sistema en el cuál la energía electromagnética se transmite y recibe en forma analógica (una señal variando continuamente tal como una onda senoidal). Los sistemas de radio comerciales emiten señales analógicas. Un sistema de comunicación digital es un sistema en el cuál la energía electromagnética se transmite y recibe en forma digital (niveles discretos tal como +5V y tierra). Los sistemas binarios utilizan señales digitales que sólo tienen dos niveles discretos. Frecuentemente la información de la fuente original está en una forma que no es adecuada para la información y debe convertirse en una forma más adecuada antes de la transmisión. Por ejemplo con los sistemas de comunicaciones digitales, la información analógica se convierte a una forma digital antes de la transmisión, y con los sistemas de comunicación analógica, la información digital se convierte a la forma analógica antes de la transmisión. Los sistemas de comunicaciones analógicas fueron los primeros en desarrollarse; sin embargo, en los últimos años los sistemas de comunicaciones digitales se han hecho más comunes; sin embargo no es práctico propagar energía electromagnética de baja frecuencia por la atmósfera de la tierra. [7] Modulación y Demodulación Con las comunicaciones de radio, es necesario superponer una señal de inteligencia de frecuencia relativamente baja a una señal de frecuencia relativamente alta para la transmisión. En los sistemas de comunicaciones electrónicas analógicas, la información de la fuente (señal de inteligencia) actúa sobre o modula una señal senoidal de frecuencia sencilla. Modular simplemente significa variar, cambiar o regular. Por lo tanto, la información de la fuente de frecuencia relativamente baja se llama señal de modulación, la señal de frecuencia relativamente alta, sobre la cual se actúa (modulada) se la llama la portadora, y la señal resultante se llama onda modulada o señal. En esencial, la información de la fuente se transporta a través del sistema sobre la portadora. [7] Con los sistemas de comunicaciones analógicos, la modulación es el espectro de variar o cambiar alguna propiedad de una portadora analógica de acuerdo con la información original de la fuente. Recíprocamente, la demodulación es el proceso de 8

35 convertir los cambios en la portadora analógica de la información original de la fuente de modulación se realiza en el transmisor, en un circuito llamado modulador, y la demodulación se realiza en el receptor, en el transmisor en un circuito llamado demodulador. La señal de información que modula la portadora principal se llama señal de banda base o simplemente banda base [8]. La banda base es una señal de información como un canal telefónico sencillo, y la señal de banda base compuesta es la señal para la información total, como varios cientos de canales telefónicos. Las señales de banda base se convierten a partir de su banda de frecuencia original a una banda más adecuada para la transmisión a través del sistema de comunicaciones. Las señales de banda base se convierten en frecuencia alta en el transmisor y se convierten en frecuencia baja en el receptor. La traslación de frecuencia es el proceso de convertir una frecuencia sencilla o una banda de frecuencias a otra ubicación en el espectro de la frecuencia total. [7] El término canal es comúnmente utilizado, cuando se refiere a una banda específica de frecuencias distribuidas, para un servicio en particular o transmisión. Por ejemplo un canal estándar de banda de frecuencia para voz ocupa un ancho de banda de 3 [khz] y se utiliza para la transmisión de señales de voz de calidad. Un canal de RF se refiere a una banda de frecuencias usadas para propagar señales de radiofrecuencia, tal como un canal sencillo y comercial de emisión FM que ocupa, aproximadamente, una banda de frecuencias de 200 [khz] dentro de la banda total de 88 a 108 [MHz] asignada para la transmisión comercial de FM. [5] La ecuación V(t) es la expresión general para una onda senoidal variante con el tiempo de voltaje, tal como una portadora analógica [5]. Tres propiedades de una onda senoidal pueden ser variadas: en amplitud (V), la frecuencia (f), la fase (θ), o cualquier combinación de dos o más de estas propiedades. Si la amplitud de la portadora es variada proporcionalmente a la información de la fuente, resulta la amplitud modulada (AM). Si la frecuencia de la portadora varía en proporción a la información de la fuente, resulta la frecuencia modulada (FM). Si la fase de la potadora varía proporcionalmente a la información de la fuente, resulta la fase modulada (PM). V(t) = Vsen(2πft + θ) [5] { V(t) = onda de voltaje que varía senoidalmente con el tiempo V = máxima amplitud (volts) f = frecuencia θ = fase (radianes) La figura 8 es un diagrama a bloques simplificado de un sistema de comunicaciones que muestra la relación entre la señal de modulación (información), la señal 9

36 modulada (portadora), la onda modulada (resultante) y el ruido del sistema [4]. Hay dos razones importantes de porque es necesaria la modulación en un sistema de comunicaciones electrónicas. La primera es el hecho de que es extremadamente difícil radiar señales a frecuencias bajas por la atmósfera de la tierra en forma de energía electromagnética. Línea de transmisión Señal modulante (información) Modulador Onda modulada Amplificador Demodulador Información del destino Portadora Estación B: Receptor Estación A: Trasmisor Ruido del sistema Figura 8: Diagrama a bloques de un sistema de Comunicaciones [4] Segundo las señales de información frecuentemente ocupan la misma banda de frecuencia y, si son transmitidas en su forma original, interferirán. Un ejemplo de esto es la banda radiodifusora de FM comercial. Todas las estaciones FM emiten información de voz y música que ocupa la banda de frecuencias de audio de 0 a 15 [KHz]. [2] Cada estación traslada su información a una banda de frecuencia diferente (canal), para que sus transmisiones no interfieran con las transmisiones de las demás. El propósito de un sistema de comunicaciones electrónica es comunicar información entre dos o más ubicaciones generalmente llamadas estaciones). Esto se logra convirtiendo la información de la fuente original a energía electromagnética y después transmitiendo la energía a uno o más destinos, en donde se convierte de nuevo a su forma original. La energía electromagnética puede propagarse en varios modos: como un voltaje o una corriente a través de un cable metálico, como ondas de radio emitidas por el espacio libre o como ondas de luz por una fibra óptica. La energía electromagnética está distribuida a través de un rango de frecuencias casi infinito. El espectro de frecuencias electromagnéticas total que muestra las localizaciones aproximadas de varios servicios dentro de la banda se enseña en la figura 9, puede verse que el espectro de frecuencias se extiende desde las frecuencias subsónicas (unos cuantos Hertz) a los rayos cósmicos, (10 22 Hz) Cada banda de frecuencias tiene una característica única que la hace diferente de las otras bandas. [1] 10

37 Luz visible Cuando se trata de ondas de radio, es común usar las unidades de la longitud de onda en vez de la frecuencia [9]. Banda de radio frecuencia Banda de fibra óptica Audio Ultrasónica AM Radio TV FM Microonda terrestre satélite y radar Infrarrojo Visible Ultravioleta Rayos-X Rayos gamma Rayos cósmicos FRECUENCIA [Hz] Figura 9: Espectro de frecuencias Electromagnéticas [9] La longitud de onda es la longitud que un ciclo de una onda electromagnética ocupa en el espacio (es decir, la distancia entre los puntos semejantes en una onda repetitiva), siendo inversamente proporcional a la frecuencia de la onda y directamente proporcional a la velocidad de propagación (la velocidad de propagación de la energía electromagnética en el espacio libre se asume que sea la velocidad de la luz (3x10 8 m/s) [2]. La relación entre la frecuencia, velocidad y longitud de onda se expresa matemáticamente como: longitud de onda = velocidad frecuencia λ = c f [5] λ = longitud de onda (metros por ciclo) { c = velocidad de la luz (300ʹ m s ) f = frecuencia (hertz) El espectro total de la longitud de onda electromagnética que enseña varios servicios dentro de la banda, se muestra en la figura 10: Rayos cósmicos Rayos Gamma Rayos-X Infrarrojo Microondas Ondas de radio Oscilaciones eléctricas largas Longitud de onda (nanómetros) Figura 10: Espectro de la longitud de la onda Electromagnética [9] 11

38 1.2.2 Frecuencias de Transmisión El espectro total de la frecuencia electromagnética está dividido en subsectores o bandas. Cada banda tiene un nombre y límites. En Estados Unidos, las asignaciones de frecuencias para la propagación de radio en espacio libre, son asignadas por la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC). Por ejemplo, la banda de radiodifusión de FM comercial se extiende de 88 a 108 MHz. Las frecuencias exactas asignadas a transmisores específicos funcionando en las diversas clases de servicios están constantemente actualizándose y alterándose, para cubrir las necesidades de comunicaciones de la nación. Sin embargo, la división general del espectro de frecuencia totalmente utilizable se decide en las Convenciones Internacionales de Telecomunicaciones, las cuales son realizadas aproximadamente cada 10 años. [3] El espectro de frecuencia de radio (RF) totalmente utilizable se divide en bandas de frecuencia más angostas, las cuales son asignadas con nombres descriptivos y números de banda. Las designaciones de banda del Comité Consultivo Internacional de Radio (CCIR), se mencionan en la tabla 1. Varias de estas bandas se dividen en diversos tipos de servicios, tales como una búsqueda a bordo de un barco, microondas, satélite, búsqueda móvil basada en tierra, navegación de barco, aproximación de aeronaves, detección de superficie de aeropuerto, clima desde aeronaves, teléfono móvil y muchos más. [3] Clasificación de Transmisores Para propósitos de licencia en Estados Unidos, los transmisores de radio están clasificados de acuerdo al ancho de banda, tipo de modulación y el tipo de información inteligente que llevan. Las clasificaciones de emisores se identifican por un código de tres símbolos que contienen una combinación de letras y números, como se muestra en la tabla 2. El primer símbolo es una letra que designa el tipo de modulación de la portadora principal (amplitud, frecuencia, fase, pulso o sin modulación). El segundo símbolo es un número que identifica el tipo de emisión (analógica, digital etc.), y el tercer símbolo es otra letra que describe el tipo de información que está siendo transmitida (datos, telefonía, etc.) por ejemplo, la designación A3E describe una señal modulada en amplitud, doble banda lateral y portadora completa llevando información telefónica (voz o música). [7] 12

39 Número de la banda Rango de frecuencia Designaciones Hz ELF (frecuencias extremadamente bajas) KHz VF (frecuencias de voz) KHz VLF (frecuencias muy bajas) KHz LF (frecuencias bajas) MHz MF (frecuencias medias) MHz HF (frecuencias altas) MHz VHF (frecuencias muy altas) GHz UHF (frecuencias ultra altas) GHz SHF (frecuencias superaltas) GHz EHF (frecuencias extremadamente altas) THz Luz infrarroja THz Luz infrarroja THz Luz infrarroja PHz Luz visible PHz Luz ultravioleta PHz Rayos-X EHz Rayos gamma EHz Rayos cósmicos Tabla 1: Designaciones de la Banda de CCIR [3] 1x10 0 = 1hertz [Hz] 1x10 3 = 1kilohertz [KHz] 1x10 6 = 1megahertz [MHz] 1x10 9 = 1gigahertz [GHz] 1x10 12 = terahertz [THz] 1x10 15 = 1petahertz [PHz] { 1x10 18 = exahertz [EHz] Ancho de Banda y Capacidad de Información Las dos limitaciones más significativas en el funcionamiento del sistema de comunicaciones son: el ancho de banda y el ruido [4]. El ancho de banda de un sistema de comunicaciones es la banda de paso mínima (rango de frecuencias) requerida para propagar la información de la fuente a través del sistema. El ancho de banda de un sistema de comunicaciones debe ser lo suficientemente grande (ancho) para pasar las frecuencias significativas de la información. La capacidad de información de un sistema de comunicaciones es una medida de cuánta información de la fuente puede transportarse por el sistema, en un período dado de tiempo. La cantidad de información que puede propagarse a través de un 13

40 sistema de transmisión es una función del ancho de banda del sistema y el tiempo de transmisión [4] Símbolo Letra Tipo de modulación Primero No modulada N Portadora no modulada Modulación de amplitud A Doble banda lateral, portadora completa (DSBFC) B Banda lateral independiente, portadora completa (ISBFC) C Banda lateral vestigial, portadora completa (VSB) H Banda lateral única, portadora completa (SSBFC) J Banda lateral única, portadora suprimida (SSBSC) R Banda lateral única, portadora reducida (SSBRC) Modulación angular F Modulación en frecuencia (FM directa) G Modulación en fase (FM indirecta) D AM y FM simultáneos o en secuencia Modulación por pulsos K Modulación en amplitud de pulso (PAM) L Modulación en ancho de pulso (PWM) M Modulación en posición de pulso (PPM) P Pulsos no modulados (datos binarios) Q Ángulo modulado durante pulsos V Cualquier combinación de la categoría de modulación de pulso W Cualquier combinación de dos o más de las formas anteriores de modulación X Casos no cubiertos Segundo 0 Señal no modulante 1 Portadora transmitida digitalmente 2 Tono transmitido digitalmente 3 Analógico (sonido o video) 7 Dos o más de los canales digitales 8 Dos o más de los canales analógicos 9 Analógico y digital Tercero A Telegrafía, manual B Telegrafía, automática (teletipo) C Facsímil D Información, telemetría E Telefonía (radiodifusión de sonido) F Televisión (radiodifusión de video) N Ninguna información transmitida W Cualquier combinación de segunda letra Tabla 2: Clasificaciones de Emisión de FCC [7] La relación entre el ancho de banda, tiempo de transmisión y capacidad de información fue desarrollada en 1920 por R. Hartley de los laboratorios telefónicos Bell. De manera sencilla, la ley de Hartley es: I β t [4] 14

41 I = capacidad de información, (proporcionalidad) { β = ancho de banda (hertz) t = tiempo de transmisión (segundos) La ecuación muestra que la capacidad de información es una función lineal y directamente proporcional al ancho de banda del sistema y al tiempo de transmisión. Si se modifica el ancho de banda o el tiempo de transmisión, ocurrirá un cambio directamente proporcional en la capacidad de información. Se requiere aproximadamente 3 [KHz] de ancho de banda para transmitir señales telefónicas con calidad de voz. Se requieren más de 200 [KHz] de ancho de banda para la transmisión de FM comercial de música de alta fidelidad y se necesita casi 6 [MHz] de ancho de banda para las señales de televisión con una calidad de radiodifusión (es decir, cuanto mayor sea la cantidad de información por unidad de tiempo, mayor será la cantidad del ancho de banda requerida) [4] Modos de Transmisión Los sistemas de comunicaciones electrónicas pueden diseñarse para manejar la transmisión solamente en una dirección, en ambas direcciones pero sólo uno a la vez, o en ambas direcciones al mismo tiempo. Estos se llaman modos de transmisión. Cuatro modos de transmisión son posibles: simplex, half-duplex, full-duplex y full/full-duplex. [2] Simplex (SX) Con la operación simplex, las transmisiones pueden ocurrir sólo en una dirección. Los sistemas simplex son, algunas veces, llamados sistemas de un sentido, sólo para recibir o sólo para transmitir. Una ubicación puede ser un transmisor o un receptor, pero no ambos. Un ejemplo de la trasmisión simplex es la radiodifusión de la radio comercial o de televisión; la estación de radio siempre transmite y el usuario siempre recibe. [2] Half-duplex (HDX) Con una operación half-duplex, las transmisiones pueden ocurrir en ambas direcciones, pero no al mismo tiempo. A los sistemas half-duplex, algunas veces se les llama sistemas con alternativa de dos sentidos, cualquier sentido, o cambio y fuera. Una ubicación pude ser un transmisor y un receptor, pero no los dos al mismo tiempo. Los sistemas de radio de doble sentido que utilizan los botones oprima para hablar (PPT), para operar sus transmisores, 15

42 como los radios de banda civil y de banda policiaca son ejemplos de transmisión half-duplex. [2] Full-duplex (FDX) Con una operación full-duplex, las transmisiones pueden ocurrir en ambas direcciones al mismo tiempo. A los sistemas de full-duplex o en ambos sentidos. Una ubicación puede transmitir y recibir simultáneamente; sin embargo, la estación a la que está transmitiendo también debe ser la estación de la cual está recibiendo. Un sistema telefónico estándar es un ejemplo de una transmisión full-duplex. [2] Full/full-duplex (F/FDX) Con una operación full/full-duplex, es posible transmitir y recibir simultáneamente, pero no necesariamente entre las mismas dos ubicaciones (es decir, una estación puede transmitir a una segunda estación y recibir de una tercera estación al mismo tiempo). Las transmisiones full/full-duplex se utilizan casi exclusivamente con circuitos de comunicaciones de datos. [2] Ruido Eléctrico En general, el ruido eléctrico se define como cualquier energía eléctrica no deseada presente en la pasabanda útil de un circuito de comunicaciones. Por ejemplo, en una grabación de audio cualquier señal no deseada que cae en la banda de frecuencias, entre 0 y 15 [KHz], es perceptible e interferirá con la información de audio. Consecuentemente, para los circuitos de audio, cualquier energía eléctrica no deseada en la banda de frecuencias entre 0 y 15 [KHz] se considerará ruido. La figura 11 muestra el efecto que el ruido tiene sobre una señal eléctrica, una señal perfecta sin ruido y la misma señal excepto que con la presencia de ruido. Como muestran en las figuras, la señal que ha sido contaminada con ruido es distorsionada y obviamente contiene otras frecuencias además de la original. v v t t Figura 11: Efectos del Ruido sobre una señal [10] 16

43 Esencialmente, el ruido pude dividirse en dos categorías generales, correlacionando y no correlacionado. Correlación implica una relación entre la señal y el ruido [10]. El ruido no correlacionado está presente en la ausencia de cualquier señal, esto quiere decir que cuando está presente la señal no tiene efecto sobre la magnitud del ruido; entonces el ruido correlacionado es producido directamente como un resultado de la señal. [10] Ruido no correlacionado El ruido no correlacionado está presente sin importar si hay una señal presente o no. El ruido no correlacionado se puede dividir en dos categorías generales: externo e interno. [4]. Ruido Externo. El ruido externo es generado externamente a un circuito y se introduce al circuito. Las señales externamente generadas se consideran ruido, sólo si sus frecuencias caen dentro de la banda útil del filtro de entrada del circuito. Existen cuatro tipos de ruido externo: atmosférico, extraterrestre, industrial y ruido térmico [4] Ruido Atmosférico. El ruido atmosférico es la energía eléctrica que ocurre naturalmente, se origina dentro de la atmósfera de la tierra. El ruido atmosférico es comúnmente llamado electricidad estática. La fuente de la mayoría de la electricidad estática son perturbaciones eléctricas naturales, tales como relámpagos. La electricidad estática frecuentemente viene en la forma de impulsos que despliegan su energía en un rango de radio frecuencias. La magnitud de estos impulsos medida de los eventos que ocurren naturalmente ha sido observada que es inversamente proporcional a la frecuencia. Consecuentemente, en las frecuencias superiores a aproximadamente 30 [MHz], el ruido atmosférico es insignificante. Además, las frecuencias superiores a 30 [MHz] están limitadas principalmente a la propagación de línea de vista, lo cual limita su rango de interferencia a aproximadamente 80[Km] (50 millas). 17

44 El ruido atmosférico es la suma de la energía eléctrica de todas las fuentes externas, locales y distintas. El ruido atmosférico se propaga por medio de la atmósfera de la tierra de la misma manera que las ondas de radio. Por lo tanto, la magnitud del ruido estático recibido depende de las condiciones de propagación en el tiempo y, en parte, en las variaciones diurnas y estacionarias el año. [4] Ruido Extraterrestre. El ruido extraterrestre se origina fuera de la atmósfera de la tierra y, por lo tanto, a veces es llamado ruido del espacio profundo. El ruido extraterrestre se origina en la vía láctea, otras galaxias y el sol. El ruido extraterrestre se divide en dos categorías: solar y cósmico (galáctico). [4] El ruido solar se genera directamente del calor el sol. Existen dos componentes del ruido solar: una condición tranquila cuando una radiación relativamente constante existe y alta intensidad, perturbaciones esporádicas ocasionadas por una actividad de manchas de sol y explosiones solares [8]. Las perturbaciones esporádicas vienen de ubicaciones específicas sobre la superficie del sol. La magnitud de estas perturbaciones causadas por una actividad de las manchas de sol sigue un patrón cíclico que se repite cada 11 años. Además, estos períodos de 11 años siguen un patrón superciclo el cuál se realiza aproximadamente cada 99 años, con una nueva intensidad máxima [3]. Las fuentes de ruido cósmico son continuamente distribuidas a través de nuestra galaxia y de otras galaxias. Las estrellas distantes también son soles y por lo tanto tienen altas temperaturas asociadas con ellas. Consecuentemente, radian ruido de la misma manera que nuestro sol [3]. Debido a que las fuentes de ruido galáctico se localizan más lejos que nuestro sol, su intensidad de ruido es relativamente pequeña. El ruido cósmico frecuentemente se llama ruido de cuerpo negro y se distribuye bastante parejo en el cielo. El ruido extraterrestre contiene frecuencias de aproximadamente 8 [MHz] a 1.5 [GHz] aunque las frecuencias menores a 20 [MHz] raramente penetran la atmósfera de la tierra y son por lo tanto generalmente insignificantes [4]. Ruido Industrial. El ruido industrial es principalmente un tipo de ruido hecho por el hombre, las fuentes de este ruido incluyen mecanismos que producen chispas como 18

45 los conmutadores en los motores eléctricos, equipos de conmutación de potencia y luces fluorescentes. Dicho ruido también es impulsivo en su naturaleza y por lo tanto contiene un rango amplio de frecuencias que son propagadas por el espacio de la misma manera que las ondas de radio. Este ruido es más intenso en las áreas más pobladas, metropolitanas e industriales, y a veces se le llama ruido industrial [1] Ruido interno. El ruido interno es la interferencia eléctrica generada dentro de un dispositivo. Existen principalmente tres tipos de ruido generado internamente: térmico, de disparo y de tiempo de tránsito [1]. Ruido térmico El ruido térmico está asociado con el movimiento browniano de electrones dentro de un conductor. Los electrones dentro de un conductor llevan una carga negativa unitaria y la Velocidad media cuadrática de un electrón es proporcional a la temperatura absoluta. Debido a que el movimiento de electrones es totalmente aleatorio y en todas direcciones, el voltaje promedio producido en la sustancia por su movimiento es de 0Voltios [cd]. Tal movimiento aleatorio le da una elevación a una componente de ca. Esta componente ca tiene varios nombres, los cuales incluyen ruido térmico, ruido Browniano, ruido Johnson, ruido aleatorio, ruido resistivo y ruido blanco. La ley de equiparticion de Boltzmann y Maxwell combinado con el trabajo de Johnson y Nyquist establece que la potencia del ruido termal generado dentro de una fuente para un ancho de banda de 1 [Hz] es la densidad de potencia de ruido, la cual se representa matemáticamente como: N 0 = KT [1] N 0 = densidad de potencia de ruido (watts por hertz) { K = constante de Boltzman [1.38x10 23 J K ] T = temperatura absoluta (kelvin)(temperatura ambiente = 17 C o 290 K) Por lo tanto, a la temperatura ambiente con un ancho de banda de 1[Hz], la densidad de potencia de ruido disponible es: N 0 = 1. 38x10 23 [ J K ] x290[k] = 4x10 21 [ W Hz ] [1] 19

46 N 0 (db m ) = 10log [ KT ] = 10log [4x10 21 ] = 174[dB m ] [1] La potencia total de ruido es igual al producto del ancho de banda y la densidad de potencia de ruido. Por tanto, la potencia total de ruido presente en el ancho de banda B es: N = KTB [1] N = la potencia total de ruido en elancho de banda B (watts) { N 0 = KT = la densidad de potencia de ruido (watts por hertz) B = ancho de banda del dispositivo o sistema (hertz) Y expresada en dbm Ruido de Disparo N(dbm) = 10log [ KTB ] [1] El ruido de disparo es causado por la llegada aleatoria de portadoras (huecos y electrones) en el elemento de salida de un dispositivo electrónico, tal como un diodo, transistor de efecto de campo (FET), transistor bipolar (BJT) o tubo de vacío. Las portadoras de corriente (para ca y cd) no se mueven en un flujo continuo y establece porque la distancia con que viajan varía debido a sus trayectorias de movimiento aleatorio. El ruido de disparo está variando aleatoriamente y está sobreimpuesto en cualquier señal presente, también llamado ruido de transistor [6] Ruido de tiempo de Tránsito Cualquier modificación a una corriente de portadores conforme pasa desde la entrada hasta la salida de un dispositivo (tal como del emisor al colector de un transistor) produce una variación aleatoria irregular calificada como ruido de tránsito. Cuando el tiempo que toma a la portadora propagarse a través de un dispositivo es una parte apreciable de tiempo de un ciclo de la señal, el ruido se hace notable. El ruido de tiempo en los transistores se determina por la movilidad del ion, los voltajes de polarización y la construcción real del transistor. Los portadores que viajan del emisor al colector y sufren retardos de tiempo del emisor, los retardos de tiempo del transistor de la base y los retardos de tiempo de la recombinación y 20

47 propagación del colector. En altas frecuencias y así los retardos de tránsito son excesivos, el dispositivo puede agregar más ruido que amplificación a la señal. [6] Distribución Gaussiana La distribución gaussiana es la forma limitante para la función de distribución de la sumatoria de un número grande de cantidades independientes, las cuales individualmente pueden tener una variedad de distribuciones diferentes. En estadística, este resultado se conoce como el teorema del límite central. [8] El ruido térmico a veces es considerado como la superposición de un número extremadamente grande de contribuciones de ruido eléctrico aleatorio y prácticamente independiente. Por lo tanto, el ruido térmico satisface las condiciones teóricas para una distribución gaussiana. La función de probabilidad de densidad gaussiana para una media de cero, como se muestra en la figura 1.7 y se expresa matemáticamente como: p(v) = 1 σ n 2π exp ( V2 2σ n 2 ) [8] { p(v) = función de densidad de probabilidad gaussiana V 2 = voltaje medio cuadrático σ n = fuente de ruido gaussiano distribuido (desviación estándar) σ 2 n = variación La función de distribución gaussiana se muestra en la figura 12 y se expresa matemáticamente como la integral de la ecuación: p(v) = 1 V σ n 2π exp ( x2 y 2σ n 2 ) dx [8] x Figura 12: Densidad de Probabilidad [11] 21

48 Se puede mostrar fácilmente que el valor esperado de V 2 (el voltaje medio cuadrático) es igual a la variación σ n 2. Por lo tanto, el voltaje rms de una fuente gaussiana de ruido distribuido se muestra por la desviación estándar σ n [11] Voltaje de ruido La figura 13 muestra el circuito equivalente para una fuente de ruido eléctrico. La resistencia interna de la fuente de ruido (R I ) está en serie con el voltaje de ruido rms (Vn). En el peor de los casos (es decir, máxima transferencia de potencia), la resistencia de carga (R) se iguala a R I. Por lo tanto, el voltaje del ruido disipado por (R) es igual a ( V N ) y la potencia de ruido (N) desarrollado en el resistor de carga es 2 igual a KTB [9]. FUENTE DE RUIDO CARGA CA Figura 13: Circuito equivalente de la fuente de Ruido [9] Entonces la expresión matemática para V N se determina de la siguiente manera: N = KTB = (V N 2 ) 2 R = V N 2 4R [9] V N 2 = 4RKTB [9] El ruido térmico es igualmente distribuido por el espectro de frecuencias. Debido a esta propiedad, una fuente de ruido término se llama fuente de ruido blanco (ésta es una analogía a la luz blanca, la cual contiene todas las frecuencias de luz visible). Por lo tanto la potencia de ruido medido en cualquier frecuencia de una fuente de ruido es igual a la potencia de ruido medida en cualquier otra frecuencia de la misma fuente de ruido. 22

49 De manera similar, la potencia de ruido medida en cualquier ancho de banda es igual a la potencia de ruido medida en cualquier otro ancho de banda, sin importar la frecuencia central. Entonces la potencia de ruido térmico presente en la banda de 1000 a 2000 [HZ] es igual a la potencia de ruido térmico presente en la banda de a [Hz] [9] Ruido Correlacionado El ruido correlacionado es una energía eléctrica no deseada que está presente como un resultado directo de una señal, tales como las distorsiones armónicas y de intermodulación. Las distorsiones armónicas y de intermodulación son formas de distorsión no lineal; son producidas por amplificación no lineal. El ruido correlacionado no puede estar presente en un circuito a menos que exista una señal de entrada. Simplemente dicho, no hay señal, no hay ruido! Las distorsiones armónicas y de intermodulación cambian la forma de la onda en el dominio del tiempo y el contenido espectral en el dominio de la frecuencia. Se amplifica en un dispositivo no lineal [10] Distorsión Armónica La distorsión armónica son los múltiplos no deseados de la onda seno de la frecuencia simple que se crean cuando la onda seno se amplifica en un dispositivo no lineal, como un amplificador de señal grande. La distorsión de amplitud es otro nombre para la distorsión armónica. Generalmente, el término distorsión de amplitud se usa para analizar una forma de onda en el dominio del tiempo y el término distorsión armónica se usa para analizar una forma de onda en el dominio de la frecuencia. La frecuencia original de entrada es la primera armónica y se llama frecuencia fundamental [10]. Existen varios grados u órdenes de distorsión armónica. La distorsión armónica de segundo orden es la relación de la amplitud rms de la frecuencia de la segunda armónica a la amplitud rms de la frecuencia fundamental. La distorsión armónica de tercer orden es la relación de la amplitud rms de la frecuencia de la tercera armónica a la amplitud rms de la frecuencia fundamental, y así sucesivamente. A la relación de las amplitudes rms combinadas de las armónicas superiores con la amplitud rms de la frecuencia fundamental se le llama distorsión armónica total (TDH). Matemáticamente, la distorsión armónica total es: %TDH = V (alto) V (fund) x100 [10] 23

50 %TDH = porcentaje de la distorsión armónica total V alto = suma cuadrática de los voltajes medios (rms) = [V V V 3 2 ] { V (fund) = voltaje rms de la frecuencia fundamental Ruido de intermodulación El ruido de intermodulación son las frecuencias no deseadas del producto cruzado (sumas y diferencias) creadas cuando dos o más señales son amplificadas en un dispositivo no lineal, tal como un amplificador de señal grande. Como con la distorsión armónica, hay varios grados de distorsión de intermodulación. Sería imposible medir todos los componentes de intermodulación producidos cuando dos o más frecuencias se mezclan en un dispositivo no lineal [5]. Por lo tanto, para propósitos de comparación, un método común usado para medir la distorsión de intermodulación es el porcentaje de distorsión de intermodulación de segundo orden. La distorsión de intermodulación de segundo orden es la relación de la amplitud total en rms de los productos cruzados de segundo orden con la amplitud rms combinada de las frecuencias de entrada original Varios tipos de Ruido Ruido Excesivo El ruido excesivo es una forma de ruido interno no correlacionado que no es totalmente entendible. Se encuentra en los transistores y es directamente proporcional a la corriente del emisor y la temperatura de junta (o unión) e inversamente proporcional a la frecuencia. El ruido excesivo también es llamado ruido de baja frecuencia o ruido de modulación [1] Ruido de resistencia El ruido de resistencia es una forma de ruido térmico que está asociado con la resistencia interna de la base, el emisor y el colector de un transistor el ruido de resistencia es bastante constante desde 500 [Hz] hacia arriba y puede, por lo tanto, ser más fuerte con el ruido térmico o de disparo [1]. 24

51 Ruido de precipitación. El ruido de precipitación es un tipo de ruido estático causado cuando un avión pasa a través de nieve o de la lluvia. El avión se carga de manera eléctrica a un potencial lo suficientemente alto con respecto al espacio que lo rodea que una descarga de corona (descarga luminosa) ocurre en un punto exacto en el avión. La interferencia de la precipitación estática es más molesta en las frecuencias de onda corta [1]. La relación señal-a-ruido (S/N) es una relación matemática sencilla del nivel de la señal con respecto al nivel de ruido en un punto dado del circuito, el amplificador o el sistema. La relación de señal a ruido puede expresarse como una relación de voltaje y una relación S/N es: S N = [voltaje de la señal voltaje del ruido ]2 = ( V s V n ) 2 [1] 2 S de la señal = [potencia N potencia del ruido ] = P s P n La relación de señal a ruido se expresa frecuentemente como una función logarítmica con la unidad de decibel. S N (db) = 20 log (V s V n ) [1] La relación de señal-a-ruido probablemente sea el parámetro más importante y frecuentemente usado para evaluar el funcionamiento de un amplificador en un sistema completo de comunicaciones de radio o para comparar el funcionamiento de un amplificador o sistema con otro. Entre más alta sea la relación señal a ruido, se puede determinar la calidad de un sistema. 25

52 26

53 CAPITULO 2 REGULACIÓN DE SERVICIOS DE RADIO DIFUSIÓN DIGITAL 2. 1 COBERTURA DE RADIODIFUSIÓN AM Y FM EN EL ECUADOR Radiodifusión Sonora Considerada como la tecnología que posibilita la transmisión de señales mediante la modulación de ondas electromagnéticas, en sus inicios no tuvo mayor interés ni aplicaciones, pero al poco tiempo se fortaleció y hoy en día ha logrado expandirse en casi todos los países del mundo, es considerado como el medio de comunicación más versátil, democrática y universal. La ventaja más grande que tiene la radiodifusión es el bajo costo que presenta, el fácil acceso al él y, la capacidad de comunicación entre los oyentes en tiempo real. Una estación de radiodifusión es un transmisor con su antena e instalaciones necesarias para asegurar un servicio de radiodifusión en un área de operación autorizada 1. Las estaciones de radiodifusión se clasifican en: Servicio público Comercial privada Comunitarias Por la programación que transmiten son: Estaciones matrices Estaciones repetidoras [12]

54 A. Estación Matriz Aquella que transmite programación generada en su propio estudio y que dispone de tres instalaciones básicas. Estudio Sistema de transmisión Enlace estudio-transmisor Figura 14: Estación de radiodifusión 1 B. Estación Repetidora Aquella que recepta la totalidad de la programación de la estación matriz y la transmite simultáneamente para ser recibida por el público en general. C. Sistema de Radiodifusión Conjunto de una estación matriz y sus repetidoras que emiten simultáneamente la misma programación, incluidas las frecuencias auxiliares de radiodifusión. D. Potencia y Cobertura El rango de potencia en el que puedan operar las estaciones de Radiodifusión será determinado por el Consejo sobre la base de estudios técnicos de interferencia y calidad de servicio en el área de cobertura de la estación que para el efecto realizará la Superintendencia de Telecomunicaciones. [12]

55 2.1.2 Radiodifusión Sonora Analógica. Entre las tecnologías desarrolladas e implementadas actualmente para lograr la Radiodifusión analógica está la modulación en frecuencia FM que hoy en día es la más difundida y la modulación en amplitud AM; dentro del tipo de modulación AM está también la difusión en Onda Corta Espectro Radioeléctrico El espectro radioeléctrico está comprendido entre 3 KHz y 3,000 GHz. De acuerdo al Reglamento de Radiocomunicación de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) se divide en tres regiones. La Región 1 comprende Europa, África y los países de la antigua Unión Soviética, la Región 2 está conformada por América del Norte y América del Sur y la Región 3 comprende Asia y Oceanía. La tabla 3, muestra el espectro radioeléctrico en la Región 1 y en la tabla 4 se muestra las bandas que se usan en los servicios de transmisión para radio en la Región 2. Margen de Frecuencias Designación según Longitud de Onda Designación según su Frecuencia 3 a 30 KHZ Milimétricas VLF (muy baja frecuencia) 30 a 300 KHZ Kilométricas LF (baja frecuencia) 300 a 3,000 KHZ Hectométricas MF (media frecuencia) 3,000 a 30,000 KHZ Decamétricas HF (alta frecuencia) 30a 300 MHZ Métricas VHF (muy alta frecuencia) 300 a 3,000 MHZ Decimétricas UHF (ultra alta frecuencia) 3,000 a 30,000 KHZ Centimétricas SHF (súper alta frecuencia) 30 a 300 GHZ Milimétricas EHF (extrema alta frecuencia) 300 a 3,000 GHZ Decimilimétricas Tabla 3: Espectro completo de Frecuencias [1] Espectro Radioeléctrico Rango de Frecuencias Onda Larga KHZ Onda Media KHZ Onda Corta KHZ VHF Banda I MHZ Banda II: FM MHZ Banda III MHZ UHF Banda IV MHZ Banda V MHZ Ku FSS Banda inferior GHZ DBS GHZ FSS Banda Superior GHZ Tabla 4: Bandas para Radio [1] 29

56 La Radiodifusión en Amplitud Modulada AM Este tipo de radiodifusión consiste en la transmisión de la señal portadora modulada en amplitud que permite la emisión de información y cuya recepción está destinada al público en general. Debido a su extensa cobertura es muy utilizada en las zonas rurales por su propagación por onda superficial principalmente. Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud. La información actúa sobre o modula la portadora y puede ser una forma de onda de frecuencia simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que fueron originadas de una o más fuentes. La modulación de amplitud es una forma de modulación relativamente barata y de baja calidad de transmisión, que se utiliza en la radiodifusión de señales de audio y vídeo. Existen variantes de la modulación AM: Modulación AM doble banda lateral con portadora de máxima potencia (DSB- FC, Double Side Band Full Carrier) o llamada AM convencional. Modulación AM doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC, Double Side and Suppressed Carrier) donde se suprime la frecuencia central (Portadora). Modulación AM banda lateral única con portadora suprimida (SSB-SC, Single Side Band Suppressed Carrier) donde se suprime la portadora y una de las bandas laterales. Modulación AM con banda lateral vestigial (BLV, Side Band Vestigial) donde se suprime una parte de una de las bandas laterales. [12] Los moduladores AM son dispositivos no lineales, con dos entradas y una salida; una entrada es una sola señal portadora de alta frecuencia y amplitud constante, y la segunda está formada por señales de información, de frecuencia relativamente baja. En las figuras 15 y 16 se muestra un diagrama en bloques correspondiente a un transmisor y receptor AM estándar. La primera etapa es la encargada de generar la portadora RF, el circuito utilizado es un oscilador, controlado por un cristal para excitar la etapa de potencia del transmisor, la etapa excitadora cumple con la función de adaptar impedancias entre etapas y permite a su vez la estabilidad de frecuencia del oscilador, cuanto más alta 30

57 es la impedancia de carga del oscilador más estable es en frecuencia; en la etapa de potencia RF del transmisor se efectúa la modulación, donde ingresan la onda portadora y la señal modulante 2 Figura 15: Diagrama de bloques de un Transmisor AM 2 En la figura siguiente se indica el diagrama de un receptor comúnmente denominado superheterodino. Figura 16: Diagrama de Bloques de un receptor AM 2 Se toma la señal de la antena que ingresa a la etapa amplificadora de RF después de lo cual se mezcla con la señal del oscilador local para generar la Frecuencia Intermedia (FI=455 khz); el conjunto de estas tres etapas es lo que se designa como sintonizador del receptor. La frecuencia intermedia (FI) se amplifica habitualmente en varias etapas (mínimo dos), de la última se alimenta el detector, circuito que recupera la señal moduladora, que se envía hacia los amplificadores de audio, que permiten el nivel de potencia suficiente para excitar los sistemas acústicos (altavoz). La etapa CAG (Control automático de Ganancia) permite la estabilidad de amplitud entre las emisoras sintonizadas, evitando los bruscos cambios de volumen al cambiar

58 la emisora captada. La banda de radiodifusión comercial AM abarca desde 535 a 1605 [khz]. Debido a la limitación del tamaño en el ancho de banda impuesto por la UIT de 9 o 10 [khz], causa que la calidad de sonido que tiene la modulación AM sea muy mala ya que con ese ancho de banda no es posible enviar un sonido de calidad. [13] En la actualidad este tipo de modulación está prácticamente en desuso, no solo por la calidad del audio recibido sino también porque las interferencias de radiofrecuencia producidas por el ruido de motores, la electricidad estática y los rayos de tormentas afectan considerablemente a la señal y estos tipos de variaciones alteran la amplitud de la señal modulada. La modulación de amplitud también se usa en la radiodifusión de televisión. Para las comunicaciones de radio móvil de dos sentidos tal como una radio de banda civil (CB) ( a MHz) o en la comunicación en los aeropuertos (118 a 136 MHz). 3 La propagación en estas frecuencias se efectúa fundamentalmente por onda de superficie, ionosférica o ambas. Este tipo de propagación permite una amplia cobertura, que puede ser local, nacional e incluso internacional. La radio AM usa las siguientes bandas para su difusión: Onda larga: también llamadas ondas kilométricas, su longitud de onda va de 600 a 3000 metros y su gama de frecuencias va de 100 a 500 [KHz]. Se propagan bien por onda de superficie, pudiendo conseguir coberturas de ámbito nacional, no sufren de pérdida de contenido pero acumulan muchos ruidos parásitos por lo que no es recomendable para la radiodifusión. En estas bandas de frecuencia se iniciaron las primeras emisiones de radiodifusión sonora. [2] Onda media: también llamadas ondas hectométricas, su longitud de onda va de 200 a 600 metros con frecuencias de 500 a 1700 [KHz]. Su propagación se realiza fundamentalmente por onda de superficie aunque su propagación es menos eficiente que las ondas largas, las estaciones que utilizan estas frecuencias suelen tener cobertura de ámbito regional y local

59 Se la emplea en radiocomunicación; su propagación es mejor durante el invierno y en las noches pero produce interferencias a otras emisoras lejanas que trabajan en la misma frecuencia. [2] Onda corta: también llamadas ondas decamétricas, su longitud de onda va de 10 a 100 metros con frecuencias de 3 a 30 [MHz]. Son las altas frecuencias y facilitan la radiodifusión internacional; su propagación depende de la ionización atmosférica por lo que su uso tiene mucho que ver con la hora del día y la estación del año. De estas bandas de frecuencias las más conocidas y utilizadas para la radiodifusión sonora son las ondas medias. [2] Ventajas La cobertura puede ser nacional o internacional siendo necesarios pocos transmisores. La radiodifusión AM permite un uso menor del ancho de banda. AM permite usar circuitos demoduladores relativamente sencillos y poco costosos en el receptor. [4] Limitaciones En la radiodifusión AM los problemas se presentan al tener un sonido limitado en calidad, la propagación está sujeta a ruidos por descargas atmosféricas e interferencias eléctricas industriales y domésticas presentando zumbidos cuando los receptores pasan cerca de líneas de alta tensión y es difícil recibir en sitios bajos o túneles. La radiodifusión AM en cuanto a la cobertura entre el servicio diurno y nocturno presenta ciertas diferencias, en la noche las ondas pueden llegar a grandes distancias y pueden causar interferencia a otros sistemas ocasionando un deterioro en las señales de radiodifusión AM; las emisoras de AM en el país enfrentan una crisis en la disminución de público oyente y por ende la reducción de sus ingresos publicitarios. [4] A la modulación en amplitud no se le puede considerar como un sistema de alta fidelidad ya que existen limitaciones en el ancho de banda que afecta 33

60 la calidad del sonido. Se usa transmisores de gran potencia (cientos de kw) y antenas de gran tamaño La Radiodifusión en Frecuencia Modulada FM El servicio de radiodifusión en frecuencia modulada es un sistema de transmisión de radio en el que la onda portadora se modula de forma que su frecuencia varíe según la señal de audio transmitida. La modulación en frecuencia es de mayor calidad que la modulación en amplitud porque la información está contenida en la variación de la frecuencia y esta característica es más inmune al ruido y a las interferencias; esto por lo general tiende a variarla amplitud de la señal y no la frecuencia de la misma. A diferencia de la AM, la modulación en frecuencia crea un conjunto de complejas bandas laterales cuya profundidad (extensión) dependerá de la amplitud de la onda moduladora. Como consecuencia del incremento de las bandas laterales, el ancho del canal de la FM será más grande que el tradicional de la onda media, siendo también mayor el ancho de banda de sintonización de los aparatos receptores. Esta mejora trae consigo que el ancho de banda de la señal modulada sea bastante mayor que en el caso de modulaciones de amplitud. Las modulaciones en frecuencia proveen un mecanismo mediante el cual se puede intercambiar ancho de banda y prestaciones frente al ruido. La frecuencia modulada es usada comúnmente en las radiofrecuencias de muy alta frecuencia por la alta fidelidad de la radiodifusión de la música y la voz. Se pueden formar sistemas con una estación matriz y repetidoras para emitir la misma programación y de manera simultánea. Es muy utilizada en las zonas urbanas y su cobertura es dependiente tanto de la propagación por línea de vista como de la difracción en obstáculos agudos. El transmisor FM consta de un oscilador maestro que se encarga de generar una portadora senoidal de amplitud y frecuencia muy estables; el modulador tiene entradas a la portadora generada por el oscilador y la señal de información. Los amplificadores de potencia permiten aumentar la potencia de la señal al nivel necesario para entregarla a la línea de transmisión y la antena. La potencia máxima de salida de un transmisor FM está en función de la ganancia máxima de la antena (máxima radiación respecto a la antena isotrópica [db]); donde la potencia isotrópica radiada equivalente máxima no debe exceder de 16 [db]. [5] Los valores de potencia del transmisor se muestran en la tabla5: 34

61 Potencia del Transmisor [KW] Ganancia Máxima de la Antena [db] ,5 15 0,25 18 Tabla 5: Valores de Potencia [5] Las características derivadas de su mayor anchura de canal no son consecuencia directa de la tecnología de FM (aunque este tipo de modulación necesita un mayor consumo de espectro), sino de una decisión política de comunicación. Cuando se desarrolló la frecuencia modulada, la banda de MF estaba completamente saturada, por lo que se adjudicó la banda de VHF, espectro que ofrecía grandes posibilidades de expansión para los nuevos servicios de radiodifusión. La televisión también se aprovechó de la saturación de media frecuencia. La ausencia de una limitación de la banda de VHF y el ánimo de otorgar a la FM la posibilidad de emitir programación de alta fidelidad, hizo que los canales de frecuencia modulada tuvieran una capacidad muy superior a sus necesidades. El audio de la televisión analógica también es difundido por medio de FM. La frecuencia modulada también se utiliza en las frecuencias intermedias de la mayoría de los sistemas de vídeo analógico, incluyendo VHS, para registrar la luminancia (blanco y negro) de la señal de video. La frecuencia modulada es el único método factible para la grabación de video y para recuperar de la cinta magnética sin la distorsión extrema, como las señales de vídeo con una gran variedad de componentes de frecuencia. [5] Ventajas de FM sobre AM Entre las ventajas que presenta la frecuencia modulada respecto a la modulación de amplitud AM se puede señalar que al sistema FM casi no le afectan las interferencias y algunas perturbaciones eléctricas como descargas estáticas, las originadas por los sistemas de encendido de los automóviles o las tormentas eléctricas, las cuales sí afectan en gran medida a las señales de 35

62 radio de amplitud modulada puesto que se captan como ruido en los receptores AM. [2] Las emisoras de FM pueden trabajar en bandas de frecuencias muy altas, en las que la amplitud modulada se vería seriamente afectada por las interferencias; el alcance en estas bandas está limitado para que puedan existir emisoras que trabajen en la misma frecuencia situadas a unos cientos de kilómetros sin que se interfieran entre ellas. Las radios FM requieren potencias menores que las de AM, dado que si su propagación es de carácter local o regional no es necesario un alto índice de potencia, pero si se quiere que una emisora FM sea de carácter nacional, por lo que se requieren de repetidoras en las zonas donde existen obstáculos, que podrían ser las cordilleras u otros accidentes geográficos. Las estaciones o emisoras FM comerciales poseen índices de audiencia más elevados que las emisoras AM [2]. Limitaciones de Radiodifusión FM Su pequeña cobertura convierte a la frecuencia modulada en un servicio de radio fundamentalmente local, donde el empleo de repetidores puede incrementar su cobertura. La escasa longitud de onda de esta banda de frecuencia hace que las antenas sean de pequeñas dimensiones y consecuentemente tengan una polarización horizontal. Con la radiodifusión FM se tiene un uso ineficiente del espectro electromagnético, cuando el receptor se traslada más de unas decenas de kilómetros hay que volver a sintonizar la emisora generalmente en una nueva banda de frecuencia. La propagación de la señal en la banda de VHF se caracteriza por su direccionalidad y su limitada cobertura donde las ondas directas se pierden en el espacio cuando confluyen con la línea del horizonte; esta direccionalidad hace que las señales de FM puedan ser absorbidas o apagadas por los obstáculos que encuentra en su trayectoria [2]. 36

63 Zonas Geográficas Establecidas para Radiodifusión FM La Norma Técnica Reglamentaria para Radiodifusión en Frecuencia Modulada Analógica, publicada en Registro Oficial Nº 074 del 10 de mayo del 2000 y sus modificaciones publicada en el Registro Oficial N 103 de 13 de junio de 2003: Zonas Geográficas Cobertura de las Zonas Geográficas (Incluye Grupos de Frecuencias) FA001 Azuay Cañar. Grupos de frecuencia 1, 3 y 5 FB001 Provincia de Bolívar excepto las estribaciones occidentales del ramal occidental de, la Cordillera de los Andes. Grupo de frecuencia 6 FC001 Provincia del Carchi. Grupos de frecuencias 1 y 3 FD001 Provincia de Orellana. Grupo de frecuencia 1 FE001 Provincia de Esmeraldas, excepto Rosa Zárate y La Concordia que pertenecen a la zona P, subgrupo P1. Grupos de frecuencias 4 y 6 Provincia del Guayas, Sub-zona 1 (independiente de la Sub-zona 2), excepto las ciudades de El FG001 Empalme, Balzar, Colimes, Palestina, Santa Lucía, Pedro Carbo, Isidro Ayora, Lomas de Sargentillo, Daule, El Salitre, Alfredo Baquerizo Moreno, Simón Bolívar, Milagro, Naranjito, Maridueña, El Triunfo, Naranjal, Balao y Bucay. Grupos de frecuencias 1, 3 y 5 FG002 Provincia del Guayas, subzona 2, (independiente de la subzona 1), comprende las ciudades de la Península de Santa Elena y General Villamil. Grupos de Frecuencias 1, 3 y 5 FJ001 Provincia de Imbabura. Grupos de frecuencias 2 y 6 FL001 Provincia de Loja. Grupos de frecuencias 2 y 5 FM001 Provincia de Manabí; excepto los cantones El Carmen y Pichincha. Grupos de frecuencias 1, 3 y 5 FN001 Provincia de Napo. Grupo de frecuencia 1 Provincia de El Oro, e incluye Milagro, Naranjito, Bucay, Maridueña, El Triunfo, Naranjal y Balao FO001 de la provincia, del Guayas, La Troncal y las estribaciones del ramal occidental de la Cordillera de los Andes de las provincias de Chimborazo, Cañar y Azuay. Grupos de frecuencias 2, 4 y 6 Provincia de Los Ríos, e incluye El Empalme, Balzar, Colimes, Palestina, Santa Lucía, Pedro Carbo, Isidro Ayora, Lomas de Sargentillo, Daule, El Salitre, Alfredo Baquerizo Moreno y Simón Bolívar FR001 de la provincia del Guayas, cantón Pichincha de la provincia de Manabí y las estribaciones occidentales del ramal occidental de la Cordillera de los Andes de las provincias de Cotopaxi y Bolívar. Grupos de frecuencias 2, 4 y 6 FP001 Provincia de Pichincha, subzona 1 (independiente de la subzona 2). Grupos de frecuencias 1, 3 y 5 Provincia de Pichincha, subzona 2 (independiente de la subzona 1), comprende: Santo Domingo de FP002 los Colorados e incluye los cantones aledaños: El Carmen (de la provincia de Manabí), Rosa Zárate y la Concordia (de la provincia de Esmeraldas). Grupos de frecuencias 1, 3 y 5 FS001 Provincia de Morona Santiago. Grupo de frecuencia 1 Provincias de Cotopaxi y Tungurahua, excepto las estribaciones occidentales del ramal occidental FT001 de la Cordillera de los Andes de la provincia de Cotopaxi y el cantón Baños de la provincia de Tungurahua. Grupos de frecuencias 1, 3 y 5 FH001 Provincia de Chimborazo, excepto las estribaciones occidentales del ramal occidental de la Cordillera de los Andes de esta provincia. Grupos de frecuencias 1, 3 y 5 FU001 Provincia de Sucumbíos. Grupos de frecuencias 1 y 3 FX001 Provincia de Pastaza, incluido Baños (provincia de Tungurahua). Grupo de frecuencia 6 FY001 Provincia de Galápagos. Grupo de frecuencia 4 Tabla 6: Zonas geográficas para la concesión de estaciones en Frecuencia Modulada

64 Figura 17: Zonas Geográficas La Radiodifusión en el Ecuador La radio ha sido considerada un medio de comunicación de gran influencia y accesibilidad a nivel mundial debido a la rapidez de su desarrollo y popularidad, por lo que hoy en día llega a muchos oyentes aún en los lugares más remotos del planeta. La radiodifusión está presente en nuestro país desde 1925 con Radio El Prado en Riobamba, creada e instalada por el Ing. Carlos Cordovez Borja, uno de los primeros radioaficionados del país, quien empleó un transmisor de 25 [W] en la banda de 60 metros (5 MHz) para realizar pruebas transmitiendo desde una fábrica de tejidos de su propiedad hasta perfeccionar la transmisión; un año después, realizando con éxito una transmisión al colegio San Felipe de la misma ciudad. No existía leyes que regularan la radiodifusión, solo se establecía una identificación; por ejemplo, la Radio El Prado tenía la sigla SE1FG hasta que se le designaron las siglas actuales HC. En 1927 aparece la primera emisora en Guayaquil, en el barrio Las Peñas. [14]

65 Luego de esto nace en 1929 la Radio Nacional (HCDJB) con una potencia de 15 [W] en donde se transmitía eventos deportivos. En 1932 con 250 [W] de potencia cambia sus siglas por HCK En 1930 aparece la radio privada en Quito con la Radio HCJB con un transmisor de 250 [W]. La estación nace como La Voz de Quito que luego fue cambiada a La Voz de los Andes, su primera emisión se realizó el 31 de diciembre de Este mismo año aparece Ecuador Radio en onda corta con autorización del gobierno. Diario El Telégrafo, en Guayaquil, pone al aire una emisora que lleva el mismo nombre de la versión impresa, Radio El Telégrafo, en La primera radio en Cuenca emite su señal desde un trasmisor de 50 [W] de potencia en el año de En 1940 aparece Radio Quito, perteneciente a los propietarios de Diario El Comercio. La importancia de esta radio, y su credibilidad, provoca que el 12 de febrero de 1949 cuando se transmitió la versión radiofónica de La guerra de los mundos, una obra de ficción que por el engaño provocó una turba descontrolada que incendió las instalaciones de Radio Quito y del Diario El Comercio, este evento inició con la censura previa de las programaciones que recayeron en los Municipios de los cantones del país. Para este mismo año se incorporan tomas para el audio de TV en los radios. La Radiodifusión en FM gana el interés público como una tecnología libre de ruido. Las emisiones y registros de alta fidelidad (Hi-Fi) aumentan. Los radioaficionados pierden su derecho a comunicarse con operadores extranjeros durante la guerra en Europa. La FCC, Comisión Federal de Comunicaciones agencia estatal independiente, encargada de la regulación (incluyendo la censura) de telecomunicaciones interestatales e internacionales por radio, televisión, redes inalámbricas, satélite y cable; autoriza, en 1941, la radiodifusión con FM en la banda de 42 a 50 [MHz]. En la presidencia del Doctor Carlos A. Arroyo del Río, el 28 de marzo de 1941, se emite el Decreto Ejecutivo N 325 con el primer Reglamento de Instalaciones Radioeléctricas en el Ecuador. La permanencia de los ingenieros de radio de la misión americana HCJB, encargados de instalar y mantener la radiodifusora, permite el diseño de la antena Quad para operar en la banda corta de 25 metros, con una potencia de portadora de 10 [kw], con el objetivo de llegar a Estados Unidos. Se había inventado la antena Quad con reflector que revolucionó la radiodifusión mundial. [14] La muy grata presencia en el Ecuador de los Doctores Clarence C. Moore y Herbert Jacobson de HCJB, ha permitido que la radiodifusión de nuestro país sea reconocida internacionalmente y sirva de referente para las pruebas de la radiodifusión digital 39

66 DRM (Digital Radio Mondiale) que se realiza en la actualidad. La lista oficial de países de la ARRL (American Radio Relay League), incluye al Ecuador y designa las siglas HC al país. La Asociación Radio Ecuatoriana otorga el certificado W.A.H.C (Worked All HC) a todo aficionado titular de estación nacional o extranjera, oficialmente reconocida, que compruebe haber realizado QoS con 7 distritos de radio del territorio del Ecuador como mínimo. Los distritos asignados en nuestro territorio son: HC1: Provincias de Carchi, Imbabura y Pichincha. HC2: Provincias de Guayas y Los Ríos. HC3: Provincias de Loja y El Oro. HC4: Provincias de Manabí y Esmeraldas. HC5: Provincias de Chimborazo, Cañar y Azuay. HC6: Provincias de Cotopaxi, Tungurahua y Bolívar. HC7: Provincias de Napo, Pastaza y Santiago Zamora. Actualmente se aplica el código a todo el Oriente. HC8: Provincias de Galápagos. HC9: Móvil Marítima. HC0: Móvil Terrestre y Aérea. El Primer Congreso de Radioemisoras de las Américas se realiza en México en 1946, los delegados acuerdan centralizar sus esfuerzos para instalar estaciones de televisión. La primera emisora en Ambato fue La Voz del Progreso, que surge luego del terremoto del 5 de agosto de Esta emisora onda corta se denominaría después Radio Nacional Espejo. A través de estas ondas de cobertura nacional se transmitió varias producciones radiofónicas de gran impacto para la época. En el año de 1952 hay 21 millones de radios para auto y más de 13 millones de receptores de radio para los hogares. Se desarrolló varios métodos industriales para la fabricación de radios y televisores. En 1961 la FCC autoriza la radiodifusión FM Estéreo y en el Ecuador se autoriza 12 años más tarde; crece la popularidad de los equipos estéreo desde 1966; a partir del año 1967, se incorpora el sistema Dolby para reducción de ruido en sistemas de recepción y reproducción. En 1971, el entonces Director Nacional de Frecuencias en el Ecuador, declaraba que: El Ecuador es el país que tiene el mayor número de emisoras en el mundo, con un total de 250 para los 6 millones de habitantes. Dándose el caso de propietarios que tienen 3 y 4. [14] En 1988, la FCC permite menor espaciamiento de las estaciones de FM. A inicios de 1990 se introduce el Estéreo Digital. La FCC, en 1991, aprueba la expansión de la banda de AM, añadiendo 100 khz. ( ). En agosto de 1992 se promulga la Ley Especial de Telecomunicaciones y se crea la Superintendencia de 40

67 Telecomunicaciones. La Ley Reformatoria a la Ley Especial de Telecomunicaciones, Ley 94, publicada en el Registro Oficial No.700 de 30 de agosto de 1995, definió las funciones de la Superintendencia de Telecomunicaciones, como ente de control de los operadores que explotan servicios de telecomunicaciones, y para el control y monitoreo del espectro radioeléctrico. En 1996 existían 473 estaciones en Frecuencia Modulada (matrices y repetidoras); en mayo del 2002 se registraron 593 y en el 2005 ya existían 852 estaciones de FM (matrices y repetidoras) y 290 estaciones para AM (matrices y repetidoras). Para ese mismo año también empieza a funcionar el Consejo Nacional de Radio y Televisión (CONARTEL), encargado de autorizar las concesiones y regular la operación de las frecuencias de radio y televisión en Ecuador. La FCC autoriza, dos licencias para el servicio de Radio Digital. Solamente los cuatro aplicantes iniciales de 1992 son autorizados para competir en licitación convocada. Las empresas autorizadas son: American Mobile Radio Corporation y Satélite CD Radio, Inc. La cantidad de Radiodifusoras en el Ecuador ascendió, en 2004, a más de 710 matrices (sin incluir repetidoras), que para 13 millones de ecuatorianos, es una cantidad excesiva. En el 2009, el organismo de regulación de las operaciones de Radio y Televisión en el Ecuador (CONARTEL) deja de existir. Sus responsabilidades pasan a SENATEL/ CONATEL, manteniéndose su control y administración en la Superintendencia de Telecomunicaciones. Tomando en cuenta los problemas y limitaciones de la radiodifusión analógica que se presentan actualmente, hay una tendencia global hacia la adopción de la tecnología digital en radio y comunicaciones, debido a que la digitalización ofrece muchas ventajas para radiodifusores nacionales e internacionales y difusores de información, por lo que se ve la necesidad de contar con este servicio en forma digital. El futuro de la radiodifusión incluye la utilización de los protocolos para Internet y la creación de los sitios web de las radiodifusoras digitales, que actualmente en algunos casos, ya incorporan a la programación con calidad de un disco compacto, datos y noticias relacionadas con varios temas, entre ellos la letra de la canción que se trasmite en ese momento, datos del autor, cantante, etc. La regulación de nuevas tecnologías es un tema imprescindible actualmente en el país a raíz de que la tecnología de los medios de comunicación se relaciona íntimamente con el mercado, relación denominada convergencia en que, a mayor tecnología de infraestructura, equipos de recepción y costo computacional, mayor número de mercados y beneficio económico recibirá el proveedor y usuario. Los medios tradicionales como la radio se incluyen al complejo proceso en función de adecuar los marcos jurídicos ante los cambios tecnológicos para ofrecer un buen producto cultural o publicitario. [13] 41

68 2.1.1 Radiodifusión AM en el Ecuador. En el Ecuador se han establecido 118 canales separados cada uno con 10 khz. La separación entre frecuencias de una misma zona es de 20 khz. Según la Superintendencia de Telecomunicaciones las estaciones que operen en Amplitud Modulada deben tener los siguientes niveles de potencia: Estaciones Nacionales, la potencia mínima superior es de 10 kw. Para las estaciones regionales se ha convenido en una potencia mínima de 3 kw y una potencia máxima de 10 kw. Estaciones locales con 3 kw como máximo. El mínimo de potencia de las estaciones AM locales en las capitales de provincia y otras ciudades cuya población sobrepase los cincuenta mil habitantes, será de 1 kw. En las poblaciones que no lleguen a la cantidad citada, la potencia máxima será de 500W. Las emisoras en bandas AM se clasifican según su frecuencia de operación y ámbito de cobertura en: Nacionales: KHz Regionales: KHz Locales: KHz La propagación en estas frecuencias se efectúa fundamentalmente por onda de superficie, ionosférica o ambas. Este tipo de propagación permite una amplia cobertura, que puede ser local, nacional e incluso internacional. [13] La radio AM usa las siguientes bandas para su difusión: 1. Onda larga 2. Onda media 3. Onda corta Las Onda Media es la banda de frecuencia más conocida y utilizada en la radiodifusión, en el Ecuador actualmente existen 208 estaciones AM divididas en las 24 provincias del país 6. 6 Ver Anexo A 42

69 Cobertura de la señal AM en el Ecuador. Con los datos de la tabla 7, se ha dibujado la siguiente gráfica para indicar la cobertura de la señal AM en el Ecuador: Las ciudades que se encuentran de color amarillo, se encuentra una matriz de un concesionario de AM 7. Como se puede observar, existen radiodifusores en los sectores periféricos de cada provincia, así como también en las ciudades principales. La utilización de AM en las zonas periféricas es de gran acogida, pues a ellas no llegan las señales de FM. Provincias Onda Corta O.C Amplitud Modulada A.M. Total de Estaciones de Radio Difusión Sonora Azuay Bolívar 3 3 Cañar 8 8 Carchi 1 1 Chimborazo 8 8 Cotopaxi El Oro Esmeralda 4 4 Galápagos 0 Guayas Imbabura Loja Los Ríos 4 4 Manabí Morona Santiago Napo Orellana 0 Pastaza 1 1 Pichincha Santa Elena 2 2 Santo Domingo Sucumbíos 1 1 Tungurahua Zamora Chinchipe 0 TOTAL Tabla 7: Cuadro de resumen de estaciones de Radiodifusión AM en el Ecuador 8 Las señales de AM tienen una cobertura mayor; en la figura 18 se ha puesto las ciudades que cuentan con una o más matrices. 7 Ver Anexo B 8 Cuadro de resumen de Estaciones de Radiodifusión y Televisión. 43

70 2.1.1 Radiodifusión FM en el Ecuador La banda FM, en el Ecuador, está distribuida en 100 canales con ancho de banda cada uno de 200 khz. Para la asignación de canales consecutivos (adyacentes), destinados a servir a una misma zona geográfica, deberá observarse una separación mínima de 400 khz entre cada estación de la zona. [14] La potencia mínima de las estaciones de frecuencia modulada, en el Ecuador, será, en general, 250 W, con excepción de las que se encuentren en las ciudades donde su población sobrepase los doscientos mil habitantes. En estas será la potencia de 500W. Figura 18: Cobertura de Radiodifusión AM en el Ecuador. 9 9 Ver Anexo A 44

71 Las estaciones de baja frecuencia son usadas para cubrir cabeceras cantorales o sectores de baja población, cuya frecuencia pueda ser reutilizada por diferente concesionario, en otro cantón de la misma provincia o zona geográfica. Tienen un máximo de potencia de 250, su transmisor se ubica en áreas periféricas de la población que irá a cubrir y el sistema radiante se encuentra a una altura máxima de 36 m sobre la altura promedio de la superficie de la población a ser servida. En la tabla 8, se muestra las emisoras que actualmente trabajan en FM en todo el Ecuador Cobertura de la señal FM en el Ecuador. La gran cantidad de radiodifusores y concesionarios en FM ha producido que la banda se encuentre saturada en las principales ciudades en el país como son Quito y Guayaquil. En la figura 19 se observa las ciudades que cuentan con por lo menos una estación FM. Provincias Onda Corta O.C Frecuencia Modulada F.M Total Estaciones de Radio Difusión Sonora Matriz Repetidora Total FM Azuay Bolívar Cañar Carchi Chimborazo Cotopaxi El Oro Esmeralda Galápagos Guayas Imbabura Loja Los Ríos Manabí Morona Santiago Napo Orellana Pastaza Pichincha Santa Elena Santo Domingo Sucumbíos Tungurahua Zamora Chinchipe TOTAL Tabla 8: Resumen de estaciones de Radiodifusión FM en Ecuador

72 Como se puede observar, la radiodifusión FM es utilizada por las ciudades principales de cada una de las provincias. Los cantones de menor tamaño poblacional y geográfico no utilizan el servicio FM debido a la menor cobertura que brinda, en comparación con las señales AM Programación de la Radio en el Ecuador La tercera parte de la radio emite programas específicos para públicos divididos, por ejemplo el 37% de las emisoras FM tratan de entrar a una audiencia en concreto. La tabla 9 presentada muestra los tipos de radio en el Ecuador dados por la programación que emiten, diversidad de conceptos, funciones y utilización del medio radiofónico del país. Figura 19: Cobertura de Radiodifusión FM en el Ecuador Ver Anexo A 46

73 Tipo de Radio Radio Comercial Radio Cultural Radio Publica Radio Educativa Radio Popular Radio Campesina Radio Indígena Radio Escuelas Radio Comunitaria Descripción Financiada por cuñas comerciales con fines de lucro. Puede ser una emisora pagada por una institución estatal, religiosa o particular que vende sus programas y espacios. Busca la masificación de audiencia. Originalmente es una radio no comercial. Pero con la aparición de las categorías ha vuelto a caracterizar un radio para la élite o para pequeños grupos, distinto de la cultura popular. Los canales no comerciales tienen menos del 10% de emisiones y de la audiencia. Pero todos los países de América Latina cuenta con al menos una cadena pública. Programas pedagógicos sobre temas como salud, técnicas cultivas, historia, etc. Ahora incursiona en la educación no formal abierta. El pueblo mismo es el protagonista. Énfasis en el cambio social y participación de los oyentes y así ganar audiencia. Trabaja en áreas rurales y toca intereses y problemas específicos del pueblo campesino. Habla en un idioma nativo, respaldada por un marco de referencias y una historia común. Difunden programas dedicados a la educación de adultos, alfabetización, desarrollo y educación permanente de los sectores marginados. No es lucrativa, e intenta diversificar su financiación para evitar la dependencia. Tabla 9: Cuadro de resumen de tipos de radio en el Ecuador ANÁLISIS DE LOS CONCESIONARIOS EN EL ECUADOR ANÁLISIS ESTADÍSTICO Análisis de las Emisoras AM en el Ecuador Como se pudo observar en la tabla 7, las emisoras de AM en el Ecuador están desapareciendo, y eso se puede apreciar en el número de repetidoras que existen en todo el país, apenas son dos, la cantidad de emisoras que trabajan en amplitud modulada es muy baja; hay provincias inclusive que no cuentan con una emisora. Para poder apreciar de mejor manera lo mencionado, se observa la tabla Ver Anexo B 47

74 Como se puede observar, solamente las provincias de Azuay y Guayas tienen un repetidor, mientras que las provincias de Francisco de Orellana y Zamora Chinchipe no tienen su emisora de AM. Las regiones con mayor cantidad de emisoras son las regiones de la Sierra y la Costa como se observa en la figura 20. La región de la Sierra tiene la mayor cantidad de estaciones AM a pesar que la población costeña no es muy superior a la serrana Onda Corta O.C Amplitud Modulada A.M. Tabla 10: Emisoras y repetidoras AM a Nivel Nacional 38% 2% 0% 60% Sierra Costa Oriente Insular Figura 20: Resultado porcentual de emisoras AM por regiones Esto demuestra la necesidad de la población por tecnología y mejor calidad en el servicio de radiodifusión. La mayoría de estaciones optan hoy en día por el sistema FM debido a su mayor calidad y es donde mayor cantidad de oyentes centran su atención. 48

75 Grupos de frecuencia para Amplitud Modulada En el Ecuador se han establecido grupos de frecuencia en todo el territorio, las frecuencias de un mismo grupo deben estar separadas por 80KHz. A1 A2 A3 CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA3-15 A4 A5 A6 CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA

76 A7 A8 CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA8-14 Tabla 11: Frecuencias para Amplitud Modulada 13 En el Ecuador se ha establecido 118 canales en AM, numerados del 1 al 118, iniciando como 1 en 530 KHz y como 118 en 1700 KHz. A continuación, las frecuencias ocupadas por provincias en la tabla 11: PROVINCIAS CANAL FRECUENCIA AZUAY BOLÍVAR CAÑAR CHIMBORAZO COTOPAXI EL ORO ESMERALDAS ORELLANA GALÁPAGOS GUAYAS IMBABURA LOJA LOS RÍOS MANABÍ MORONA SANTIAGO NAPO PASTAZA PICHINCHA SUCUMBÍOS TUNGURAHUA ZAMORA CARCHI SANTA ELENA SANTO DOMINGO Ver Anexo A 50

77 PROVINCIAS CANAL FRECUENCIA AZUAY BOLÍVAR CAÑAR CHIMBORAZO COTOPAXI EL ORO ESMERALDAS ORELLANA GALÁPAGOS GUAYAS IMBABURA LOJA LOS RÍOS MANABÍ MORONA SANTIAGO NAPO PASTAZA PICHINCHA SUCUMBÍOS TUNGURAHUA ZAMORA CARCHI SANTA ELENA SANTO DOMINGO

78 PROVINCIAS CANAL FRECUENCIA AZUAY BOLÍVAR CAÑAR CHIMBORAZO COTOPAXI EL ORO ESMERALDAS ORELLANA GALÁPAGOS GUAYAS IMBABURA LOJA LOS RÍOS MANABÍ MORONA SANTIAGO NAPO PASTAZA PICHINCHA SUCUMBÍOS TUNGURAHUA ZAMORA CARCHI SANTA ELENA SANTO DOMINGO

79 PROVINCIAS CANAL FRECUENCIA AZUAY BOLÍVAR CAÑAR CHIMBORAZO COTOPAXI EL ORO ESMERALDAS ORELLANA GALÁPAGOS GUAYAS IMBABURA LOJA LOS RÍOS MANABÍ MORONA SANTIAGO NAPO PASTAZA PICHINCHA SUCUMBÍOS TUNGURAHUA ZAMORA CARCHI SANTA ELENENA SANTO DOMINGO Tabla 12: Canales en AM Análisis de las Emisoras FM en el Ecuador El análisis del sistema de radiodifusión FM en el Ecuador es de suma importancia ya es la mejor tecnología que se tiene en el país y es el sistema que mayor uso y oyentes ha tenido desde que se plantó en el país. La tabla 13 demuestra la gran cantidad de emisoras en FM que se han creado, así mismo, la gran cantidad de matrices y de receptoras que hay en cada provincia. Para visualizar de mejor manera se presenta la figura 21 a continuación: 14 Ver Anexo A 53

80 Matriz Repetidora Tabla 13: Emisoras y repetidoras FM a nivel Nacional Es claro en la figura 21 la gran demanda que tiene el sistema de radiodifusión FM en comparación con el AM, en este caso todas las provincias tienen estaciones emisoras y repetidoras en cada una de ellas. Es notable que la provincia de Francisco de Orellana, que es relativamente nueva, tenga concesionarios en FM y no en AM, esto hace notable la necesidad de la población en general de ser partícipe de la tecnología de hoy en día. De la misma manera que en AM, se realizará un análisis por las cuatro regiones del país: 33% 14% 2% 51% Sierra Costa Oriente Insular a) 33% 16% 2% 49% Sierra Costa Oriente Insular b) Figura 21: Cuadro porcentual de emisoras FM por regiones. (a) Matriz (b) Repetidora 54

81 Según la figura 21 (a), la Sierra tiene el 51 % del total de las emisoras matrices en el Ecuador. Sin embargo en la figura 21 (b), la Sierra le lleva poca ventaja a la Costa en cuanto a repetidoras, al igual que el Oriente donde presenta un porcentaje mayor en cuanto a repetidoras que en matrices. Se puede apreciar la gran cantidad de estaciones emisoras en FM que existe en todo el Ecuador, es por esta razón que el CONARTEL se vio en la necesidad de reorganizar las frecuencias. Para esto se realizó un análisis del espectro radioeléctrico donde se definió límites específicos para el ancho de banda y frecuencia central. Es así que se estableció el ancho de banda para frecuencia modulada analógica de 88 a 108 MHz. [13] Grupos de frecuencias para Frecuencia Modulada. Existen provincias que utilizan ciertos canales y otras utilizan los canales que otras provincias no tienen concesionario alguno. Esto se debe a que se han establecido seis grupos para la asignación de frecuencias en el territorio nacional: los grupos G1, G2, G3, G4 con 17 frecuencias cada uno y los grupos G5 y G6 con 16 frecuencias, donde la separación entre frecuencias del grupo es de 1200 khz 15. Los grupos de frecuencia establecidos por el CONARTEL en FM son los siguientes: F1 F2 F3 CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF Ver Anexo A 55

82 F4 F5 F6 CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF6-16 Tabla 14: Distribución de frecuencias FM según grupos en el Ecuador. 16 Conociendo lo anteriormente mencionado se establecieron 100 (del 1 al 100) canales con una separación de 200 khz. De esta manera se encuentran registradas las siguientes frecuencias en las distintas provincias del país. En la tabla 14, se muestra todos los canales que son utilizados por las 24 provincias del Ecuador. PROVINCIAS CANAL FRECUENCIA AZUAY BOLÍVAR CAÑAR CHIMBORAZO COTOPAXI EL ORO ESMERALDAS ORELLANA GALÁPAGOS GUAYAS IMBABURA LOJA LOS RÍOS MANABÍ MORONA SANTIAGO NAPO PASTAZA PICHINCHA SUCUMBÍOS TUNGURAHUA ZAMORA CARCHI SANTA ELENA SANTO DOMINGO Ver Anexo A 56

83 PROVINCIAS CANAL FRECUENCIA AZUAY BOLÍVAR CAÑAR CHIMBORAZO COTOPAXI EL ORO ESMERALDAS ORELLANA GALÁPAGOS GUAYAS IMBABURA LOJA LOS RÍOS MANABÍ MORONA SANTIAGO NAPO PASTAZA PICHINCHA SUCUMBÍOS TUNGURAHUA ZAMORA CARCHI SANTA ELENA SANTO DOMINGO

84 PROVINCIAS CANAL FRECUENCIA AZUAY BOLÍVAR CAÑAR CHIMBORAZO COTOPAXI EL ORO ESMERALDAS ORELLANA GALÁPAGOS GUAYAS IMBABURA LOJA LOS RÍOS MANABÍ MORONA SANTIAGO NAPO PASTAZA PICHINCHA SUCUMBÍOS TUNGURAHUA ZAMORA CARCHI SANTA ELENA SANTO DOMINGO Tabla 15: Canales de FM utilizados por las provincias en el Ecuador Ver Anexo B 58

85 Resumen del Análisis de las Emisoras AM Y FM en el Ecuador. La relación porcentual entre las estaciones de radiodifusiones sonoras autorizadas y vigentes a la fecha, son las siguientes: Provincias Onda Corta O.C Amplitud Modulada A.M. Frecuencia Modulada F.M SITUACIÓN AL 30-ABRIL-2013 Total de Estaciones de Radio Difusión Sonora Matriz Repetidora Total FM Azuay Bolívar Cañar Carchi Chimborazo Cotopaxi El Oro Esmeralda Galápagos Guayas Imbabura Loja Los Ríos Manabí Morona Santiago Napo Orellana Pastaza Pichincha Santa Elena Santo Domingo Sucumbíos Tungurahua Zamora Chinchipe TOTAL Tabla 16: Número de Estaciones de Radiodifusión OC AM FM a Nivel Nacional 18 Servicio N Estaciones % Onda Corta OC 14 1,22% Radio Difusión Sonora AM ,13% Radio Difusión Sonora FM ,65% Total ,00% Tabla 17: Relación porcentual entre las estaciones de radiodifusiones autorizadas y vigentes

86 Nota: El 80.65% corresponde a estaciones FM, muy superior a las de AM (18.13% y onda corta (1.22%), esto por las facilidades de la tecnología y versatilidad de receptores en la audiencia. La relación porcentual entre las estaciones de radiodifusión sonora FM Matrices y Repetidoras, son las siguientes: Repetidor a 41% Matriz 59% Matriz Repetidora a) Onda Corta 1% Radio Difusion Sonora AM 18% Radio Difusion Sonora FM 81% Onda Corta Radio Difusion Sonora AM Radio Difusion Sonora FM b) Figura 22: Relación porcentual entre las estaciones de radiodifusión sonora FM Matrices y Repetidoras Análisis de los Concesionarios en el Ecuador La población del Ecuador, según el censo de noviembre del 2001, fue de ; y de acuerdo a las proyecciones del INEC, en el año 2010 subiría a los habitantes, con el crecimiento del 1.9 por ciento anual. La tasa de modalidad de 6.0 por mil y la mortalidad infantil (menores de un año) es de 46 por mil nacidos vivos. Para el quinquenio será de 36,7. 60

87 La población se concentra principalmente en la Costa y en la Sierra. Hasta la década del 40 la población residía más en la Sierra. La serie de cambios que se producen a nivel económico como el auge de la población bananera impulsa procesos migratorios masivos hacia la costa convirtiendo a esta en la región más poblada. Es notoria la diferencia que existe en la relación de habitantes con el número de emisoras y repetidoras. En la costa es donde existe la mayor población, sin embargo, el número de concesionarios no supera la cantidad de concesionarios de la Sierra, lo que no ocurre con el número de habitantes de esta región. La razón fundamental es que en la Costa existe mayor cantidad de provincias, incrementándose de la misma manera la población rural que en ella habita. Esto no sucede con la región Sierra pues las diez provincias que la conforman tienen un nivel inferior de zonas rurales. Analizando las tablas mostradas, se puede observar que hay una gran cantidad de emisoras concesionadas, lo cual representa una inversión de capital en infraestructura como en equipamiento, tanto para matrices como para repetidoras. [14] Figura 23: Regiones del Ecuador Censo del ( POBLACION) 61

88 2010 REGIÓN TOTAL HOMBRES MUJERES Costa Sierra Oriente Galápagos Zonas no delimitadas TOTAL Tabla 18: Distribución de habitantes por regiones. 20 El Artículo 19 del Reglamento de la Ley de Radiodifusión y Televisión indica lo siguiente: Para conceder canales de radiodifusión o televisión con tres o más repetidoras o si el concesionario llegare a tener tal número de repetidoras para estaciones o sistemas de estaciones nacionales, la Superintendencia de Telecomunicaciones exigirá al interesado en el contrato respectivo, la instalación y operación de una estación repetidora en la región amazónica o zonas fronterizas o región insular, de acuerdo a la posibilidad técnica, en el lugar y con las características que la Superintendencia de Telecomunicaciones autorice, para lo cual tomará en cuenta en lo posible el área de operación más cercana y la necesidad de esa estación repetidora en ese lugar. Se conoce que los reglamentos internacionales sugieren una densidad de 50,000 habitantes por estación de radiodifusión como mínimo, se analiza entonces cual es la densidad de habitantes por estación de radio. Según el último documento emitido por el Consejo Nacional de Radiodifusión y Televisión, en el Ecuador existe un total de 1,196 concesionarios en AM, FM y OC, incluyendo matrices y repetidoras. Se conoce la población en el Ecuador llega a , lo que constituye 10,164 habitantes/estaciones. Este valor indica la muy alta infraestructura radial que existe en el país. La inversión que se ha realizado es muy grande, tomando en cuenta el valor de los equipos de una central radiodifusora y de sus repetidoras, esto, sin embargo, no ha sido impedimento para que la radiodifusión sonora continúe en auge, mayormente para fines políticos. [13] 20 Censo del ( POBLACION) 62

89 Resumen Estadístico de tipos de Categorías de Estaciones de Radiodifusión Sonora Autorizadas en el Ámbito Nacional. Provincias Categorías de Estaciones de Radiodifusión Sonora (OC, AM, FM) Total Radiodifusión % de Estaciones Comercial Privada Comercial Servicio Comunitarias Privada Publico Azuay ,13% Bolívar ,23% Cañar ,44% Carchi ,41% Chimborazo ,85% Cotopaxi ,30% El Oro ,19% Esmeralda ,78% Galápagos ,75% Guayas ,05% Imbabura ,55% Loja ,84% Los Ríos ,11% Manabí ,40% Morona Santiago ,42% Napo ,00% Orellana ,75% Pastaza ,17% Pichincha ,81% Santa Elena ,88% Santo Domingo ,33% Sucumbíos ,33% Tungurahua ,86% Zamora ,42% Chinchipe TOTAL Tabla 19: Estaciones de Radio Difusión Sonora 21 Categorías de Estación N Estaciones % Comercial Privada ,7% Servicio Publico ,6% Comunitarias 20 1,7% Total % Tabla 20: Categorías de Estación en porcentaje

90 14% 2% 84% Comercial Privada Servico Publico Comunitarias Figura 24: Resumen Estadístico de tipos de categorías de estaciones de radiodifusión sonora autorizadas en el ámbito Nacional, por Provincias (Se contabiliza las estaciones matrices y repetidoras de radiodifusión sonora de Onda Corta (OC), Amplitud Modulada (AM) Análisis de Frecuencias libres y ocupadas de AM y FM en el Ecuador Es necesario tener constancia de la cantidad de frecuencias libres que existe, sobretodo en FM, puesto que es el sistema de radiodifusión más acogido en el Ecuador. Como se ha observado en figuras anteriores, la cobertura y concesionarios tienen un alto número, por lo cual es necesario este análisis para poder conocer el futuro de la radiodifusión en el Ecuador, tanto en AM como en FM. PROVINCIAS AM FM LIBRES OCUPADAS LIBRES OCUPADAS Azuay Bolívar Cañar Carchi Chimborazo Cotopaxi El Oro Esmeraldas Galápagos Guayas Imbabura Loja Los Ríos Manabí

91 PROVINCIAS AM FM LIBRES OCUPADAS LIBRES OCUPADAS Morona Santiago Napo Orellana Pastaza Pichincha Sucumbíos Tungurahua Zamora Chinchipe Tabla 21: Canales Libres en AM y FM 22 Como se puede observar en la tabla 21, el sistema de radio AM tiene muy pocas frecuencias en uso por provincia, mientras que el sistema FM está casi saturado en algunas provincias como son Pichincha, Manabí y Guayas. En esta última, se observa por la tabla 21, algunos canales que no cumplen con la norma técnica del CONARTEL. Esto se debe a que la provincia del Guayas es muy extensa en territorio, lo que hace que exista más de un grupo en la provincia Análisis de la Cobertura de Radiodifusión AM y FM en el Ecuador En las figuras 18 Y 19 se puede observar la cobertura de radio AM y FM en todo el Ecuador lo más detalladamente posible. En el Ecuador existen 224 cantones distribuidos en las 24 provincias. En la figura 18 se puede constatar que la cobertura de la radio AM, donde 80 cantones se benefician de ella. Esto representa el 37.55% del Ecuador. En la figura 19, en la cobertura en el Ecuador en radio FM, un aproximado de 125 cantones tiene este servicio, lo cual representa el 58.68% de los cantones del Ecuador. Estos valores parecen bajos, pero realmente representa la realidad del Ecuador, puesto que, como se mencionó anteriormente, las parroquias y cantones rurales representa la mayor parte del país, donde la señal FM no llega con nitidez Radiodifusión Digital En la actualidad, la tendencia es ir mejorando conforme la tecnología avanza y se ha ido reemplazando los sistemas analógicos por los digitales como en el caso de CD

92 por LP o Video Cassette por DVD, esto se debe a los problemas que se han obtenido de los sistemas analógicos. En AM y FM se han encontrado estos problemas también, como son: Ancho de banda elevado para la calidad de servicio que ofrecen. La saturación del espectro radioeléctrico por la distancia de reutilización de canales. La demanda de una mejor calidad en AM y FM, sobre todo para la recepción móvil. La radiodifusión digital se creó con el objetivo de transmitir señales de audio con una calidad de sonido como es la de los discos compactos (CD) de una manera abierta y gratuita. Existen tres sistemas de radiodifusión sonora digital (DAB), Eureka 147, DRM e IBOC. La tecnología DAB se basa en el uso y desarrollo de las técnicas de compresión COFDM. Las ventajas más importantes que se puede encontrar en el DAB son las siguientes: Sonido con calidad digital CD para las estaciones de FM de la actualidad, calidad de sonido FM estéreo para las estaciones de AM y calidad FM mono para estaciones OC. Eliminación de interferencias y desvanecimientos causada en los receptores móviles como producto de los multitrayecto en transmisiones de FM. Protección contra interferencias por canales adyacentes. Alta resistencia contra interferencias por ruidos en AM. Posibilidad de implantación de cadenas nacionales en una sola frecuencia. Menor consumo de potencia de transmisión. Posibilidad del envío de datos auxiliares hasta los receptores, como la información del tiempo, datos del clima, situación de tráfico, datos de GPS. Envío de información referente a la programación continua: identificación del programa, información de la pieza musical a través de imágenes. [12] Es importante conocer la información que se puede transmitir en la radiodifusión de sonido digital: MOT (Multimedia Object Transfer Protocol). HTTP. 66

93 Imagines: JPEG, GIF, JFIF y BMP. Texto. HTML. Multimedia: MPEG, Java Radiodifusión Digital Eureka 147 Este sistema comenzó a operar en Inglaterra, Suecia y Alemania desde En la actualidad este sistema se ha extendido hacia muchos países especialmente en Europa y algunos países del continente asiático. Eureka 147 trabaja en el segmento de 1,452 a 1,492 MHz conocida como Banda L y en las bandas de VHF, 174 a 230 MHz para el funcionamiento del mismo se necesita la adquisición de nuevos aparatos con la finalidad de poder recibir las señales en este ancho de banda. Por esta razón las inversiones iniciales son altas y están a cargo de los organismos estatales que sacan a licitación la concesión de frecuencias. Eureka 147 está en investigación por países sudamericanos como Argentina, México y Brasil como una nueva opción por el gran congestionamiento en el espectro que han sufrido las principales ciudades y capitales de estos países, lo mismo que ocurre con el Ecuador en estos días. [4] Radiodifusión Digital DRM (Digital Radio Mondiale) Este sistema se ha desarrollado de gran manera en Europa y se fija en la digitalización de las frecuencias de radiodifusión bajo 30 MHz, esto significa, las frecuencias de AM y OC. DRM por tanto utiliza las mismas frecuencias que se usan en la actualidad. La recomendación UIT-R BS ha sido de mucha ayuda para DRM para trabajar en el desarrollo de sistemas digitales completamente para OC y AM. [4] Radiodifusión Digital IBOC (In Band On - Channel) Este sistema nació en Estados Unidos, lanzado por la Corporación ibiquity Digitals y fue así que el 10 de octubre de 2002, la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos (FCC), concedió la autorización para que en ese país se utilice este sistema. La idea de su funcionamiento es que las transmisiones se realicen en las bandas de AM y FM; al igual que los anteriores sistemas, es necesario que se trabaje con nuevos equipos. Este sistema consiste en difundir la programación de radio de 67

94 manera analógica y digital al mismo tiempo, a esto se lo conoce como transmisión híbrida. Al ser una transmisión híbrida, el receptor podría trabajar de manera digital o analógica, según la tecnología del mismo, beneficiando tanto al radiodifusor al no perder su audiencia, y al oyente con la opción de no adquirir inmediatamente los receptores nuevos. IBiquity propone el uso de un ancho de banda de 30 khz para AM y mantener los 400 khz para FM con el fin que la transmisión híbrida sea factible y con la alta calidad que se espera. En el Ecuador, la canalización en AM es de 20 khz, lo cual es un problema, pues los concesionarios no acogerían de buena manera la proposición anteriormente mencionada La tecnología HD Radio (IBOC), permite a los radiodifusores transmitir simultáneamente las señales analógicas existentes y digitales, cuya calidad de señales es más alta y robusta. El sistema también permite múltiplos servicios para compartir la capacidad de difusión digital en su actual posición de frecuencia. Los servicios de primera generación (servicios centrales) incluyen el Servicio de Programa Principal (MPS) y el Servicio de Información de Estación. Con las capacidades digitales del sistema HD Radio, la industria de la radiodifusión tiene la oportunidad de entregar nuevos servicios de información digital para los usuarios existentes. Estos servicios pueden incluir: Presentación multimedia de actualidad, noticias, clima y entretenimiento. Sistemas de radio de vehículos actualizados (mapas por sistemas de navegación). Servicios utilizando datos almacenados. Comercio de móviles (con celulares integrados). Información de tráfico. Direcciones WEB. Servicios de lectura. A continuación, se describirá el bloque de los Servicios de Aplicación Avanzada (AAS). Este bloque provee una infraestructura común, delineada por la interfaz de aplicación programable específica (APIs), para el soporte de una amplia cantidad de servicios. Esta infraestructura permite a la siguiente generación un rápido desarrollo, prueba y despliegue de sus capacidades en las plataformas siguientes de HD Radio. [4] 68

95 2.3 Calidad de Audio Calidad de Audio del Sistema HD Radio (IBOC) Este sistema es capaz de entregar más de 96 kbps de audio comprimido con una respuesta en frecuencia de 20 khz en canales de FM y sobre los 36 kbps con una respuesta en frecuencia de 15 khz en canales de AM. Los radiodifusores pueden reducir esta tasa de bits para entregar datos auxiliares de ser necesario. [8] Calidad de Audio en AM del Sistema HD Radio (IBOC) En la figura 25 se muestra la calidad de audio en opinión (MOS) para FM analógico, AM analógico y HD Radio en las dos tasas de bits utilizadas, 36 kbps para estéreo y 20 kbps para mono. Las cuatro categorías donde se han realizado las pruebas son: Clásica, Comercial (voz sobre música), rock y Diálogo. Figura 25: Escalas de Prueba de AM [4] Se muestra que la calidad de audio depende del formato de muestra, y se observa que el audio de AM de HD Radio es muy superior al AM analógico Calidad de Audio en FM del Sistema HD Radio (IBOC) En la figura 26 se muestra la calidad de audio (MOS) para un audio de CD, FM analógico y FM de HD Radio en sus dos tasas de bits máxima y mínima (96 y 64 kbps respectivamente). Las cuatro categorías de audio son usadas debido a la particular fuerza de audio que tienen. Algunas calidades de audio son mejores dependiendo del formato de muestras, como se mencionó anteriormente. Así, HD Radio de 64 kbps resulta mejor en Rock y Diálogo. De todas maneras, se demuestra 69

96 que la calidad de audio en la banda de FM digital es mucho mejor que la calidad FM analógico. Figura 26: 16 Escalas de Prueba de FM 2.4 REGLAS DE SERVICIOS QUE ES UN SERVICIO Un servicio es simplemente el intercambio de información entre el proveedor de servicio y el consumidor. Estos proveedores de servicio pueden incluir radiodifusores usando la capacidad propia de la estación así como entidades comerciales independientes usando simultáneamente la capacidad del radiodifusor. Los consumidores de servicio son aplicaciones que reciben y procesan la información entregada por el proveedor de servicio. Estas aplicaciones pueden decodificar y ejecutar información del servicio al usuario o simplemente pasar la información a un equipo de radio. La información entregada dentro de un servicio pueden contener objetos discretos (documentos SMIL) o continuos (cadena de audio). Las aplicaciones de recepción pueden solamente distinguir servicios basados en su Clase de Servicios, que significa categorizar los servicios. Finalmente, los servicios pueden ser gratis o con suscripción Servicios de Programa Principal Permite la transmisión de la programación existente en formatos tanto analógicos como digitales. Este servicio incluye el Servicio de Audio de Programa Principal 70

97 (MPA) y el Servicio de Datos de Programa Principal (MPS Data). Este último provee una información adicional acerca del audio que también se encuentra referido como Datos de Programa Asociado (PAD). Los datos y audio de programa principal son sincronizados en un estudio de radiodifusión. Así, MPS Data es transmitido para que los receptores adquieran al mismo tiempo el programa de audio. El MPS Data describe o complementa el programa de audio escuchado por los usuarios y consiste de un grupo de categorías que describen el contenido de la programación, como la canción, advertencias o anuncios. El campo de MPS Data incluye: Título Artista Álbum Género Comentario Comercial Identificadores de referencia. La MPS Data (ver tabla 22), tiene un formato que usa un estándar llamado ID3v2 que ha sido usado para permitir que la información de texto co-exista dentro de los archivos de programa MPEG-3. El MPS de HD Radio utiliza ID3 para entregar datos de programa asociando audio difundido en tiempo real. La estructura general de ID3v2 es la siguiente: El mensaje completo ID3 es llamado tag ID3. Estos tag ID3 contiene uno o más tipos de contenidos llamados tramas. Estas tramas contienen piezas individuales de información. Cada trama tiene cuatro caracteres de identificación. Por ejemplo, la trama comercial está identificado como COMR. Dentro de las tramas, existen sub elementos llamados campos que categoriza la información dentro de la trama. Por ejemplo, la trama comercial tiene un campo especificado precio de venta. [4] Servicio de Información de Estación Provee la identificación y control de información de la radio estación. SIS es transmitido en series de unidades de datos de protocolo (PDUs) sobre los servicios de datos primarios IBOC (PIDS), el contenido de los PDU está definidos por muchos controles de campo dentro del mismo. El número de identificación de estación es 71

98 asignado para facilidad de la radio difusión, el nombre de la estación tiene tanto un formato corto y un formato largo. El formato corto puede ser usado con dos mensajes con estructuras PDU, así pueden ser multiplexados con otros mensajes y ser repetidos frecuentemente. El formato largo requiere una estructura de mensaje simple y puede ser extendido a través de múltiples PDUs. [4] El campo de Posición de la estación indica el lugar tridimensional de la antena de difusión. Esta información puede ser usada por el receptor para la determinación de la posición. La información de la posición está dividida en dos mensajes, una de porción alta y corta. La altitud está medida en metros, la latitud y longitud se encuentran en formatos fraccionales, el bit menos significativo es equivalente a 1/8,192 grados y el bit más significativo es el bit de signo que indica el hemisferio. Existe además un campo que es el llamado Mensaje de Estación que permite a la estación un mensaje de texto arbitrario. Este mensaje puede ser un logotipo, un número de teléfono, etc. El campo de mensaje de parámetros SIS es usado para cargar parámetros arbitrarios, donde el primero es el factor de salto de corrección. El último de los campos es CRC (corrección de redundancia cíclica) que es computado usando 68 bits de los otros campos en PDU ID3 ID3 MPS Data Trama Descripción Campo ID 1. Título TIT2 Info 1 línea-título Compositor 2. Artista TPE1 Info Autor Cantante Contenido de 3. Álbum TALB Info Fuente Categoría del 4. Género TCON Info Contenido Descripción Una línea para Corta comentar 5. Comentario COMR TIPO Música Conversación Anuncios Título canción Nombre Artista Nombre del Álbum Jazz/Rock, etc. Título de Comentario Contenido Explicación Sitio Web Clase de Título de anuncios conversación Anfitrión de la Autor/Expositor Presentación Nombre de Expositor Presentación Discurso Discurso Título de Título de Comentario Comentario Número de Anuncio Llamada, etc. Advertencia Precio Mercadería Datos de Válido hasta expiración Trama Comercial que da las facilidades para la venta 6. Comercial COMR Para de productos y servicios Contacto Contactar al URL Vendedor 72

99 Recibido Método como se como recibe mercadería Nombre Identificación Vendedor Vendedor Descripción Textual del anuncio Foto Foto del ítem Logo del Gráfico Vendedor Binario del logo 7. Identificación Referencia UFID ID Propietario Dar y difundir mensajes e identificaciones El identificador contiene un mensaje único que les permite a los MPS Data simples ser divididos en más. Cada uno de estos es un mensaje completo, pero sólo ID ID único contiene un grupo Tabla 22: Tramas ID3 soportadas por MPS Data. [4] Bloque de Servicios de Aplicación Avanzada Este bloque se encuentra compuesto por cuatro componentes básicos como se muestra en la figura 27. El Proveedor de Servicio API (Servicios API) El Centro de Operaciones Conjuntas (EOC) La Plataforma de Aplicación Avanzada (AAP) La Aplicación de Recepción API (Aplicación API) [4] 1. El Proveedor de Servicio API (Servicios API) es una interfaz común de los proveedores de servicio para acceder al ancho de banda de uno o más estaciones HD Radio en la banda de AM o FM. 2. El Centro de Operaciones Conjuntas (EOC) es un conjunto de sistemas que aceptan distintos servicios para difundir y dar soporte a un control operacional sobre servicios basados en contratos, ancho de banda y obligaciones de seguridad. El EOC hace posible los Servicios API para los proveedores de servicio. 3. La Plataforma de Aplicación Avanzada (AAP) da soporte a la decodificación de audio (incluyendo decodificación PAC en tiempo real) usando interfaces, almacenamiento de contenido, análisis y ejecución. [4] 73

100 4. La Aplicación de Recepción API (Aplicación API) es una interfaz común para que las aplicaciones accedan a servicios específicos de interés. Figura 27: Ilustración de los Servicios de Aplicación Avanzada. [4] De este bloque existen muchos que se benefician en las diferentes áreas de la radiodifusión. Así los Proveedores de Servicio son capaces de entregar contenido que puede ser utilizado por una amplia variedad de equipos compatibles, los Radiodifusores podrán aumentar la capacidad de datos de su estación usando estos servicios para cumplir las necesidades comerciales. El Receptor o Impulsadores de aplicación aumenta la potencia resultando en un rápido desarrollo de sus nuevos productos. Además estos impulsadores ofrecen una continua capacidad y soluciones innovadoras para los consumidores Generación de Servicios En la figura 28 se muestra el proveedor de servicio 1 (SP1) dando servicios a tres estaciones, SP2 da servicio sólo a una estación, etc. Esta figura también muestra que una estación puede originar servicios y distribuirlos a otros nodos de la red. Desde esta perspectiva, el bloque de trabajo AAS provee a la red un puente para distribuir el contenido sobre todo el sistema de radiodifusión HD Radio. 74

101 Figura 28: Generación de servicios AAS.24 [9] Beneficios del Bloque de Trabajo AAS Son muchos los beneficios que ofrece AAS: Este bloque es apto para nuevas arquitecturas, las mismas que son internacionalmente reconocidas. El desarrollo de los APIs es consistente, coherente y claro. La complejidad es encapsulada para minimizar riesgos y permitir una extensión. Fomenta robustez simplificando la codificación. Provee transparencia de transporte. Provee transparencia de destino, donde los mismos APIs son los que controlan la comunicación sin importar el tipo de servicio. Da servicio de registro consistente y protocolos de conexión para todos los servicios. [9] 75

102 2.4.2 Reglas de Servicio Como se ha mencionado, un sistema de radiodifusión digital provee a los radiodifusores flexibilidad y capacidad. Un sistema en la banda FM puede ser escalado de 96 a 84 o 64 kbps para obtener de 12 a 32 kbps para otros servicios. Además, se puede utilizar modo híbrido extendido, como se observó en el capítulo anterior, y así poder obtener de 12.5 a 50 kbps de capacidad para otros servicios. [12] Los radiodifusores serán capaces de entregar no solamente una señal de audio de alta definición, también múltiples cadenas de programación de audio digital. El sistema también tiene la capacidad de satisfacer usos distintos a la radiodifusión como son suscripciones basadas en datos. Una política de servicio flexible incrementa la capacidad de los radiodifusores de competir ampliamente en el mercado, sirviendo al público, nuevos e innovadores programas. Esta flexibilidad permite una conversión más rápida al radio digital Difusión de Audio Digital de Alta Definición Se está considerando si se requiere radiodifusores que provean una mínima cantidad de audio de alta definición y si es así, que cantidad será requerida. El público debe ser servido por una política así, ya que las estaciones de radio suelen proveer una programación gratis. Se necesita también acordar la capacidad necesaria para permitir a las estaciones difundir una señal digital de alta calidad y permitir la introducción de una nueva difusión de datos y servicios suplementarios. Se encuentra analizando que en caso de adoptar el servicio de audio de alta definición, se debe tener reglas por separado para estaciones de AM y FM Multidifusión de Audio Digital Como se conoce, este sistema hace que los radiodifusores puedan difundir múltiples servicios de programa dentro del canal asignado, haciendo posible no sólo difundir programas de música, sino también servicios de seguridad pública, una entidad no afiliada puede poner horarios en la programación de una cadena de audio particular por un período de tiempo bajo un contrato con la licencia. Las estaciones de radio se pueden beneficiar al arrendar tiempo aire no utilizado o excedido ya que ellos tendrían capital adicional para invertir en una nueva programación, y de esta manera, beneficiar al público. Por esta razón todavía hay que concretar si se permite a programadores independientes rentar este exceso de capacidad y como la regulación debe ser aplicada a esta situación. [12] 76

103 Difusión de datos Todas las estaciones FM analógicas están autorizadas a transmitir servicios secundarios por medio de una autorización automática de comunicaciones subsidiaria (SCA) 23. Estos servicios de comunicación subsidiaria son aquellas que se transmiten en una subportadora dentro de la señal FM en banda base, sin incluir servicios que mejoren el servicio de difusión de programa principal o exclusivamente relacionado con operaciones de estación. Las comunicaciones subsidiarias incluyen servicios como música funcional, programas en lenguaje especializado, servicios de lectura de radio, manejo de utilidad de carga, marketing, noticias y datos financieros, mensajes y llamadas, señal de control de tráfico, televisión de audio bilingüe y mensajes punto a punto o multipunto. Algunos radiodifusores actualmente proveen notificaciones de alerta de sistema y funciones de mensajes. En la sección de las reglas de la Comisión se refiere a difusión de servicios de comunicaciones subsidiarias por estaciones FM educacionales no comerciales. Bajo las reglas de la FCC, la licencia de estas radio estaciones no necesita utilizar la capacidad de esta sub portadora, pero si decidiese hacerlo, esto está regido por las reglas SCA para estaciones comerciales de FM con relación a los tipos de usos de las sub portadoras permitidas y la manera como las operaciones de la sub portadora está conducida. De la misma manera, la sección es análoga a las secciones y y discute el uso de transmisiones múltiples por las estaciones AM. [12] Específicamente la licencia de una radio estación AM puede utilizar su portadora AM para transmitir señales no audibles en receptores ordinarios para propósitos de difusión o no difusión. El permiso o renovación de una licencia de una estación AM no está desarrollada para propósitos de servicio de transmisión multiplexada. Tanto para servicios de AM y FM, la licencia debe tener control sobre todo el material transmitido y tiene el derecho de rechazar cualquier material que le parezca inadecuado. IBiquity en asociación con radiodifusores y fabricantes de equipos, desarrollaron la primera generación de servicios de datos IBOC. Usando el estándar con el formato ID3, la información de servicios dará a los oyentes más información de la canción, título del CD y artista. En el futuro, la Integración de Lenguaje Multimedia Sincronizado (SMIL), un protocolo usado por ibiquity fundamental para los Servicios de Aplicaciones Avanzadas (AAS) creará y entregará servicios innovadores. Estos servicios avanzados incluirán aplicaciones comerciales como clima, noticias, deportes, alertas de tráfico y flash informativos entregados a los receptores como formato de texto o

104 audio, entre otros, la interferencia de radio digital con los servicios analógicos SCA han sido producto de este procedimiento. El desempeño de las pruebas de campo, muestran que en algunas circunstancias los receptores analógicos SCA pueden recibir una interferencia significativa de parte de las estaciones IBOC que operan en un segundo canal adyacente, realizando exhaustivos análisis se llegó a la conclusión que esta interferencia adicional afecta en un 2.6 % de receptores dentro del área de servicio de una estación FM Servicios por Suscripción Pueden estar disponibles por una cuota o simplemente el usuario debe digitar un código para acceder al servicio. La propuesta es permitir los servicios por suscripción mientras la radio estación no anule los servicios gratis, por esta razón se debe analizar si se impone pagos por una porción de espectro usado por los radiodifusores para dar estos servicios Reglas de Operación y Programación Es obligación de la Comisión asegurar que el radiodifusor dé servicio según interés del público, conveniencia y necesidad. Se requiere que los radiodifusores den la programación en respuesta de las necesidades e intereses de la comunidad y otras obligaciones de servicio. Actualmente, las reglas de interés público, incluyendo aquellos requerimientos específicos de implementación, fueron desarrolladas por radiodifusores limitados en tecnología a una simple y analógica programación y servicios minoritarios. La aparición de IBOC ha desarrollado importantes preguntas acerca de la naturaleza de las obligaciones de interés público. Futuras reglas permitirán a los radiodifusores usar sus frecuencias para dar un servicio de audio de alta calidad y otros tipos de servicios necesarios Necesidades de la Comunidad Una de las obligaciones de los radiodifusores de interés público es difundir una programación que cumpla con las necesidades de la comunidad. Otra de las obligaciones es responder a la comunidad con información de emergencia. La tecnología digital le permite cumplir estas obligaciones. 78

105 Sistema de Alertas de Emergencia La sección de las reglas de la Comisión resume que una estación puede transmitir, con discreción y sin necesidad de autorización de la FCC, mensajes de emergencia punto a punto con el propósito de asistir en operaciones de rescate. Si el sistema de alerta de emergencia (EAS) es activado por una emergencia nacional mientras una emergencia de un área local o estado está en progreso, la emergencia nacional debe tener preferencia. Las estaciones de AM pueden usar su tiempo de día durante la noche para entregar información de emergencia. El propósito de esta regla dar información al público de grandes emergencias. 2.5 ASPECTOS DE REGULACIÓN DE SERVICIOS DE RADIODIFUSIÓN DIGITAL ESTADO DE LA RADIO DIGITAL EN ESTADOS UNIDOS En Estados Unidos es muy diferente a otros países. El destino de los estándares en la tecnología de la radio continúa concentrado en las manos de la FCC y la National Radio Systems Committee (NRSC) en lugar de estar distribuido a través de otras agencias gubernamentales. La FCC ha autorizado dos diferentes tecnologías para dar radio digital en Estados Unidos. Así, esta comisión aprobó reglas y políticas para la introducción del Servicio de Audio Digital Satelital (SDARS) en 1997, y la tecnología In Band On Channel (IBOC) para pruebas en radiodifusión digital terrestre en el año DARS ha estado en operación desde 2001 con una suscripción básica, la misma que lentamente va incrementando, mientras que la tecnología IBOC es gratis como la radiodifusión analógica. El espectro está disponible para SDARS en la banda S (2,310 2,360 MHz), mientras, como se conoce, el sistema IBOC ha sido diseñado para utilizar las bandas existentes en las posiciones de AM y FM. [14] Regulación La legislación de medios en los Estados Unidos autoriza a la FCC desarrollar y regular las políticas de los medios. De esta manera, la FCC es responsable de las radiocomunicaciones y la producción del espectro. La FCC fue creada por el Acta 79

106 de Comunicaciones de 1934 para regular el comercio extranjero en comunicación por radio para poder hacer disponible a la mayor cantidad de personas en los Estados Unidos, un servicio rápido, eficiente, nacional y mundial. De la misma manera, la FCC tiene cinco directores, donde, debajo de los mismos existen varias oficinas, incluyendo la Oficina de Medios. Esta oficina tiene, día tras día, la responsabilidad de desarrollar, recomendar y administrar reglas gubernamentales para estaciones de radio y televisión. La División de Audio de la Oficina de Medios producen las licencias de radio. El sistema IBOC entrega una señal digital en banda angosta a lo largo de la transmisión del servicio de radio analógico existente en la banda de AM o FM. Esto le permite al receptor combinar la señal digital y analógica en áreas de recepción baja y pobre, y permite además que los receptores analógicos existentes continúen accediendo a las estaciones existentes. El sistema IBOC provee más ancho de banda para un servicio completa y solamente digital, en caso de un eventual desfasamiento. Este sistema ha sido desarrollado por la alianza de la mayor red de radios en Estados Unidos e impulsadores de tecnología. En agosto del 2000, esta alianza formó ibiquity Digital Corporation para desarrollar, comercializar y licenciar la plataforma IBOC para la conversión directa de los radiodifusores existentes AM y FM. IBiquity 24 inicializó la consideración de la FCC, llenando la petición en La NRSC (Nacional Radio Systems Committee), una industria basada en consultas técnicas, supervisado con la NAB (Nacional Association of Broadcasters) y la CEA (Consumer Electronics Association), realizaron pruebas de laboratorio exhaustivas de muchos sistemas de radio digitales, incluyendo IBOC. De esta manera la NRSC concluyó que el Sistema IBOC debe ser autorizado por la FCC para la mejora de la radiodifusión en Estados Unidos. La FCC creó diez criterios que son usados para evaluar a un sistema candidato de radio digital para ser implementado en los Estados Unidos, los cuales son: 1. Fidelidad de Audio Mejorada. 2. Robustez ante la interferencia y otros daños en la señal. 3. Compatibilidad con el servicio analógico. 4. Eficiencia del espectro. 5. Flexibilidad. 6. Capacidad Auxiliar

107 7. Calidad de extensión. 8. Comodidad para los radiodifusores existentes. 9. Cobertura. 10. Costos de implementación y producción de equipos. Fidelidad de Audio Mejorada y Robustez No cabe duda que los consumidores demandan una fidelidad en el audio mejorada. Un beneficio importante de la radiodifusión digital es el mejoramiento de la calidad de audio. Esta tecnología permite un mejoramiento significativo en la fidelidad de audio y robustez sobre el servicio analógico actual. De esta manera IBOC en el modo híbrido en la banda AM ofrece una calidad de sonido comparable con el sonido estéreo analógico de hoy en día, y en la banda de FM el sistema entregará sonido de una calidad de CD. Compatibilidad con el Servicio Analógico Un sistema de radiodifusión digital debe ser compatible con la operación continua de las estaciones de radio existentes. Se ha concluido que el sistema IBOC minimiza la interferencia en recepción de la señal patrón y por canal adyacente durante una operación en modo híbrido inclusive para estaciones FM. Eficiencia del Espectro La Comisión se encarga de establecer un servicio de radio digital espectralmente eficiente. Las empresas Lucent y USADR firman que el sistema IBOC es eficiente en el espectro en el sentido que no requiere un espectro adicional para implementar transmisiones digitales. Así, la eficiencia de espectro es un criterio que también consiste en el valor adicional que resulta de la transición de analógico al digital. El valor agregado es el producto de muchos factores como la capacidad de la tecnología digital para transmitir grandes cantidades de datos por cada Hertz, flexibilidad mejorada, la habilidad de diseñar sistemas digitales que tengan menor probabilidad de causar interferencia y la robustez ante desvanecimiento por multicamino y ruido por fuentes externas. [12] Flexibilidad y Capacidad Auxiliar La flexibilidad es uno de los mayores beneficios que se encuentran en la tecnología 81

108 Digital. Muchos comentarios afirman que el incremento en la capacidad de los radiodifusores para proveer servicios auxiliares es un beneficio muy importante. La Comisión se encarga de fomentar un sistema de radio digital que permita un desarrollo flexible y dinámico de los nuevos servicios de difusión y no difusión, y permitir a los radiodifusores realizar específicas oportunidades de servicio. Calidad de extensión El sistema de radiodifusión digital por abrirse, debe también ser adaptable a avances tecnológicos en el futuro. De esta manera, la calidad de extensión es crucial para preservar un sistema libre y al aire en un medio de comunicaciones digitales, y también para asegurar que los oyentes reciben todos los beneficios del sistema. Comodidad para los radiodifusores existentes Un sistema que permita a las estaciones de AM y FM dar el mismo nivel de Calidad de audio mejorado debe tener un enorme beneficio para oyentes y radiodifusores, sin embargo, la FCC concluye que este no necesariamente es un requerimiento técnico. Cobertura Algunos radiodifusores discuten que cualquier sistema de radiodifusión digital debe ser capaz de repartir áreas de cobertura existentes. Estas áreas suelen ser más grandes que las áreas libres de interferencia protegidas bajo las reglas de la FCC, la Comisión reconoce que las estaciones generalmente proveen servicio útil más allá del contorno de servicio en ausencia de interferencia. Sin embargo, este contorno de servicio no se mide en función de la distancia a la cual una recepción adecuada es posible, sino que este contorno un equilibrio entre proveer un servicio adecuado a las áreas y expandir el número potencial de estaciones. Costos de implementación y producción de equipos Minimizar los costos de implementación tiene un significado fundamental para asegurar una transición rápida al sistema digital. Uno de los beneficios más importantes del modelo IBOC aparece en su habilidad de permitir a los radiodifusores construir sobre la infraestructura existente un sistema de radiodifusión digital Licencia IBOC El pago de la licencia está basada en costos actuales de regulación de la FCC. Estos 82

109 Pagos están basados en el tipo de servicio (AM o FM) y en la población donde esta estación da servicio. En la aprobación de IBOC para pruebas, la FCC estableció un estándar formal y las enmiendas asociadas a la licencia de difusión. Sin embargo, se han puesto ciertas restricciones en su uso, incluyendo que una estación requiere notificar a la FCC dentro de diez días la comercialización de la difusión digital, y que los usuarios del sistema AM IBOC están restringidos al uso solamente en el día. [12] Lanzamiento de IBOC Con la decisión de la FCC de aprobar las transmisiones IBOC en el 2002, aproximadamente 40 grupos de radiodifusión y estaciones en 26 estados norteamericanos intentaron comenzar con IBOC en En febrero de 2003, ibiquity anunció el establecimiento de un programa para ayudar a los radiodifusores a convertirse a la tecnología IBOC. Los incentivos incluyeron pagos de licencia a menor precio para el uso de la tecnología IBOC en el Mundo En la III Reunión del Comité Consultivo Permanente: Radiocomunicaciones incluyendo Radiodifusión, cuyas autoridades realizaron una resolución acerca del Cumplimiento de las disposiciones del Acuerdo Regional para Frecuencias Medias del Servicio de Radiodifusión en la Región 2. De ahí, considerando: a) Que los avances en el desarrollo del sistema de radiodifusión digital que opera en la banda y canal (IBOC) y el estado actual de la introducción terrestre en los Estados Unidos, en el que, a la fecha de las 75 estaciones que ya han efectuado la conversión del sistema analógico al digital, aproximadamente un 25% funciona en la banda de AM y el resto en la banda de FM. b) Que las señales IBOC interferentes específicamente en las ondas ionosféricas de noche tienen posibilidades de interferir con las señales AM analógicas. c) Que las regulaciones nacionales y acuerdos internacionales no contienen necesariamente el mismo criterio de protección, que resulta en la posibilidad de interferencia creada en estaciones de AM que están operando según acuerdos internacionales. Y reconociendo que las estaciones AM que emplean servicios de radiodifusión híbrida (AM IBOC) pueden utilizar ancho de banda y clases de emisiones que no cumplen con las disposiciones del Acuerdo Regional para Servicios de Radiodifusión en Frecuencia Media en la Región 2 y acuerdos bilaterales firmados entre administraciones. 83

110 Además se reconoce, que dichas transmisiones digitales híbridas pueden causar interferencia adicional a estaciones AM que estén operando en cumplimiento con dicho Acuerdo de la Región 2, ha resuelto que: 1. El CCP II realice urgentemente los estudios técnicos necesarios para caracterizar y cuantificar la interferencia de estaciones AM que emplean transmisiones digitales híbridas a estaciones AM que están operando. 2. Las administraciones que tengan planeado implementar transmisiones digitales híbridas suministrarán, ante una solicitud, ayuda técnica a las Administraciones de la CITEL 25 para facilitar la evaluación de interferencia. 3. Las administraciones que estén implementando transmisiones digitales híbridas de manera temporal solo lo harán basado en la no Interferencia (NIB) y dichas Administraciones cesarán estas transmisiones hibridas si se reportan casos de interferencia a estaciones AM que están operando conforme al Acuerdo de la Región México En 2004 Broadcast Electronics participó en las pruebas de HD Radio en la banda AM en México. Estas pruebas fueron conducidas con la cooperación de la Cámara de la Industria de Radio y Televisión (CIRT) y el Grupo Radio Centro. De esta manera el sistema AM fue demostrado a los líderes de la industria en la convención nacional en la ciudad de México en octubre de Broadcast Electronics tiene el propósito de buscar estándares digitales para mejorar la calidad de la difusión en México. El espaciamiento de canal de las bandas AM y FM es más angosto en México que en Estados Unidos lo que significa un reto para la implementación IBOC. Aun así, un mejoramiento en la calidad de sonido es lo primordial en las pruebas. El primero de Octubre de 2004, ibiquity Digital Corporation y Audemat- Aztec, Inc. un líder en la industria de equipos de pruebas y monitoreo, anunciaron que Audemat Azteca le ha dado licencia la tecnología HD Radio de ibiquity para incluir dentro de sus radios productos de prueba y monitoreo. El 6 de octubre de 2004, Boston Acustics, Inc., un pionero en la industria de soluciones de audio de alto desempeño para uso en el hogar y sistemas de audio video, introdujo uno de los primero radios caseros con tecnología HD Radio 26. El gobierno mexicano ha considerado realizar pruebas con el sistema IBOC en la banda de AM. Debido a que la capital mexicana es una de las ciudades con más radio estaciones en el mundo, el resultado de estas pruebas es muy importante. El permiso

111 otorgado por la Secretaría de Comunicaciones y Transporte (SCT) para dichas pruebas venció el 5 de junio de Es un hecho que habrá más permisos adicionales para que el Comité de Tecnologías Digitales para la Radiodifusión (integrado por representantes de la industria de la radio y televisión, así como el gobierno federal) tenga los elementos necesarios para la redacción de su informe final, el cual será decisivo para la selección del sistema. Conforme a lo establecido en la ley federal de radio y televisión, las concesiones y permisos de radio y televisión son otorgados por la Secretaria de Comunicaciones y Transporte 27. a. El objeto de las concesiones es el de operar y explotar estaciones de radio con fines comerciales. b. El objeto de los permisos es el de operar estaciones de radio con fines culturales o de otra índole, sin incluir fines comerciales. c. El procedimiento para el otorgamiento de concesiones es el establecimiento de los artículos 17 al 19 de la Ley Federal de Radio y Televisión A partir del 11 de octubre de 2002, el procedimiento para el otorgamiento de permisos sigue lo establecido en el artículo 12 del Reglamento de la Ley Federal de Radio y Televisión en materia de concesiones, permisos y contenido de las transmisiones de radio y televisión. De esta manera, el permiso experimental de radio digital otorgado a Estación Alfa S.A. de C.V., en la Ciudad de México tuvo como objetivo fundamental realizar estudios, evaluaciones y pruebas experimentales de las tecnologías digitales en materia de radiodifusión sonora, para lo cual instalaron y operó una estación experimental con transmisores, receptores y equipos de procesamiento digital bajo los estándares de IBOC y Eureka 147, la vigencia de este permiso fue del 6 de octubre de 2003 al 5 de junio de Uno de los puntos centrales es reformar la Ley Federal de Radio y Televisión evitando que la concentración de los medios en pocas manos (en televisión sólo dos empresas y en radio medio de veinte) se perpetúe en deterioro de la pluralidad que el uso de los medios de radiodifusión que demanda este país para la construcción de la democracia y para la expresión de la diversidad cultural de México Argentina En la XIV Reunión Ordinaria de la Comisión Telemática de Radiodifusión, que se celebró en la ciudad de Buenos Aires en marzo del 2000, se presentaron las delegaciones de Argentina, Brasil, Uruguay y Paraguay. En unos de sus temas de la agenda se trató sobre la radiodifusión digital. Es así, que los representantes de

112 radiodifusores en Argentina informaron que sus empresas están mucho más interesadas en el uso de los sistemas IBOC teniendo en cuenta que la banda de 1452 a 1492 MHz se encuentra ocupada por el servicio fijo, no existiendo disponibilidad suficiente en la misma para todas las estaciones AM y FM Uruguay En la misma reunión mencionada en la sección anterior, los representantes uruguayos informaron que la situación de su país pasa por la misma situación de Argentina, es decir, que los radiodifusores están interesados en el sistema IBOC, no obstante se desea dejar la banda L disponible para radiodifusión digital terrestre hasta tener una posición sobre las posibilidades del sistema IBOC. Presentó también una lista de estaciones del servicio fijo autorizadas en la banda de a MHz Brasil Como ocurrió en Argentina y Uruguay, Brasil ha tomado la decisión, de mantener reservada la banda para radiodifusión terrestre, con el propósito de observar los progresos del sistema IBOC. La administración brasilera comentó acerca de la evolución de la radiodifusión digital durante la III Reunión del Comité Consultivo Permanente II/CITEL, ocurrido en Orlando. En esta reunión, la delegación de Canadá presentó un documento que trata acerca de la posibilidad de interferencia de AM- HD Radio sobre las estaciones AM analógicas. En modo de transmisión híbrida, el sistema IBOC ocupa las bandas laterales del canal analógico, y las señales de onda ionosférica nocturna de las estaciones digitales pueden causar interferencia excesiva en el área de cobertura de ondas de superficie y ionosférica de estaciones de AM analógica que operan en los primero y segundo canales adyacentes. En el año 2003, la Administración brasilera informó que en la ciudad de Porto Alegre la Radio Gaucha se encontraba realizando pruebas de campo con el sistema IBOC destacando que aún no se tenía los resultados de dichas pruebas. Esta radio estación fue escogida por ibiquity debido a era más fácil de adaptar a la nueva tecnología Chile La principal dificultad de la situación actual de la radio digital en Chile es elegir la banda de frecuencia que se ocupará en el país, que puede optar entre el sistema europeo Eureka 147 o el norteamericano IBOC, es por esto que el último sistema parece el más apropiado ya que, como se mencionó, permite una transición entre las tecnologías analógicas y digitales. Pero Chile no toma las decisiones aislado del mundo y se debe tomar en cuenta el tema relacionado con la globalización. Se estima

113 que no habrá proyectos de estaciones de nueva tecnología mientras el precio de los receptores no se encuentre al alcance masivo de la población. Lógicamente, esto depende de Estados Unidos y de Japón, que no fabricará aparatos a bajos costos mientras que el mercado norteamericano tenga esta decisión pendiente Ecuador El 21 de septiembre de 2005, la empresa Continental Lensa, que tiene una alianza con la empresa creadora del estándar IBOC, dio a conocer sus equipos en el Ecuador con el afán de dar comienzo y guía para la próxima conversión de radiodifusión analógica a digital, particularmente utilizando el estándar IBOC. En esta conferencia se dio más detalle a lo que sería la conversión en la banda AM, pues es esta la que sufre un cambio radical sobretodo en la calidad de sonido

114 88

115 CAPITULO 3 TECNOLOGÍAS Y COSTOS DE CONVERSIÓN DE LA RADIODIFUSIÓN DIGITAL La radio y la televisión digital están actualmente en una encrucijada en la que intervienen factores tan aparentemente contradictorios como el interés de los fabricantes de la electrónica de consumo por ofrecer a los usuarios productos tecnológicamente avanzados, las transmisiones exclusivamente analógicas, se han ampliado con servicios total o parcialmente desarrollados con circuitos digitales, por ejemplo el servicio RDS de la radio difusión, y los receptores de radio y televisión que reciben portadoras analógicas llevan a cabo interiormente procesos en los que intervienen circuitos digitales. El aumento de prestaciones está en función del precio como por ejemplo: los circuitos integrados digitales son más económicos que los analógicos. Los servicios de radio y televisión de condición digital desarrollado e implantado, están basados en portadoras moduladas con contenido digital y son de condición multiservicio o multiprograma, los nuevos servicios ofrecen más calidad de imagen y sonido que los sistemas analógicos, además ha sido posible ubicar sus portadoras en los espacios radioeléctricos ya asignados a los sistemas clásicos. [8] Tres son los estándares desarrollados, y por tanto, representativos de los nuevos medios audiovisuales digitales, de los cuales se describen a continuación. 3.1 RADIODIFUSIÓN DIGITAL EUREKA 147 El sistema DAB EUREKA (Digital Audio Broadcasting) es un medio de radiodifusión basado en las tecnologías digitales que integra voz y servicios telemáticos, estos últimos para presentar en la pantalla del receptor información de índole general o específica relativa a sus servicios para el usuario. Se inició su desarrollo en Europa bajo el programa de innovación tecnológica Eureka 147, en el que participaron múltiples radiodifusores, empresas fabricantes de equipos de electrónica de consumo e institutos tecnológicos y universidades. En 1995, el 89

116 organismo ETSI (European Telecomunication Standard Institute) aceptó las bases tecnológicas del sistema y con ello comenzó su desarrollo e implantación como una alternativa con considerables ventajas en cuanto a la calidad del sonido reproducido y servicios añadidos a la radiodifusión clásica basada en la modulación de FM, el ancho de banda del sonido que presenta el nuevo sistema de radio es similar al del CD (20 KHz), puede contener seis canales, por ejemplo para reproducir espacios musicales codificados en Dolby 5.1 [9]. En cuanto a funciones adicionales que puede prestar en forma de datos telemáticos destinados al visualizador del receptor, los más notables son los siguientes: Canal de información. Función destinada a los servicios de información general, como la fecha, hora, nombre de la emisora, etc. Datos asociados al programa. Datos con información sobre el programa en emisión seleccionado: título, autor, idiomas disponibles, etc Especificaciones del sistema Múltiples programas A diferencia de las emisoras de transmisión analógica (AM o FM), un canal del sistema DAB puede contener hasta seis programas y sus datos adicionales correspondientes. Es el denominado "multiplex", que corresponde a una portadora de RF de condición multiprograma, cuyo contenido está debidamente señalizado para dar oportunidad al usuario de ver el menú y elegir un programa. Este procedimiento es similar al de la televisión digital [9]. La figura 29 muestra la disposición básica del indicado "multiplex" del sistema DAB. SINCRONISMO DE CANAL FIC MCI RADIO 1 RADIO 2 RADIO 3 RADIO 4 RADIO 5 OTROS SI FIG 3.1 Figura 29: Configuración de la Radio Digital [9] 30 CONFIGURACIÓN DE LA RADIO DIGITAL DAB 30 MCI SI = Información de la configuración del MULTIPLEX = Información de Servicio 90

117 Tramas de datos Sincronismo Campo que contiene dos símbolos en las siguientes condiciones: Símbolo nulo como inicio de trama, con mayor duración que el resto de los símbolos Símbolo de referencia de fase, con la misma duración que el resto de los símbolos de la trama. Este símbolo traslada al receptor la referencia de fase [9] FIC 31 Contiene información de los servicios del canal principal y puede incluir canales de datos, estructurados en forma de bloques FIB 32, cuyo número depende del modo de transmisión elegido por el radiodifusor, cada bloque tiene una longitud de 256 bits, que corresponde a 240 de datos y 16 de código de redundancia (CRC) para la detección de corrección de los errores en el receptor. En este bloque está incluida la información MCI (Multiplex Configuration Information) para dar información de las condiciones de "multiplex", los datos se codifican mediante un código convolucional de razón 1/3, lo que hace que cada bloque tenga finalmente una longitud de 768 bits (256x3) [9] MCS 33 Está formando por bloques CIF (Common interleaved trame) con 6912 octetos, de los que se insertan cuatro en el modo de transmisión I, uno en los modos II y III y dos en el modo IV. Los bloques CIF se forman con unidades de capacidad (CU o Capacity Unit) de 64 bits, lo que supone que cada bloque CIF contiene 864 CU (6912 octetos) [9] Composición de los datos La condición principal para poder ubicar un "multiplex" de programas en una portadora de RF de un canal comercial, y por tanto con ancho de banda limitado y 31 FIC = Campo de información rápida (Fast Information Channel) 32 FIB = Bloques de información rápida (Fast Information Block) 33 MCS = Canal principal de Servicios (Main Service Channel) 91

118 definido con anterioridad a la implantación del nuevo servicio, es que sus datos digitales estén comprimidos. En el DAB sus datos están comprimidos con el procedimiento de MPEG-1 34, también denominado MUSICAM (Masking Pattern Adapter Universal Sub-band Integrated coding And Multiplexing), este sistema consigue reducir hasta por el factor siete el flujo de datos digitales originales, el sistema de comprensión del sonido está basado en la codificación perceptual, en la cual se ha tenido en cuenta las propiedades fisiológicas del oído humano. Así, el espectro de audio es dividido en el dominio de la frecuencia en 32 sub-bandas de 750 Hz para comprimir su flujo de datos correspondiente mediante anulación de la redundancia y de los segmentos del audio que debido factores, tales como; amplitud, tiempo o enmascaramiento, no puede captar el oído humano. Entonces al audio analógico se le aplica un proceso de acentuación de 50 μs antes de convertirlo a digital para la compresión MPEG [15] Ubicación en el espectro radioeléctrico El sistema DAB, puede trabajar en frecuencias que van de 300 MHz a 3 GHz para ubicar los denominados "multiplex" o canales multiprograma que pueden emitir las emisoras de radio digital. Sin embargo, existen dos bandas para transmisión por tierra y por satélite, cuyos valores de frecuencia se describen en la tabla 23: MHz MHz Canal correspondiente a la banda III de VHF para las emisoras con enlace por tierra, al modo de las convencionales con modulación de AM y FM. Canal correspondiente a la banda L para las emisoras que transmiten vía satélite, con enlace descendente situado en ese margen. Tabla 23: Bandas de frecuencia DAB [9] Los modos de transmisión para permitir el transporte de las señales se dan por enlaces de RF, satélite y distribución por cable. Siendo el de más incidencia para la radio comercial denominado Modo I, que corresponde al situado en la banda III de VHF [10] Modulación de la portadora El sistema de modulación elegido para el DAB es el COFDM, ya descrito anteriormente, con el que se consigue una gran eficacia espectral y con ello el empleo de emisoras de menor potencia que las de FM para la misma cobertura. En el modo 34 MPEG-1= Codificador estándar de imágenes en movimiento y audio asociada para medios de almacenamiento digital de hasta 1.5 Mbits/seg [15] 92

119 I situado en la banda III de VHF, es el espectro de modulación COFDM radiado contiene portadoras separadas 1 KHz, tal como se indica en la tabla 24. PARÁMETRO MODO I II III IV Rango de frecuencia 300 MHz 1.56 GHz 3 GHz 1.56 GHz Número de portadoras Espacio entre portadoras 1 KHz 4 KHz 8KHz 2 KHz Duración del símbolo 1246 μs 132 μs 156 μs 623 μs Duración del intervalo de protección 246 μs 62μs 31μs 123μs Duración de la trama 96ms 24ms 24ms 48ms Símbolos por trama Símbolos nulos para determinar el modo de transmisión 1297μs 324ʹ2μs 168μs 648ʹ4μs Tabla 24: Características de los modos de transmisión [10] Arquitectura del Transmisor La configuración electrónica del transmisor para la radiodifusión con el sistema DAB depende del número de servicios que deba prestar y de la gama de frecuencias, la figura 30 muestra el diagrama de bloques básico representativo del sistema. GENERADOR DE SINCRONISMOS SERVICIO DE SONIDO SERVICIO DE DATOS CODIFICADOR DE AUDIO CODIFICADOR DE DATOS CODIFICADOR DE CANAL CODIFICADOR DE CANAL ENTRELAZAD O DE TIEMPO SI ENTRELAZAD O DE TIEMPO M U L TI P L E X O R ENTRELAZAD O DE FRECUENCIA MODULADOR OFDM RF CONFIGURACIÓN DE SERVICIO CONTROLADOR DEL MULTIPLEXADO GENERADOR FIC Fig 3.2 Figura DIAGRAMA 30: Diagrama DE BLOQUES de bloques DEL del transistor TRANSISTOR DAB [10] DAB 93

120 Servicio de sonido Corresponde a las diferentes entradas de señales de audio destinadas a los programas a transmitir: Su formato es digital PCM (Pulse Code Modulation) de 16 bits de longitud por muestra, con muestreo a 48KHz y multiplexado posterior de los seis posibles canales en estéreo que admite el sistema DAB. Cada servicio de audio contiene, también multiplexado un paquete de datos PAD (Programme Associated Data) con información asociada al programa, lo que permite a los usuarios de los receptores DAB elegir el espacio radiofónico deseado [10] Datos de servicio La otra entrada del sistema corresponde a la introducción de los datos de servicio, como el canal de mensajes de tráfico (TMC), etiquetas básicas de los programas, idiomas disponibles, etc. Su velocidad es de 8 Kbits/s. Cada servicio corresponde a un paquete SI (Service Information), se multiplexa en el tiempo alcanzando la velocidad indicada de 8 Kbits/s [10] Codificación de canal y entrelazado Los datos digitales de las dos entradas indicadas anteriormente son aleatorizados y codificados para conseguir el efecto de la dispersión de energía que limita el ancho de banda mediante procedimientos convolucionales facilitando la protección ante errores, aumentando la eficacia (robustez) en la detección y corrección de los mismos, los datos son comprimidos con formato MPEG [15] y a la salida de cada codificador que corresponde a un conjunto de paquetes, éstos se multiplexan para conseguir una salida única a partir de la cual se forman las tramas [10] Entrelazado de frecuencia El flujo de datos del bloque codificador, cuya velocidad puede alcanzar 1.5 Mbits/s, se divide en 1536, 384, 192 y 768 espacios de frecuencia para los modos de transmisión I a IV, respectivamente, ubicándose en una portadora de RF, para ser modulado en QPSK [1]. Se consigue así con este sistema denominado COFDM, una mayor inmunidad a los ecos de la señal durante la recepción [10] Modulación COFDM Este tipo de modulación, es el empleado en el sistema de radiodifusión DAB por su robustez frente a los ecos en la recepción, cada una de sus portadoras se encuentra 94

121 modulada en QPSK por un conjunto definido de datos digitales, el modulador COFDM recibe, junto con los datos, símbolos de sincronismo, los cuáles se sitúan al principio de cada trama [10] (ver tabla 25). MODO I II III IV PORTADORAS SEPARACIÓN 1 KHz 4 KHz 8 KHz 2 KHz Tabla 25: Portadoras moduladas mediante QPSK [6] Arquitectura de receptor Como en caso del emisor, el receptor DAB adopta una configuración que depende de los diferentes modos de transmisión definidos para este sistema de radiodifusión y, naturalmente, de las funciones que preste en sus versiones de equipo estacionario, para el hogar, y móvil, para los vehículos o similar. Una arquitectura básica que se divide en cinco bloques funcionales (ver figura 31) [10] Sintonizador Es la unidad de sintonía de RF que proporciona, conforme al principio tradicional de los mismos componentes empleados en radio y televisión, el canal sintonizado en forma de FI, cuya frecuencia para el DAB está situada entre 2 y 3 MHz. Su salida de FI puede ser analógica o bien en forma digital de 8 bits de longitud, necesitando un convertidor A/D, la salida del sintonizador es analógica y se procede a la conversión digital mediante componentes externos [4]. SINTONIZADOR CONVERTIDOR A/D DEMODULADOR DESENTRELAZADO Y CORRECCIÓN DE ERRORES DECODIFICADOR DE AUDIO L R AUDIO INTERFAZ DE USUARIO CONTROLADOR DECODIFICADOR DE DATOS Decodificador de canal Fig 3.3 Figura 31: Diagrama de bloques del receptor DAB [10] DIAGRAMA DE BLOQUES DEL RECEPTOR DAB El bloque denominado decodificador de canal, independientemente de si es un circuito integrado específico o parte de un LSI (Circuito integrado de larga escala de 95

122 Integración), es el que recibe la señal de FI en formato analógico o digital y efectúa los procesos de DFT (Transformada Discreta de Fourier), demodulación diferencial, teniendo en cuenta que cada portadora COFDM está modulada en QPSK, desentrelazado de los datos mediante el complemento de una memoria RAM interna o externa al bloque y una decodificación Viterbi para detectar y corregir los errores, el resultado final de la acción de estos circuitos es la salida de un flujo de datos en formato serie destinado a las posteriores operaciones de demultiplexado y descomprensión MPEG. También proporciona un bus bidireccional de comunicación con el microcontrolador de gestión del receptor para dar información del número de programas que contiene el "multiplex" y para que el usuario pueda elegir el deseado [5] Decodificador de audio El flujo de datos recibido del decodificador de canal está comprimido con los procedimientos de MPEG. Su contenido corresponde a los datos de audio de las 32 sub-bandas características de este sistema, lo que supone la necesidad de descomprensión y unión del programa seleccionado para obtener finalmente su formato original en la banda base, además este flujo de datos recibido es demultiplexado para separar los datos procedentes del audio (los dos posibles canales para sonido estéreo) de los correspondientes al servicio, cuyo destino de estos últimos es el microcontrolador de gestión del receptor para dar información al usuario de las condiciones del "multiplex" a través del visualizador LCD. [4] Decodificador de datos Los datos de servicios y otros similares insertados en las tramas del sistema DAB deben ser demultiplexados del conjunto de datos digitales y después decodificados para poder interpretar su contenido y presentar la información correspondiente en el visualizador del receptor, entonces con esta información el usuario puede seleccionar espacio musical, idioma o bien los servicios complementarios añadidos (información meteorológica, rutas alternativas, noticias, etc.) los diferentes paquetes de datos demultiplexados como medio de separación de contenidos constituyen en la práctica buses en formato serie que se aplican al microcontrolador de gestión para ser decodificados, mediante un programa específico que reside en su memoria ROM o EPROM asociada, este sistema también sirve para decodificar las órdenes procedentes del módulo de control remoto o las tramas de datos del servicio RDS de la radio con modulación en FM [4] Convertidores Los datos digitales correspondientes al programa radiofónico seleccionado, que 96

123 Proceden del decodificador descrito, están generalmente en formato serie y sus dos canales para sonido estéreo multiplexado: SD datos de 16 bits de longitud en serie con sus canales derecho e izquierdo multiplexado. Su formato digital es PCM. SCK línea de reloj de los datos, que es imprescindible para interpretar el contenido en PCM de la primera. WS línea de identificación mediante condición de estado lógico (alto o bajo) de los canales derecho e izquierdo contenidos en la línea de datos [4]. Los tres canales se aplican a circuitos convertidores de formato digital analógico, con el primero se eleva la frecuencia de muestreo para que el segundo pueda reconstruir con facilidad las muestras discretas en el tiempo que salen de los convertidores; y el de sobremuestreo, realizando el filtrado en los terminales de salida del audio Circuitos integrados comerciales para DAB La figura 32 muestra una arquitectura del receptor DAB, basado en circuitos Integrados Específicos para esta aplicación. SINTONIZADOR DECODIFICADOR SAA 3500 DECODIFICADOR MPEG SAA 2502 CONVERTIDOR D/A L R AUDIO CONTROLADOR INTERFAZ DE USUARIO Sintonizador Figura 32: Arquitectura de circuitos para DAB [4] Proporciona la salida de FI correspondiente al "multiplex" sintonizado en formato analógico o en digital de 8 bits, para la función de sintonía automática de frecuencia, se incorpora un circuito PLL capaz de controlar mediante un bus serie desde el microcontrolador del equipo [4] Decodificador de canal SAS3500 Circuito integrado de la empresa Philips, de aplicación específica para receptores de 97

124 Radio Digital de la norma DAB con transmisión en los modos I o IV, que efectúa las siguientes funciones con los datos recibidos del sintonizador: Detección de los símbolos nulos para identificar el modo de transmisión de la portadora sintonizada, la detección se lleva a cabo mediante mediación de tiempo de los citados símbolos, el cuál es distinto en cada modo de transmisión (1297 μs en el modo I, 324ʹ4 μs en el II, 168 μs en el modo III y 684ʹ4 μs en el modo IV). FFT (Fast Fourier Transformation) para efectuar a los datos de la transformada rápida de Fourier. Demodulación diferencial para convertir a formato PCM los datos de las sucesivas portadoras de la señal COFDM. Desentrelazado de los datos, operación que requiere una memoria RAM o similar externa. Decodificación Viterbi para detectar y corregir los errores ocasionados en la recepción de la portadora. Adaptación de los datos a formato serie y generación de su reloj Comunicación con el microcontrolador del equipo a través de un bus tipo I2C 35. La figura 33 muestra el diagrama de bloques del circuito integrado, en la que se puede observar que dispone de entrada diferencial de FI en formato analógico para los sintonizadores de ese tipo y entrada digital de 8 bits con convertidor A/D interno Entradas ADE/ADC Entrada diferencial de FI en formato analógico. El convertidor A/D interno de 8 bits adecúa la señal de "multiplex" sintonizado para su tratamiento en formato digital. INP Entrada de FI en formato digital, con los datos de 8 bits en paralelo. El sincronismo inicial de cada trama pone a cero un contador dispuesto en el procesador para poder organizar todo su contenido, condición imprescindible para identificar y localizar cada paquete o segmento. La comunicación entre el sintonizador y los procesadores de datos puede tener condición asíncrona. La información digital del canal, 35 El I2C (Inter Integrated Circuits) es un bus serial síncrono que permite la comunicación entre múltiples dispositivos (en teoría más de 1000), todos conectados paralelamente a dos líneas, la transferencias de datos siempre se realizan entre dos dispositivos a la vez y en una relación maestro esclavo [17]. 98

125 AIF AGC SLI ADCLK MCLK OSCO independientemente antes de aplicarla al FFT como primera etapa del proceso de decodificación [4]. IQS BYP INP OSCI ADE ADC AD CONVERTER (8 BITS) DIGITAL MIXER AND FILTERS NULL DETECTOR TIMEBASE DCXO FSO FSI OUT OCLK OIQ OCIR CHANNEL IMPULSE RESPONSE PROCESSOR FAST FOURIER TRANSFORMATION BOUNDARY SCAN TEST TMS TCK TDI OEN TRST AUTOMATIC FREQUENCY CONTROL PROCESSOR DIFFERENTIAL DEMODULATOR SAA3500H SYMBOL SELECT CAPACITY UNIT SELECT FRECUENCY & TIME DE-INTERLEAVER A 17 A[17:0] D[7:0] RD WR UNEQUA/EQUAL ERROR PROTECTION CONTROL VITERBI DECODER ERROR FLAG DETECT/COUNT MICROCONTROLLER INTERFACE BUFFER SERIAL OUTPUT RESET CFIC CMODE CCLK CDATA RDO RDC RDE SFCO REF SOV SOD SOC Figura 33: Diagrama de bloques del circuito integrado SAA3500 [4] Salidas FSO. Salida del detector de los símbolos nulos empleados para identificar el modo de transmisión del "multiplex" sintonizado y del sincronismo de trama. Con la primera información se hace en el receptor los cambios necesarios para adaptar sus circuitos al modo de transmisión de la señal recibida, y con la segunda se proporciona referencia de fase. AGC. Salida de tensión para el control automático de ganancia (CAG) de los circuitos del sintonizador. Con esta tensión de control se reduce la ganancia de los circuitos de RF del sintonizador cuando el nivel de la 99

126 INPUT INTERFACE DEMULTIPLEXER DECUANTIZATION AND SCALING SYNTHESIS SUB-BAND FILTER portadora de RF recibida es lo suficientemente grande para saturarlo, lo que provocaría distorsión en la sucesión de ondas sinusoidales de cada portadora de RF moduladas en el modo QPSK. SOD. Salida de datos multiplexados Línea de reloj de los datos Salida de datos auxiliares o de servicio multiplexados [4] Decodificador MPEG SAA2502 Este circuito integrado, también desarrollado por Philips, es un demodulador que soporta datos en M-PEG1 y MPEG2 36 de las capas I y II la figura 34 muestra el diagrama de bloques. FSCLK FSCLKIN TC0 TC1 MCLKOUT MCLKIN MCLK24 X22OUT CLOCK GENERATOR X22IN SAA2502 PHDIF PHASE COMPA RATOR VDD1 REFCLIK VDD3 VDD2 DIVIDER CDATA RESET STOP INT CMODE CCLK DECODING CONTROL SCK WS TDI TDO TCK TMS TRST CD CDEF SPDIF ENCODER SPDIF CDSY CDCL CDVAL CDRQ DIGITAL TO ANALOG CONVERTER RGTNEG GND1 GND2 GND3 REFN REFP Figura 34: Diagrama de bloques del circuito Integrado SAA2502 [6] Según la arquitectura presentada, este procesador recibe el flujo de datos del anterior demodulador de canal y lleva a cabo las siguientes acciones específicas del sistema DAB: Adaptación de los datos de entrada en formato serie a paralelo de 8 bits Demultiplexado de datos Escalado de datos Filtrado de sub-banda (las 32 sub-bandas de este sistema) para la descomprensión MPEG 36 MPEG-2: Es un estándar usado para codificar audio y vídeo para señales de transmisión, que incluyen Televisión digital terrestre, por satélite o cable [17]. 100

127 Conversión de digital a analógico de dos canales. Temporizador para todos los procesos [6]. El circuito SAA2502 proporciona finalmente el audio de dos canales en formato analógico. Sus principales conexiones son: Entradas CD Entrada de datos codificados con los procedimientos MPEG. CDEF Entrada de información de error en los datos recibidos para invalidarlos si no se han podido corregir, si el decodificador de canal en la que están dispuestos los circuitos de detección y corrección de los errores de recepción informa de la condición de imposibilidad en la recuperación porque exceden su capacidad, entonces este proceso no tiene en cuenta los datos recibidos y provoca el mute de salida del audio. Un circuito auxiliar de interpolación asociado podría introducir en las líneas de salida de audio un valor intermedio estadístico como solución al enmudecimiento, siempre que éste tenga un tiempo muy corto que evite la percepción por parte del oído. CDSY Entrada del sincronismo de trama para la referencia de fase y medida del tiempo de los símbolos nulos. CSCL Entrada o salida del reloj de los datos, dependiendo del modo de funcionamiento seleccionado CDVAL Entrada de validación de los datos [6] Salidas CDRQ Salida de petición de datos como consecuencia de la captura anterior. SD Salida de datos en serie con formato I2C. SCL línea de reloj de los datos en serie. WS Línea de identificación de palabra (canales derecho e izquierdo) de los datos en serie LFT Salida de audio en formato analógico del canal izquierdo RGT Salida de audio en formato analógico del canal derecho Como complemento a las funciones descritas anteriormente, el circuito integrado específico SAA2502 incorpora un generador de reloj y un comparador de fase para formar un PLL con el que sincronizar el reloj común de los dos procesadores principales que intervienen. 101

128 3.2 RADIO DIFUSIÓN DIGITAL IBOC Introducción La alternativa norteamericana a la radiodifusión digital es el sistema IBOC (In Band On Channel o en banda sobre el canal), sistema que permite su ubicación en los canales normales ya establecidos para la radio en AM y FM y, y sobre todo la dualidad de emisiones en analógico convencional y digital. Tal condición supone que las emisiones en IBOC pueden ser híbridas, conteniendo el mensaje analógico para los receptores clásicos de AM/ FM y el digital para los nuevos, lo que garantiza la total compatibilidad, todo ello en el espacio radioeléctrico asignado. Por otra parte, los circuitos electrónicos de los receptores para el sistema IBOC son considerablemente más sencillos y por tanto más económicos. Como el DVB y el ATSC para la imagen en formato digital, el IBOC y el DAB son dos sistemas incompatibles en búsqueda de espacio de implantación [8] Antecedentes El rechazo norteamericano al proyecto Eureka-147, con el sistema DAB a que dio lugar para su implantación como nuevo medio de radiodifusión digital, provocó el surgimiento de iniciativas locales tendentes a ofrecer una alternativa tecnológica que cumpliera con dos condiciones fundamentales: el nuevo medio tenía que ser compatible con la radiodifusión clásica basada en procedimientos analógicos (el DAB no lo es ) y el precio de los receptores debía ser bajo (el DBA obliga a una arquitectura de circuitos compleja y con ello a un costo elevado). En el desarrollo del IBOC se pueden considerar fundamentales de fechas que dieron lugar a otras tantas situaciones: 1991 Las empresas USA Digital Radio (USADR), CBS, Gannett y Westinhouse establecen un acuerdo para el desarrollo tecnológico de la Radio digital IBOC Se analiza la vialidad del sistema por parte de las instituciones NAB (Nacional Associations of Broadcasting) EIA (Electronics Industries Associations) y NRSC (Nacional Radio System Committee). Para ello se someten a comprobación diferentes procedimientos de transmisión y recepción y surge la primera generación de equipos de radiodifusión digital IBOC, siendo ya una realidad tecnológica que cumplía con los requisitos propuestos. [8] 102

129 2000 Se fusionan las empresas USADR y Lucent Technologies para dar lugar a la sociedad Biquity Digital Corp. que es la que desarrolla actualmente el sistema Fundamentos del sistema Una característica a destacar del IBOC es su posibilidad de implantación en las emisiones de AM y FM, en sus frecuencias asignadas, con los mensajes simultáneos en analógico convencional y el nuevo digital), que garantiza la compatibilidad con los receptores. Ambas posibilidades hacen del sistema IBOC una alternativa en el camino hacia la implantación de radio digital, diferenciándose con el sistema DAB principalmente en el flujo de datos comprimidos en el modo de transmisión. Como se puede observar en la figura 35, el sistema está basado en tres bloques fundamentales: SEÑAL IBOC DE AMPLITUD DATOS DE AUDIO DATOS DE SERVICIO Procesador DAB EXCITADOR IBOC TRANSMITIR SEÑAL IBOC DE FASE Figura 35: Diagrama básico de bloques del transmisor IBOC [12] Procedimiento de datos principales y auxiliares con los procedimientos del DAB para comprimirlos primero y codificarlos después con el fin de proteger la información. El resultado es un flujo de datos organizado en forma de tramas. Excitador IBOC los datos recibidos del procesador son aleatorizados y mapeados para el proceso de transmisión. Transmisor Bloque final del sistema en el que puede converger el flujo de datos para el servicio digital del IBOC y el contenido analógico destinados a los receptores convencionales [12]. Si el modo de transmisión es híbrido, se alojan en ambos lados de la portadora de AM o FM convencional bandas moduladas en OFDM (Orthogonal Frequency División Multiplex) con los datos digitales debidamente mapeados para formar símbolos, y si la transmisión es solo digital, se transmite esta última información, 103

130 igualmente con las bandas superior e inferior respecto a una referencia, pero sin modulación analógica (ver tabla 26). PARÁMETRO AM FM Separación entre portadoras de OFDM 181ʹ7 Hz 363ʹ4 Hz Relación de símbolos 172ʹ3 Hz 344ʹ5 Hz Duración de cada trama 1ʹ486 seg 1ʹ486 seg Tabla 26: Características principales del servicio de radio [12] El procedimiento al que recurre IBOC para generar de la señal OFDM con los datos digitales, se puede observar en la figura 36. MAPEADOR MODULADOR DATOS DE Xn Yn (t) OFDM SUBPORTADORA f Figura 36: Modulación OFDM [12] El flujo de datos X n está mapeado para formar símbolos, cuyo número de combinaciones determina el de portadoras temporales del sistema de modulación OFDM. La salida del generador OFDM es Y n (t) y contiene la sucesión de símbolos binarios para provocar un número igual de portadoras, las cuales se ubican alrededor de la frecuencia de la señal analógica Transmisión en AM Espectro de la portadora IBOC en el modo de transmisión sólo digital (figura 37), se puede observar alrededor del punto de referencia, las portadoras OFDM situadas en ambos extremos como segmento primario. La unión de los tres segmentos contiene toda la información digital del canal, sus características se indican en la tabla 27. Si la transmisión se efectúa en el modo hibrido, con contenido analógico y digital para la condición de compatibilidad, el espectro adopta la forma que muestra. La figura 38, en la que se puede observar la portadora analógica convencional y, en las bandas laterales, el contenido digital en forma de portadoras OFDM. En este modo, el segmento secundario está repartido entre las bandas inferior y superior, el terciario en la parte baja de la amplitud de la señal analógica y el primario en los extremos opuestos de las bandas, a diferencia del modo de transmisión digital en el que se sitúa en los extremos inmediatos de la referencia de frecuencia (tabla 28) [12]. 104

131 Banda lateral Inferior digital Primaria Banda lateral superior digital Terciaria Secundaria Frecuencia (Hz) Índice de subportadora o o 1 Figura 37: Espectro de la portadora de AM para transmisión sólo digital [12] Bandas laterales Rango de subportadora Frecuencias subportadoras (en Hz desde el centro del canal) Expansión de frecuencia en Hz Primaria superior 2 a a Primaria inferior -2 a a Secundaria 28 a a Terciaria -28 a a Referencia superior I Referencia inferior -I Tabla 27: Características de las bandas laterales OFDM [12] Señal de audio analógica en mono Terciaria Banda Lateral Inferior Digital Banda Lateral Superior Digital Primaria Primaria Secundaria Secundaria FRECUENCIA Hz 0 Figura 38: Espectro de la portadora AM para transmisión híbrida [12] 105

132 Bandas laterales Frecuencias Expansión de Rango de subportadoras frecuencia en subportadora (en Hz desde el Hz centro del canal) Primaria superior 57 a a Primaria inferior -57 a a Secundaria superior 28 a a Secundaria inferior - 28a a Terciaria superior 2 a a Terciaria inferior -2a a Referencia superior I Referencia inferior -I Tabla 28: Especificaciones del modo híbrido [12] Transmisión en FM Para las transmisiones en la band FM, el sistema IBOC contempla los modos hibrido, hibrido extendido y solo digital. El contenido digital se ubica, como en las transmisiones en AM, en subportadoras como modulación OFDM situadas en las bandas laterales de la señal clásica analógica, en los modos híbridos e hibrido extendido, y ambos lados de la referencia de frecuencia del canal, en modo solo digital. La figura 39 muestra un ejemplo del espectro de un canal OFDM con contenido analógico y digital. dbc -120 Khz +120 khz MÁSCARA FCC DE FM -240 Khz +240 Khz SUBPORTADORAS (LSB) SEÑAL ANALÓGICA DE FM SUBPORTADORAS OFDM (USB) CENTRO DE FRECUENCIA DEL CANAL Figura 39: Espectro de la portadora de FM con contenido analógico y digital [12] 106

133 -196,402 Hz REFERENCIA DE SUBPORTADORA ADICIONAL -129,361 Hz 0 Hz 129,361 Hz REFERENCIA DE SUBPORTADORA ADICIONAL 198,402 Hz Modo de transmisión híbrido En el modo hibrido las bandas laterales que contienen la información digital están formadas por diez particiones de frecuencia y en ellas se ubican las subportadoras con modulación OFDM. La figura 40 muestra su espectro, donde cada banda lateral contiene 356 a 546 portadoras y una referencia de subportadora para el proceso de demodulación. [12] BANDA LATERAL INFERIOR DIGITAL BANDA LATERAL INFERIOR DIGITAL PARTICIONES DE FRECUENCIA SEÑAL ANALÓGICA DE SEÑAL ANALÓGICA FM DE FM PARTICIONES DE FRECUENCIA Figura 40: Espectro de la portadora de FM para transmisión híbrida [12] Las dos bandas laterales tienen la misma amplitud y están afectadas por un factor de escala de amplitud (ver tabla 29). Bandas laterales Numero de particiones de frecuencia Rango de subportadora Frecuencia subportadora (en Hz desde el centro del canal) Expansión de frecuencia en Hz Primaria superior a a Primaria inferior a a Tabla 29: Características principales de las bandas laterales [12] Modo de transmisión híbrido extendido En el modo de transmisión hibrido extendido se añaden al espectro indicado anteriormente hasta cuatro particiones de frecuencia. Su número depende de los servicios a prestar, entre los extremos del espacio analógico y las bandas laterales con las subportadoras OFDM que contienen la información digital. La figura 41 muestra su espectro. El modo hibrido admite cuatro tipos de servicios denominados 107

134 -198,402 Hz REFERENCIA DE SUBPORTADORA ADICIONAL -129,361 Hz 1,2 O 4 PARTICIONES DE FRECUENCIA 0 Hz 1,2 O 4 PARTICIONES DE FRECUENCIA 129,361 Hz REFERENCIA DE SUBPORTADORA ADICIONAL 198,402 Hz MP1, MP2, MP3, y MP4, que el radiodifusor elige en función del número de servicios que desea ofrecer a los usuarios, las especificaciones de esta versión se indican en la tabla 30. [12] BANDA LATERAL INFERIOR DIGITAL BANDA LATERAL INFERIOR DIGITAL PARTICIONES DE FRECUENCIA SEÑAL ANALÓGICA DE SEÑAL ANALÓGICA FM DE FM PARTICIONES DE FRECUENCIA Figura 41: Espectro de la portadora de FM para transmisión híbrida extendida [12] Frecuencias Bandas laterales Numero de Expansión Rango de subportadora (en particiones de de frecuencia subportadora Hz desde el centro frecuencia en Hz del canal) Primaria superior a a Primaria inferior a a Primaria superior extendida (primera partición a a de frecuencia) Primaria inferior extendida (primera partición a a de frecuencia) Primaria superior extendida (segunda partición a a de frecuencia) otros Incluye referencia adicional en la subportadora 536 Incluye referencia adicional en la subportadora

135 REFERENCIA ADICIONAL DE SUBPORTADORA REFERENCIA ADICIONAL DE SUBPORTADORA Primaria inferior extendida (segunda partición de frecuencia ) Primaria Superior extendida (cuarta partición de frecuencia) Primaria inferior extendida (cuarta partición de frecuencia) a a a a a Tabla 30: Principales programas de servicios (MPS) [12] Modo de transmisión sólo digital En el modo digital, las portadoras modulares en OFDM están situadas alrededor de la referencia de canal, ya que no existe contenido analógico. La figura 42 muestra su espectro. La transmisión expande al máximo el ancho de banda del contenido digital, ya que el espectro analógico está ocupado por dos bandas con diez particiones de frecuencias cada una, con extensiones de hasta cuatro particiones más, que determinan el número de servicios a prestar. BANDA LATERAL INFERIOR DIGITAL BANDA LATERAL SUPERIOR DIGITAL PRIMARIA SECUNDARIA SECUNDARIA PRIMARIA -198,402 Hz Diez particiones de frecuencia -129,361 Hz 4 particiones de frecuencia c a r r i e r EXT -97,021 Hz -101,744 Hz Cuatro particiones -69,404 Hz PRINCIPAL Diez particiones de frecuencia Diez particiones de frecuencia Figura 42: Espectro de la portadora FM para la trasmisión digital [12] 0 Hz PRINCIPAL REFERENCIA ADICIONAL DE SUBPORTADORA 69,404 Hz EXT Cuatro particiones c a r r i e r 97,021 Hz 4 particiones de frecuencia 129,361 Hz Diez particiones de frecuencia 198,402 Hz 109

136 Como se puede observar la figura 42, cada banda lateral situada alrededor de la referencia de canal (0Hz) contiene: 1. Banda primaria: Bloque extendido con hasta cuatro particiones de frecuencia. Bloque principal con diez particiones de frecuencia Referencia de la subportadora en la última partición del bloque anterior (ver tabla 31). 2. Banda secundaria: Bloque principal con diez particiones de frecuencia. Bloque de extensión con hasta cuatro particiones de frecuencia. Bloque de protección con 12 subportadoras (ver tabla 31). Bandas laterales Primaria principal superior Primaria principal inferior Primaria superior extendida Primaria inferior extendida Secundaria principal superior Secundaria principal inferior Secundaria inferior extendida Secundaria superior extendida Secundaria superior de protección 279 Secundaria inferior de protección Numero de particiones de frecuencia Rango de subportadora Frecuencias subportadoras (en Hz desde el centro del canal) Expansión de frecuencias en Hz a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a Tabla 31: Especificaciones directas de las bandas de transmisión [12] otros Incluye referencia adicional en la subportadora 536 Incluye referencia adicional en la subportadora 536 Incluye referencia adicional en la subportadora 0 Incluye referencia adicional en la subportadora Incluye referencia adicional en la subportadora

137 3.2.6 Servicios que ofrece el sistema Como sistema de radiodifusión digital, el IBOC ofrece al usuario un conjunto de servicios, tales como: MSP (Main program Service). Servicio que da información al usuario del directorio de la programación del canal. PDS (Personal Data Service). A diferencia del MSP, el servicio PDS permite la selección de los datos de servicio deseados que contiene el canal, de este modo se obtiene un servicio personalizado o a la carta. SIS (Station Identification Service). Este servicio facilita información acerca de la identidad de la emisora sintonizada. AAS (Auxiliar Aplicación Service). Espacio dedicado a servicios múltiples relativos a informaciones complementarias: noticias puntuales, avisos de tráfico, condiciones meteorológicas, etc. [12] El Receptor IBOC El receptor de usuario para el servicio de radiodifusión del sistema IBOC puede adoptar dos formas muy concretas: una para dar servicio a la recepción de señales solo de portadoras digitales y otra de funcionamiento hibrido, para permitir la sintonía y demodulación de las señales analógicas convencionales y de las nuevas digitales. La arquitectura de circuitos del receptor para el servicio hibrido se muestra en la figura 43 RECEPTOR AM/FM SINTONIZADOR SEPARADOR CONTROL CONMUTADOR L AUDIO R DEMODULADOR PROCESADOR PAC DECODIFICADOR VITERBI DECODIFICADOR DE AUDIO RECEPTOR DIGITAL Figura 43: Diagrama de bloques del receptor híbrido IBOC [12] 111

138 Sintonizador El bloque sintonizador incorpora los circuitos clásicos de sintonía de RF, oscilador local y mezclador y un filtro para obtener finalmente la frecuencia intermedia, cuyo valor suele ser 10.7 MHz, puede complementarse el sintonizador con un PLL, (Phase-Locked-Loo, o Lazo enclavado en fase) para facilitar la sintonía automática en el modo de frecuencia Separador La subportadora de FI proporcionada por el sintonizador, trabaja en dos modos: Contenido normal analógico, con modulación analógica procedente de una emisora convencional o del sistema IBOC cuando transmite en el modo hibrido. Contenido digital, bien desde la referencia de frecuencia cero ante una emisora que transmite en el modo solo digital o bandas laterales alrededor de la modulación analógica ante transmisión en modo hibrido. El bloque separador identifica los contenidos y los separa para direccionarlos a sus circuitos. Está basada en filtros que operan en el dominio del tiempo para identificar la naturaleza de las señales (modulación analógica o subportadora OFDM) y separarlas. [12] Receptor AM/FM Los bloques del receptor para las modulaciones de AM y FM, reciben la señal de FI previamente separada del modo hibrido, y proceden a amplificarla para obtener finalmente las señales analógicas en banda base que trabajan en los amplificadores de potencia del equipo. Para la banda FM, el receptor podrá incorporar un decodificador de la señal de estéreo y un identificador para dar información de tal situación. La respuesta final de este operativo de recepción de las portadoras analógicas consiste en dos líneas, ambas con señales en banda base de los canales derecho e izquierdo, que se aplican al conmutador electrónico en el que seleccionan de modo automático las destinadas a ser reproducidas, teniendo prioridad las correspondientes al mensaje en forma digital. [12] 112

139 Receptor digital Es el encargado del tratamiento de las subportadoras modulares en OFDM para conseguir dos propósitos muy definidos: Demodular el contenido digital del canal para obtener finalmente las señales analógicas en banda base correspondiente al audio, estas se aplican al conmutador electrónico y desde él, a las etapas de potencia del equipo para la reproducción del audio en dos canales. Identificar, separar y demodular los datos adicionales de servicio destinados a dar información al usuario: identificación de la emisora, contenido, RDS, etc. [12] Después de estas acciones, los datos digitales correspondientes se aplican al sistema de control de equipo para que este gestione su presentación en el visualizador alfanumérico asociado. Esta unidad destinada a las señales específicas del sistema IBOC tiene una gran similitud con la del DAB, ya que recibe señales con el mismo sistema de codificación para proteger sus datos, esta unidad está formada por cuatro circuitos: Demodulador: Circuito destinado a demodular las subportadora OFDM para obtener el flujo de datos de transporte, conforme a otros sistemas de radio y televisión digitales. PAC: Sigue el procedimiento de comprensión por separación del audio en subbandas para analizarlas y suprimir de ellas los datos correspondientes al enmascaramiento y a los segmentos de audio que, por nivel o tiempo no capta el oído humano; entonces el proceso de descomprensión devuelve al flujo de datos la velocidad original. Decodificador Viterbi: Circuito encargado de la detección, identificación y corrección de los errores contenidos en los datos. Está basado en los procedimientos de detección y corrección ya descritos empleados en los sistemas digitales de radio y televisión. Decodificador de audio: Circuito que recibe el flujo de datos corregido, además separa los canales de audio y reagrupa sus muestras para obtener palabras de 16 bit por canal junto con el reloj de identificación. Este circuito tiene asociado un doble convertidor de digital a analógico para obtener finalmente las señales analógicas destinadas a la reproducción además, el convertidor puede incorporar un bloque de sobre muestreo en su entrada o un filtro de paso bajo en su salida para facilitar la reconstrucción de las señales analógicas de audio [12]. 113

140 Conmutador Este bloque formado por un conmutador electrónico de dos canales, tiene aplicadas en sus entradas correspondientes las señales de audio en banda base de los receptores analógico y digital, en él se seleccionan las entradas destinadas a los amplificadores de equipo, dando prioridad a las procedentes del receptor digital; el conmutador electrónico está comandado por el sistema de control del receptor, que recibe información de las señales digitales de IBOC, dándoles prioridad a las mismas Control El bloque de control es el encargado de las funciones del equipo receptor, está basado en un microcontrolador específico asociado a una memoria ROM o EEPROM que contiene el programa de gestión. En el intervienen las siguientes señales de control: Entrada de los comandos de control remoto de los receptores estacionarios para el hogar o de un bus de datos procedentes del selector de funciones asociado al volante en los equipos destinados al automóvil. Entrada de los datos de servicio separados en los circuitos del receptor digital, estos datos son decodificados en el microcontrolador y aplicados al visualizador alfanumérico asociado. Salida para controlar el computador electrónico de selección de audio, y dar la prioridad al mensaje digital. Salida de un bus serie para la sintonía automática y posible función asociada de memoria de canales. Salida del visualizador alfanumérico en modo multiplexado, en el que se presentan los datos representativos de la emisora sintonizada [12]. El desarrollo reciente de sintonizadores que incorporan los circuitos del PLL para la sintonía automática y el demodulador de las subportadora OFDM, así como los nuevos circuitos integrados de muy alta escala de integración, hacen que los receptores para el sistema IBOC sean pocos voluminosos, de reducido peso y de muy bajo costo, condiciones determinantes para conseguir la implementación del sistema. 3.3 RADIO DIFUSIÓN DIGITAL DRM DRM (Digital Radio Mondiale), es un sistema creado por el consorcio del mismo nombre, cuya misión era establecer un sistema digital para las bandas de radiodifusión con modulación de amplitud, Onda Larga (ondas kilométricas), Onda Media (ondas hectométricas) y Onda Corta (ondas decamétricas), por debajo de 30 MHz. [7] 114

141 El 16 de junio de 2003 se iniciaron las primeras emisiones regulares. El sistema fue aprobado en el año 2003 por la UIT (recomendación ITU-R BS 1514) y recomendado por ese organismo como único estándar mundial en las bandas entre 3 y 30 MHz (Onda Corta). También ha sido estandarizado por la norma IEC y por la ETSI ES , de la cual se ha extractado, básicamente, la información que figura a continuación [7]. Los sistemas de radiodifusión digital comprenden conceptualmente distintas etapas de transmisión: Codificación de la fuente: La señal de audio se convierte en digital, normalmente con una reducción de la velocidad binaria conforme a las características de la señal. Esto se conoce como codificación de la fuente, el audio codificado se multiplexa con otras señales de datos que conforman la señal a transmitir Codificación del canal: Los datos multiplexados se someten a la codificación del canal para incrementar su robustez y adaptarse al medio de transmisión, los datos codificados se convierten en una señal de radiofrecuencia para su transmisión. En la codificación de la fuente el sistema ofrece tres opciones: 1. MPEG 4 AAC + SBR: hasta 72 kbit/s estéreo 2. MPEG 4 CELP+SBR: entre 4 y 20 kbit/s sólo voz 3. MPEG 4 HVXC+SBR: entre 2 y 4 kbit/s sólo voz [9] 1. Codificación de audio AAC (Advanced Audio Coding) para radiodifusión en mono o estéreo, con protección frente a errores. Por ejemplo, para OM se puede utilizar la configuración estándar de 23.6 Kbit/s o 10 Kbit/s para OC. 2. Codificación de voz CELP (Code Excited Linear Prediction) para radiodifusión en mono, cuando se requiere baja velocidad binaria o alta protección frente a errores. 3. Codificación de voz HVXC (Harmonic Vector Excitation Coding) cuando se requiere muy baja velocidad binaria y protección frente a errores. Además, con cualquiera de estas opciones puede utilizarse un método para la reconstrucción de las bandas altas (SBR, Spectral Band Replication), con el fin de mejorar la calidad percibida del audio, utilizando de forma dinámica el contenido espectral de la información en la banda baja, para simular en la recepción la información de la banda alta, eliminada previamente a la transmisión [9] 115

142 El multiplexor transporta tres componentes, que juntos suministran la información necesaria para que el receptor sincronice la señal y determine qué parámetros se han utilizado en la codificación, para de esta forma, poder decodificar los canales de audio y datos contenidos en el múltiplex; estos tres componentes son: Audio y datos, que se combinan en el multiplexor de servicio principal formando un flujo denominado canal de servicio principal (MSC, Main Service Channel). El canal de servicio principal contiene la información de todos los servicios contenidos en el múltiplex. El múltiplex puede contener de 1 a 4 servicios, y cada servicio puede, a su vez, ser bien de audio o de datos. Por ejemplo, si contamos con suficiente capacidad, podemos optar por un servicio de alta calidad conteniendo música y voz, junto con un servicio de voz de baja velocidad binaria transportando un servicio de noticias continuo, o bien un grupo de cuatro canales de voz simultáneos de baja velocidad transportando servicios de noticias en cuatro lenguas diferentes. La velocidad binaria del canal de servicio principal depende del ancho de banda del canal y del modo de transmisión. Además el múltiplex transporta dos canales FAC y SDC subsidiarios de información, cuya función es que el receptor pueda identificar los parámetros de transmisión y de decodificación. Canal de acceso rápido (FAC, Fast Access Channel). Utilizado para la selección rápida de la información del servicio, contiene información sobre parámetros del canal, por ejemplo, ancho de banda, qué tipo de modulación se utiliza por el canal de servicio principal y el canal de descripción del servicio, la profundidad del entrelazado, y el número de servicios que contiene el canal de servicio principal, además contiene información sobre los servicios y el múltiplex. Canal de descripción de servicio (SDC, Service Descriptico Channel). Contiene información para decodificar el canal de servicio principal [9] Modulación del sistema DRM El sistema DRM utiliza modulación COFDM (Coded Ortogonal Frequency Division Múltiplex), es decir, una codificación que se inserta en un múltiplex por división de frecuencia, con la particularidad de que estas frecuencias están uniformemente espaciadas de forma que son ortogonales, para transmitir los datos del múltiplex (MSC, FAC y SDC) descrito anteriormente. Se compone de una combinación de técnicas que combaten los efectos adversos de la propagación que se producen en la bandas de OM, OL y OC. El sistema OFDM utiliza un gran número de subportadoras, moduladas individualmente, espaciadas en frecuencia de forma uniforme, que 116

143 transportan la información, el número de subportadoras varía desde 88 a 458, dependiendo de modo y del ancho de banda ocupado [9]. En la codificación del canal COFDM se encuentran 4 modos de transmisión: A, B, C y D o Modulación con 3 tipos de modulaciones: 4-QAM y 16-QAM para el SDC 16-QAM y 64-QAM para el MSC Modulación jerárquica niveles de protección: 0, 1, 2 y 3 2 profundidades de entrelazado Capacidad de transmisión hasta 72 kbit/s anchos de banda: 4; 5; 9; 10; 18; 20 khz Protección de error: igual o desigual [8] Las subportadoras se modulan con modulación de amplitud en cuadratura (QAM). En la codificación del canal de servicio principal se puede utilizar 64 QAM, que proporciona mayor eficiencia espectral, y 16 QAM que proporciona las características más robustas para protección de errores. En cada uno de los casos se pueden utilizar diferentes niveles de protección frente a errores. En la codificación del canal de acceso rápido se utiliza modulación 4 QAM, con una relación de protección fija. El canal de descripción del servicio puede utilizar 16 QAM o 4 QAM. La modulación 16 QAM proporciona mayor capacidad, mientras que la 4 QAM proporciona una característica más robusta frente a errores. En este último caso se aplica una relación de protección fija, cada símbolo OFDM está constituido por un conjunto de subportadoras que se transmiten durante un tiempo TS. La duración del símbolo es la suma de dos partes: una parte útil con duración TU (el espacio en frecuencia entre portadoras adyacentes es 1/TU para conseguir que sean ortogonales) y un intervalo de guarda con duración TG. El intervalo de guarda consiste en una continuación cíclica de la parte útil, TU, que se inserta delante de la misma. Esto permite diseñar redes de frecuencia única y evitar los problemas de la recepción multitrayecto, consiguiendo que la mayor parte de las señales que entran en el receptor se sumen, es decir, que contribuyan positivamente a la recepción [1]. Parámetros de la codificación del canal: Modos del sistema DRM Ocupación del espectro Modulación y niveles de protección Están definidos cuatro modos de transmisión, A, B, C y D, con distintos parámetros, que son útiles tanto en condiciones de propagación favorables como es la 117

144 propagación de onda de superficie en la banda de ondas hectométricas, como en condiciones de propagación desfavorables, como es la propagación por onda ionosférica con trayectos múltiples a larga distancia en la banda de ondas decamétricas, en cada uno de estos modos es posible elegir el tipo de modulación y la velocidad binaria de codificación, es necesario seleccionar la combinación óptima de los parámetros, dependiendo de las condiciones de propagación particulares, que permita asegurar que la señal es recibida con la calidad más alta posible para cumplir con la calidad del servicio y cobertura deseada. [1] El modo A está diseñado para entregar la velocidad de codificación binaria más alta posible con cobertura por onda de superficie. El modo B será generalmente la primera opción para los servicios con cobertura por onda ionosférica. Cuando las condiciones de propagación son más duras, tales como en trayectos largos, con saltos múltiples o incidencia casi vertical, donde se producen fuertes y varias reflexiones, puede ser necesario emplear los modos C o D [1]. En todos los casos existe la opción de escoger, bien 64 QAM o bien 16 QAM para el MSC, y esta elección tendrá influencia en la relación señal/ruido esperada en el área de servicio. Cuando empleando 64 QAM obtenemos una relación señal/ruido muy baja, y nos interesa que sea más alta, la sustituiremos por una modulación 16 QAM. Los modos más robustos tienen el efecto de reducir la velocidad binaria disponible y, por tanto, la calidad de audio. Para cada modo de transmisión, la anchura de banda ocupada de la señal puede elegirse en función de la banda de frecuencia y de la aplicación deseada; entonces el modulador convierte la representación digital de la señal OFDM en una señal analógica, que es transmitida, después de la correspondiente amplificación, a la antena [5]. Si se utiliza un transmisor no lineal de alta potencia, antes de modular la señal OFDM se divide en dos componentes: amplitud y fase, que se inyectan al modulador. En el caso de que se utilicen transmisores con modulación lineal, la señal compuesta OFDM se aplica directamente a la entrada del modulador. 3.4 MIGRACIÓN DE LA RADIO ANALÓGICA A LA DIGITAL Todos los efectos que sufren los receptores actuales, tanto en AM como en FM, debido a ruidos, rebotes, interferencias causadas por estática, desvanecimientos de la señal, multipath, etc. Han hecho posible la migración de la radio analógica a la digital ofreciendo superior calidad de sonido para los oyentes, ya que la nueva radio digital se ha diseñado pensando en reproducir las características más importantes de la radio analógica; como por ejemplo: 118

145 Suministrar información de audio y entretenimiento (música, noticias, asuntos de Actualidad, etc.) Confiable recepción interior y móvil Empleo de transmisores terrestres (satélites) Entrega de servicio a través del espacio libre Receptores baratos [6] Ventajas y nuevas facilidades con respecto a la radio analógica. El estado actual de las nuevas tecnologías ha permitido desarrollar equipos capaces de hacer posible la implantación de redes terrenales de Radio y Televisión Digital. Estas redes competirán con el satélite y el cable de forma muy ventajosa, además que será una opción alternativa y diferente ya que aparte de tener la misma capacidad que las anteriores, ofrece una serie de ventajas adicionales que sólo son posibles mediante este sistema, cuyas peculiaridades y características, se las puede resumir así: Con la tecnología analógica terrenal por cada canal de radiofrecuencia se dispone de un solo programa de radio o televisión. Además, si este programa se difunde nacionalmente, compartirá un gran número de canales de radiofrecuencia para evitar la interferencia cocanal en localidades próximas. Con tecnología digital terrenal el aprovechamiento del espectro radioeléctrico es óptimo, ya que permite multiprogramación, emisión de varios programas por un canal de radiofrecuencia, es decir existe la posibilidad de aumentar la oferta de programas, quizás lo más importante, se pueden realizar redes de frecuencia única (SFN) y redes multifrecuencia (MNF). La transmisión con técnicas analógicas sufre los problemas de la degradación de la señal, que va acumulando ruidos y distorsiones en cada una de las etapas por las que va pasando. Con la tecnología digital se dispone de una mayor calidad en el audio ya que el sistema es inmune a las interferencias y ecos, la calidad es uniforme en toda el área de cobertura, el audio no tienen ruido y el sonido tiene buena calidad. La señal sufre menos degradaciones, ya que se incorporan métodos de corrección de errores para corregir las distorsiones que puedan alterar la información, de esta forma, la información digital es fácilmente transportable y puede almacenarse, utilizando además menor espacio, lo que se traduce a mayor calidad de recepción fija y móvil, prácticamente no existe estática pues dentro de cada receptor de radio digital hay un pequeño computador o receptor inteligente, capaz de filtrar las señales indeseables, cabe recordar que un receptor analógico no inteligente no puede diferenciar entre la información útil y el ruido inútil, lo cual causa estática [6]. 119

146 Otra ventaja es la flexibilidad en el uso del canal radioeléctrico. La compresión digital de señales permite transmitir, a igual resolución, varios canales digitales en el ancho de banda ocupado por un canal analógico. Además, la radiodifusión digital requiere una menor separación entre canales. Esto presenta una serie de ventajas respecto a la radiodifusión analógica en cuanto a número de programas vs. Calidad. La radiodifusión digital facilita la interoperabilidad con las aplicaciones y equipos de Telecomunicaciones y la industria informática, lo que permite por ejemplo desplegar servicios interactivos y de información sobre la plataforma de radiodifusión, especialmente en el caso del cable ya que se cuenta con un canal de retorno. Esta característica les permite a los receptores actuar como pequeñas computadoras que pueden manipular la información, y esto afecta no sólo al sonido sino a todos los datos que el radiodifusor quiera enviar para dar un servicio de valor agregado. Dentro de estos servicios que nos ofrecerá la radio digital hay que mencionar: la mensajería (paging), información de tráfico y navegación, información relacionada con los programas que se emitan, bancos de datos específicos (estadísticas, noticias temáticas etc.), información meteorológica, títulos de las canciones, letra de las mismas, datos bursátiles, etc. [9] La radio y la televisión digital terrenal (DAB y DVB18) permiten la programación nacional, regional y local, dotada de versatilidad y flexibilidad de uso. Este tipo de radio y televisión posibilita tres tipos de recepción: Recepción fija a la manera tradicional a través de las actuales antenas colectivas Recepción portátil, en cualquier lugar del edificio o vivienda sin necesidad de que el receptor esté conectado a una toma fija, lo que se conoce como "plug free" Recepción móvil en equipos receptores instalados en vehículos en movimiento [6]. En resumen, las técnicas digitales mejoran la calidad de transmisión y recepción, permiten el desarrollo de nuevas técnicas de producción y ofrecen mayor variedad de servicios que las técnicas analógicas. Y esto beneficia tanto a radiodifusores como a oyentes, no obstante la disponibilidad de suficiente espectro de radiofrecuencia es un problema importante para la implementación de tecnologías de radio digitales. Cada sistema de radio digital tiene sus propios requisitos del espectro específicos en lo que se refiere a bandas de espectro diseñadas para operar y los anchos de banda requeridos para cada canal de radio digital. Algunos sistemas de radio digital pueden operar en el mismo canal, como los servicios de radio analógica actuales. Otros sistemas requerirían nuevos canales en las mismas bandas de la radio analógica o de 120

147 televisión existentes o nuevos canales en bandas que se usan actualmente y que no transmiten servicios. 3.5 SITUACIÓN DE MERCADO Y COSTO DE CONVERSIÓN La radiodifusión actualmente se encuentra en un proceso de transición tecnológica muy importante, el mismo que implica cambios muy profundos en la organización de este sector así como en su modelo de regulación. Dado que este proceso se basa en la digitalización de las señales de radio y televisión sobre las principales plataformas de transmisión como el cable, el satélite y la red terrestre de radiodifusión, este proceso no se trata de una simple conversión de tecnología. La radiodifusión digital traerá una gran revolución al modelo industrial existente que se caracteriza por una cantidad reducida de canales, servicios unidireccionales y una arquitectura de red basada en transmisores de alta potencia y receptores simples, así como en el modelo regulador de la radiodifusión analógica, cuyas premisas se basan en aspectos como la limitada capacidad de transmisión, reducido número de servicios y una clara demarcación entre servicios de radiodifusión y de telecomunicaciones. Los costos de conversión estarán en función del proceso de transición que requiere de fuertes inversiones en equipos de producción y transmisión, así como en la fabricación de modernos receptores. Pero lo más significativo es que estas inversiones deben realizarse de manera coordinada entre un sinnúmero de actores independientes como las programadoras, radiodifusores, fabricantes de equipos y millones de hogares, al tratarse de productos complementarios. Si esto no se toma en cuenta, se obtendrían muchos problemas, puesto que el público no compra aparatos receptores de señales digitales porque la programación ofrecida es escasa y poco atractiva, las programadoras no ofrecen más y mejores programas porque existen pocos receptores lo que los hace caros debido a la falta de economías de escala. El mercado debe ser el que impulse el proceso de conversión centrándose en los usuarios el gran reto es estimular la demanda, de manera que los servicios aceleren el proceso y que éste no consista en un simple cambio de infraestructura, sin valor añadido para los ciudadanos. Cada país seguirá su propio proceso de migración, generalmente en función de las condiciones locales de radiodifusión, lo ideal sería que el cierre de la radiodifusión analógica se produjera una vez que la radiodifusión digital hubiera alcanzado una amplia penetración y quedaran pocos usuarios analógicos. De lo contrario el impacto sería socialmente negativo y muchos hogares simplemente se verían privados, de la noche a la mañana, de servicios de radio y televisión. Dado que la radio y la televisión son medios de comunicación que juegan un papel muy importante en la sociedad moderna, el impacto que causaría la transición no 121

148 solo abarca lo tecnológico sino también lo económico, político y social. La transición incide en todos los segmentos de la cadena de valor de la radiodifusión, por ejemplo en la producción de contenidos, la transmisión y la recepción. Resultaría necesario actualizar los aparatos receptores para que se adapten a la radiodifusión digital, lo cual es un gran desafío dada la inmensa cantidad de aparatos analógicos existentes actualmente. Algunas ventajas de la radiodifusión digital se derivan del propio proceso de migración mientras que otras se verán solo al final del proceso con el cierre de la radiodifusión analógica. Todas las ventajas provienen de la posibilidad de procesar y comprimir datos digitales, lo que permite optimizar el uso de la red en comparación a la tecnología analógica. Las ventajas consiguen mejoras de varios tipos; en primer lugar permite ofrecer servicios de radiodifusión nuevos o mejorados, programas adicionales o complementarios a la programación tradicional y una mejor calidad de sonido. Actualmente esta migración se ve afectada por la limitación de capital disponible. Esto disminuye en cierta manera la urgencia de efectuar la transición del mundo analógico al digital con el fin de descongestionar el espectro. Existen muchas incertidumbres con respecto a este cambio, aún no es segura la postura del oyente al momento de pagar por los servicios de valor añadido que brinda la radio digital como también es incierto que la radio analógica se cierre totalmente en algunos países. Las emisiones de radio y televisión serán íntegramente digitales algún día, pero es difícil saber cuándo y cómo. Está claro que el mundo se está moviendo rápidamente hacia un tiempo en que toda la radiodifusión se entregará a los oyentes y espectadores usando plataformas digitales, el reemplazo para FM se ve en sistemas como el DAB. En la mayoría de los mercados mundiales la pérdida de oyentes de AM ha sido a menudo por estaciones de FM locales o redes FM nacionales. Aunque los oyentes están de acuerdo que a menudo les gusta escuchar el contenido del programa llevado por las estaciones de AM, encuentran que la calidad técnica simplemente es demasiado pobre para retener su mercado de oyentes a largo plazo. Esto es particularmente cierto para la escucha en onda corta, donde es necesario que el oyente sintonice la frecuencia óptima dependiendo del tiempo de día y estación. Vale la pena examinar algunas de las razones de por qué los radiodifusores sentían que merecía la pena desarrollar un sistema digital para asegurar el futuro continuado de la radiodifusión en estas bandas. Las bandas de radiodifusión AM tienen ventajas de propagación únicas que no están disponibles en otras partes del espectro: En la banda de onda larga, puede lograrse un área de cobertura amplia con un solo transmisor y con las características de propagación muy estable y fiable. 122

149 En la banda de onda media, pueden obtenerse áreas de cobertura regional local e internacional dependiendo de la potencia del transmisor y del tiempo del día. Las bandas de onda corta proporcionan áreas de cobertura muy extensas a grandes distancias del transmisor. En todos los casos puede lograrse la recepción usando pequeños receptores de bajo costo, portátiles o móviles, proporcionando cobertura casi universal. La tecnología de transmisión requerida para entregar estos servicios está bien establecida, es fiable y tiene una larga vida. Como los transmisores son de base terrestre, son fáciles de reparar si desarrollan imperfecciones [6]. 123

150 124

151 CAPITULO 4 PROPUESTA DE LA NORMA TÉCNICA PARA RADIO DIFUSIÓN DIGITAL AM Y FM 4.1 Características del sistema IBOC Este nuevo sistema trabaja en una forma tal, que el ancho de banda se podrá reutilizar hasta para 4 estaciones, lo que cuadruplicaría su eficiencia a la hora de llegar a los oyentes por lo que se expandiría y se puede llegar al mismo tiempo a 4 sectores distintos del público, esto quiere decir; si una estación que solo transmite noticias, con el sistema digital propuesto, podrá transmitir sobre uno de los nuevos canales programación meramente musical sin interrupciones, y permitiría asociaciones de radiodifusoras bajo una misma marca, que usarían la misma frecuencia y equipos de transmisión, además; la personalización de usuario; que dependerá de los gustos, pudiendo suscribirse a este tipo de servicio, para recibir programación personalizada o también almacenamiento de programación; el usuario puede utilizar este servicio para guardar la información dentro del dispositivo, de esta forma podrá escucharlo el momento que el desee [12] Servicios de IBOC Con la transmisión digital tendremos una mejora en la calidad y los servicios brindados, en este estándar se disponen de una variedad de protocolos y servicios que permiten estas mejoras Servicio de Programa Principal Corresponde al programa de audio propiamente dicho, sus siglas en ingles son MPS (Main Program Service) y se constituye del programa principal de audio y cualquier cadena de texto como el nombre del artista, titulo de canción. 125

152 4.1.4 Servicio de Programa Secundario Consiste en canales extras para transmisión de audio, permite que las radiodifusoras transmitan varias programaciones distintas a la vez. La combinación del servicio de programación primario, con el servicio de programación secundario, puede dar varias configuraciones que determinan la tasa de transmisión y el número de programas que se pueden transmitir simultáneamente. En la tabla 32, se enumera las más importantes configuraciones de los modos de servicio, los cuales utiliza cada uno de estos, el número de programas o canales de transmisión permitidos y los modos de servicio utilizados en dicha configuración con su respectiva división de la tasa de transmisión permitida para dicha configuración. Por ejemplo en el número de configuración 3, utiliza el modo de servicio MP1 con una tasa de transmisión total de 96 kbps permitiendo 3 canales de programación podemos uno principal o MPS Audio 1 con 64 kbps de tasa de transmisión, uno secundario con 16 kbps de tasa de transmisión y otro secundario con 16 kbps de transmisión, estos tres canales de transmisión a través del subcanal P1. [12] Número De Configuración Modo De Servicio Tasa de Trasmisión (Kbps) Número de Programas MPS Audio 1 SPS Audio 2 SPS Audio 3 Max Max Canal Canal Audio Audio Número Número (Kbps) (Kbps) Max Audio (Kbps) Canal Número 1 MP P MP P1 32 P MP P1 16 P1 16 P1 4 MP P1 12 P MP P1 32 P1 12 P3 6 MP P1 24 P MP P1 32 P1 24 P3 19 MP P1yP MP P1yP2 32 P2 - - Tabla 32: Normas para la configuración de MPS y SPS [12] Servicio de datos personales. Este servicio permite a los oyentes seleccionar servicios de envío de datos a sus receptores aquí eligen la información predefinida por el usuario. Servicio de Identificación de la Estación. Este servicio provee el control e información de identificación requerida para dejar al oyente buscar y seleccionar las estaciones que cuentan con transmisión digital IBOC y el tipo de servicios que brinda cada una de estas. Servicio de aplicación auxiliar. Este servicio permitirá en un futuro, añadir Nuevas características a las transmisiones digitales así como aplicaciones especializadas. 126

153 Proceso de Señal Digital. En la actualidad los datos que se transmiten por radio son de características analógicas, por lo cual llevan infinita información a través del transcurso del tiempo; para la radio digital en cambio se trabaja con una serie finita de datos binarios (0 o 1) en el tiempo, lo que da como resultado que se hable de bits por segundo, entonces las señales analógicas deben seguir un proceso para ser adaptadas a la transmisión digital, que implica: Muestreo Muestreo Cuantificación Codificación Compresión Modulación El muestreo está basado en el teorema de muestreo, que es la representación discreta de una señal continua en banda limitada, es muy útil en la digitalización de señales y por consiguiente en las telecomunicaciones y en la codificación del sonido en formato digital. Toma un determinado número de muestras de la señal en un cierto tiempo, el conjunto infinito de valores que se tiene en una señal analógica, se convierte en conjunto limitado de valores en el dominio digital, volviendo manejable a la señal, el muestreo es equivalente matemáticamente, a multiplicar la señal analógica (continua) por la señal de muestreo (discreta), La función del muestreo es fijar la amplitud de la señal eléctrica a intervalos regulares de tiempo, para cubrir el espectro audible (20 a Hz) suele bastar con tasas de muestreo de algo más de Hz que es el estándar CD-Audio emplea una tasa un 10% mayor con objeto de contemplar el uso de filtros no ideales, con muestras por segundo se tendría un ancho de banda similar al de la radio FM o una cinta de casete, es decir, permite registrar componentes de hasta 15 khz, aproximadamente. Para reproducir un determinado intervalo de frecuencias se necesita una tasa de muestreo de poco más del doble que es el Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, por ejemplo en los CDs, que reproducen hasta 20 khz, emplean una tasa de muestreo de 44,1 khz de frecuencia Nyquist de 22,05 khz. El muestreo de una señal es importante para la reconstrucción de ondas y también para conocer los errores que pueda tener una señal muestreada, al muestrear una señal por encima de la frecuencia original se observa que tenemos muchas más muestras que cuando se muestrea por debajo de la frecuencia original, al tener mayor cantidad de muestras se hace más fácil la reconstrucción de la frecuencia original [1]. 127

154 Cuantificación Es la conversión de una señal analógica a digital. En la conversión de señales se utilizan niveles de cuantización para codificar o decodificar las señales y de esa manera pasar de un estado a otro. El error de cuantización se crea al establecer los niveles de cuantización, esto ocurre porque la señal analógica tiene infinitos niveles y la señal digital tiene niveles finitos. Lo que hace la cuantificación, es convertir una sucesión de muestras de amplitud continua en una sucesión de valores discretos preestablecidos según el código utilizado. Durante el proceso de cuantificación se mide el nivel de tensión de cada una de las muestras, obtenidas en el proceso de muestreo, y se les atribuye un valor de amplitud, seleccionado por aproximación dentro de un margen de niveles previamente fijado. Los valores preestablecidos para ajustar la cuantificación se eligen en función de la propia resolución que utilice el código empleado durante la codificación. Si el nivel obtenido no coincide exactamente con ninguno, se toma como valor el inferior más próximo. En este momento, la señal análoga, sin olvidar puede tomar cualquier valor, se convierte en una señal digital, ya que los valores que están preestablecidos, son finitos. No obstante, todavía no se traduce al sistema binario. La señal ha quedado representada por un valor finito que durante la codificación, que es el siguiente proceso de la conversión analógico digital, será cuando se transforme en una sucesión de ceros y unos. Así pues, la señal digital que resulta tras la cuantificación es diferente a la señal eléctrica analógica que la originó, algo que se conoce como Error de cuantificación, el error de cuantificación se interpreta como un ruido añadido a la señal tras el proceso de decodificación digital [5] Codificación El objetivo de la codificación es obtener una representación eficiente de los símbolos del alfabeto fuente. Para que la codificación sea eficiente es necesario tener un conocimiento de las probabilidades de cada uno de los símbolos del alfabeto fuente. El dispositivo que realiza esta tarea es el codificador de la fuente. Este codificador debe cumplir el requisito de que cada palabra de código debe decodificarse de forma única, de forma que la secuencia original sea reconstruida perfectamente a partir de la secuencia codificada, una señal es digital si consiste en una serie de pulsos de tensión. Para datos digitales no hay más que codificar cada pulso como bit de datos. En una señal unipolar (tensión siempre del mismo signo) habrá que codificar un 0 como una tensión baja y un 1 como una tensión alta o viceversa, en una señal bipolar (positiva y negativa), se codifica un 1 como una tensión positiva y un 0 como negativa o viceversa, la razón de datos de una señal es la velocidad de transmisión expresada en bits por segundo, a la que se transmiten los datos. La razón de modulación es la velocidad con la que cambia el nivel de la señal, y depende del esquema de codificación elegido. Un aumento de la razón de datos aumentará la 128

155 razón de error por bit. Un aumento de la relación señal-ruido (S/N) reduce la tasa de error por bit. Un aumento del ancho de banda permite un aumento en la razón de datos; para mejorar las prestaciones del sistema de transmisión, se debe utilizar un buen esquema de codificación, que establece una correspondencia entre los bits de los datos y los elementos de señal. Factores a tener en cuenta para utilizar un buen sistema de codificación [9] Compresión Después de la codificación la señal que se obtiene es de difícil transmisión ya que contiene gran información y se necesitaría una tasa bastante alta, lo que dificultaría el proceso; es por eso que se debe comprimir la señal, eliminando la redundancia de información inútil, disminuyendo la tasa de transmisión, lo siguiente en este proceso es la protección de la señal contra la interferencia y el ruido, y la inclusión de redundancia para el control de errores, todo esto de una forma sencilla para la comprensión del receptor, entonces se denomina compresión de datos al conjunto de técnicas que permiten que un conjunto de datos de una determinada longitud pueda ser reducido en su tamaño, sin alterar el significado de la información que contiene. Hay dos tipos de compresión: Lógica: se trata de reducir los datos desde el momento del diseño. Física: proceso de reducción de la cantidad de datos antes de poner los datos en el medio de transmisión y deshacer el proceso en el receptor. Tiene en cuenta la frecuencia de ocurrencia de los caracteres. La compresión modifica la velocidad de transferencia de información y además reduce la probabilidad de que se produzcan errores durante la transmisión a través de un canal con ruido. [9] Conversor análogo-digital En esta etapa es donde los receptores para IBOC se empiezan a distanciar de los receptores analógicos tradicionales, aquí la señal filtrada es convertida íntegramente en digital con el conversor A/D, lo que podría resultar confuso porque siempre se ha considerado en la onda híbrida a la señal FM tradicional como la porción analógica y a la información digital IBOC que se encuentra en las bandas laterales modulada en OFDM como la porción digital, pero se la considera como una señal analógica que contiene valores específicos asociados con cada instante de tiempo, estos valores son el resultado de la combinación de la señal de FM con la de OFDM en ese instante. La conversión que se la hace a la señal híbrida en este conversor debe ser a una frecuencia lo bastante alta para poder evitar el aliasing, efecto que ocurre cuando las muestras periódicas de una señal pueden ser interpretadas como las muestras de dos 129

156 señales muy diferentes y por lo tanto son ambiguas, esto se puede dar por que la frecuencia de muestreo de una señal sinusoidal es demasiado baja. Para evitar el aliasing se necesita un filtrado antes del muestreo y luego utilizar una frecuencia del doble de ancho de banda con la que se muestrea (FM por lo menos 1100KHz), resultando en un rango dinámico suficiente [5] Mezclador La porción analógica de la señal híbrida de FM después de ser demodulada se la convierte en una señal PCM, al igual que la salida del decodificador de audio para la señal digital, de aquí en adelante sabemos que las dos señales que tenemos son digitales, pero para hacer una diferencia primero definiremos la analógica y digital. Cuando las señales que entran son la señal analógica y el audio MPS, el mezclador no tiene ningún problema, ya que se trata del mismo audio, para este efecto las señales son alineadas en tiempo y así son mezcladas produciendo que el oyente no pueda detectar ningún eco, o algún otro sonido, lo único que se puede notar es una mejora en calidad de audio cuando se mezcla de análogo a digital. En el caso de que la mezcla se la pretenda con el audio SPS, esta no se puede dar porque en la señal analógica no existe este tipo de datos. [2] En la cabecera de cada PDU MPS existen 5 bits que son utilizados para definir la ganancia que el receptor puede aplicar a la señal de audio de IBOC híbrido, con el fin de que el oyente no pueda notar diferencias en el nivel, entre las señales analógicas y digitales, cuando este se encuentra mezclando; estos bits definen un rango que va desde -8dB a 7dB. En el mezclador se cumplen dos funciones importantes; la primera permitir el ajuste de un flujo de audio MPS y hacerlo instantáneo para el oyente, porque la señal analógica puede enviarse inmediatamente al altavoz después del ajuste, pero el usuario puede oír después del procesamiento y almacenamiento de la porción digital de la señal IBOC hasta que se complete y se encuentre disponible en la salida del decodificador; la segunda función es que en señales híbridas donde la porción digital cuenta con una baja potencia y la porción analógica que la acompaña cuenta con una potencia alta, el mezclador activa en el receptor el desvanecimiento de esta señal analógica en el borde de la cobertura digital. Es por causa de este bloque que en la estación transmisora se debe retrasar el audio analógico, si no se hiciera así el audio analógico entraría muy por delante del audio digital que sale del decodificador, dificultando el hacer la mezcla; si el sistema se diseñaba sin considerar el retardo entre señales, no le creaba problemas a los receptores que aun sean analógicos, pero para los receptores digitales se hubiera presentado un silencio de unos segundos antes de obtener audio, cada vez que sintonizaban la emisora deseada, el tener este retardo entre las señales analógicas y digitales nos crean la posibilidad de tener diversidad en la recepción, y cuando una de ellas tenga interrupciones la otra tomara el relevo. [2] 130

157 A la salida de este bloque ya se sigue la parte tradicional con un convertidor digitalanalógico que prepara la señal para un amplificador de potencia para que pueda ser oída por medio de los altavoces que se incluyen, estos bloques no contienen especificaciones diferentes y distintas a lo ya establecido con anterioridad. Acotando algo más, se sabe que la mayor parte de los tiempos de procesamiento en los receptores IBOC son fijos, a excepción de los que se involucran en la decodificación del audio, y es por esto que la longitud de los paquetes que contienen el audio es variable [2]. 4.2 Propuesta de Norma Técnica para Radiodifusión digital AM IBOC Banda de Frecuencias Para un uso más eficiente del espectro, se tiene la necesidad de que las tecnologías analógicas y digitales operen en la misma banda de frecuencia, siendo este uno de los principales objetivos de la propuesta hacia la tecnología digital IBOC, en la que para el servicio de radiodifusión de Amplitud Modulada híbrida y digital AM, IBOC opera en la misma banda de 525 a khz aprobada en el Plan Nacional de Distribución de Frecuencias de Radiodifusión y Televisión 37, con un canal asignado de la radio estación: ESTACIÓN CLASE A: Es aquella destinada a cubrir extensas áreas de servicio primario y secundario, y que está protegida por lo tanto contra interferencias objetables. ESTACIÓN CLASE B: Aquella destinada a cubrir dentro de su área de servicio primaria a uno o varios centros de población y las áreas rurales contiguas a los mismos, y que está protegida por lo tanto a interferencias objetables. ESTACIÓN CLASE C: Destinada a cubrir, con parámetros restringidos, dentro de su área de servicio primaria a uno o varios centros de población y las áreas rurales contiguas a los mismos, y que está protegido contra interferencias objetables. ESTACIÓN CLASE D: Destinada a cubrir, con parámetros restringidos dentro de su área de servicio primaria a una ciudad, población o comunidad, 37 Ver Anexo C 131

158 y que está obligada por lo tanto a implementar los mecanismos para garantizar la operación de las mismas libres de interferencias objetables. MODO HÍBRIDO: Modo inicial del sistema AM IBOC que adiciona capacidad de audio digital a la señal AM por medio de la inserción de bandas laterales digitales por encima, debajo y dentro de la señal AM analógica. MODO COMPLETAMENTE DIGITAL: Es el modo final del sistema AM IBOC que incrementa la capacidad de datos por medio del incremento de la potencia de la señal y un ajuste del ancho de banda de las bandas laterales para minimizar la interferencia por canal adyacente. Además utiliza cuatro particiones de frecuencia y no utiliza portadora analógica Banda para frecuencias auxiliares Estas bandas son destinadas para enlaces de servicios fijo y móvil. Como se encuentra mencionado en la Norma Técnica Reglamentaria, son aquellas que permiten circuitos de distribución primaria a transmisores y recolección de información, mediante enlaces terrestres, satelitales y otros destinados a la transmisión de programación o comunicación. La estación emisora, al cambiar de modo analógico a híbrido o completamente digital, entonces también estos enlaces deberán ser implementados con tecnología completamente digital. [14] Canalización en las bandas de Radiodifusión La UIT ha dividido al mundo en tres regiones, Ecuador se encuentra en la región 2, las bandas se han designado en orden creciente, las cuales para la radiodifusión AM, FM y TV son las siguientes: Rango de Frecuencias Designación Usos 300 [KHz] a 3 [MHz] MF (Medium Frequency) Radio AM 3 [MHz] a 30 [MHz] HF (High Frecuency) 30 [MHz] a 300 [MHz] VHF (Very High Frecuency) Radio FM y TV 300[MHz] a 3 [GHz] UHF (Ultra High Frecuency) TV Tabla 33: Espectro radioeléctrico para radiodifusión 38 En el Ecuador se han establecido 118 canales separados cada uno con 10 khz. Según la Superintendencia de Telecomunicaciones las estaciones que operen en Amplitud Modulada deben tener los siguientes niveles de potencia: Estaciones Nacionales, la potencia mínima superior es de 10 kw. 38 Ver Anexo D 132

159 Para las estaciones regionales se ha convenido en una potencia mínima de 3 kw y una potencia máxima de 10 kw. Estaciones locales con 3 kw como máximo. El mínimo de potencia de las estaciones AM locales en las capitales de provincia y otras ciudades cuya población sobrepase los cincuenta mil habitantes, será de 1 kw. En las poblaciones que no lleguen a la cantidad citada, la potencia máxima será de 500W. [14] Las emisoras en bandas AM se clasifican según su frecuencia de operación y ámbito de cobertura en: Nacionales: KHz Regionales: KHz Locales: KHz CANAL FRECUENCIA [KHz] CANAL FRECUENCIA [KHz] CANAL FRECUENCIA [KHz] CANAL FRECUENCIA [KHz) Tabla 34: Canalización de la banda AM IBOC [14] 133

160 4.3 Distribución de Frecuencias Se establecen ocho grupos para la distribución y asignación de frecuencias en el territorio nacional. Estas frecuencias están separadas 80 KHz de las frecuencias del mismo grupo. Los grupos GA1 a GA6 con 15 frecuencias & GA7 y GA8 con 14 frecuencias (ver tabla 35). Para la asignación de canales adyacentes que servirán a una misma zona geográfica se tendrá una separación entre estaciones de la misma zona de mínimo 20 KHz.La distribución de frecuencias se hará por zonas geográficas, así, se minimiza la interferencia por canal adyacente. Estas zonas corresponden a: cantones por provincia, provincias completas, integración de una provincia con cantones de otra provincia o unión de provincias. La distancia entre frecuencias centrales es de 20 khz, usando los grupos GA2, GA4, GA6 y GA8; con lo que se requiere realizar una nueva distribución en esta banda y el análisis de las potencias autorizadas para evitar interferencias por cocanal y canal adyacente. Si existe este tipo de interferencias por la redistribución de las frecuencias, se implementará la utilización de los grupos de frecuencia restantes, esto es, GA1, GA3, GA5 y GA7. La porción de frecuencias de a khz no ha sido utilizada hasta ahora y no consta en la mayoría de receptores analógicos. De esta manera este rango puede ser designado para transmisiones híbridas y digitales, así como para pruebas previas a la implementación de esta norma. La distancia mínima de frecuencias o canales para garantizar que los valores de intensidad de campo establecidos en la norma se cumplan por parte de las estaciones sin que ocurran interferencias, son determinadas por las relaciones de protección entre estaciones, llegando a 20 db entre estaciones cocanal y entre canales adyacentes de 8dB. Estos valores son estipulados y recomendados por la UIT para tener una transmisión libre de interferencias. [13] 4.4 Área de Servicio Circunscripción geográfica en la cual una estación irradia su señal en los términos y características técnicas contractuales, observando la relación de protección y las condiciones de explotación. Área de Cobertura Principal Ciudad o poblados, específicos, cubiertos por irradiación de la señal IBOC en la banda de AM, con características detalladas en el respectivo contrato de concesión. 134

161 A1 A2 A3 CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA6-15 A7 A8 CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA8-14 Tabla 35: Agrupamiento de frecuencias para la banda AM IBOC 135

162 Área de Cobertura Secundaria o de Protección La que corresponde a los alrededores de la población señalada como área de cobertura principal, que no puede ni debe rebasar los límites de la respectiva zona geográfica. No se requerirá de nueva concesión cuando dentro de una misma provincia se reutiliza la frecuencia concedida para mejorar el servicio de área de cobertura secundaria. Área de Cobertura Autorizada Superficie que comprende el área de cobertura principal más el área de cobertura secundaria. Las áreas de cobertura que se encuentren definidas, podrán ampliarse en la misma zona geográfica a favor del mismo concesionario, mediante la reutilización de frecuencias. [13] 4.5 Asignación de Frecuencias El CONATEL asignará las frecuencias, previo informe técnico de la SUPTEL, emitido en base a los parámetros de esta norma técnica, observando la disponibilidad de canales y el Plan Nacional de Distribución de Frecuencias, además de un análisis de interferencias y la ubicación del transmisor. Para la fase de asignaciones la realizará de acuerdo a distintos criterios, los cuales son los siguientes en orden de importancia: antigüedad de la solicitud, objetivo de la estación (necesidad por catástrofes naturales, cobertura a lugares desatendidos, valores culturales, educación y desarrollo agropecuario), si es una estación local o nacional y la innovación tecnológica que propone, esta última también toma en cuenta la utilización de la radiodifusión digital. Todo concesionario podrá reutilizar un cocanal en una misma zona geográfica para cubrir su provincia con repetidoras. El intercambio de frecuencia con concesionarios o cambio por otra frecuencia disponible es factible únicamente con una solicitud y autorización del CONATEL. Todo concesionario puede solicitar al CONATEL el cambio de frecuencia a otra disponible, siempre que se observe lo establecido en esta norma. [16] Ancho de Banda Frecuencia de Banda Base para Audio Separación entre portadoras Porcentaje de Modulación Nivel de ruido de la portadora Relación señal a ruido Potencia de operación o potencia efectiva radiada (PER) Modo híbrido: khz con tolerancia de 5% Modo Completamente Digital: khz con tolerancia de 5% Desde 50 Hz hasta 5 khz. Determinada por los grupos de frecuencias correspondientes a cada zona geográfica Sistemas monofónicos o estereofónicos = 100%. Sistemas monofónicos o estereofónicos con sub-portadoras digitales de 90% a 100%. El nivel de ruido 45 db por debajo del nivel que produce la señal. El BER (Bit error rate) es de 1 x 10-4 lo que constituye que las pruebas a realizarse deberán estar diseñadas para un máximo de 1 bit por cada se encuentre erróneo. La estación Clase A tendrá una potencia de no más de 100 kw en el día o 50 kw en la noche y operará con una potencia de mínimo 10 kw. 136

163 Tolerancia de frecuencia Distorsión Armónica Estabilidad de la potencia de salida Protecciones contra Interferencias Niveles de Emisión no esenciales Intensidad de Campo La estación Clase B es aquella con potencia máxima de 10 kw y mínima de 3 kw la estación Clase C se tendrá una potencia máxima de 3 kw La potencia mínima para estaciones que operen para cubrir capitales de provincia o donde existan más de 100,000 habitantes será de 1 kw. De lo contrario, para estaciones cuyos habitantes no sobrepasen este valor será de 500 W. La variación de frecuencia admisible máxima para la portadora principal será de ±10 Hz. La distorsión armónica total de audiofrecuencia desde las terminales de entrada de audio del transmisor hasta la salida del mismo, no debe exceder el 5% con una modulación del 100% para frecuencias entre 20 Hz y 5 khz. Los dispositivos a instalarse compensarán las variaciones excesivas de la tensión de línea u otros, y no debe ser menos al 95%. La generación de interferencias, y la óptima implementación de equipos para atenuarlas es completamente responsabilidad del concesionario que deben atenuar las interferencias en por lo menos 80 db. Estos niveles deben atenuarse con 80 db como mínimo por debajo de la potencia media del ancho de banda autorizado y con una modulación del 100%. Valores promedios a diez metros sobre el nivel del suelo, por medio de un muestreo de cinco puntos de referencia como mínimo. En el borde del área de cobertura principal mayor o igual a 54 dbuv/m En el borde del área de cobertura secundaria o de protección menor o igual a 30 dbuv/m. En otras zonas geográficas menor a 30 dbuv/m. Una componente digital del modo híbrido interferido por un modo híbrido Interferente híbrido Audio Núcleo Audio Mejorado [db] [db] Cocanal Primer canal adyacente Segundo canal adyacente Componente digital del modo híbrido interferido por un modo completamente digital. Relaciones de protección señal deseada/señal no deseada Interferente híbrido Audio Núcleo Audio Mejorado [db] [db] Cocanal Primer canal adyacente Segundo canal adyacente Componente digital del modo híbrido interferido por un modo completamente digital. Interferente digital Audio Núcleo Audio Mejorado [db] [db] Cocanal Primer canal adyacente -23/-29-23/-29 Segundo canal adyacente - - Tabla 36: Características Técnicas [14] 137

164 4.6 Propuesta de Norma Técnica para Radiodifusión Digital FM IBOC Banda de Frecuencias En el servicio de radiodifusión de Frecuencia Modulada híbrida y digital FM IBOC, se establece la banda de frecuencias de 88 a 108 MHz aprobada en el Plan Nacional de Distribución de Frecuencias de Radiodifusión y Televisión Modo Híbrido extendido Segundo de tres modos del sistema FM IBOC que incrementa la capacidad de datos aumentando portadoras adicionales más cerca de la señal analógica patrón. Este modo ha aumentado dos particiones de frecuencia alrededor de la portadora analógica Banda para Frecuencias Auxiliares Estas bandas son destinadas para enlaces de servicios fijo y móvil. Como se encuentra mencionado en la Norma Técnica Reglamentaria, son aquellas que permiten circuitos de distribución primaria a transmisores y recolección de información, mediante enlaces terrestres, satelitales y otros destinados a la transmisión de programación o comunicación. La estación emisora, al cambiar de modo analógico a híbrido o completamente digital, estos enlaces también deberán ser implementados con tecnología completamente digital Canalización en las Bandas de Radiodifusión Se establecen 100 canales con una separación de 200 khz numerados del 1 al 100, iniciando el llamado canal 1 en 88.1 MHz y finalizando en el canal 100 que corresponde a MHz (ver tabla 37) Grupos de Frecuencias Se establecen seis grupos para distribución y asignación de frecuencias en el territorio Nacional, la separación entre frecuencias del mismo grupo es de 1200 khz. Los grupos GF1 al GF4 con 17 frecuencias y GF5 y GF6 con 16 frecuencias (ver tabla 38). 138

165 Canal Frecuencia Canal Frecuencia Canal Frecuencia Tabla 37: Canalización de la banda FM IBOC 139

166 F1 F2 F3 CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NÚMERO CANAL FRECUENCIA NUMERO GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF3-17 F4 F5 F GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF GF6-16 Tabla 38: Agrupamiento de frecuencias para la banda FM IBOC 140

167 4.6.2 Distribución de Frecuencias La distribución de frecuencias será de acuerdo a las zonas geográficas establecidas en la Norma Técnica Reglamentaria de Frecuencia Modulada. Cuando se inicie el proceso de digitalización en una zona geográfica, esto es, con transmisiones en modo híbrido la nomenclatura del canal respectivo será cambiada como dicta la tabla 39. De la misma manera se cambiará esta nomenclatura al finalizar el proceso y realizar transmisiones digitales. La nomenclatura corresponde a lo siguiente: Primera letra: H = híbrido, D = digital. Segunda letra: F = parte de provincia, T = totalidad de provincia, M= más de una provincia forma la zona geográfica, N = frecuencia de carácter nacional solo para modo digital. Tercera letra: Provincia principal que forma la zona geográfica. Numeral: Cuando se forma un sub grupo dentro de la misma provincia. ZONAS GEOGRÁFICAS MODO ANALÓGICO PROVINCIAS GRUPO DE FRECUENCIAS MODO HÍBRIDO MODO DIGITAL FA001 AZUAY,CAÑAR 1/3/5 HM-A1 DM-A1 FB001 BOLÍVAR 6 HT-B1 DT-B1 FC001 CARCHI 1/3 HT-C1 DT-C1 FD001 ORELLANA 1 HT-D1 DT-D1 FE001 ESMERALDAS 4/6 HF-E1 DF-E1 FG001 SUBZONA 1 (GUAYAS) 1/3/5 HF-G1 DF-G1 FG002 SUBZONA 2 (GUAYAS) 1/3/5 HF-G2 DF-G2 FJ001 IMBABURA 2/6 HT-J1 DT-J1 FL001 LOJA 2/5 HT-L1 DT-L1 FM001 MANABÍ 1/3/5 HF-M1 DF-M1 FN001 NAPO 1 HT-N1 DT-N1 FO001 EL ORO 2/4/6 HM-01 DM-01 FR001 LOS RÍOS 2/4/6 HM-R1 DM-R1 FP001 SUBZONA 1 (PICHINCHA) 1/3/5 HF-P1 DF-P1 FP002 SUBZONA 2 (PICHINCHA) 1/3/5 HF-P2 DF-P2 FS001 MORONA SANTIAGO 1 HT-S1 DT-S1 FT001 COTOPAXI/TUNGURAHUA 1/3/5 HM-T1 DM-T1 FH001 CHIMBORAZO 1/3/5 HF-H1 DF-H1 FU001 SUCUMBÍOS 1/3 HT-U1 DT-U1 FX001 PASTAZA 6 HM-X1 DM-X1 FY001 GALÁPAGOS 4 HT-Y1 DT-Y1 FZ001 ZAMORA CHINCHIPE 3 HT-Z1 DT-Z1 Tabla 39: Estructuración y distribución de zonas geográficas [14] 141

168 La Distancia Mínima entre Frecuencias o Canales garantiza que los valores de intensidad de campo establecidos en la norma se cumplan por parte de las estaciones sin que ocurran interferencias. Se tomará como referencia lo estipulado en la Propuesta de la Norma Técnica para radiodifusión digital AM IBOC. Ancho de Banda Frecuencia de Banda Base para Audio Separación entre portadoras Porcentaje de Modulación Nivel de ruido de la portadora Relación señal a ruido Potencia de operación o potencia efectiva radiada (PER) Tolerancia de frecuencia Distorsión Armónica Estabilidad de la potencia de salida Protecciones contra Interferencias Niveles de Emisión no esenciales Intensidad de Campo Relaciones de protección señal deseada/señal no deseada Modo híbrido, hibrido extendido y completamente digital: khz Desde 50 Hz hasta 15 khz. Determinada por los grupos de frecuencias correspondientes a cada zona geográfica Sistemas monofónicos o estereofónicos = 100%. Sistemas monofónicos o estereofónicos con sub-portadoras digitales de 90% a 100%. El nivel de ruido 45 db por debajo del nivel que produce la señal. El BER (Bit error rate) es de 1 x 10-4 lo que constituye que las pruebas a realizarse deberán estar diseñadas para un máximo de 1 bit por cada se encuentre erróneo. Las potencias efectivas radiadas no excederán de aquellas que se requieran para cubrir los valores máximos autorizados de intensidad de campo en el área de cobertura autorizada. Por sus características y cercanía a zonas pobladas, las estaciones de baja potencia tendrán un PER de 250 W como máximo. Valores promedios a diez metros sobre el nivel del suelo, por medio de un muestreo de cinco puntos de referencia como mínimo. En el borde del área de cobertura secundaria o de protección menor o igual a 30 dbuv/m. En otras zonas geográficas menor a 30 dbuv/m Para estaciones de baja potencia y de servicio comunal, en el área de cobertura principal de menor o igual a 43 dbuv/m y en otras zonas geográficas de menor a 30 dbuv/m. La variación de frecuencia admisible máxima para la portadora principal será de ±2 Hz. La distorsión armónica total de audiofrecuencia desde las terminales de entrada de audio del transmisor hasta la salida del mismo, no debe exceder el 0.5% con una modulación del 100% para frecuencias entre 50 Hz y 15 khz. Los dispositivos a instalarse compensarán las variaciones excesivas de la tensión de línea u otros, y no debe ser menos al 95%. La generación de interferencias, y la óptima implementación de equipos para atenuarlas es completamente responsabilidad del concesionario que deben atenuar las interferencias en por lo menos 80 db. Estos niveles deben atenuarse con 80 db como mínimo por debajo de la potencia media del ancho de banda autorizado y con una modulación del 100%. Valores promedios a diez metros sobre el nivel del suelo, por medio de un muestreo de cinco puntos de referencia como mínimo. En el borde del área de cobertura principal mayor o igual a 54 dbuv/m En el borde del área de cobertura secundaria o de protección menor o igual a 30 dbuv/m. En otras zonas geográficas menor a 30 dbuv/m. En canal único de 30 dbu, en el primer canal adyacente de 6 dbu y de segundo canal adyacente de -25 dbu. Tabla 40: Características Técnicas [14] 142

169 4.7 Servicios Servicios sin costo Los servicios que no representan costo alguno al usuario y una desde la implementación del modo híbrido e híbrido extendido, será la transmisión de datos que indiquen: 1. Nombre de la Estación. 2. Título de la Canción. 3. Nombre del intérprete. 4. Teléfono de la estación. Además de los anteriores, es obligación de la radio estación proveer información necesaria en caso de emergencia o catástrofe Servicios Pagados Los servicios pagados serán instalados una vez el proceso de digitalización sea completado, es decir, se encuentre en el modo completamente digital serán los siguientes: 1. Cualquier información que sea enviada vía celular por medio de SMS (Short Message Service). 2. Información climatológica y de tráfico y cualquier información que normalmente no se escucha en emisoras. El costo por estos servicios o propuestas de costo para estos servicios, así como las modificaciones en este punto, estarán a cargo de los organismos gubernamentales como son la SUPERTEL y el CONATEL. 4.8 Incumplimientos y Sanciones Es una infracción técnica de tipo IV del Reglamento a la Ley de Radiodifusión y Televisión el incumplimiento de las disposiciones impartidas respecto al reordenamiento de frecuencias y del respectivo plan. Si se llegaren a descubrir incumplimiento se suspenderán las emisiones hasta que se realicen las correcciones correspondientes. Los canales y frecuencias asignados, así como el número correspondiente no serán modificados ni alterados sin aprobación del CONATEL. El plan de reubicación de frecuencias de las bandas AM/FM que llegare a aprobarse por el CONATEL, será parte sustancial de la presente norma y se ejecutará en un plazo de 90 días, con participación de la SUPERTEL. Cuando se haya realizado la reubicación de frecuencias, las interferencias que existieren por excesos de potencia 143

170 o patrones de radiación no definidos, se solucionarán estableciendo potencias efectivas radiadas máximas desde donde se encuentran instalados los transmisores. La resolución emitida por el CONATEL será razonada y tendrá carácter obligatorio para los concesionarios. Las modificaciones en los parámetros técnicos en las concesiones afectados por la presente norma, incluyendo el cambio de frecuencia, serán dispuestas mediante resolución del CONATEL, registradas por la Superintendencia de Telecomunicaciones y notificadas oficialmente al concesionario para que proceda a la respectiva modificación del contrato, conforme lo dispone el último inciso del Art. 27 en vigencia de la Ley de Radiodifusión y Televisión. 144

171 CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 Introducción El reto por optimizar el recurso limitado del espectro electromagnético, promovido por los gobiernos y las recientes investigaciones realizadas por profesionales en las telecomunicaciones, indican que los sistemas de comunicación aplicados para voz y audio con características técnicas limitadas y con una baja eficiencia, (principalmente en utilización de espectro y gran potencia), sean sujetos de análisis para su digitalización; en contra parte se tiene que los sistemas analógicos han acompañado a las comunidades e investigadores, brindando una alta penetración a un bajo costo de implementación. La tecnología digital ha evolucionado rápidamente, entre ellos los sistemas de transmisión de video que técnicamente son más complejos. Para la transmisión de voz y video se han desarrollados sistemas híbridos basados en VoIP que hacen uso de sistemas digitales, sin embargo un sistema digital al 100% no se ha homologado. En este ámbito Ecuador ha avanzado poco y es algo que en los próximos años será de vital importancia para la población. 145

172 5.2 Conclusiones Conclusión de la situación actual de la Radiodifusión en el Ecuador. 1. En el ámbito de los servicios de las telecomunicaciones, se hace una comparación, entre el sector de la radiodifusión, televisión, sistemas de audio y video por suscripción (televisión por cable, codificado terrestre y satelital), como resultado de esta comparación se tiene el predominio de las estaciones de radiodifusión con un 58% del total de estaciones existentes de todos los servicios de telecomunicaciones autorizados a nivel nacional. 2. Respecto al análisis del número de estaciones de radiodifusión a nivel nacional, se concluye que predomina las estaciones de radiodifusión FM con un 80.65%, frente a las estaciones de Onda Corta y AM. Dentro de este mismo análisis se indica que del total de estaciones de radiodifusión FM, el 58,81% corresponde a estaciones Matriz y la diferencia a estaciones repetidoras, indicando de esta manera que la Banda de FM es la que debe ser más atendida. 3. Del total de estaciones de radiodifusión existente a nivel nacional distribuida por regiones, se indica que la región sierra predomina con un 52% del total de estaciones, seguido de la región costa con un 33% de estaciones de radiodifusión existente a nivel nacional. 4. En la región sierra la provincia del Azuay está ubicada en el segundo puesto con 18 estaciones de radiodifusión en la banda de AM, y en la banda de FM está ubicada en el primer lugar con 74 estaciones de radiodifusión del total de estaciones existente. 5. A nivel Nacional la clase de estación comercial privada predomina con un 83.7 % del total de estaciones de radiodifusión, seguido del servicio público con 14.6% y de estaciones comunitarias con 1.7%. 6. La radiodifusión en el Ecuador entre enero del 2012 y junio del 2013 ha tenido un decrecimiento aproximado de 2.05% del total de sus estaciones (de 1168 a 1148 estaciones), debido al cierre de las misma por el incumplimiento de la ley de radiodifusión en el ámbito regulatorio. 146

173 N Estaciones Resumen estadísticos de; servicios de radiodifusión y televisión, estaciones de radiodifusión por regiones estaciones de radiodifusión por tipos de categorías, comportamiento histórico de la radiodifusión, infracciones y sanciones, y resoluciones del CONATEL. La Superintendencia de Telecomunicaciones - SUPERTEL, es responsable del control técnico, operativo y de la administración de contratos de concesión y de autorización de frecuencias de las estaciones de radiodifusión, televisión y sistemas de audio y video por suscripción (televisión por cable, codificado terrestre y satelital), autorizados en el ámbito nacional. 1. La relación porcentual entre las estaciones de radiodifusión en comparación con los sectores de televisión, audio y video por suscripción, autorizadas en el ámbito nacional son las siguientes [1]: Servicio N Estaciones % Radio Difusión Sonora % Televisión abierta* % Audio y Video Suscripción** % Total O% ESTACIONES DE RADIODIFUSION, TELEVISION Y SISTEMAS DE AUDIO Y VIDEO POR SUSCRIPCION Audio&Video Suscripción* * 14% Radio Difusion Sonora 58% Televisión abierta* 28% O.C A.M FM -M FM -R TV-VHF TV-UHF TV - Cable TV-COD En el Ecuador, podemos decir que el sector de la radiodifusión, tiene el mayor porcentaje de estaciones frente a los otros servicios de telecomunicaciones. Además se observa el predominio de las estaciones de radiodifusión FM. [1] *Incluye autorizaciones TDT, **Incluye 4 sistemas AVS codificado satelital 147

174 2. La relación porcentual entre las estaciones de radiodifusión (Onda Corta Amplitud Modulada Frecuencia Modulada), autorizada y vigente a la fecha junio del 2013, a nivel Nacional son las siguientes: Servicio N Estaciones % Onda Corta OC 14 1,22% Radio Difusión Sonora AM ,13% Radio Difusión Sonora FM ,65% Total ,00% 1% 18% 81% Onda Corta OC Radio Difusion Sonora FM Radio Difusion Sonora AM El 80.65% corresponde a estaciones FM, muy superior a las de AM (18.13% y onda corta (1.22%), esto es por las facilidades de la tecnología y versatilidad de receptores en la audiencia [1]. 3. La relación porcentual entre las estaciones de radiodifusión de la banda FM, tanto Matrices como Repetidoras, son las siguientes [1]: Estaciones FM N Estaciones % Matriz ,81% Repetidora ,19% Total ,00% El 58.81% corresponde a estaciones matrices FM, y el restante 41.19% corresponde a repetidoras, autorizadas en el ámbito nacional, en este aspecto se nota como en la actualidad se requiere necesariamente de implementar una estación repetidora para ampliar el área de cobertura de una población, implicando el uso de otra frecuencia, lo que provoca la saturación del espectro. [1] 148

175 4. Resumen Estadístico de Estaciones de Radiodifusión Autorizadas en el Ámbito Nacional por Regiones, se tiene: En la banda de Amplitud Modulada (AM): Se aprecia que en la región Sierra predomina el número de estaciones de radiodifusión que las demás regiones. Radio Difusión N Estaciones % Sierra ,62% Costa 79 37,98% Oriente 5 2,40% Insular 0 0,00% Total ,00% 38% 2% 0% 60% Sierra Costa Oriente Insular En la banda de Frecuencia Modulada (FM): La región Sierra tiene el mayor número de estaciones (Matriz y Repetidoras) de radiodifusión a nivel Nacional. Matriz Radio Difusión N Estaciones % Sierra ,29% Costa ,90% Oriente 78 14,34% Insular 8 1,47% Total ,00% 14% 2% 33% 51% Sierra Costa Oriente Insular Repetidoras Radio Difusión N Estaciones % Sierra ,08% Costa ,81% Oriente 61 16,01% Insular 8 2,10% Total ,00% 16% 33% 2% 49% Sierra Costa Oriente Insular Las regiones con mayor cantidad de emisoras son las regiones de la Sierra y la Costa. La región de la Sierra tiene el 52% de todas de las estaciones de radiodifusión a nivel nacional, podemos ver en la siguiente gráfica. [1] 149

176 Estaciones N Estaciones N Estaciones 13% 1% 34% % Costa Sierra Oriente Insular 0 Costa Sierra Oriente Insular Esto demuestra la necesidad que tiene la población ecuatoriana por tecnología y mejor calidad en el servicio de la radiodifusión. La mayoría de estaciones optan hoy en día por el sistema FM debido a su mejor calidad de audio y es donde mayor cantidad de oyentes centran su atención. 5. Análisis Estadístico comparativo de las estaciones de Radiodifusión autorizadas en el Ecuador. La provincia del Azuay, es la segunda provincia con mayor número de estaciones de radiodifusión AM, actualmente cuenta con 18 estaciones Numero de Esatciones de Radiodifusion en la region Sierra AM Azuay Bolivar Cañar Carchi Chimborazo Cotopaxi Imbabura Loja Pichincha Santo Domingo Tungurahua La provincia del Azuay, es la primera provincia con mayor número de estaciones de radiodifusión, actualmente tiene 74 estaciones en la banda de FM. Numero de Estaciones de Radiodifusion en la region Sierra FM Azuay Bolivar Cañar Carchi Chimborazo Cotopaxi Imbabura Loja Pichincha Santo Domingo Tungurahua 150

177 Estaciones 6. Resumen Estadístico de tipos de Categorías de Estaciones de Radiodifusión Autorizadas en el Ámbito Nacional. 14% 2% Categorías de N Estaciones % Estación Comercial Privada ,7% Servicio Publico ,6% Comunitarias 20 1,7% Total % 84% Comercial Privada Servico Publico Comunitarias Se puede observar que el 83.7 % aproximadamente de estaciones de radiodifusión a nivel nacional están asignadas a la categoría comercial privada (Se contabiliza las estaciones matrices y repetidoras de radiodifusión de Onda Corta (OC), Amplitud Modulada (AM)). 7. En los siguientes cuadros estadísticos se puede observar el comportamiento de los Servicios de Radiodifusión en el periodo enero junio 2013[1]. Mes Onda Corta Amplitud Matrices Repetidoras Total O.C Modulada AM FM FM Radiodifusión Dic- del Junio del Variación Tasa % 0.0 % -2,37% 0,18% -0,26% -0,43% Variación del numero de estaciones de radiodifusion Periodo enero - junio ,00 0,00 1,00 0,00-2,00 1-1,00-4,00-6,00-5,00-5,00 Onda Corta O.C Amplitud Modulada AM Matrices FM Repetidoras FM Total Radiodifusion Se observa el incremento de una estación matriz de frecuencia modulada FM, la reducción de una repetidora de FM y 5 estaciones de amplitud modulada AM, este decrecimiento ha sido causa a devoluciones voluntarias o reversiones de frecuencias dispuestas por Organismo Regulador. [1] 151

178 N ESTACIONES 8. Porcentualmente el crecimiento del número de estaciones de los servicios de radiodifusión, televisión abierta así como audio y video por suscripción a nivel nacional, durante el periodo 1996 Diciembre 2012, se detalla a continuación: Periodo Radiodifusión Televisión Abierta Audio y Video por Suscripción jum Variación Tasa % 38,15% 137,23% 138,94% Durante este periodo, el número de estaciones radiodifusión crecieron un 38%, la televisión abierta creció en un 137%, y los sistemas de audio y video por suscripción reflejan un crecimiento del 139%. Se observa que el número de estaciones de los servicios de radiodifusión de onda corta y amplitud modulada han decrecido considerablemente, situación que obedece a reversiones y/o devoluciones de las frecuencias concesionadas al estado, dispuestas por el Organismo de Regulación; además se debe al desarrollo de la radiodifusión FM y la televisión. Mes Onda Corta O.C Amplitud Modulada AM Frecuencia Modulada FM(M/R) Televisión VHF- UHF (M/R) Televisión por Cable TV Codificada Terrestre 1996/ Jun Variación Tasa % -72,55% -32,90% 96,19% 137,23% 216,46% -41,18% Variacion del N de estaciones de radiodifusion y Television Periodo junio Onda Corta O.C Television VHF-UHF (M/R) Amplitud Modulada AM Television por Cable Freciencia Modulada FM(M/R) TV Codificada Terrestre 152

179 N DE ESTACIONES Estaciones Comportamiento Histórico de la Radiodifusión, periodo 1996 junio 2013 El número de estaciones se han incrementado notablemente en un lapso de seis años y se ha mantenido por otros cinco años, posteriormente se ha decrementado en un 2.05 % hasta la actualidad. Comportamiento Histórico del número de Estaciones de Radiodifusión Onda Corta O.C Amplitud Modulada AM Radiodifusion FM (M/R) Total Radiodifusion Existe un decrecimiento del 73 % en las estaciones de Radiodifusión de Onda Corta, en lo referente a la banda de Amplitud Modulada, ha tenido un decrecimiento del orden del 33%. Así como también ha existido un crecimiento importante de las estaciones de radiodifusión en frecuencia modulada (FM), esto es del 96%, que se explica por la flexibilidad y versatilidad de los equipos que incorporan una tecnología de mayor desarrollo que la tecnología utilizada por las estaciones de amplitud modulada AM y onda corta OC, cuya infraestructura es compleja, costosa y de tecnología obsoleta. O nd a C or t a O. C

180 N ESTACIONES N ESTACIONES A m p l i t u d M od ul a d a A M R a d i od i f u s i o n F M ( M / R ) Estadísticas de evolución de juzgamientos sobre infracciones y sanciones a los servicios de radiodifusión y televisión, periodo En la gráfica se observa, que el sector de la Radiodifusión es uno de los sectores de las telecomunicaciones con mayor número de juzgamientos por infracciones, con un promedio de infracciones por año. Servicio jun-13 Radiodifusión Televisión Abierta Audio y Video por Suscripción Total

181 n juzgamientos N de Juzgamiento jun-13 Radidifusion Television Abierta Audio y Video por Suscripcion Fuente: Sistema de Juzgamientos y sanciones jun-13 Radidifusion Television Abierta Audio y Video por Suscripcion [1] Estadísticas referentes a la administración y gestión de los servicios de radiodifusión y televisión a nivel Nacional. La Dirección Nacional de Gestión y Control de Radiodifusión y Televisión, como administradora del espectro radioeléctrico para los servicios de radiodifusión y televisión de conformidad con las atribuciones de la Superintendencia de Telecomunicaciones en los literales a), b), y c) del artículo enumerado 5.6 de la ley de radiodifusión y televisión, durante el periodo enero-junio de 2013, informa que: [2] [1] Fuente y Elaboración: Dirección Nacional de Gestión y Control de Radiodifusión Televisión. [2] 155

182 Resoluciones 1. En la administración de contratos de radiodifusión y televisión, se observa se han elaborado 13 nuevos contratos de concesión de frecuencias, y se ha autorizado 4 concesiones temporales. Contratos de Concesión y Modificaciones Cantidad Contratos de concesión de frecuencias 13 Contratos modificatorios 17 Contratos de autorización de Sistemas TV por cable 2 Total nuevos Contratos Suscritos 32 Autorizaciones Temporales de Estaciones de Radiodifusión y Televisión Cantidad Radiodifusión Sonora 4 Televisión Abierta 10 Audio y Video por Suscripción - Total de Autorizaciones Temporales El número de Resoluciones Remitidas por el CONATEL de los servicios de radiodifusión y televisión, en el periodo enero - junio 2013, indica en base a la representación gráfica, que la radiodifusión es el sector más atendido a nivel nacional. Por Servicios Radiodifusión Televisión Televisión Resoluciones Abierta por Suscripción Administrativas Generales Total N de resoluciones de CONATEL Radiodifusión Television Abierta Television por Suscripcion Resoluciones Administrativas Generales Total 13% 17% 50% 20% Radiodifusion Television por Suscripcion Television Abierta Resoluciones Administrativas Generales [1] 156

183 Estaciones 3. El resultado estadístico por Tipos de resolución emitidas por el CONATEL, son de 29 resoluciones de nuevas concesiones, además se tienen tres resoluciones por devolución y 15 por renovación a nivel nacional. Concesiones Autorización Temporal Radiodifusión Devolución Modificatorios Renovaciones Otros Total Número de resoluciones del Conatel Concesiones Autorizacion Temporal Devolucion Modificatorios Renovaciones Otros 22% 40% 21% 7% 4% 6% Concesiones Autorizaciom Temporal Devolucion Modificatorios Renovaciones Otros Tipos de infracción en los servicios de radiodifusión, reporte a junio 2013 (SUPERTEL). 1. Banda AM y FM: Clase I: Infracciones obtenidas por faltar al Reglamento General a la Ley de Radiodifusión y Televisión Artículo 80 y Clase II: Infracción Técnica por operar con características diferentes a las autorizadas por la Superintendencia de Telecomunicaciones. 157

184 ene-13 feb-13 mar-13 abr-13 may-13 jun-13 Onda Corta Amplitud Modulada Frecuencia Modulada TV - Abierta TV - por Cable Codificacion Satelital Codificacion Terrestre Analizando las estadísticas se observa que el sector de la radiodifusión en la banda FM es la que tiene más infracciones durante el periodo enero junio Limitaciones de la Radiodifusión AM y FM La radiodifusión AM y FM en el Ecuador presenta muchas deficiencias, citadas a continuación: En la Banda AM: 1. Sonido limitado en calidad de audio. 2. La propagación está sujeta a ruidos por descargas atmosféricas e interferencias eléctricas industriales y domesticas presentando zumbidos 158

185 cuando los receptores pasan cerca de líneas de alta tensión y es difícil recibir la señal en sitios bajos o túneles. 3. Existen una mayor perdida en la señales de radiodifusión durante la noche debido a que las ondas pueden llegar a grandes distancias causando interferencia a otros sistemas. 4. La disminución del número de usuarios radioescucha, ha ocasionado una crisis preocupante en este medio debido a que sus ingresos económicos por publicidad han decrecido, lo que puede provocar el cierre de la estación. 5. No tiene capacidad de poder prestar servicios adicionales para la transmisión simultánea de datos. En la Banda FM 1. Existe sensibilidad a la propagación multitrayecto la cual prohíbe el reusó de la misma frecuencia para la difusión de la señal en las transmisiones cortas. 2. Se presentan problemas de interferencia debido al ancho de banda de la señal comparada con la separación entre canales adyacentes. 3. No tiene capacidad de poder prestar servicios adiciones para la transmisión simultánea de datos. 4. Saturación del espectro radio eléctrico. Por las limitaciones antes mencionadas tanto en la Banda de AM y FM, se propone considerar los siguientes aspectos técnicos, para la digitalización de la radiodifusión en el Ecuador: 1. Obtener buena calidad de audio. 2. Eliminar los efectos multitrayectorias 3. Obtener la misma calidad en receptores fijos y móviles. 4. Obtener la calidad de recepción de los dispositivos móviles y fijos, tanto en el día como en la noche. 5. Usar eficientemente el espectro radio eléctrico. 6. El empleo de repetidoras para cubrir las zonas de sombra, utilizando la misma frecuencia. 7. Brindar nuevos servicios (servicios multimedia, servicios interactivos adicionales) 8. Que cumpla con las normas y reglamentos vigentes de la ley de comunicación en el Ecuador. Por lo que se ha visto la necesidad y el requerimiento de realizar el estudio y análisis para la migración de tecnología en este sector. 159

186 5.3 Análisis de los estándares de Radiodifusión a nivel Mundial. 1. Los principales estándares analizados en el capítulo 3, aplicados a la radiodifusión digital son: a) Estándar Eureka 147 (DAB, Digital Audio Broadcasting). b) Estándar IBOC (In-band On-channel), actualmente llamado HD Radio. c) DRM (Digital Radio Mondiale). d) ISDB-TSB (Japan s Digital Radio Broadcasting). Los aspectos técnicos analizados para la evaluación de los estándares, son los que se mencionan en la siguiente tabla comparativa. COMPARACIÓN DE ESTÁNDARES DE RADIODIFUSIÓN A NIVEL MUNDIAL Parámetros IBOC- Eureka 147(DAB) IBOC-FM DRM ISDB-TSB AM Año de Creación Origen Europa Estados Unidos Europa Japón Bandas VHF-III, Banda L MF VHF-FM LF,MF,HF VHF,UHF Sistema Terrestre Si Si Si Si Sistema Satelital Posible No No Posible Sistema Hibrido No Si Si No Sistema de Banda Ancha o Banda Estrecha Técnica de Modulación Velocidades de datos Máximas Banda Ancha 1.5MHz COFDM (DQPSK,QPSK) 1.2 Mbps Banda Estrecha 18/20 KHz Banda Estrecha 200 KHz COFDM (16-QAM, 64- QAM) (BPSK Para control; 64QAM para todos los datos) Aproxim adamente 20-40Kbps Aproximadam ente 98 Kbps Banda Estrecha 9-18 KHz COFDM (16-QAM, 64- QAM) Aproximadament e 24 Kbps Banda Ancha 0.4 o 1.3Mhz COFDM (DQPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM) Mbps Multiplex de Servicios Si Si Si Si Método de codificación MPEG -1 capa 2 y MPEG -2 capa 2 PAC MPEG -4, ACC de audio MPEG -2 capa 2 MPEG -2 ACC AC-3 "CD" a "FM" a 20 - "CD" a 98 "FM mono" a 24 MPEG - 2 AAC: "CD" a Calidad de Audio Kbps 40 Kbps Kbps Kbps 144Kbps Infraestructura Sitios FM/TV Sitios AM Sitios FM Sitios AM Sitios FM/FM Estandarización Extensa Estándar Limitado Alto Alto Receptores disponibles Si Si Si Si Bélgica,,Ítala, España, Israel, Suiza, Singapur, China, Francia, Países que tienen USA, Tailandia, Indonesia Noruega, Italia, Alemania, Japón, y algunos países de implementado la Brasil, Chile, Filipinas, Sudáfrica, Austria, Australia, India, Sudamérica tecnología México, Puerto Rico Suecia, India, Gran Bretaña Alemania, Francia, UK China Sistemas trabajando Si Si Si Japón, y países de Sudamérica 160

187 Para la selección de la tecnología a proponer al Ecuador y tomando en cuenta que se recomienda tener un periodo de transición de tecnología de la radiodifusión analogía a la digital, se tomaron en consideración varios aspectos como: Calidad de audio no degradada por el códec Fiabilidad del circuito de transmisión. Zona de cobertura y degradación gradual Compatibilidad con los Transmisores nuevos y existentes Consideraciones sobre el plan de frecuencias existente. Funcionamiento de la red a una sola frecuencia. Interferencia Experiencia. Licenciamiento Sintonía rápida y adquisición de canal Compatibilidad con los formatos analógicos existentes Utilización eficaz del espectro Ajuste a la Normativa y Aspectos de Regulación vigente en el Ecuador Comparación con los actuales servicios de modulación analógica Radiodifusión de datos Banda de frecuencias utilizada para la transmisión de los servicios de radiodifusión digital. Canal y ancho de banda utilizados para la transmisión de los servicios de radiodifusión digital. Sistemas de radiodifusión analógicos que sustituye. Capacidad de transmisión de datos del sistema. Codificación de canal utilizada por el sistema de radiodifusión digital. Codificación de fuente utilizada por el sistema de radiodifusión digital. Facilidad para la migración del sistema de radiodifusión analógico al sistema de radiodifusión digital y costos de la implementación. En base al análisis comparativo de los estándares antes mencionados, se pretende adoptar un sistema que se ajuste en aspectos tales como: Técnico Económico Social y en el ámbito regulatorio de la ley de Radiodifusión del Ecuador, como por ejemplo el estándar DAB e ISDB-TSB, tienen mejor calidad y servicios debido a que son tecnologías 100% digital, pero ocupan mayor ancho de banda en diferentes bandas que no son AM y FM. En tanto que el estándar IBOC & DRM, en modalidad AM y FM ocupan el mismo ancho de banda, a las mismas frecuencias, pero la calidad no supera a los 161

188 sistemas de banda ancha, antes mencionados, además; para obtener una buena calidad de señal, la tecnología IBOC requiere 20 KHz de ancho de banda en AM y DRM requiere 18 KHz. Por lo tanto, aprovechando que nuestra radiodifusión trabaja en la misma banda de frecuencia que los sistemas IBOC & DRM, entonces se tiene a estas tecnologías como las más recomendadas, ya que se asemejan a la realidad tecnológica del Ecuador. Estos dos estándares ofrecen la operación hibrida entre la tradicional tecnología analógica y la digitalización de la red para facilitar la transición de la radiodifusión; a continuación podemos ver resumen importantes de estos dos estándares. Parámetros RESUMEN DE LOS DOS ESTÁNDARES DE RADIODIFUSIÓN DIGITAL QUE PUEDE IMPLEMENTARSE EN ECUADOR IBOC-AM IBOC-FM DRM Sistema Hibrido Si Si Ancho de Banda 30KHz 400KHz 9,10,18,20,27,30 KHz Bandas MF-AM VHF-FM LF,MF,HF Técnica de Modulación COFDM COFDM 1068 portadoras COFDM portadoras Método de codificación de audio PAC PAC MPEG -4, ACC Tasa Digital útil Audio: 36 Kbps Audio: 96 Kbps Datos: 4 Kbps Datos: 4 Kbps Kbps Eficiencia hasta 0.75bps/Hz hasta 0.25 bps/hz Multiplex de Servicios hasta 2, uno de audio, uno de datos Si, hasta 4, audio, datos a tasas ajustables Si, hasta 4, audio, datos a tasas ajustables Calidad de Audio (Analógica) 4.4 KHz, mono FM, estéreo 4.4 KHz, mono Calidad de Audio (Digital) Calidad FM mono Calidad CD, mono - estéreo Calidad FM, mono - estéreo Sistema Terrestre Si Si Servicios de datos (analógico) No RDS No Servicios de datos (digital) PAD PD,N-PAD PD,N-PAD Funcionar en las Bandas de VHF y UHF, Sistema de Radiodifusión AM FM por lo que los sistemas AM y FM pueden Analógico, que sustituye seguir funcionando Facilidad para la Migración y costos adicionales de implementación AM: Ofrece una configuración para adaptar el equipo analógico actual y poder transmitir la señal hibrida FM: Ofrece tres configuraciones para adaptar el equipo analógico actual y poder transmitir la señal hibrida. Cuenta con una gran variedad de receptores disponibles. AM: Ofrece una configuración para adaptar el equipo analógico actual y poder transmitir la señal hibrida FM: Ofrece tres configuraciones para adaptar el equipo analógico actual y poder transmitir la señal hibrida. Actualmente se han desarrollado pocos receptores para DRM30 y aun no existe ningún receptor disponible para DRM+ Estándar Propietario Propietario Abierto Disponibilidad de Receptores Si Si Si La incompatibilidad entre estos dos estándares, se da principalmente por la diferencia de los componentes técnicos como los requerimiento de ancho de banda, modo de operación (terrestre, satelital e hibrido), capacidades de transporte de información. 162

189 2. Análisis del estándar IBOC & DRM, principales ventajas y desventajas: DRM: Ventajas: Funciona en modo hibrido, en las dos bandas AM y FM que actualmente usa el Ecuador. Es un sistema libre no se paga licencias para operar. Cobertura Continental o Mundial Altísima Calidad de audio, sin consumir demasiados recursos. Opera con un ancho de banda de canal elegible (5,9 o 10 KHz). Desventajas: IBOC No existen disponibilidad de equipos receptores, por lo que sus costos son elevados. Predomina su uso en modo digital. Sistema relativamente nuevo, donde aún no se encuentra 100 % regulado. Ventajas: funciona en modo hibrido, en las dos bandas AM y FM que actualmente usa el Ecuador. Permite a los radiodifusores y a los oyentes realizar la conversión a digital, mientras mantienen sus frecuencias actuales, en el cual los usuarios podrán seguir disfrutando de la programación de la radio habitual sin necesidad de comprar un nuevo receptor. Alta Calidad y buena optimización del espectro Existe disponibilidad de equipos, debido a que tiene alianza con muchas marcas reconocidas en el mundo, como Sanyo, Panasonic, etc. Sistema probado, en estados unidos y parte de países latinoamericanos. Desventajas: Interferencia en receptores de baja calidad. Perdida de señales por convivencia de un medio saturado. 163

190 Como conclusión a la propuesta en el ámbito técnico, después de haber analizado los diferentes estándares de radiodifusión digital implementados se pone a consideración al estado Ecuatoriano específicamente a los entes reguladores, la libertad de elegir entre estos dos estándares (IBOC - DRM) cuyas características técnicas permiten operar a la radiodifusión con la tecnología actual, esto quiere decir de modo hibrido (señal analógica señal digital) permitiendo el tiempo de transición de tecnologías, además cumplen con las normativas y regulaciones existentes que exige el sector de las telecomunicaciones, por lo que bajo nuestro criterio técnico proponemos el uso de la tecnología IBOC, por las principales ventajas antes mencionadas. 5.4 Análisis Regulatorio Dentro de la normativa vigente establecida por los órganos reguladores para el funcionamiento de la radiodifusión digital en el Ecuador, se consideraron los siguientes aspectos: 1. Distribución del espectro de frecuencias. Es un recurso natural de dimensiones limitadas que forman parte del patrimonio nacional, 2. División del Espectro. Establecido por el CONSEJO CONSULTIVO INTERNACIONAL DE LAS COMUNICACIONES DE RADIO (CCIR) en el año 1953 dividida en tres regiones, siendo la región 2 correspondiente al Ecuador. 164

191 3. Reglamentación internacional. En la siguiente gráfica, se observan los organismos internacionales de normalización. Nivel Mundial ISO General IEC Eléctrico y Electrónico ITU UIT-T UIT-R, UIT-D USA EUROPA ANSI DoD CEN General CENELEC Eléctrico y Electrónico CEPT, ETSI, EC ESPAÑA AENOR La UIT-R (Unión Internacional de Telecomunicaciones y Radiocomunicaciones) es el organismo internacional encargado de la regulación de acuerdos internacionales en la radiodifusión y televisión, según la UIT el servicio de Radiodifusión es un servicio de radiocomunicación cuyas emisiones están destinadas a ser captadas por el público en general; dichos servicios contemplan emisiones sonoras y de televisión. 4. Reglamentación en el Ecuador. En nuestro país existen organismos encargados de la regulación de las telecomunicaciones tales como: MINTEL (Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de La Información). Es el órgano rector del desarrollo de las Tecnologías de la Información y Comunicación en el Ecuador, que emite políticas, planes generales y realiza el seguimiento y evaluación de su implementación. 165

192 CONATEL (Consejo Nacional de Telecomunicaciones), en el año 2009 absorbió la función del CONARTEL. Organismo de control y monitoreo del espectro radioeléctrico, así como de supervisión y control de operadores y concesionarios. SENATEL (Secretaria Nacional de Telecomunicaciones). Es encargado de la ejecución e implementación de las políticas y regulación de telecomunicaciones y el Plan Nacional de Frecuencias aprobado por el CONATEL. SUPERTEL (Superintendencia de Telecomunicaciones). Es el organismo técnico de vigilancia, auditoría, intervención y control de las actividades económicas, sociales y ambientales, y de los servicios que prestan las entidades públicas y privadas, con el propósito de que estas actividades y servicios se sujeten al ordenamiento jurídico y atiendan el interés general. Por lo tanto, la asignación de frecuencias en nuestro país la realiza el CONATEL, previo a un informe técnico por parte de la SUPERTEL, luego de haber revisado la disponibilidad de los canales de acuerdo al Plan Nacional de Frecuencia Aspectos Económicos. La tecnología que se adopte, dependerá de los servicios que la estación de radiodifusión vaya a ofrecer y del capital disponible que el radiodifusor esté dispuesto a invertir; así como también del estado de la tecnología que el radiodifusor está utilizando y de la cobertura a ofrecer. 166

193 Si la estación radiodifusora cuenta con equipos modernos, la migración hacia la tecnología digital puede hacerse únicamente agregando un excitador; existen transmisores analógicos que dependiendo del año de fabricación y del fabricante pueden ser actualizados tanto para el sistema IBOC y para DRM. En las siguientes tablas se puede observar los costos referenciales de equipos de los estándares IBOC y DRM. EQUIPO DE TRANSMISIÓN IBOC Ítems Descripción Cantida Valor Unitario Valor Total d Dólar ($) Dólar ($) 1 Transmisor IBOC Excitador Ne IBOC Antena de transmisión Líneas de Transmisión Conectores y Componentes de RF TOTAL DE LA INVERSIÓN EQUIPO DE RECEPCIÓN IBOC Ítems Descripción Cantidad Valor Unitario Dólar ($) Valor Total Dólar ($) 1 Receptor IBOC JVC Licencia IBOC (Costo Anual) TOTAL DE LA INVERSIÓN 5250 El costo aproximado para implementar la tecnología IBOC Digital en su modo Hibrido seria: $. 257,350 dólares. EQUIPO DE TRANSMISIÓN DRM Ítems Descripción Cantida Valor Unitario Valor Total d Dólar ($) Dólar ($) 1 Transmisor DRM Excitador DRM Antena de transmisión Líneas de Transmisión Conectores y Componentes de RF TOTAL DE LA INVERSIÓN EQUIPO DE RECEPCIÓN DRM Ítems Descripción Cantida Valor Unitario Valor Total d Dólar ($) Dólar ($) 1 Receptor DRM Licencia DRM (Costo Anual) TOTAL DE LA INVERSIÓN 250 El costo aproximado para implementar la tecnología DRM Digital en su modo Hibrido seria: $. 184,350 dólares. A pesar de que el costo de implementación del sistema IBOC es mayor, en relación a la tecnología DRM, sin embargo los transmisores y receptores para DRM son exclusividad de un solo fabricante, no así con los equipos del estándar IBOC. 167

194 5.6 Conclusiones Generales La implementación de la tecnología de la radiodifusión analógica por una tecnología basada en estándares y técnicas digitales ofrece grandes ventajas ya que permite un mejor aprovechamiento del espectro radioeléctrico y mejora las posibilidades de transmisión, permitiendo que se pueda ofrecerse nuevos servicios, teniendo muchas alternativas de elegir para el usuario final y por ende más competencia para las radiodifusoras Técnicas 1. Debido a la baja calidad de audio y a la saturación del espectro de frecuencias, han obligado a buscar alternativas de solución mediante la implementación de un nuevo estándar de radiodifusión digital. 2. Una vez analizado cada uno de los estándares de radiodifusión digital (DAB, IBOC, DRM, ISDBT-TSB) que existen a nivel mundial, se determinó que entre ellos el estándar recomendado que busca obtener mejoras en calidad de audio, uso eficiente del espectro radioeléctrico y la introducción de nuevos servicios de valor agregado (datos), es el estándar de radiodifusión digital In Band On Channel (IBOC). 3. El estándar de radiodifusión digital In Band On Channel (IBOC), tiene una principal ventaja que es el tiempo de transición, en el cual permite operar con señales digitales y analógicas permitiendo a concesionarios y radioescuchas poder adquirir los equipos digitales mientras se continúa escuchando la programación habitual con los receptores analógicos actuales, además no se requiere de nuevos recursos de espectro radioeléctrico para la radio digital al momento de la migración de los sistemas analógicos de modulación de frecuencia (FM). 4. Los equipos receptores digitales permitan que la señal analógica sea utilizada de respaldo de la señal digital cuando el porcentaje de bits erróneos sean elevados. 5. En la actualidad en el Ecuador se están realizando pruebas de la tecnología de radiodifusión digital a implementar por parte del SUPERTEL, la misma que hasta la fecha se tiene nada definido. 168

195 5.6.2 Operativas. 1. La implementación con la tecnología de radio digital, obligaría a los radiodifusores a renovar el equipo de trasmisión en primera instancia hacia un sistema hibrido (analógico-digital), luego a un sistema totalmente digital y a los usuarios finales sus equipos de recepción. 2. Las estaciones de radiodifusión nuevas que cuentan con tecnologías recientes no tendrán mayores problemas para la conversión hacia la radio digital. 3. En el proceso de cambio de tecnología (transición) de analógica a digital, permitirá que el usuario final se sociabilice con la tecnología digital logrando de esta manera operar el servicio de mejor manera. 4. La finalización del tiempo de transición de tecnologías, esto es cuando la transmisión analógica haya terminado completamente (apagón analógico), tomara aproximadamente de 15 a 20 años, tiempo en el cual IBOC estará operando en modo Hibrido para en lo posterior pasar a modo 100% digital. 5. En la actualidad la tecnología IBOC esta implementado en muchos países como: Estados Unidos de América, Tailandia, Indonesia, Nueva Zelanda, México, Brasil, Filipinas, Panamá y Puerto Rico, siendo esta tecnología la más probada Económicas 1. El valor de la implementación del sistema IBOC incrementara, a medida que se necesite subir la potencia en la combinación de bajo nivel para las estaciones de radio FM. 2. Las radiodifusoras tendrán una menor inversión, siempre que estas estaciones radiofónicas tengan implementados equipos modernos, para el proceso de transición de tecnología. 3. La inversión económica será grande, para aquellas estaciones de radio que dispongan de equipos analógicos obsoletos, por lo que se recomienda entrar directamente a un proceso completamente digital. 169

196 4. Los costos se centran en tres áreas fundamentales de la estación de radiodifusión Digital, las cuales son producción, control y emisión. 5. Con lo que respecta al Ecuador, la conversión analógica-digital se ha comenzado por la TV digital Administrativas y Regulatorias 1. Las autoridades competentes tienen una importante responsabilidad en este ámbito, siendo los principales facilitadores en el proceso de adoptar la nueva tecnología de conversión, contribuyendo de esta manera al logro de los objetivos de interés nacional. 2. La tecnología IBOC ha sido recomendada por la ITU (International Telecommunication Unión), 3. La nueva normativa técnica debe basarse de acuerdo a las recomendaciones de la UIT-R BS.744 (modo hibrido y digital) y normas IEC Y ETSI ES Los entes reguladores actuales del Ecuador (MINTEL, CONATEL, SENATEL, SUPERTEL) deberán definir el marco legal que permita normar la nueva radiodifusión digital en el país. 5.7 Recomendaciones Técnicas: 1. Las frecuencias que hayan sido asignadas y que no estén utilizadas, se tendrán que reasignar a aquellas provincias que tienen el espectro saturado, luego de haber realizado su respectivo análisis técnico de potencia e interferencia por canal adyacente. 2. Se debe sociabilizar la existencia de una nueva tecnología en el país, que cuente con nuevos servicios y beneficios a la población, la misma que debe 170

197 ser aceptada por el usuario, para de esta manera contribuir al desarrollo tecnológico de nuestro país. 3. Se necesita realizar las pruebas entre los dos estándares (IBOC & DRM) utilizados en radiodifusión a nivel mundial y así con los mejores criterios técnicos y económicos poder seleccionar la mejor opción. 4. Por nuestra parte y en vista a las comparaciones de las tecnologías existente a nivel mundial tanto en la parte técnica económica social y de regulación, recomendamos la implementación del estándar digital IBOC para la radiodifusión digital en Ecuador, pues presenta grandes ventajas en comparación a los otros estándares: Tiene compatibilidad con la actual distribución de frecuencias. El proceso de migración es suave a través de la radio hibrida (analógico digital) aprovechando la infraestructura existente. Permite brindar nuevos y necesarios servicios al usuario final. Mejor calidad de audio, etc. 5. Para la banda AM, la tecnología IBOC, requiere realizar una ampliación del canal, pues este estándar necesita un ancho de banda mayor con el fin de brindar nuevos y mejores servicios, 6. Se recomienda adquirir un nuevo transmisor para la combinación de bajo nivel de una implementación FM, ya que en esta conversión y adaptación del antiguo transmisor posiblemente se perderá un 45% de su capacidad de potencia. 7. Para una nueva instalación de radiodifusión, debemos tomar en cuenta los siguientes puntos para poder realizar la migración al estándar IBOC en el futuro: Dejar espacio necesario para gabinetes rack que almacenarán los equipos auxiliares. Se debe asegurar que el sistema de refrigeración tenga suficiente capacidad de enfriamiento para los equipos adicionales, ya que todos los equipos de comunicación; específicamente el excitador IBOC y el amplificador de potencia generarán un ambiente con temperatura elevada ocasionando el daño de los equipos y por lo tanto la perdida en la trasmisión de la información. 171

198 El equipo de suministro de energía alterna (Generador) deberá permitir la operación de todos los equipos que se encuentran en el Data Center, además se deberá realizar el debido dimensionamiento tomando en cuenta una futura ampliación de equipos auxiliares. 8. Se recomienda para la regulación futura, considerar un incremento de ancho de banda de 30 O 40 KHz con lo que se obtendrán mayores beneficios en la calidad de audio y capacidad de datos lo que permitirá el desarrollo de mejores servicios Operativas 1. Después de haber establecido el estándar tecnológico digital de la radiodifusión, los organismos de regulación deberán imponer a los radiodifusores iniciar el proceso de migración. 2. El tiempo para el proceso de migración de la tecnología deberá ser lo suficiente para la implementación y evitar caos en el servicio. 3. Deberán ser profesionales en el tema los ingenieros y técnicos, los mismo que deberán capacitar al personal que no se encuentre familiarizado con la tecnología, evitando de esta manera contratiempos en la implementación Económicas. 1. Se recomienda a las nuevas estaciones de radiodifusión que estén por implementarse, realizar adquisición de equipos modernos que permita en lo posterior poder migrar a la nueva tecnología digital. 2. El Estado ecuatoriano deberá crear fondos de financiamiento para garantizar y apoyar a la migración digital (Créditos). 3. Se recomienda abrir un sistema de libre competencia entre las estaciones de radiodifusión que permita acelerar el proceso de migración a la nueva tecnología digital en nuestro país, ocasionando la entrada a nuevos radiodifusores dispuestos a ofrecer servicios de valor agregado o que los radiodifusores actuales empiecen a interesarse en los adelantos tecnológicos que brindan estos servicios. 172

199 5.7.4 Administrativas y Regulatorias. 1. Con la implementación de la radiodifusión digital aparecerán nuevos servicios de valor agregado, los mismo que deberán ser regulados por los organismos competentes realizando cambios en el marco reglamentario, que permita normar la introducción de nuevos servicios para evitar caer en una tecnología de libre mercado. 2. Se recomienda conformar un comité consultivo en tecnologías digitales para la radiodifusión que debería estar conformado por representantes del gobierno y de la industria de la radio, para establecer planes de evaluación de los diferentes estándares digitales disponibles en la actualidad comparando su funcionamiento de operación bajo iguales condiciones y evaluar aspectos técnicos, legales, sociales y económicos que abarcan el implementar un sistema de radiodifusión digital. 3. El estado debe incentivar a los radiodifusores ingresar en la era digital, brindando por ejemplo concesiones por 10 años, con la finalidad de que los contenidos se transmitan en formato digital. 4. Se hace indispensable, para los radiodifusores y el CONATEL tener una planificación estratégica del cambio tecnológico a la radio digital, de esta manera de recomienda realizar estudios de factibilidad técnicos, económicos y de impacto social para la migración de cada estación. 173

200 174

201 ABREVIATURAS AAS Servicios de Aplicación Avanzada AM Amplitud Modulada ARRL American Radio Relay League CAG Control Automático de Ganancia CB Civil Band CCIR Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones CEA Consumer Electronics Association COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing CONARTEL Consejo Nacional de Radio y Televisión CONATEL Consejo Nacional de Telecomunicaciones CRC Corrección de Redundancia Cíclica DAB Digital Audio Broadcasting DRM Digital Radio Mondiale DSBFC Doble Banda Lateral, portadora completa EHF Frecuencias Extremadamente Altas ELF Frecuencias Extremadamente Bajas EOC Centro de Operaciones Conjuntas ETSI European Telecomunication Standard Institute FCC Federal Communications Commission FI Frecuencia Intermedia FM Frecuencia Modulada FSK Frequency Shift Keying HF Frecuencias Altas HTTP Hypertex Transfer Protocol IBOC In Ban on Channel INEC Instituto Nacional de Estadísticas y Censos ISBFC Banda Lateral Independiente, portadora completa ISDB-TSB Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial Sound Broadcasting LF Frecuencias Bajas MF Frecuencias Medias MINTEL Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de La Información MNF Redes de Multifrecuencias MOT Multimedia Object Transfer Protocol MPS Main Program Service 175

202 NAB NRSC OC OFDM PAM PM PPM PSK PWM QAM SDARS SENATEL SFN SHF SMIL SMS SSBFC SSBRC SSBSC SUPERTEL UHF UIT UIT-R VER VF VHF VLF VoIP VSB Nacional Association of Broadcasters National Radio Systems Committee Onda Corta Orthogonal Frequency División Multiplex Pulse Amplitude Modulation Modulación en Fase Modulación en Posición de Pulso Phase Shift Keying Modulación en Ancho de Pulso Quadrature Amplitude Modulation Servicio de Audio Digital Satelital Secretaria Nacional de Telecomunicaciones Redes de Frecuencias Únicas Frecuencias Superalta Lenguaje de Integración Multimedia Avanzada Short Message Service Banda Lateral Única, portadora completa Banda Lateral Única, portadora reducida Banda Lateral Única, portadora suprimida Super Intendencia de Telecomunicaciones Frecuencias Ultra Altas Unión Internacional de Telecomunicaciones Unión Internacional de Telecomunicaciones y Radiocomunicaciones Bit de Error Rate Frecuencias de Voz Frecuencias Muy Altas Frecuencias Muy Bajas Voice Over IP Banda Lateral Vestigial, portadora completa 176

203 ANEXOS 177

204 178

205 ANEXO A DIVISIÓN DE PROVINCIAS DEL ECUADOR 179

206 Provincia Capital Extensión (km²) Azuay Cuenca Bolívar Guaranda Cañar Azogues Carchi Tulcán Chimborazo Riobamba Cotopaxi Latacunga El Oro Machala Esmeraldas Esmeraldas Galápagos Puerto Baquerizo Moreno Guayas Guayaquil Imbabura Ibarra Loja Loja Los Ríos Babahoyo Manabí Portoviejo Morona Santiago Macas Napo Tena Orellana Puerto Francisco de Orellana Pastaza Puyo Pichincha Quito Santa Elena Santa Elena Santo Domingo de los Tsáchilas Santo Domingo Sucumbíos Nueva Loja Tungurahua Ambato Zamora Chinchipe Zamora

207 ANEXO B DIVISIÓN DE CANTONES DEL ECUADOR AZUAY BOLÍVAR CARCHI CAÑAR CHIMBORAZO GALÁPAGOS IMBABURA SANTA ELENA 181

208 EL ORO COTOPAXI GUAYAS ESMERALDAS ZAMORA CHINCHIPE SUCUMBÍOS PASTAZA 182

209 LOJA MANABÍ LOS RÍOS NAPO ORELLANA PICHINCHA STO. DOMINGO 183

210 MORONA SANTIAGO TUNGURAHUA 184