Planificación de nuevas redes de radiodifusión de TDT y estudio del dividendo digital.

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1 Planificación de nuevas redes de radiodifusión de TDT y estudio del dividendo digital. Proyecto Final de Carrera Ingeniería superior de Telecomunicaciones Autor: Joan Vergés Roig Director: Manuel Cañete Carrillo Ponente: Jordi Pérez Romero 26 de Marzo de 2010

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3 Índice 1. Introducción Objetivos del Proyecto Estructura de la memoria La Televisión Digital Terrestre Sistema DVB-T Arquitectura y planificación de redes TDT Subredes de una red de TDT Interferencias Tipología de redes. SFN y MFN El sistema radiante Reutilización de equipamiento Parámetros y herramientas de simulación Estado actual de la TDT Plan Nacional de Transición a la TDT Fases y evolución de la transición La transición digital en Europa Principales Organismos implicados Entidades emisoras de TDT La TDT después de la fecha de apagado analógico Nuevos múltiples Dividendo Digital Despliegue de nuevos múltiples de TDT de ámbito estatal Posibles estrategias de planificación Red MFN estatal compuesta por redes SFN regionales Planificación, definición de la metodología y criterios a utilizar Resultados de simulación Redistribución del espectro Procedimiento previsto Estudio económico

4 8.1 Costes nuevos múltiples Costes Redistribución del espectro Conclusiones Líneas Futuras Bibliografía Índice de figuras y tablas Anexos Anexo 1: Resultados de cobertura poblacional Configuración de los centros planificados

5 1. Introducción Durante el siglo XX la televisión se convirtió en un elemento presente en la gran mayoría de los hogares. Desde sus inicios han ido apareciendo diferentes sistemas y tecnologías que han ido evolucionando. La evolución se ha producido en todos los aspectos, desde los aparatos de televisión hasta los sistemas de transmisión de la señal de TV. La difusión terrestre es el medio de distribución audiovisual con mayor penetración en los hogares, en España el 98%. Hasta hace poco, la tecnología analógica ha sido la que ha llevado la señal de televisión a la mayoría de los hogares. En el momento de finalizar este proyecto son pocos los días que faltan para que llegue el 3 de abril de 2010, fecha máxima en la que las emisiones analógicas habrán sido sustituidas, en su totalidad, por las emisiones digitales a través de la TDT. Con ello terminará un proceso de transición de la tecnología analógica a la digital que se inició el año 2005 mediante el Plan Técnico Nacional de la Televisión Digital Terrestre. A partir de este momento, empieza un nuevo escenario en el que la radiodifusión de los servicios audiovisuales se realizará exclusivamente de forma digital. Esto dará paso a un nuevo escenario postapagado analógico. Durante la fase de transición han tenido que convivir las dos tecnologías, característica que ha impuesto restricciones en el despliegue de los múltiples digitales, tales como la disponibilidad de canales o las interferencias entre la TVA y la TDT. Con la emisión de todos los servicios a través de tecnología digital, además de liberar todos los canales utilizados por los servicios analógicos hay que considerar la mayor eficiencia espectral de los servicios digitales. El uso eficiente de los recursos liberados tras el cese de las emisiones analógicas permitirá disponer de ancho de banda suficiente para aumentar la oferta de servicios e incluso para dar cabida en la banda UHF ( MHz) a otros servicios ajenos a la radiodifusión, dando lugar a lo que se conoce como dividendo digital. En este aspecto, la Comisión Europea ha empezado a emprender acciones para planificar la liberación de una parte de este espectro y coordinar su uso a nivel europeo. Por su parte, el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio ya ha anunciado una próxima regulación del dividendo digital, dejando libre una parte del espectro utilizado hasta ahora por los servicios de radiodifusión de televisión. Este proyecto de final de carrera se centra en dos aspectos, por un lado la planificación y el despliegue de los nuevos múltiples de TDT que se instalarán tras el cese de las emisiones analógicas, y por otro lado la liberación de una parte de la banda UHF que dará lugar el dividendo digital. 5

6 1.1 Objetivos del Proyecto Este proyecto de final de carrera se centra en dos objetivos principales: - Realizar la planificación del despliegue de los nuevos múltiples de TDT que se pondrán en marcha tras el cese definitivo de las emisiones analógicas. - Estudiar la liberación de una parte del espectro utilizado hasta ahora por los servicios de radiodifusión de televisión. Ambos objetivos surgen de la oportunidad única que ofrece el paso de la tecnología analógica a la digital. Para alcanzarlos ha sido necesario el planteamiento de los siguientes objetivos: - Estudiar el estado actual de la radiodifusión de televisión en España y analizar el futuro a corto y largo plazo de este medio de comunicación: o Estudio de la tecnología utilizada para la radiodifusión de televisión (DVB-T). - Realizar la planificación de los nuevos múltiples, en las comunidades autónomas de Cataluña y de Galicia previstos de que entren en funcionamiento una vez finalizada la etapa de transición de la tecnología analógica a la digital. o Estudio de la arquitectura y la planificación de redes de TDT y de todos los elementos necesarios para el diseño de nuevas redes teniendo en cuenta los distintos tipos de redes, el diseño de sistemas radiantes, la reutilización de equipamiento o la obtención de coberturas e interferencias. o Diseño de sistemas radiantes y configuración de potencias y retardos necesarios en los emplazamientos seleccionados para las nuevas redes de TDT. o Asignación de frecuencias y establecimiento de redes en base a las áreas geográficas definidas por los Proyectos de Transición identificados en el Plan Nacional de Transición a la Televisión Digital Terrestre. o Realización de las simulaciones de cobertura e interferencias de las redes diseñadas mediante herramientas de simulación de redes radioeléctricas. o Estimación de los costes económicos para el despliegue de las redes diseñadas. La planificación de los nuevos múltiples tendrá como objetivo garantizar el uso eficiente del espectro radioeléctrico y reducir en la medida de lo posible el impacto sobre los usuarios. - Estudiar el uso del dividendo digital: o Estudiar las implicaciones necesarias para liberar la banda MHz (canales radioeléctricos del 61 al 69) a nivel del estado español. o Estudiar las acciones necesarias para liberar y utilizar el dividendo digital a nivel europeo, así como estudiar los posibles servicios y tecnologías que lo pueden utilizar. o Evaluar el impacto que supondrá para los usuarios la redistribución de los canales afectados por el dividendo digital. o Estimación de los costes de abandono de la banda MHz. 6

7 1.2 Estructura de la memoria El segundo capítulo se centra en el análisis y la descripción del estándar DVB-T de transmisión de la señal de TDT, utilizado en los servicios actuales y en los servicios planificados en este proyecto. El tercer capítulo se centra en la arquitectura y planificación de redes de TDT. En él se explica toda la estructura y funcionamiento de una red de TDT, desde el tipo de subredes que la forman hasta el diseño de sistemas radiantes, el cálculo de interferencias, las diferentes tipologías de red o los parámetros de referencia que se tomaran para realizar las simulaciones. En el cuarto capítulo se expone el estado actual de la difusión de Televisión en España. Se explica el punto de partida en el que se basa el proyecto, describiendo el Plan de Transición a la TDT, los servicios que se emiten en la actualidad o los organismos principales implicados en el despliegue de la TDT. En el quinto capítulo se estudia el futuro de la difusión de Televisión en España, describiendo los nuevos servicios que se pondrán en funcionamiento y se estudia el futuro uso del dividendo digital que dejará libre una banda del espectro utilizado hasta ahora. En el sexto capítulo se evalúan las posibles estrategias de planificación a elegir y se detalla la estrategia elegida para el despliegue de los nuevos múltiples que se planifican en este proyecto a la vez que se dan los resultados obtenidos de la planificación y de las simulaciones realizadas. En el séptimo capítulo se estudian las acciones necesarias para liberar una subbanda de las frecuencias utilizadas hasta ahora para la difusión de TDT y que se utilizará para otros servicios. Se evalúa el nombre de transmisores a reubicar. Finalmente en el octavo capítulo se realiza un estudio económico para la implantación de las redes diseñadas y para la redistribución del espectro que dejará libre una subbanda de frecuencias. En el noveno capítulo se exponen las conclusiones que se extraen después de realizar este proyecto y por último en el décimo se describen las mejoras que se pueden realizar sobre este proyecto en las líneas futuras. 7

8 2. La Televisión Digital Terrestre La televisión digital terrestre es un servicio de telecomunicación en el que la comunicación se realiza hacia varios puntos de recepción simultáneamente, utilizando para ello tecnologías de carácter digital y las frecuencias radioeléctricas planificadas acorde con las normativas y recomendaciones internacionales. En gran parte del planeta la televisión terrestre con tecnología analógica está dando paso a la televisión con tecnología digital. A escala mundial hay cuatro modelos de estándares de televisión digital (ver figura 2.1): Advanced Televisión System Committee (ATSC) de origen norteamericano. Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial (ISDB-T) de origen japonés. Digital Video Broadcasting Terrestrial (DVB-T) de origen europeo. Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial (DMB-T) de origen chino. Figura 2.1 Distribución mundial de los sistemas de Televisión Digital Terrestre En la anterior figura vemos la distribución de los diferentes modelos en el mundo, dónde el estándar abierto DVB-T es el sistema que utilizan (o utilizarán) más de 110 países, incluido España y todos los estados miembro de la Unión Europea. En Europa la creación de estándares abiertos para la televisión digital está dirigida por el consorcio DVB, nacido a principios de la década de los 90 como una colaboración a nivel Europeo para desarrollar las especificaciones de un sistema que permitiera la difusión de las señales de televisión en formato digital. Actualmente el consorcio DVB está formado por más de 250 organizaciones de unos 35 países 8

9 diferentes. Entre estas organizaciones hay cadenas de difusores, operadores, fabricantes de software y de hardware, entidades normativas, etc. Las normas DVB cubren todos los aspectos de la televisión digital (la transmisión, la estructura de las interfaces, el acceso restringido, la interactividad de los usuarios, ). En los próximos apartados se exponen las características y los esquemas de funcionamiento del sistema de transmisión de televisión digital de la norma DVB-T, que está recogido en los siguientes documentos de la ETSI : Estándar Europeo EN : Estándar que define la estructura de trama, la codificación de canal y la modulación para la televisión digital terrestre. Informe Técnico TR : Guía de aplicación para los servicios DVB terrestre. Aspectos de transmisión. Especificación técnica TS : Mega-trama para la sincronización de redes de frecuencia única SFN (Single Frequency Network). 2.1 Sistema DVB-T El sistema DVB-T se puede definir como el bloque funcional que adapta la señal en banda base de televisión a las características del canal terrestre (ver figura 2.2.1). Codificación de fuente Flujo de transporte MPEG-2 Sistema de transmisión DVB-T Codificación de Canal Modulación Señal RF modulada Figura Esquema de los interfaces en emisión del sistema DVB-T La señal de entrada el sistema de transmisión DVB-T es la proveniente de la salida del multiplexor de MPEG-2 (Moving Pictures Experts Group 2). MPEG2 es un grupo de estándares para la codificación de audio y vídeo de señales de transmisión. Los flujos de transporte MPEG-2 están diseñados para transportar vídeo y audio digital a través de medios impredecibles e inestables, lo que lo hacen idóneo para la difusión de televisión por radiofrecuencia. La señal de entrada y salida (en el receptor) del sistema DVB-T es la denominada Flujo de transporte MPEG-2", compuesto por varios flujos de programa MPEG-2. Gran parte de la funcionalidad de la TDT viene dada por la información de servicio. Esta información se almacena en tablas que se transmiten en los Flujos de Transporte. En los Flujos de Transporte MPEG-2 no existen protecciones contra errores. Será la modulación, junto con la codificación de canal quienes se encarguen de asegurar una transmisión libre de errores. Con este fin, a este flujo de transporte el sistema DVB-T le aplicará una serie de procesos que se dividen en una etapa de codificación de canal, para preparar la señal para ser transmitida en un medio hostil como es el canal radio, y en una segunda etapa de modulación de la señal. 9

10 Los procesos que se aplicarán al flujo de transporte MPEG-2 son: Adaptación y aleatorización Codificación y entrelazado externos Codificación y entrelazado internos Mapeado y modulación de la señal en banda base Transmisión OFDM El esquema de la figura se ubica en la estación transmisora. Desde el punto de vista de la recepción de la señal DVB-T, el esquema seria el inverso: la señal de entrada seria la señal RF modulada y la de salida el flujo de transporte MPEG-2. La principal característica del sistema de transmisión de televisión digital DVB-T es el uso de la modulación OFDM codificada (COFDM). A continuación se describen las características de esta modulación La modulación OFDM La modulación OFDM codificada (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) es una modulación que utiliza una gran cantidad de portadoras ortogonales a distintas frecuencias para transportar la información. Su principio es el de repartir todo el flujo de bits entre las distintas portadoras, de forma que cada una de ellas transporte una velocidad de datos reducida con respecto al flujo total. La repartición de los bits entre muchas portadoras y el conjunto de procesos de codificación y entrelazados previos a la modulación facilitan mucho la corrección de errores al receptor. Esto hace que la modulación sea robusta frente a las interferencias cocanal, ya que la pérdida de bits en algunas portadoras es irrelevante para la calidad de la transmisión. Una de las principales ventajas respecto a emplear una sola portadora es la robustez frente a las diferencias de retardo. La baja velocidad de bit de cada portadora hace que el tiempo de símbolo sea mucho mayor que el de los retardos de los ecos producidos por la propagación multicamino, lo que minimiza su efecto. Además, la disponibilidad de un tiempo de guarda, durante el cual los ecos no interfieren a la información, hace que la modulación OFDM sea aún más robusta a los retardos de la señal y que sea apta para redes de distinta topología. En este sentido, la elección de la duración del intervalo de guarda establece un compromiso entre eficiencia espectral y topología de red. OFDM permite la utilización de redes frecuencia única SFN (Single Frequency Network) tanto en áreas extensas como reducidas, permitiendo que varios transmisores emitan el mismo programa en la misma frecuencia. En estas condiciones se logra la máxima eficiencia del espectro, lo cual es muy destacable para el uso de las bandas IV y V de la UHF. Por otro lado, la separación entre las portadoras ortogonales es el inverso del tiempo de símbolo útil, lo que hace que la posición de las portadoras en el espectro de frecuencias coincida con los nulos de las portadoras adyacentes, superpuestas unas sobre las otras (ver figura 2.2.2), mejorando la eficiencia espectral. 10

11 Figura Espectro de una señal OFDM La norma DVB-T es muy flexible y permite el ajuste de varios parámetros de la modulación COFDM, según las necesidades de la red a diseñar: Número de portadoras: Modo 2k: 1705 portadoras útiles Modo 8k: 6817 portadoras útiles Esquemas de modulación: QPSK, 16QAM y 64QAM Relaciones de codificación: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 o 7/8 Duración del intervalo de guarda: 1/4, 1/8, 1/16 o 1/32 Modulación jerárquica o no jerárquica Parámetro α: 1, 2 o 3 En los próximos apartados se exponen las principales características de estos parámetros configurables. Número de portadoras. Modos 2K y 8K El estándar DVB-T define dos modos de transmisión, que permiten elegir entre una modulación COFDM de 1705 portadoras útiles (modo 2K) o una con 6817 portadoras útiles (modo 8k). La elección de un u otro modo dependerá de la tipología de las redes a desarrollar. El modo 8K es el más apropiado para redes SFN de tamaño grande o pequeño, mientras que el modo 2K está más indicado para redes MFN o SFN de área reducida. Cuantas más portadoras tengamos, más juntas y más estrechas estarán en frecuencia, lo que hará que el tiempo de los símbolos sea más largo y por lo tanto el intervalo de guarda será también más largo. Esto hace que el modo 8K sea la mejor opción para evitar las interferencias producidas por los ecos. En la siguiente tabla 2.2.1, se puede ver que para el modo 8K la duración del tiempo de símbolo útil es de 896 µs con un espaciado entre portadoras de 1116 Hz. Para el modo 2K tenemos que la duración de es una cuarta parte de la del modo 8K (224 µs), y consecuentemente, el espaciado entre portadoras es cuatro veces mayor (4464 Hz). Tabla Parámetros característicos de las portadoras de los modos 8K y 2K 11

12 Intervalo de guarda Al tiempo de símbolo útil se le añade un intervalo de guarda mediante un prefijo cíclico, de forma que el tiempo total de símbolo pasa a ser. Los ecos o la presencia de múltiples señales que transportan la misma información recibidos durante el intervalo de guarda beneficiaran al receptor. Pero si un eco llega al receptor con un retardo superior al intervalo de guarda, el sistema ya no se beneficiará de la suma de potencias de las señales de eco, sino que interferirán en forma de ruido gaussiano. La tabla muestra las distintas duraciones de los intervalos de guarda para los modos 2K y 8K para canales de 8MHz. Para la planificación de redes SFN de área extensa, la mejor opción es el modo 8K con un intervalo de guarda de 1/4, ya que consigue la duración más larga posible del intervalo de guarda (224 µs) con un tiempo de símbolo de 1120 µs. Tabla Parámetros característicos de los modos 8K y 2K en función del intervalo de guarda Esquemas de modulación Las portadoras de la señal OFDM pueden estar moduladas en QPSK, 16-QAM o 64-QAM, utilizando 2, 4 o 6 bits respectivamente. Las distintas constelaciones de cada modulación se mapean en código Gray para facilitar la corrección de errores al receptor. La elección de la modulación establece un compromiso entre la C/N requerida y la velocidad de datos deseada. A medida que se utiliza una modulación con mayor número de bits, mayor es la velocidad del flujo de datos, pero mayor es también la C/N requerida en recepción. Así, la modulación QPSK será la que requerirá una menor relación C/N, debido a que para una misma energía media, los puntos de la constelación QPSK están más separados que los de las constelaciones 16-QAM o 64-QAM. Por contra, el flujo de datos será considerablemente menor. Esto hace que a la práctica las modulaciones con mayor número de puntos sean más utilizadas, aunque se requiera una mayor relación C/N en el receptor. En la siguiente figura vemos que para el caso de utilizar una modulación 64QAM con una relación de codificación de 2/3 y con un intervalo de guarda de 1/4 la tasa neta de bit será de 19,91 Mbit/s y se requerirá una C/N de 20 db aproximadamente. 12

13 Figura Tasa de bit y C/N requerida en función de la modulación utilizada, la relación de codificación y el intervalo de guarda en un canal de 8 MHz para el sistema DVB-T Relación de codificación El estándar DVB-T tiene disponibles varios valores de relación o tasas de codificación (1/2, 2/3, 3/4, 5/6 o 7/8). Esta relación de codificación significa la proporción del número de bits de datos de información respecto el total de bits codificados a la salida del codificador convolucional. Así, para una relación de codificación de 1/2, de cada 2 bits codificados sólo 1 bit es de información, lo que limita la capacidad del canal a la mitad. Las tasas de codificación más elevadas, aumentan la capacidad del canal pero disminuyen su protección. Modo jerárquico. Parámetro α En la televisión digital ocurre que a partir de una cierta distancia entre el receptor y el transmisor, la recepción de la señal se degrada de manera abrupta. No existe una degradación progresiva de la señal, como ocurre en los sistemas analógicos. Es lo que se denomina precipicio digital, ya que se produce un cambio muy brusco entre estar viendo una imagen perfecta y dejar de verla. Para disminuir esta característica, se puede emplear la modulación jerárquica. Mediante la modulación jerárquica se puede dividir el flujo de un programa en dos partes, un flujo de alta prioridad HP (High Priority) y otro de baja prioridad LP (Low Priority). El flujo de alta prioridad tiene baja velocidad y una alta protección contra errores. En cambio, el flujo de baja prioridad utiliza una velocidad de datos más elevada con una protección menor. Hay dos opciones posibles para usar el segundo flujo: Simulcast: Utilizar la mayor tasa de datos para incrementar la calidad del servicio básico. Multicast: Utilizar el segundo flujo para la emisión de programas adicionales. 13

14 El nivel de protección se puede ajustar eligiendo la relación de codificación del codificador convolucional. Los dos flujos se modulan al mismo tiempo y cada portadora se modula con símbolos con distinto nivel de protección de errores. El flujo de alta prioridad HP, es un flujo capaz de recibirse en peores condiciones y muy robusto frente al ruido. Puede ser destinado a los receptores móviles o a los fijos que se encuentran en el límite de una zona de cobertura y con una mala relación C/N. El flujo de baja prioridad LP, será utilizado por los receptores que disponen de un buen nivel de señal, y complementará al flujo de alta prioridad en cuanto a velocidad y a calidad de imagen en el caso de utilizar la opción simulcast. La distancia entre los puntos de la constelación está determinada por el parámetro de modulación α, que se define como la relación de la distancia entre dos puntos de la constelación pertenecientes a cuadrantes adyacentes y la distancia entre puntos del mismo cuadrante. El estándar DVB-T especifica 3 valores para este parámetro, pudiendo elegir entre α=1, α=2 y α=4. Cuando mayor sea el valor del parámetro α, los datos del flujo de alta prioridad dispondrán de mayor cobertura y robustez. Por contra, los datos del flujo de baja velocidad necesitaran mejores condiciones de recepción y su cobertura disminuirá al requerir unos niveles elevados de relación C/N. La ventaja de la modulación jerárquica cuando se utilizan los dos flujos para el mismo programa es que se tienen zonas con una calidad excelente y otras zonas con una calidad aceptable, ayudando a aumentar el tamaño de la zona de cobertura global Codificación de canal En este apartado se exponen las principales características de los procesos de codificación de canal que se aplican al flujo de entrada MPEG-2, antes de modular la señal en OFDM. El esquema de transmisión del sistema DVB-T es el siguiente: Video Coder Audio Coder Programme MUX Transport Mux MUX adaptation Energy dispersal Outer Coder Outer interleaver Inner Coder Data Coder Splitter Codificación de fuente y multiplexado MPEG-2 MUX adaptation Energy dispersal Outer Coder Outer interleaver Inner Coder Inner interleaver Mapper Frame adaptation OFDM Guard Interval Insertion D/A Front end Pilots & TPS signals Figura Diagrama de bloques funcional del sistema DVB-T 14

15 La línea de puntos solo representa el caso en que el distribuidor (splitter) se encarga de dividir el flujo de transporte MPEG-2 en dos flujos de alta y de baja prioridad (HP y LP), cuando se utiliza la modulación jerárquica. Para el caso de una modulación no jerárquica, los bloques con líneas de puntos y el splitter desaparecerían. Codificación y entrelazado externos (Outer Coding and Outer Interleaving) El flujo de entrada del sistema DVB-T es el que proviene de la salida del multiplexor MPEG-2, en el que los datos vienen organizados en paquetes de longitud fija de 188 bytes. En cada flujo de transporte, obtenido en el proceso de codificación de fuente, se multiplexan varios programas y se añade la información de servicio, por ejemplo subtítulos en varios idiomas. Programa Codificador de Audio Codificador de Video Mux Codificador de Datos Mux Figura Flujo transporte MPEG-2 de entrada al sistema DVB-T El primer proceso que se aplica a este flujo es lo que se puede denominar una adaptación del múltiplex de transporte, aplicando una aleatorización para dispersar la energía. Los paquetes aleatorizados se agrupan de 8 en 8, con el primer byte de sincronismo invertido, formando el múltiplex de transporte adaptado: Figura Estructura múltiplex de transporte adaptado A este múltiplex de transporte adaptado se le aplica un código Reed Solomon RS(204,188,8) que añade 16 bits de paridad a los 187 bytes de datos aleatorizados, permitiendo corregir hasta 8 bytes erróneos. Figura paquete protegido con código Reed Solomon (204, 188, 8) Posteriormente, a este paquete aleatorizado y protegido contra errores se le aplica un entrelazado. Como se ha comentado anteriormente, con el código Reed Solomon conseguimos corregir hasta 8 bytes, pero las perturbaciones introducidas por el canal pueden producir cadenas consecutivas de errores superiores a 8 bytes dentro de un mismo paquete. Mediante el entrelazado externo se consigue 15

16 dispersar los errores de manera que disminuya la probabilidad de encontrar más de 8 bytes erróneos dentro de un mismo paquete. A la salida del entrelazador externo tenemos la siguiente estructura de paquete: Figura Estructura de los datos a la salida del entrelazador externo Codificación interna Para aumentar la robustez se utiliza un codificador interno. Se trata de un codificador convolucional de relación 1/2, que consigue una potente capacidad de corrección de errores de tipo aleatorio. El precio a pagar es que se reduce la capacidad del canal a la mitad. Para no limitar tanto la capacidad del canal, mediante técnicas de puncturing o perforado se puede aumentar la relación de codificación (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8). Lógicamente a mayor relación de codificación menor es la protección del canal, aunque la capacidad del canal aumenta. El valor idóneo vendrá determinado por el área de cobertura deseada y una potencia de emisión dada. Entrelazado interno La principal función del entrelazado interno es la de preparar el flujo de bits para la modulación OFDM. El entrelazado interno funciona en dos etapas, primero realiza un entrelazado a nivel de bit y después otro a nivel de símbolo, ambos entrelazadores están formados por bloques. En el caso de utilizar una modulación jerárquica, el entrelazador interno se encarga de unir los flujos de alta y de baja prioridad. Figura Codificación y entrelazado interno Las palabras obtenidas del entrelazador de bits entran al entrelazador de símbolo para agruparlas en bloques del tamaño adecuado para que los datos se puedan distribuir entre las portadoras activas de cada símbolo COFDM. 16

17 Modulación COFDM La implementación de la modulación OFDM se realiza de forma digital mediante el uso de la IFFT, reduciendo enormemente la complejidad del sistema en comparación con los miles de osciladores que se requerirían para implementarla analógicamente. Realizando la transformada inversa de Fourier pasamos del dominio frecuencial al dominio temporal de la señal Parámetros de la TDT utilizados en este proyecto Del conjunto de parámetros configurables del sistema DVB-T, a continuación se expone la configuración elegida a nivel del estado español para la emisión de los actuales múltiples de TDT, que se tomará como referencia en el desarrollo de este proyecto. Número de portadoras: modo 8K Intervalo de guarda: 1/4 Modulación portadoras. 64QAM Relación de codificación 2/3 Modo no jerárquico Ancho de banda: 8 MHz Esta configuración es la indicada para el despliegue de redes de frecuencia única (SFN) de área extensa. Con la elección del modo 8K y el intervalo de guarda de 1/4 se consigue la mayor duración posible del intervalo de guarda, permitiendo la planificación de redes SFN de gran extensión y minimizando las autointerferencias de red. Los ecos recibidos de los transmisores que estén a menos de 67 km no interferirán, si no que beneficiarán al receptor. La modulación 64-QAM proporciona una alta velocidad de datos, aunque la C/N en recepción debe ser más elevada. Por otro lado, la tasa de codificación de 2/3 ayuda a mejorar la protección frente a errores. No se hace uso de la modulación jerárquica sino que se emite un único flujo de datos con las mismas condiciones para todos los receptores La megatrama MPEG-2 Para el modo de transmisión 8k, que es que se utiliza en España y en el presente proyecto, se cumplen las siguientes relaciones: 1 símbolo OFDM = portadoras (8k) 1 Trama = 68 símbolos OFDM 1 Supertrama = 4 tramas 1 Megatrama = 2 supertramas = 8 tramas = 544 símbolos OFDM Tabla Relaciones megatrama-simbolos modo 8k En cuanto a la cantidad de paquetes de transporte codificados RS que caben en estas estructuras (si además se utilizan la modulación 64-QAM y una tasa de codificación de 2/3): Supertrama OFDM paquetes TS-RS204 Mega-trama OFDM paquetes TS-RS204 Tabla Relaciones megatrama-simbolos modo 8k 17

18 La duración de la Megatrama es independiente del tiempo útil de símbolo Tu, de la constelación y de la tasa de codificación, y solo depende del intervalo de guarda. Si, la duración de la Megatrama es de segundos El paquete de iniciación de megatramas (MIP) Cada Megatrama llevará (si la red opera en modo de SFN) un paquete MIP (Megaframe Inisialisation Packet). El MIP puede estar en cualquier posición dentro de la Mega-trama y tiene una longitud de paquete de 188 bytes. De cara a la sincronización de las redes SFN son especialmente importantes 3 campos del paquete MIP: - Pointer: Puntero que indica cuantos paquetes faltan para que empiece la siguiente Megatrama. - STS (Sinchronisation Time Stamp): contiene la diferencia de tiempo entre el último impulso procedente del GPS que precede al comienzo de la siguiente Mega-trama y el instante de transmisión del primer bit de su primer paquete desde el adaptador SFN. - Maximum Delay: Retardo máximo entre el instante de transmisión de la siguiente Megatrama desde el Adaptador SFN y el instante en el que se desea que comience la emisión de dicha Megatrama a través del sistema radiante. El valor del retardo máximo debe ser superior que la suma del retardo más grande que se produzca en la red de distribución y los retardos en el modulador, amplificadores de potencia y alimentadores de las antenas. 18

19 3. Arquitectura y planificación de redes TDT En este apartado se analiza la arquitectura de referencia de un sistema de televisión digital terrenal TDT y los conceptos necesarios para su planificación. Las señales que reciben los decodificadores de TDT de todos los usuarios domésticos son fruto de un conjunto de procesos que forman la cadena de difusión y recepción de la TDT. A grandes rasgos, la cadena de difusión y recepción de una red de TDT se divide en tres partes principales: La contribución de la señal desde los estudios de producción a la cabecera. La distribución y posterior difusión de la señal La recepción de la señal Las señales producidas por los proveedores de contenidos se codifican y se multiplexan en la cabecera para conformar el flujo de transporte MPEG-2. En el multiplexado también se incluye la información de servicio y las guías de programación de los distintos programas. Durante la fase de distribución, la señal se transporta desde la cabecera hasta los centros emisores a través de fibra óptica, radioenlaces o satélite. La señal se modula y amplifica antes de difundir la señal por el sistema radiante del centro emisor. Finalmente, las señales de radiofrecuencia son captadas por las antenas receptoras de los edificios, dónde se distribuyen por las viviendas para que el equipo receptor las desmodule y descodifique para ser presentadas al usuario final. 3.1 Subredes de una red de TDT Una red de TDT está compuesta por un conjunto de subredes, cada una encargada de transportar la información de un punto a otro, desde los estudios de producción hasta el receptor del usuario final. En los siguientes sub-apartados se exponen las características básicas de estas redes Red de contribución de la señal La red de contribución de la señal es la encargada de transportar los contenidos creados por los estudios de producción hasta el centro de cabeceras para una vez allí, realizar la codificación y multiplexación de las señales de TDT e introducir la señalización de red. Después de aplicar los procesos de codificación de audio, video y datos a cada señal de TDT, el sistema de multiplexación se encarga de conformar el múltiple, juntando en una única señal los diferentes servicios de televisión digital, las tablas de información de servicios (DVB-SI) y, opcionalmente, los servicios avanzados y de radio digital. 19

20 La siguiente figura muestra, de forma esquemática, la estructura de red para cubrir todas las necesidades del servicio requeridas por las redes de TDT. Hispasat Red de contribución Red de transporte y distribución Red de difusión Radioenlace QPSK Centro reemisor Satélite OFDM Hogares Fibra óptica Centro de Gestión y Generación de Contenidos Telepuerto OFDM Centro emisor Figura Estructura red de Televisión Digital Terrestre Red de transporte y distribución La red de transporte y distribución se encarga de transportar las señales desde la cabecera hasta los centros emisores (red de difusión primaria). Es una red híbrida que puede utilizar tanto el medio terrestre como el satélite. Para el caso terrestre se utilizan radioenlaces y redes de fibra óptica utilizando las tecnologías SDH o PDH. Para subir las señales al satélite, primero se transporta la señal hasta un telepuerto, mediante el uso de radioenlaces o de fibra óptica, para establecer el enlace de subida. Opcionalmente, como punto intermedio entre el centro de cabeceras nacional y la red de centros emisores, la señal pasará por el centro de cabeceras regional, dónde se podrán realizar desconexiones territoriales y agregar, cuando se desee, las señales de los centros de producción de cada región. Red de reserva La red de reserva o de back-up, puede estar formada por satélites adicionales que podrían utilizarse en el caso de que hubieran problemas en el satélite en uso y de una red de fibra óptica, complementada por radioenlaces digitales como alternativa a la red de transporte por satélite que llegaría a los centros más importantes asegurando la redundancia de la señal terrena a una gran parte de la población. 20

21 Figura Estructura de red con desconexiones regionales Para poder realizar desconexiones regionales es necesario disponer de cabeceras en cada una de las regiones a desconectar (ver figura 3.2.2). La señal estatal llega a estas cabeceras regionales a través de la red de transporte terrestre o a través del back-up por satélite. Cada cabecera regional se encarga de generar las nuevas tramas con los contenidos del múltiple correspondientes a la región. Para poder efectuar una desconexión se requiere un multiplexor por cabecera territorial para insertar los nuevos contenidos de la región a desconectar. Además también será necesario un equipo gestor de información de servicio para añadir solamente la información de los eventos correspondientes a cada una de las desconexiones territoriales. Una vez insertados los nuevos contenidos, la señal se distribuye hacia los centros emisores de la región a través de la red de transporte terrestre y hacia el telepuerto de subida a satélite. Cuando la señal llega al telepuerto, se extraen los flujos de transporte y, tras pasar por el adaptador de red de frecuencia única, cada uno de los flujos llega a un modulador QPSK, conforme a la Norma DVB-S. Luego las señales se combinan y se radian hacia el satélite, dónde la señal será reemitida mediante los transpondedores ubicados en el satélite Red de difusión La red de difusión está compuesta por un conjunto de centros emisores que emiten por radiofrecuencia las señales de TDT hacia el conjunto de la población de usuarios. Los centros de la red de difusión de la TDT se han situado, en la medida de lo posible, en los mismos emplazamientos dónde estaban los centros emisores de televisión analógica, ya que de esta forma se evita la necesidad de reorientar las antenas receptoras. Durante la fase de transición se han aprovechado los centros existentes de la televisión analógica, pero también ha sido necesaria la creación de varios nuevos emplazamientos. Para la implantación de las futuras nuevas redes de Televisión Digital Terrestre estudiadas en este proyecto, se intentará siempre, en la medida de lo posible, aprovechar al máximo las infraestructuras existentes de los servicios de TDT instalados durante la fase de transición, así como la compartición del 21

22 equipamiento radioeléctrico. En apartados posteriores se estudiará más en detenimiento la reutilización de equipamiento. En este sentido, el diseño de la red, así como su posterior implantación, se basa en la red de transporte y de difusión existente, con la que Abertis Telecom viene prestando servicio, primero a los radiodifusores de televisión analógica, y actualmente a los radiodifusores digitales. Esta red se compone de: Una red de Difusión con más de emplazamientos. Una extensa red de Fibra Óptica. Una red de transporte de Radioenlaces Una red de comunicaciones por satélite. La red difusión se divide entre la red de difusión primaria y la red de difusión secundaria. Red de difusión primaria La red de difusión primaria es la que forman el conjunto de centros transmisores que reciben la señal primaria, vía satélite o terrena, directamente procedente de la red de distribución. En los centros emisores primarios, las portadoras procedentes del satélite se distribuyen a un conjunto de receptores de satélite IRD-S, que entregan los flujos de transporte originales para ser modulados y radiados según la norma DVB-T. La siguiente figura muestra esta distribución esquemáticamente: Distribución Difusión GPS 1+1 IRD-S TS COFDM 1+1 IRD-S TS COFDM Divisor 1+1 IRD-S TS COFDM 1+1 IRD-S TS COFDM Figura Esquema red de distribución primaria Equipo transmisor Un centro transmisor está pensado para cubrir grandes áreas de servicio y suele estar equipado con equipos de alta y media potencia. Recibe la señal primaria vía satélite, o por radioenlace. Para la recepción satélite dispone de receptores de satélite que reparten la señal a cada uno de los equipos transmisores. Tras la demodulación de la señal de satélite, se remodula la señal en COFDM en cada uno de los equipos transmisores y se convierte la frecuencia a la del canal de emisión. 22

23 Una vez amplificada la señal COFDM hasta el nivel de su potencia de emisión, y filtrada para dotarla del ancho de banda adecuado y eliminar el riesgo de interferencia con los canales adyacentes, se envía al multiplexor del sistema radiante para ser difundida. Red de difusión secundaria La red de difusión secundaria está formada por el conjunto de centros reemisores, que reciben la señal procedente de otro centro emisor para amplificarla y reemitirla hacia las zonas oscuras dónde no llega la señal de la red de difusión primaria. Equipo Reemisor El centro reemisor en una red de frecuencia única se denomina centro Gap-filler ya que redifunde a su salida la señal de entrada a la misma frecuencia. Generalmente un centro Gap-filler es de baja potencia y dispone de una reducida área de servicio. Recibe la señal primaria vía terrestre procedente de un centro emisor. Para mejorar la selectividad del canal y reducir los riesgos de realimentación, la señal de entrada se pasa a frecuencia intermedia para ser convertida, de nuevo, a la frecuencia del canal de emisión idéntica a la de recepción y, posteriormente, se amplifica hasta la potencia de emisión y se envía al sistema radiante. Este tipo de centros tiene limitada su capacidad de entregar potencia ya que ésta depende del aislamiento entre antenas, transmisora y receptora, y del nivel de la señal de entrada. Por el hecho de trabajar a la misma frecuencia, el uso de gap-fillers impone restrictivas condiciones en cuanto a aislamiento entre la entrada y la salida del reemisor, el nivel mínimo de señal necesario a la entrada y la ganancia que es posible conseguir. La misión del reemisor isofrecuencia para TDT es la de cubrir huecos en la cobertura de una red DVB-T SFN. Para ello, se debe recibir suficiente nivel de señal del múltiple que se desee remitir. La señal se recibe por una antena de recepción y, una vez filtrada y amplificada se emite por una antena de emisión en el mismo canal por el que se ha recibido. El nivel de potencia a la entrada de los equipos necesario es de -47dBm 15dB. El problema principal de un reemisor es el de la realimentación. El aislamiento entre las ondas emitidas y recibidas no es ideal, las ondas emitidas por la antena transmisora son recibidas por la antena receptora y amplificadas por el reemisor en un proceso recursivo que podría saturar el sistema. En función del aislamiento entre la transmisión y la recepción en el centro, y de las características del reemisor, en particular de la utilización o no de un cancelador de ecos, la ganancia del reemisor estará limitada a un valor más o menos bajo. 23

24 Rx: canal M Pin G Pout Tx: canal M (desacoplo) Figura Esquema básico del funcionamiento de un reemisor isofrecuencia El aislamiento ( ) es la atenuación existente entre una señal a la salida del reemisor de potencia Pout, y la señal a la entrada del reemisor de potencia Pin correspondiente a la realimentación de la señal de salida. El aislamiento es función de: los diagramas de radiación de las antenas transmisora y receptora. la situación relativa entre las antenas transmisora y receptora. los obstáculos físicos entre las antenas transmisora y receptora. Así pues, es posible mejorar las características de aislamiento de un centro modificando la antena receptora, modificando su situación relativa, o incluso creando obstáculos físicos entre las antenas transmisora y receptora. La ganancia necesaria para que el centro Gap Filler emita con la potencia planificada deseada viene definida por la diferencia de potencia entre la potencia de salida deseada y la potencia presente en la entrada. Para que un centro pueda funcionar como Gap-filler, la ganancia debe ser inferior al aislamiento. Se define el Margen de Ganancia como la diferencia entre la Ganancia requerida del centro Gap Filler y el aislamiento entre la antena transmisora y receptora: donde G es la ganancia del equipo necesaria y el aislamiento entre la antena transmisora y receptora. La ganancia máxima disponible será mayor en el caso de utilizar un cancelador de ecos. Un cancelador de ecos es un elemento que reduce las contribuciones de señal no deseada (los diferentes ecos que provocan la realimentación). Así pues, la viabilidad de un centro como reemisor viene determinada por el nivel de señal recibido por el centro y por el cumplimiento de las siguientes relaciones: o Sin cancelador de ecos: 24

25 o Con cancelador de ecos: Agentes del mercado implicados Los agentes que se encargan de realizar las funciones de la red expuestas en los anteriores apartados son los siguientes: Operador de Servicios Audiovisuales: es el radiodifusor o la organización que genera los contenidos que serán recibidos por el usuario final. Operador de Red de contribución: transporta los contenidos generados por el radiodifusor hacia el centro de cabeceras. Gestor de múltiple: es la organización que gestiona un múltiple. Se encarga de los aspectos técnicos, de la gestión administrativa y de la arquitectura de red requerida para el ámbito de cobertura de la concesión de los canales digitales que conforman el múltiple. Operador de Red de Transporte: se encarga del transporte y de la distribución del múltiple hasta los centros emisores de la red de difusión. Operador de Red de Radiodifusión: difunde la señal de TDT a través de los sistemas radiantes para cubrir una determinada región geográfica. Un mismo operador puede realizar varias de las funciones anteriores. 3.2 Interferencias Las interferencias se pueden definir como un proceso que altera, modifica o destruye una señal durante su trayecto en el canal de transmisión entre el emisor y el receptor. Los servicios de radiodifusión utilizan como canal de transmisión el aire y están sujetos a interferencias radioeléctricas producidas por otras señales presentes en el mismo medio. Para las redes de TDT diseñadas en este proyecto se consideran tres tipos de interferencias: Interferencias por canal adyacente. Interferencias cocanal. Autointerferencias de red SFN. Interferencias por canal adyacente Observando el espectro de la señal DVB-T (figura 3.3.1) se puede ver la presencia de lóbulos laterales que se extienden hasta los canales adyacentes con la consiguiente interferencia de las señales presentes en estos canales. 25

26 En función de los parámetros de configuración de la señal DVB-T y del servicio que ocupe este canal adyacente, la relación de protección C/I deberá ser mayor o menor. Figura Espectro de la señal DVB-T (modos 2k y 8k) En este proyecto se considera únicamente la presencia de otras señales DVB-T. El nivel mínimo de protección por las interferencias en canal adyacente se establece en (ver figura 3.3.2). Interferencias cocanal Las interferencias cocanal se producen cuando la señal deseada se ve degradada por otros servicios que utilizan el mismo canal radioeléctrico. La relación de protección mínima por interferencia cocanal considerada en este proyecto es. Esto equivale a decir que la señal deseada deberá estar 20 db por encima de la señal interferente en el mismo canal. La siguiente figura muestra las relaciones C/I consideradas para los casos de canal adyacente y cocanal: N-1 N N+1 Figura Niveles de protección canal adyacente y cocanal. Cabe decir que las relaciones de protección mínimas dependen de los parámetros de configuración de la modulación COFDM y del tipo de recepción considerada. Las relaciones C/I consideradas se han establecido considerando los parámetros del apartado Parámetros de la TDT en España y considerando una recepción fija, con antenas receptoras en los tejados. Autointerferencias de red SFN En una red de frecuencia única SFN además de las interferencias producidas por parte de otros servicios hay que considerar las posibles interferencias ocasionadas por la propia red. Las autointerferencias se producen cuando en un determinado punto llegan dos señales a la misma frecuencia, transportando el mismo servicio pero con una diferencia de tiempos de propagación superior al intervalo de guarda. 26

27 Con los parámetros de modulación descritos en el apartado (modo 8K e intervalo de guarda de ¼) el intervalo de guarda tiene una duración de 224 µs. Conociendo la velocidad de la luz ( ) la distancia máxima que pueden recorrer dos señales provenientes de distintos transmisores es de 67,2 km ( ) para que no se interfieren entre sí. La distribución de los transmisores sobre el territorio en la mayoría de los casos es la heredada de la tecnología analógica y aunque todos los transmisores estuvieran separados por más de 67,2 km la cobertura de los transmisores de mayor potencia probablemente sobrepasaría este límite. La siguiente figura ilustra esta situación: Figura Solape de cobertura de 2 transmisores. En el anterior ejemplo hay dos receptores dentro del área de solape de las coberturas de los transmisores A y B: Receptor 1: las señales del Transmisor A y del Transmisor B llegan al receptor 1 separadas en tiempo más de 224us, es decir llegan fuera del intervalo de guarda. Señal del Transmisor B interferente, recepción incorrecta. Receptor 2: las señales del Transmisor A y del Transmisor B llegan al receptor 2 en una ventana temporal de 224us, es decir llegan dentro del intervalo de guarda. Señal útil, recepción correcta. Figura Introducción de retardo en un transmisor. La tecnología TDT permite retardar el momento en el que se debe iniciar la emisión en un transmisor para que en una zona de solape la diferencia de tiempo entre las señales que llegan desde diferentes transmisores esté dentro del intervalo de guarda. Este retardo se introduce en el modulador del 27

28 transmisor. En la figura 3.3.4, se aplica un retardo de 16 µs al Transmisor B para que en la zona de solape, al señal llegue dentro de la ventana de 224 µs. Para evaluar las autointerferencias de red habrá que considerar la disposición de los transmisores de la red, la potencia de cada transmisor, la orografía del terreno y los posibles retardos estáticos introducidos en cada transmisor. Y es que una vez fijado el intervalo de guarda, la solución principal para eliminar o disminuir las autointerferencias de red pasa por la introducción de retardos estáticos en los transmisores. Los moduladores de cada transmisor pueden introducir un retardo estático respecto el instante de sincronización para retardar o avanzar el instante de emisión. Con este método, aunque no se consiga eliminar por completo las autointerferencias si se puede lograr trasladarlas a lugares no habitados. 3.3 Tipología de redes. SFN y MFN Hay dos tipologías básicas para una red de difusión de televisión digital terrenal, las redes multifrecuencia (MFN) o convencionales y las redes de frecuencia única (SFN). El diseño de una red de difusión está basado en una de estas dos opciones o en una combinación de las mismas. A continuación se analizan las características fundamentales de cada una de las dos opciones Redes de frecuencia única. SFN Una red de frecuencia única SFN (Single Frequency Network) es una red en la que todos los transmisores emiten en la misma frecuencia y están modulados síncronamente con la misma señal. A continuación se exponen las ventajas y los inconvenientes de una red SFN. Ventajas de una red SFN Las ventajas de la implementación de una red SFN son: EFICIENCIA ESPECTRAL La emisión de un mismo múltiple en una zona geográfica de gran extensión y a la misma frecuencia supone un gran ahorro del espectro radioeléctrico y permite implantar un mayor número de redes de televisión digital terrenal en los países en los que el espectro disponible para estos servicios está saturado. Además, cada múltiple puede transportar un mínimo de 4 programas, con lo que el aumento de la eficiencia es considerable. EFICIENCIA EN POTENCIA En una red SFN, la señal recibida puede provenir de varias componentes de más de un transmisor. Esto hace que en caso de recibir grandes variaciones de intensidad de campo procedentes de un transmisor, éstas se puedan compensar por la recepción de otras componentes, ya sean de otro transmisor o de ecos producidos por la propagación multitrayecto. Este efecto, conocido como ganancia de red, podría permitir, con ciertas limitaciones, utilizar transmisores de menor potencia en una red SFN que en una red convencional. 28

29 Inconvenientes de una red SFN Conseguir los buenos niveles de eficiencia en frecuencia y en potencia comentados anteriormente supone los siguientes inconvenientes: AUTOINTERFERNCIAS DE RED Cuando se reciben señales, de una cierta intensidad de la propia red SFN con un retardo superior al establecido por el intervalo de guarda se producen autointerferencias de red. SINCRONIZACIÓN Todos los transmisores de la red han de operar síncronamente. IMPOSIBILIDAD DE REALIZAR DESCONEXIONES Una red SFN imposibilita la realización de desconexiones territoriales Sincronización de una red SFN Una red SFN requiere una perfecta sincronización de red a tres niveles (en frecuencia, en tiempo y en bit). Sincronización en frecuencia En una red SFN, cada una de las portadoras de la señal OFDM debe ser radiada en la misma frecuencia por todos los transmisores de la red. Dada una portadora de frecuencia ideal, la precisión en frecuencia requerida depende de la separación en frecuencia entre dos portadoras adyacentes ( f). Así, cada transmisor debería radiar la portadora k-ésima dentro del intervalo. El sistema más utilizado para satisfacer los requisitos de sincronización de toda la red es el sistema GPS (Global Positioning Satellite), que proporciona una frecuencia de referencia estable e idéntica a todos los centros que constituyen la red. Sincronización temporal Para aprovechar las características de la modulación OFDM y beneficiarse así de los ecos recibidos dentro del intervalo de guarda, es necesaria la sincronización a nivel temporal de los transmisores. Independientemente del retardo introducido por la red de distribución, todos los transmisores han de emitir el mismo símbolo en el mismo instante de tiempo. El nivel de precisión exigido no es muy elevado debido a la presencia del intervalo de guarda, pero precisamente por este motivo, lo que se quiere es que el intervalo de guarda sea útil para recibir los ecos de la propagación multicamino y no para compensar una mala sincronización de la red. Una precisión de ±1µs sería suficiente. Para realizar la sincronización temporal se utiliza una señal de referencia temporal, que consiste en un pulso por segundo, que de la misma forma que la frecuencia de referencia, se puede obtener del sistema GPS. Sincronización de bit Para emitir el mismo símbolo en el mismo instante de tiempo, una portadora k-ésima ha de ser modulada con los mismos bits en todos los transmisores. 29

30 Sincronización de la red Para la sincronización de los diferentes centros transmisores que constituyen la red de difusión se utilizan sistemas GPS y unidades de distribución de sincronización (SSU). La siguiente figura describe los bloques funcionales necesarios para una red de difusión en frecuencia única: MPEG-2 TS Adaptador de red en RX Sistema SYNC Modulador DVB-T MPEG-2 TS 10MHz 1 pps Re-multiplexor MPEG-2 Adaptador SFN Adaptador de red en TX RED DE DISTRIBUCIÓN GPS MPEG-2 TS 10MHz 1 pps GPS Adaptador de red en RX Sistema SYNC Modulador DVB-T 10MHz 1 pps GPS Figura Esquema red de difusión SFN Los bloques más significantes de la anterior figura son: El Re-multiplexor MPEG-2: Re-multiplexa los programas que provienen de varios canales de entrada. El Adaptador SFN: Conforma la Mega-trama e inserta en dicha Mega-trama el Paquete de Inicialización de Mega-trama (MIP) con un PID propio. Adaptadores de red: suministran un enlace transparente para las tramas de transporte MPEG-2 desde la central a las estaciones. El sistema de Sincronización (sistema SYNC): compensa el tiempo de propagación de la señal a través de la red de distribución para que todas las señales de todos los transmisores DVB-T (que recibirán la señal con distinto retardo de propagación) sean transmitidas en el mismo instante de tiempo. Añade el tiempo de espera necesario para transmitir en el instante adecuado. El Modulador DVB-T: Para que el instante de transmisión sea fijo, el retardo desde que la señal entre en el modulador hasta que llegue a la antena también debe ser fijo. Parte de la información que se inserta en el MIP se puede utilizar para controlar directamente los modos del modulador u otros parámetros de transmisión. El sistema de Posicionamiento Global GPS: La referencia de tiempo a través de GPS es la única que tiene una disponibilidad a nivel global. Los receptores GPS suministran una frecuencia de referencia de 10 MHz y una referencia de tiempo consistente en 1 pulso por segundo. 30

31 3.3.2 Redes multifrecuencia. MFN Una red multifrecuencia, es una red dónde los transmisores que radian el mismo programa lo hacen cada uno con una frecuencia diferente. Ventajas de una red MFN AUSENCIA DE SINCRONIZACIÓN: Una red MFN pura no requiere ningún mecanismo de sincronización. POSIBILIDAD DE REALIZAR DESCONEXIONES: Cada transmisor tiene la posibilidad de transmitir un programa diferente, lo que hace posible realizar desconexiones. En función del grado combinación MFN-SFN, se podrán realizar diferentes configuraciones de red que permitan desconexiones a nivel autonómico, provincial, regional, etc. Inconvenientes de una red MFN MENOR EFICIENCIA ESPECTRAL En función del grado de robustez de la transmisión, se necesitará un determinado número de canales de radiofrecuencia para cubrir un área relativamente grande. A mayor protección mayor tendrá que ser la distancia de reutilización de frecuencias. La brusca evolución de la transmisión digital, que hace que se pase de una excelente recepción a una recepción casi nula, hace que en la planificación se consideren márgenes adicionales de protección. Esto repercute en que, aunque la robustez de la transmisión DVB-T es mayor que el de la televisión analógica, en una red digital multifrecuencia, el número de canales empleados tiende a ser el mismo que para las redes de televisión analógicas convencionales. 3.4 El sistema radiante El sistema radiante transforma la señal procedente del equipo transmisor o reemisor y la difunde por radiofrecuencia a través del canal aire, mediante ondas electromagnéticas con el objeto de que sea captada por las instalaciones receptoras de todos los usuarios que pretende cubrir. La descripción básica de los principales elementos que forman un sistema radiante es la siguiente: - Multiplexor: Permite la emisión de varios servicios por un mismo sistema radiante. - Feeder: Es el cable o línea rígida principal que va desde el conector de salida del multiplexor hasta el conector de entrada del primer distribuidor de potencia de la cadena del sistema radiante. En caso de que el sistema radiante esté formado por un único panel, el Feeder une directamente el multiplexor con el panel. - Distribuidor: Se encarga de repartir la potencia entre dos o más vías. - Latiguillos: es el cableado que va desde los distribuidores de potencia hasta los paneles o hasta otros distribuidores de potencia. - Paneles: forman la antena de transmisión. En el siguiente apartado se exponen con más detalle las características de los elementos de un sistema radiante. 31

32 3.4.1 Elementos del sistema radiante Los elementos que forman un sistema radiante, se pueden clasificar en cuatro categorías: Filtros y combinadores Distribuidores Líneas de transmisión. Cables, líneas rígidas y conectores Antenas Filtros y combinadores La función de los filtros es la de eliminar las señales indeseadas. Para ello los filtros se diseñan para ajustar la señal de entrada a una máscara determinada, dejando pasar la banda de frecuencias deseada y eliminando el resto. Figura Características principales filtro paso banda de 6 u 8 cavidades Un combinador o multiplexor es un dispositivo pasivo cuya función es la de sumar las señales procedentes de dos o varias fuentes a distinta frecuencia en una salida común, manteniendo un buen aislamiento entre las entradas y minimizando las pérdidas óhmicas y de retorno. Así pues, los combinadores o multiplexores tienen como función emitir varias señales de radiofrecuencia por un único sistema radiante. El combinador elemental, o diplexor, permite la emisión simultánea de dos frecuencias distintas por una misma antena o sistema radiante y se compone siempre de uno o varios de los siguientes elementos: Líneas de transmisión Acopladores direccionales (ó híbridos a 3 db) Cavidades resonantes o filtros Cargas de equilibrio En general un combinador puede clasificarse dentro de uno de estos tres tipos: de línea de retardo, de estrella (star-point) o de impedancia constante. MULTIPLEXORES DE IMPEDANCIA CONSTANTE: Un mutliplexor de impedancia constante está compuesto de una o varias celdas diplexoras. Cada una de las celdas está formada por dos filtros pasobanda, dos acopladores de 3dB y una carga de equilibrio interconectadas con líneas rígidas o líneas coaxiales: 32

33 Figura Esquema celda diplexora de impedancia constante La entrada de banda estrecha corresponde a la frecuencia de resonancia de los dos filtros, mientras que la entrada de banda ancha no está sintonizada y puede corresponder a cualquier frecuencia dentro de la banda de trabajo del acoplador (siempre que esté suficientemente espaciada de la de resonancia). Esta característica permite el encadenado de celdas diplexoras prácticamente sin límite. La selectividad del filtro determinará el comportamiento del multiplexor en términos de espaciado entre canales. El aislamiento entre la entrada de banda ancha y la de banda estrecha es la suma de los aislamientos entre bocas de los acopladores directivos y del rechazo de las cavidades a la frecuencia de banda ancha. Para mejorar el aislamiento entre las entradas se puede utilizar un filtro adicional a la entrada de la banda ancha, solo necesario en el primer módulo de la cadena multiplexora. Figura Características principales de un multiplexor de impedancia constante El Diplexor de carga constante es el que mejores características presenta y es el más utilizado para los servicios digitales. Sus propiedades son las siguientes: - Diplexión de frecuencias muy próximas. Puede multiplexar canales adyacentes. - Fácil resintonización de canales. - Se puede combinar con multiplexores starpoint y strecth line. - Fácil expansión. Largas cadenas de multiplexación. - Alto aislamiento entre transmisores. - Gran supresión de intermodulación. MULTIPLEXORES STARPOINT Los diplexores en starpoint o en estrella, constan de 2 filtros paso banda con una salida común. Cada filtro está sintonizado a uno de los canales de entrada deseados. 33

34 El aislamiento ente entradas lo proporciona el rechazo que presenta el filtro a la frecuencia opuesta, lo que además nos limita la separación mínima entre frecuencias. Mediante el uso de líneas de transmisión de distintas longitudes, estos diplexores se diseñan para que la salida de cada uno de los filtros, vea al otro filtro como una impedancia en circuito abierto, haciendo que la longitud de la línea que une cada filtro con el punto de encuentro sea un múltiplo de λ/4 de la otra frecuencia. Es uno de los diplexores más usado en FM y UHF, dada la bondad de sus características y el coste moderado que posee. Figura Esquema multiplexor en estrella Son una solución económica y tiene la ventaja de que puede adaptar impedancias. El transmisor ve una carga adaptada a su salida incluso si la adaptación de la antena no es muy buena. La potencia devuelta por el sistema radiante la disiparán las cavidades en forma de calor. Como inconvenientes, presenta poca flexibilidad (naturaleza no expandible). Presenta dificultad para alcanzar buenas prestaciones para más de 2 canales. MULTIPLEXORES DE LÍNEA DE RETARDO Figura Características principales de un multiplexor en estrella Los multiplexores de línea de retardo no utilizan filtros. El diplexor elemental de dos canales está compuesto de dos divisores híbridos de 3 db y de una carga equilibrada. Una de las dos líneas de transmisión es más larga para introducir el retardo necesario para sumar las señales de entrada y eliminar las señales indeseadas. Ventajas: - Bajo Coste. - Buen desacoplo. Las reflexiones se absorben en la carga. - Indicado para altas potencias con bajas pérdidas de inserción en UHF. Figura Esquema multiplexor de línea de retardo Inconvenientes: - Expansión limitada, el espaciado entre canales debe ser constante. - Separación entre frecuencias elevadas para obtener una longitud del cable razonable. - Hay que cambiar la línea de retardo para cada resintonización. 34

35 Figura Características de un multiplexor de línea de retardo Distribuidores Los distribuidores de potencia están formados de varias etapas transformadoras de cuarto de longitud de onda con un esquema de impedancias de respuesta maximalmente plana (binomial) o de rizado constante (Chebychev). Su objetivo es alimentar el conjunto de salidas convenientemente en fase y amplitud, repartiendo de forma simétrica o asimétrica la potencia de entrada. Los más utilizados habitualmente son los simétricos, que como su nombre indica reparten simétricamente la potencia entre todas sus salidas. Los distribuidores simétricos son más económicos y de fácil reposición en caso necesario. Los asimétricos son utilizados cuando se pretende configurar un diagrama de radiación de características muy determinadas. Figura Características básicas y ejemplos de un distribuidor de potencia Líneas de transmisión. Cables, líneas rígidas y conectores Las líneas de transmisión están formadas por cables, líneas rígidas y conectores. Su función es la de interconectar el conjunto de elementos que forman el sistema radiante, desde la salida del transmisor hasta los paneles de radiación y entre los diversos componentes de multiplexación y distribución. Los criterios de diseño a considerar son: Banda de frecuencia de operación Potencias Atenuación máxima, pérdidas o eficiencia Impedancia característica Tamaño y carga máxima de la torre soporte En el campo de la radiodifusión se emplean exclusivamente líneas de transmisión coaxiales, bien en forma de cable o línea rígida. Una línea coaxial consiste en dos conductores concéntricos. El conductor interno está sostenido concéntricamente entre el externo por el material dieléctrico del interior. Existen dos tipos básicos de cables o líneas flexibles en función del tipo de dieléctrico que utilicen para separar el conductor interno del conductor externo: los cables que utilizan como dieléctrico el aire, 35

36 dónde el conductor interno está sostenido mediante una hélice de plástico (cables Heliflex) y los que utilizan espuma (Cellflex). Los cables Cellflex se utilizan en radio y televisión de baja potencia como Feeder, así como de elemento de interconexión entre antenas y transmisores. Figura Cable Cellflex Los cables con dieléctrico de aire se utilizan en los casos que en los que se requiere una gran flexibilidad y resistencia. Su atenuación es menor que la de los cables con dieléctrico de espuma. Se utilizan especialmente en líneas de transmisión de media y alta potencia, como feeders. Figura Cable Heliflex Las líneas rígidas soportan potencias más elevadas y ángulos de giro más pronunciados mediante la utilización de codos. Están formadas por un tubo de cobre o latón plateado rígido para el interior y en su exterior cobre o aluminio. Tienen gran capacidad de potencia y muy bajos niveles de atenuación. Las líneas rígidas y los cables con dieléctrico de aire pueden ser presurizados con aire seco o gas inerte para prevenir la condensación de agua y la degradación de la línea de transmisión. Figura Ejemplos de líneas rígidas Conectores Los conectores tienen como función la de unir las diferentes transiciones de la cadena del sistema radiante: la salida del multiplexor con el feeder, el feeder con el distribuidor de potencia, éste con los latiguillos, etc. Figura Ejemplos de conectores Todos los cables, líneas rígidas y conectores deben cumplir con las normas EIA o IEC que garantizan que las medidas cumplen con las estándar. 36

37 Antenas La antena utilizada para la radiodifusión de televisión son los paneles de 4 dipolos. Están formados por un apilamiento de 4 dipolos separados de un plano de tierra metálico, en polarización horizontal o vertical. Están recubiertos por un radomo dieléctrico de fibra de vidrio o plástico ABS. Para conseguir los requerimientos de ganancia y diagrama de radiación diseñados, generalmente habrá que recurrir a la agrupación de varios paneles constituyendo un array. En la siguiente figura se pueden observar las características técnicas de un panel: Figura Características básicas de un panel de 4 dipolos La ganancia de un panel es de 10,5 dbd (respecto a un dipolo de media onda), equivalente a 13,5 dbi (respecto al dipolo isotrópico). Figura Diagramas de radiación plano E y plano H de un panel de 4 dipolos Diseño de sistemas radiantes En el momento de diseñar un sistema radiante, el objetivo fundamental es el de conseguir la cobertura necesaria para todos los habitantes que se pretenden cubrir. Una vez conocido este objetivo, se deberán tener en cuenta varios condicionantes para cumplirlo: - Interferencias. - Potencia máxima - ROE - Nulos - Espacio disponible en torre 37

38 En función de los factores condicionantes que impidan cumplir con el objetivo de cobertura, la solución pasará por la utilización de otro sistema radiante en otro centro existente, o en su defecto, mediante la creación de un nuevo emplazamiento. Interferencias En el diseño de un sistema radiante se deben tener en cuenta las posibles afectaciones que podrá tener dicho sistema radiante, ya sea en otros servicios o en el propio servicio para el que se diseña. Factores como la ganancia máxima, las direcciones de radiación o la PRA emitida pueden ser claves para evitar posibles interferencias. Algunas consideraciones a tener en cuenta son: Coordinación internacional. No superar los límites establecidos en el plan de Ginebra. Evitar interferencias sobre otros servicios. Evitar autointerferencias de red. Potencia Radiada Aparente Una vez fijado el objetivo de cobertura de un sistema radiante necesitaremos determinar el nivel de potencia necesario para cumplirlo. Para evaluar la potencia de emisión se emplea el concepto de PRA (Potencia Radiada Aparente), que tiene en cuenta la potencia del transmisor, la ganancia de la antena y las pérdidas en la línea de transmisión. La potencia radiada aparente (PRA) es el producto (sumatorio en db) de la potencia suministrada a la antena por su ganancia máxima en una dirección dada (en relación a un dipolo de λ/2). Se puede calcular la PRA máxima mediante la siguiente fórmula: Dónde: - : Potencia suministrada por el equipo transmisor. - : Ganancia máxima respecto al dipolo de media longitud de onda. - : Pérdidas de los elementos del sistema radiante y de las líneas de transmisión. Para calcular la PRA emitida hacia una dirección particular, simplemente calcularemos las pérdidas máximas desde el multiplexor hasta las antenas de dicha dirección y la ganancia máxima hacia esta dirección en la fórmula anterior. Mediante el siguiente cálculo, se obtiene un valor aproximado de la ganancia de un sistema radiante hacia una dirección: La expresión es únicamente válida cuando no existen desplazamientos mecánicos ni desfases eléctricos y cuando todos los paneles reciben la misma potencia. 38

39 Relación de onda estacionaria (VSWR) Uno de los factores más importantes que determinan la eficiencia de una línea de transmisión es la desadaptación de impedancias entre línea y carga. A mayor desadaptación, más energía reflejada en el punto de conexión. A cada elemento del sistema radiante le llega una cantidad de potencia y su misión es transmitirla toda, pero hay parte de esta potencia que no se transmite sino que se refleja, formando una onda estacionaria. La ROE nos da una idea de la cantidad de energía que se refleja y por tanto es una medida de eficiencia del sistema radiante. El valor ideal es el de ROE=1, habitualmente se tienen valores de ROE<1,5. La ROE se define como la relación entre la máxima y la mínima tensión de onda estacionaria presente en una línea de transmisión. Las ondas incidente y reflejada se combinan para dar como resultado una distribución de voltaje no uniforme a lo largo de la línea, conforme se combinan aditiva o destructivamente ambas señales: El valor de la ROE puede ser un factor crítico. Una ROE elevada no solo aumenta la atenuación de la línea, cuando aumente la ROE también aumenta el voltaje en la línea y puede producirse un arco voltaico. Un excesivo calentamiento de la línea debido a una alta corriente puede fundir el dieléctrico y descentrar el conductor central produciendo un aumento realimentado de ROE. Nulos de radiación La composición del sistema radiante puede producir nulos de radiación en el diagrama vertical. Como se verá en el apartado de diseño, el apilamiento vertical de varios paneles provocará la aparición de varios lóbulos secundarios, lo que hará aparecer nulos de radiación en el diagrama vertical. Se debe conseguir que los nulos de radiación no afecten a zonas habitadas para no disminuir la cobertura objetivo. Espacio disponible en torre En muchas ocasiones el espacio disponible en la torre del centro emisor limitará el número máximo de paneles a instalar. En nuestro caso, siempre que sea posible y se mantenga el objetivo de cobertura, se reutilizarán los sistemas radiantes que se utilizaban para la televisión analógica o los instalados por el despliegue de la TDT durante la fase de transición. En el caso que la torre estuviera en mal estado, se estudiaría la construcción de una nueva torre. Composición de sistemas radiantes En este apartado se describirán las características básicas de diseño para la agrupación de varias antenas en un mismo sistema radiante. Diferenciamos tres tipos de agrupaciones: Varias antenas en el mismo plano horizontal: Diagramas prácticamente omnidireccionales o con bajo rizado en ese plano. 39

40 Varias antenas sobre el mismo plano vertical: se cierra el haz en el plano vertical y se aumenta consecuentemente la ganancia total del sistema radiante. Varias antenas hacia un sector y diferente número hacia otro: es una combinación de los dos métodos anteriores. Se repartirá más campo sobre un sector a costa de quitárselo a otro. Privilegia una zona por ejemplo más habitada de otra. En primer lugar veamos las características de radiación de un sistema radiante formado por un solo panel: Plano Vertical Plano Horizontal Figura Diagramas de radiación de un sistema radiante formado por un panel La ganancia máxima se puede calcular como sigue: En este caso, al ser un sistema radiante formado por un único panel, la ganancia máxima del sistema, coincide con la del panel unitario de 4 dipolos. En la anterior figura, están representados los diagramas de radiación horizontal y vertical que contienen el máximo de radiación. Para el plano horizontal, al no haber inclinación, el máximo se obtiene en la inclinación de 0º. Para el plano vertical el máximo se encuentra en el azimut de 0º, que es la dirección en la que radia el panel. Agrupaciones en el plano horizontal La agrupación de antenas en el plano horizontal disminuirá la ganancia máxima del sistema radiante. La potencia P que llega al distribuidor de potencia se reparte simétricamente (para un distribuidor simétrico) entre el número de vías de su salida. La agrupación en el plano horizontal hará que la 40

41 potencia radiada se reparte entre varias direcciones, disminuyendo así la ganancia máxima hacia una dirección. Para el caso de una agrupación de dos paneles en configuración 1:1 hacia las direcciones 0º:90º (un panel hacia 0º y otro hacia 90º) la ganancia máxima del sistema radiante se reduce 3 db respecto al caso de un solo panel. En este caso a cada panel le llega una potencia de P/2. A medida que se aumentan el número de paneles agrupados en el plano horizontal, la ganancia máxima va disminuyendo a la vez que el diagrama de radiación se va volviendo cada vez más omnidireccional. En la siguiente figura se puede observar la evolución del diagrama de radiación en el plano horizontal a medida que se añaden nuevas direcciones. 10,5 dbd 1 0º 7,5 dbd 1:1 0º:90º 5,7 dbd 1:1:1 0º:90º:180 4,5 dbd 1:1:1:1 0º:90º:180º:270º Figura Agrupaciones en el plano horizontal Apilamientos en el plano vertical Los apilamientos siempre cierran el haz en el plano sobre el que crecen. Si se apilan 2 paneles en agrupación colineal se cerrará el haz del lóbulo principal en un factor 2, que reportará un incremento de ganancia de 3 db. La siguiente figura muestra los cortes del plano vertical en la dirección de máxima radiación. 41

42 G=10,5 dbd G=13,5 dbd G=15,3 dbd G=16,5 dbd Figura Apilamientos en el plano vertical Vemos que a medida que se va aumentado el número de paneles apilados sobre una misma dirección, la ganancia máxima del sistema radiante va aumentando, para cada dos paneles apilados la ganancia máxima aumenta 3 db. También se observa que para cada panel que se añade al apilamiento aparece un nuevo nulo de radiación en el diagrama vertical. Esto es debido a la aparición de lóbulos secundarios. Para cada N paneles apilados, aparecerán N-1 lóbulos secundarios y N-1 nulos de radiación en el plano vertical. Para compensar la aparición de nulos en el plano vertical se pueden aplicar las siguientes técnicas: - Inclinación mecánica. - Inclinación eléctrica. - Decalaje de los paneles. Por ejemplo, para el caso del apilamiento de 3 paneles, aparecen dos nulos de radiación para las inclinaciones y. Figura Nulos de radiación Estos nulos de radiación pueden afectar a los lugares habitados que se encuentren en un determinado azimut y a estas inclinaciones. En este caso se pueden desplazar o suavizar estos nulos de radiación. 42

43 Mediante el decalaje o desalineación de los paneles se consigue suavizar los nulos de radiación a costa de disminuir la ganancia máxima. La energía en la inclinación de máxima radiación disminuye y se reparte, aumentando la ganancia en las inclinaciones dónde se encuentran los nulos (ver figura ). Para este ejemplo la ganancia máxima es de 14,6dBd (se ha reducido 0,6 db). Figura Compensación de nulos de radiación Agrupaciones mixtas En las agrupaciones dónde se agrupan varias antenas en el plano horizontal a la vez que se apilan verticalmente sobre alguna dirección se consigue priorizar la radiación de potencia hacia una determinada dirección en detrimento de las otras. Por ejemplo, para un sistema radiante en configuración 1:2 hacia las direcciones de 60º:330º (1 panel hacia la dirección de 60º y 2 paneles apilados hacia la dirección de 330º) el diagrama de radiación en el plano horizontal es el siguiente: Configuración SR 1:2 60º:330º Sin inclinación La ganancia en cada dirección es: Figura Ejemplo agrupación mixta Inclinaciones En función de la ubicación geográfica de la torre de un determinado sistema radiante y de la población que se desee cubrir será necesario inclinar el haz de radiación hacia alguna de las direcciones de un sistema radiante. La inclinación necesaria vendrá determinada en función de la cota a la que se encuentre el sistema radiante, de la cota a la que esté la población a cubrir y de la distancia entre ambos. Hay dos formas de inclinar el haz de radiación de un sistema radiante: 43

44 - Inclinación mecánica - Inclinación eléctrica Mediante la inclinación mecánica de los paneles se realiza una inclinación real del apuntamiento de la antena obteniéndose una inclinación de los lóbulos radiados a ±90º del apuntamiento. Esto se traduce en un desplazamiento del diagrama vertical tantos grados como se haya inclinado mecánicamente. El valor de la ganancia máxima del sistema radiante no varía. En el diagrama horizontal solo variará la inclinación de máxima radiación. Mediante la inclinación eléctrica también se puede inclinar el haz de radiación. En este caso variando la fase relativa con la que se alimenta cada antena individual se obtiene una inclinación del frente de ondas. Esto se consigue modificando convenientemente la longitud de cada latiguillo. La inclinación eléctrica varía con la frecuencia, esto significa que los diferentes servicios que se emitan por un sistema radiante tendrán distinta inclinación eléctrica. La inclinación eléctrica permite inclinar el haz de radiación sin necesidad de inclinar mecánicamente los paneles. A diferencia de la inclinación mecánica, con la eléctrica la ganancia máxima del sistema radiante disminuye debido a una reordenación de la energía radiada en el plano vertical. En el siguiente ejemplo, para el caso de un apilamiento de dos paneles con un desfase de se consigue una inclinación del haz de 5º con una ganancia máxima de 12,7 dbd (0,8 db menos respecto al apilamiento de dos dipolos sin desfase). Figura Apilamiento de 2 paneles con inclinación eléctrica 44

45 3.5 Reutilización de equipamiento Para el despliegue de los nuevos múltiples de TDT descritos en este proyecto, una cuestión importante a tener en cuenta es la del aprovechamiento o reutilización de las instalaciones radioeléctricas. Reutilizar todo el equipamiento disponible posible no solo permite reducir costes, en muchas ocasiones también facilita la viabilidad del despliegue de los nuevos servicios. Reduce el tiempo de despliegue (ahorramos el tiempo de suministro y el de instalación), aumenta la viabilidad en espacio (menos espacio requerido en torre, en caseta, ), etc. En los siguientes apartados, nos centraremos en la reutilización del sistema radiante y en la de los equipos transmisores Reutilización del sistema radiante Para la reutilización de un sistema radiante se deberán tener en cuenta diversos factores y estudiar todos los elementos que lo forman (multiplexores, interconexiones, cableado, paneles, ). Los factores más importantes son el de potencia media y el de tensión de pico, ya que determinarán la viabilidad para reutilizar un sistema determinado. Potencia Media y Tensión de Pico Potencia Media La potencia media ( ) está basada en la temperatura máxima que pueden soportar los elementos de un sistema radiante sin presentar síntomas de deterioro a largo plazo. La potencia media máxima viene determinada por la temperatura que puede admitir el conductor interior y su dieléctrico sin presentar síntomas de corrosión a largo plazo o fundido del dieléctrico respectivamente. En previsión del funcionamiento a largo plazo y de un factor de seguridad los fabricantes determinan la máxima para cada elemento. La potencia especificada por el fabricante vendrá ajustada por los siguientes condicionantes: Temperatura ambiente Condiciones de modulación ROE Presurización interna Presión solar El valor de la potencia media depende de las siguientes características: Incremento de temperatura debido a las pérdidas. Máxima temperatura que soporta el conductor interno. Naturaleza del dieléctrico. Frecuencia de trabajo. Estar cerca o por encima del límite puede tener las siguientes consecuencias: Trabajar a una temperatura elevada Empeorar el rendimiento del dieléctrico Acelerar el envejecimiento del dieléctrico 45

46 Disminuir la esperanza de vida y la fiabilidad Provocar daños irreparables La potencia media que debe soportar un sistema viene determinada por la potencia nominal que dan los fabricante del conjunto de equipos transmisores que emiten por dicho sistema radiante. Tensión de pico La tensión de pico ( ) se define como la máxima potencia en RF que se puede alcanzar en un intervalo de modulación. El término Pico hace referencia a un máximo de modulación, y puede no corresponder con un máximo de tensión de RF. En modulaciones como la FM, que son continuas, la potencia de pico coincide con la potencia media. Con una modulación 100% en AM, la potencia aumenta cuatro veces la portadora en los máximos de la envolvente moduladora. En este caso, la potencia de pico sería cuatro veces mayor que la portadora. La potencia de pico se limita por la tensión de ruptura y es relativamente insensible a la frecuencia. Sin embargo, es muy dependiente del tamaño de la línea, de las condiciones físicas de presión, de la temperatura y del medio dieléctrico. La tensión de rotura es también sensible a la presencia de polvo, a irregularidades en la superficie de los conductores, la presencia de aisladores y codos. El estándar de la industria es disminuir un 35% la capacidad teórica de potencia de pico calculada. El valor de la tensión de pico depende de las siguientes características: La tensión de ruptura entre los conductores interior y exterior. Depende del dieléctrico utilizado. Sensible a condiciones de superficie y factores ambientales. En la práctica se utiliza Factor de Seguridad. Aumenta criticidad con el nº de canales multiplexados. Depende del tipo de modulación utilizada. No depende de la frecuencia. Estar cerca o por encima del límite puede tener las siguientes consecuencias: Sobrepasar la tensión de ruptura Provocar daños irreparables Figura Sistemas radiante incendiado Evaluación de la potencia media y de la tensión de pico El procedimiento para determinar si se puede añadir un nuevo servicio a un sistema radiante existente viene determinado por dos pasos: 46

47 1. Determinar la potencia media y la tensión de pico límite que tolera el sistema. 2. Calcular la carga que supondría para el sistema añadir el nuevo servicio. Si añadir el nuevo servicio supone que la potencia adicional supera o se acerca al 100% de la carga admisible, se deberá instalar un nuevo sistema radiante o bien reducir la potencia del nuevo servicio hasta disminuir la carga. Los cálculos de la potencia media y de la tensión de pico vendrán determinados por las siguientes fórmulas en función de si lo calculamos para la televisión analógica o para la digital. Habitualmente necesitaremos calcular si por el sistema radiante dónde se emitía la TVA con una potencia determinada ahora se podrá emitir la TDT a otra potencia determinada. En contra de lo que podría parecer, la TDT no tiene porqué salir beneficiada en los cálculos de potencia y tensión de pico. A priori podría pensarse que en general para una misma emisión, la potencia nominal es menor en tecnología digital que en analógica, lo cual no deja de ser cierto. El caso es que debido a la naturaleza de la modulación digital, para una misma potencia nominal, la televisión digital tiene una potencia media y una tensión de pico más elevada. Cálculo de Potencia media y tensión de pico Notas sobre cálculos de potencia en TVA Para comparar los cálculos de admisión de potencia de los transmisores analógicos con los digitales se expondrán a continuación algunos conceptos básicos sobre la televisión analógica. Los cálculos están basados en el sistema PAL en su variante G. El espectro de una señal analógica está formado por la portadora de video (Pv), la portadora de audio (Pa) y la subportadora de color (Pc) (ver figura 3.5.2). El canal de 8 MHz empieza a -1,25MHz respecto a la portadora de imagen (0 MHz) y la portadora de audio está a 5,5 MHz de ésta. A los 4,43 MHz se encuentra la subportadora de color. El canal finaliza a los 6,75 MHz: Figura Subportadoras de audio y video en una señal de TV Analógica La potencia nominal del transmisor de video solo se transmite durante el ciclo de sincronización, intervalo durante el cual se transmite la máxima potencia. Para el cálculo de la potencia media que se describirá a continuación, se considerará un pico de sincronismo del 25% y una señal de imagen negra (la señal de negro emplea el 75% de la máxima amplitud y es el peor caso). 47

48 Figura Relaciones de emisión de una señal de TV analógica La potencia media de la señal de audio se considera el 10% de la potencia nominal: La potencia media para un sistema analógico, se calcula como el 70% de la potencia nominal: La tensión de pico de una transmisión analógica se obtiene durante el ciclo de sincronización. Las señales de audio y de video tienen su máxima potencia y es cuando se produce el pico de voltaje: 48

49 Potencia en DVB-T En los sistemas DVB-T, la potencia media es igual a la potencia nominal del transmisor: Para el cálculo de la tensión de pico de un sistema DVB-T, primero se explicará el concepto del Factor de Cresta (FC). Debido a la modulación OFDM utilizada en DVB-T, las señales de RF presentan portadoras con valores de potencia superiores a la potencia media. La relación entre los valores de pico y medios es lo que se denomina el factor de cresta. Estos picos se han de tener en cuenta en el dimensionado de los elementos del sistema (multiplexores, conectores, cableado, ) ya que pueden ser muy perjudiciales. Por ello, como ya se ha comentado en anterioridad, para determinar si un sistema soporta la potencia de los transmisores se ha de tener en cuenta la tensión de pico, además de la potencia media ( ). En señales de TV analógica las tensiones de pico no son tan críticas y el dimensionado de los elementos estaba limitado generalmente por la potencia media. En los sistemas DVB-T, para determinar el valor de la tensión de pico es necesario conocer el Factor de Cresta. El Factor de Cresta se determina de forma estadística mediante la función de distribución de probabilidad (CCDF o Complementary Cumulative Density Function) de la relación entre el valor de pico y el valor medio. Es importante realizar una buena estimación de este valor para el dimensionado de los sistemas. Los fabricantes de transmisores habitualmente indican un FC de 10dB (en potencia), por lo que de ahora en adelante se considerará: Es importante señalar que para simplificar las operaciones todos los cálculos anteriores se han realizado suponiendo una Relación de Onda Estacionaria ideal (ROE=1). En la realidad siempre nos encontraremos con una ROE>1. Para obtener los valores de potencia y de tensión teniendo en cuenta la ROE aplicaremos las siguientes relaciones: 49

50 A modo de resumen, las formulas para realizar los cálculos de admisión de potencia en las transmisiones analógicas y digitales son: TVA DVB-T Tabla Resumen y De las fórmulas anteriores se observa que para una misma potencia nominal, los valores de tensión de pico y de potencia media de los transmisores DVB-T son considerablemente más elevados los que había con los transmisores analógicos. A modo de ejemplo, si tenemos un sistema radiante por el que se emitía con un transmisor analógico de potencia nominal y ahora se quiere sustituir por un transmisor DVB-T con la misma potencia : Transmisor Analógico Transmisor DVB-T Tabla Relación y analógico-digital Para determinar el valor máximo de tensión de pico y de potencia media que admite un determinado sistema radiante se deberá buscar cuál es el elemento que los limita. Para ello, mediante las especificaciones del fabricante de cada elemento que forma el sistema se obtendrá cuales son los valores máximos de y de que admiten Reutilización Transmisores Analógicos Al finalizar la etapa de transición de la TV analógica a la TDT, los transmisores utilizados para la emisión de los servicios analógicos habrán quedado inutilizados. En este apartado se comentará a grandes rasgos la posible reutilización de estos equipos para la implantación de nuevos servicios digitales. Los transmisores digitales comparten características fundamentales con los transmisores analógicos. El siguiente diagrama representa el esquema de bloques elemental tanto para un transmisor analógico como para uno digital. 50

51 Módulos AP Señal de Entrada Modulador Excitador Up Converter Salida RF Figura Esquema Transmisor genérico No obstante, la anterior figura representa un esquema muy genérico de un transmisor. Los transmisores analógicos tienen distintas particularidades que se deberán tener en cuenta para la reutilización de estos equipos. La característica principal que diferencia a dos tipologías distintas de transmisor analógico es el trato que se da a las señales de audio y de vídeo. En función de esto, diferenciaremos entre los dos tipos de transmisor analógico siguientes: Transmisor analógico de amplificación conjunta. Transmisor analógico de amplificación separada. Como su nombre indica en los transmisores analógicos de amplificación conjunta las señales de audio y de video se amplifican conjuntamente en una misma etapa de amplificación (Módulos AP (Amplificación de potencia)). El esquema de este transmisor sería el de la anterior figura En los transmisores analógicos de amplificación separada las señales de audio y de vídeo se amplifican por separado mediante dos grupos de módulos de amplificación de potencia. Para la señal de vídeo el número de módulos AP es mayor que para la señal de audio. Las dos señales amplificadas por separado se suman en un combinador de salida. Excitador de Video Módulos AP Vídeo Vídeo Modulador de Vídeo Up Converter Combinador Salida RF Excitador de Audio Módulos AP Audio Audio Modulador de Audio Up Converter Figura Esquema Transmisor analógico de amplificación separada A continuación se describen las principales adaptaciones a realizar para reutilizar los transmisores analógicos para la transmisión de los nuevos servicios DVB-T. Evidentemente, es indispensable reemplazar el modulador analógico por un nuevo modulador OFDM. Pero reemplazar solamente el modulador implica tener que reutilizar el conversor ascendente (Up Converter) analógico existente, y debido a las diferencias entre el espectro de la señales PAL y DVB-T 51

52 hay que realizar cambios en los circuitos de generación de frecuencia y en el filtro de salida del Up Converter, así como realizar cambios en los circuitos de precorrección. Por ello, la mejor solución es reemplazar el excitador analógico entero por uno de digital. Aunque el coste de suministro sea más elevado, el coste y la dificultad de la integración será mucho menor. Para los transmisores de amplificación separada, será necesario cambiar los amplificadores de audio o de vídeo. También serán necesarias algunas modificaciones en la interfaz de telecontrol y monitoreo del transmisor. Otro aspecto importante a considerar es el de la linealidad de los amplificadores. Un sistema digital necesita amplificadores capaces de transmitir una potencia de pico con una extremada linealidad para evitar productos de intermodulación. Por este motivo la potencia digital que podrán entregar los amplificadores de potencia de un antiguo transmisor analógico será menor que la potencia que podrían entregar en analógico. Disminuyendo la potencia, se consigue estar en la zona más lineal de los amplificadores. Generalmente, un transmisor analógico de amplificación conjunta podría entregar alrededor de un 30% de su potencia nominal en digital. En este sentido, también hay que tener en cuenta que los servicios digitales requieren menos potencia radiada que los analógicos, por lo que la disminución de potencia no sería un factor muy limitante. 3.6 Parámetros y herramientas de simulación En este apartado se exponen los parámetros de configuración que se han utilizado en las simulaciones realizadas. También se describirán las características principales de las herramientas utilizadas. Parámetros de simulación La tabla muestra la elección de los parámetros utilizados en las simulaciones de este proyecto. Modelo de propagación de las ondas radioeléctricas ITU-R P.526 Resolución del modelo digital del terreno 50x50m Resolución de las simulaciones de cobertura 100x100m Resolución de las simulaciones de interferencias 100x100m Pérdidas 2,8 db Tabla Parámetros utilizados en las simulaciones Modelo de propagación de las ondas radioeléctricas Recomendación ITU-R P.526: Propagación por difracción. En todas las simulaciones realizadas se ha utilizado la recomendación ITU-R P 526 que tiene en cuenta las características orográficas del terreno para el cálculo de las intensidades de campo en trayectos de 52

53 propagación por difracción, considerando las irregularidades del terreno y diferentes tipos de obstáculos. Resolución del modelo digital del terreno (MDT) Un MDT es una representación digital de la superficie terrestre y es un elemento imprescindible para la simulación y el diseño de redes. El MDT utilizado en la herramienta Sirenet 3.3 tiene una resolución de 50x50m. Resolución de las simulaciones de cobertura e interferencias En los cálculos de cobertura e interferencias realizados con Sirenet, se puede elegir entre distintos niveles de resolución. La resolución máxima la establece el MDT utilizado, que en nuestro caso es de 50x50m. Para reducir el tiempo de cálculo se ha utilizado una resolución de 100x100m en todas las simulaciones realizadas. Pérdidas Para el cálculo de la PRA en cada uno de los transmisores se han considerado unas pérdidas totales de 2,8 db, resultado de considerar unas pérdidas de multiplexor de 1,3 db más 1,5 db de la línea de transmisión. Herramientas de simulación Las herramientas de simulación utilizadas son las siguientes: Visual Diagrama: Diseño de diagramas de radiación. Sirenet 3.3: Simulación radioeléctrica. A continuación se exponen las principales características de cada una de las herramientas de simulación utilizadas. Visual Diagrama. Diseño diagramas de radiación El Visual Diagrama es una herramienta para diseñar la configuración de los sistemas radiantes y obtener el diagrama de radiación de los sistemas diseñados. Permite añadir tantos elementos (paneles) como sea necesario, indicando para cada uno las coordenadas x, y, z respecto a una posición de referencia, la dirección de radiación, la inclinación mecánica y el desfase eléctrico. También tiene en cuenta la frecuencia de diseño. Una imagen de la pantalla de configuración se muestra en la figura Una vez seleccionada la configuración de todos los elementos del sistema radiante, en el siguiente paso se obtiene el diagrama de radiación del sistema diseñado, pudiendo elegir entre varios cortes del plano horizontal y del plano vertical. También se obtiene el valor de la ganancia máxima de cada corte así como el azimut e inclinación del corte de máxima radiación del sistema. 53

54 El Visual Diagrama no solo permite obtener gráficamente los diagramas de radiación en ambos planos con posibilidad de imprimirlos, sino que también permite volcar los datos sobre un fichero para luego importarlo en otras herramientas de simulación. En este proyecto todos los diagramas se han generado a través de Visual Diagrama y posteriormente se han importado a Sirenet para utilizarlos en las simulaciones de cobertura e interferencias. Para ello es necesario utilizar un conversor de formato para convertir los ficheros generados por Visual Diagrama a otros ficheros compatibles con el formato de Sirenet. Sirenet. Simulación de redes radioeléctricas Sirenet es una herramienta de gestión el espectro radioeléctrico destinada a la planificación de redes radioeléctricas y al análisis de compatibilidad electromagnética. En este proyecto se ha utilizado Sirenet para la simulación de las redes planificadas. Esto ha permitido evaluar si las planificaciones de canales, de potencias, de número y distribución de centros eran las adecuadas para lograr los objetivos marcados de cobertura. Además ha permitido evaluar la compatibilidad radioeléctrica de las nuevas redes con los servicios existentes en funcionamiento y evaluar las autointerferencias de red. La herramienta Sirenet cuenta con un gran número de funcionalidades y permite la creación de redes con varios parámetros configurables. En la figura se puede ver una captura del programa. Figura Imagen de la herramienta de gestión del espectro radioeléctrico Sirenet

55 Figura Imagen herramienta diseño sistemas radiantes Visual Diagrama 55

56 4. Estado actual de la TDT En el momento de realizar este proyecto el proceso de transición a la Televisión Digital Terrestre (TDT), en el que toda emisión analógica habrá sido sustituida por emisiones digitales, está cerca de finalizar. La TDT en España se inició en el año 2000 con las emisiones de la plataforma QuieroTV, a la cual se le concedió la primera licencia de explotación de TDT del estado en el año Dicha plataforma de pago tuvo poco éxito y desapareció en A medianos de 2002 se inició la programación en abierto de Veo TV y Net TV, dos nuevos canales digitales que nacían para emitir exclusivamente en digital. No fue hasta el 30 de Noviembre de 2005 que se relanzó la TDT en España, con la asignación de las frecuencias de ámbito estatal y con el inicio de las emisiones de los canales que se añadían a las que ya se estaban emitiendo desde Plan Nacional de Transición a la TDT Con el objetivo de apagar todas las emisiones analógicas para convertirlas en digitales se creó el Plan Técnico Nacional de Televisión Digital Terrestre, aprobado por Real Decreto 944/2005 de 29 de julio. Con este plan se marcan una serie de hitos para cubrir la población en diversas fases y se establece una fecha límite, fijada al 3 de abril de 2010, en que toda emisión analógica habrá dejado de emitir. De los 6 canales estatales que se emitían en analógico (TVE1, TVE2, Antena 3, Cuatro, Tele5 y la Sexta), se ha pasado a una oferta de 20 canales nacionales de TDT (5 de RTVE, 3 de Telecinco, Antena 3 y Sogecable y 2 de Veo TV, Net TV y La Sexta. Televisión analógica Televisión digital RGE SFN66 SFN67 SFN68 SFN69 Figura Aumento de la oferta televisiva al pasar de la tecnología analógica a la digital 56

57 El objetivo del Plan Nacional de Transición a la Televisión Digital Terrestre ha sido establecer un marco básico de actuación para un cese ordenado y coordinado de las emisiones de televisión con tecnología analógica que garantizara el tránsito pleno a la TDT antes del 3 de abril de El plan establecía 73 áreas técnicas que englobaban a 90 proyectos de transición que, en conjunto, abarcan la totalidad del territorio del Estado. Un área técnica es la zona del territorio cubierta desde el punto de vista radioeléctrico por el centro principal de difusión, los centros secundarios que tomen señal primaria de dicho centro y los centros de menor entidad que no tomen señal primaria del centro principal pero tengan cobertura. Un área técnica debe cubrir un tamaño de población de entre y un millón de habitantes. Un proyecto de transición es la planificación programada del cese de las emisiones analógicas de televisión en un área técnica o en una parte de la misma y de su plena sustitución por emisiones digitales. 4.2 Fases y evolución de la transición. El Plan Técnico Nacional de Televisión Digital Terrestre establece unos umbrales de cobertura a alcanzar en varias fases. El Ente Público Radiotelevisión Española y las entidades públicas autonómicas deberán alcanzar en su ámbito territorial, al menos, una cobertura del: Fase I: 80 % de la población antes del 31 de diciembre de Fase II: 90 por ciento de la población antes del 31 de diciembre de Fase III: 98 por ciento de la población antes del 3 de abril de Las sociedades concesionarias del servicio público de televisión de ámbito estatal existentes a la entrada en vigor del real decreto deberán alcanzar en su ámbito territorial, al menos, una cobertura del: Fase I: 80 % de la población antes del 31 de diciembre de Fase II: 90 % de la población antes del 31 de diciembre de Fase III: 95 por ciento de la población antes del 3 de abril de En la actualidad los objetivos de cobertura, tanto para el Ente Público Radiotelevisión Española como para las sociedades concesionarias del servicio público, ya se han logrado en términos globales a nivel de todo el estado español. El porcentaje oficial de cobertura a febrero de 2010 es del 97,61% de la población a nivel nacional. Con el fin de no generar incidencias en las vacaciones de Semana Santa, que este año cae en la semana que va del 29 de marzo al 4 de abril, se ha fijado la fecha definitiva para el cese final de las emisiones analógicas en España el 30 de marzo, en cumplimiento con el R.D. 944/2005 de 19 de julio, el cual establece que las emisiones de televisión terrestre con tecnología analógica de cobertura estatal o autonómica cesarán antes del 3 de abril de

58 4.3 La transición digital en Europa La transición a la TDT se enmarca en un proceso comunitario que ha establecido un conjunto de decisiones clave y vinculantes para todos los países miembros. La Unión Europea está comprometida con el proceso de cese de las emisiones de televisión analógica terrestre y de sustitución de ésta por la televisión digital. Concretamente, la Comisión Europea ha marcado como fecha límite el año 2012 para que todos los países miembros hayan apagado sus emisiones analógicas. Estado Fecha de lanzamiento Formato de compresión Fecha de apagado analógico Reino Unido 1998 MPEG Suecia 1999 MPEG-2 Completado España 2000/2005 MPEG Finlandia 2001 MPEG-2 Completado Suiza 2001 MPEG-2 Completado Alemania 2002 MPEG-2 Completado Bélgica (Flandes) 2002 MPEG-2 Completado Holanda 2003 MPEG-2 Completado Italia 2004 MPEG Francia 2005 MPEG-2/MPEG-4 AVC 2011 República Checa 2005 MPEG Dinamarca 2006 MPEG-2/MPEG-4 AVC Completado Estonia 2006 MPEG-4 AVC 2010 Austria 2006 MPEG Noruega 2007 MPEG-4 AVC Completado Lituania 2008 MPEG-4 AVC 2012 Hungría 2008 MPEG-4 AVC 2011 Ucrania 2008 MPEG-4 AVC 2014 Letonia 2009 MPEG-4 AVC 2010 Portugal 2009 MPEG-4 AVC 2012 Croacia 2009 MPEG Polonia 2009 MPEG-4 AVC 2013 Eslovaquia 2009 MPEG Irlanda 2010 MPEG-4 AVC 2012 Tabla Fechas de lanzamiento y de apagado anunciadas de algunos países europeos La anterior tabla muestra el periodo en que algunos estados terminan sus emisiones analógicas. Algunos ya han terminado y otros, como es el caso de España o Austria, completarán la transición digital dentro de poco y actualmente ya han apagado gran parte de sus emisiones digitales de su territorio. Todos los estados miembro terminarán su transición antes de finales de La excepción es Polonia que dejará de hacerlo en

59 4.4 Principales Organismos implicados Comisión Europea La Comisión Europea es el brazo ejecutivo de la UE. Es la responsable de aplicar las decisiones del Parlamento y del Consejo. Gestiona la actividad diaria de la Unión Europea, aplica sus políticas, ejecuta sus programas y utiliza sus fondos. Es independiente de los gobiernos nacionales. Su función es representar y defender los intereses de la UE en su conjunto. La Comisión elabora propuestas para las nuevas leyes europeas, que presenta al Parlamento Europeo y al Consejo Ministerio de Industria, Turismo y Comercio Según el REAL DECRETO 1182/2008, de 11 de julio, la estructura orgánica básica del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio se divide en tres órganos superiores: La Secretaría de Estado de Turismo La Secretaría de Estado de Comercio La Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información. La Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información es el órgano superior del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio al que corresponde, bajo la superior dirección del titular del departamento, el ejercicio de competencias en materia de telecomunicaciones y para la sociedad de la información definidas en el REAL DECRETO 1182/2008, de 11 de julio. Dependen de la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información, la Dirección General de Telecomunicaciones y la Dirección General para el Desarrollo de la Sociedad de la Información. Promueve el uso de las nuevas tecnologías y la implantación de la sociedad de la información en todos los ámbitos de la actividad económica y social, en especial en el ámbito de la educación, la cultura y la sanidad, en coordinación con otros departamentos y Administraciones públicas. Consejo Asesor de las Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información El Consejo Asesor de las Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información, previsto en el artículo 70 de la Ley 11/1998, de 24 de abril, General de Telecomunicaciones, es el órgano asesor del Gobierno en materia de telecomunicaciones y sociedad de la información. Se adscribe al Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, a través de la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información. Su función es estudiar, deliberar y proponer en materias relativas a las telecomunicaciones y a la sociedad de la información así como informar sobre los asuntos que el Gobierno determine o sobre los que crea conveniente. 59

60 4.4.3 International Telecommunication Union (ITU) La ITU tiene su sede en Ginebra (Suiza) y está formada por 191 Estados Miembros y más de 700 miembros del sector y asociados. Es la organización más importante de las Naciones Unidas en lo que concierne a las tecnologías de la información y la comunicación. En su calidad de coordinador mundial de gobiernos y sector privado, la función de la UIT abarca tres sectores fundamentales: radiocomunicaciones, normalización y desarrollo. 4.5 Entidades emisoras de TDT En la actualidad en España hay la Corporación de Radio y Televisión Española más seis sociedades concesionarias del servicio público de televisión terrestre de ámbito estatal. En total hay siete entidades emisoras, a nivel estatal, de programación digital: Corporación de Radio y Televisión Española Antena 3 de Televisión, S.A. Gestevisión Telecinco, S.A. Sogecable, S.A. Gestora de Inversiones Audiovisuales, La Sexta, S.A. Veo Televisión, S.A. Sociedad Gestora de Televisión Net TV, S.A. A nivel autonómico y local pueden disponer de licencia de servicio para la emisión de TDT: Los Entes Públicos que han obtenido la concesión para la gestión directa de la televisión en un múltiple digital de ámbito territorial autonómico. Las personas físicas o jurídicas mediante concesión administrativa otorgada por los órganos competentes de las Comunidades Autónomas para la explotación en gestión indirecta en un múltiple digital de cobertura territorial autonómica o en una demarcación de cobertura local. Los municipios y las organizaciones territoriales insulares mediante concesión administrativa otorgada por los órganos competentes de las Comunidades Autónomas para la explotación en gestión indirecta en una demarcación de cobertura local. 60

61 5. La TDT después de la fecha de apagado analógico La planificación actual de la TDT en España, ha permitido la introducción de la TDT a los hogares de los ciudadanos, facilitando a estos, un periodo de transición para adaptarse a la nueva tecnología. La planificación durante este periodo, venía determinada por la convivencia en la UHF, de las emisiones de TV analógica y digital. Esta convivencia imponía algunas restricciones: Se utilizaron las frecuencias más altas de la banda MHz para el despliegue de las nuevas redes digitales, por ser las menos ocupadas por la TV analógica. Se utilizaron redes de frecuencia única (SFN) de ámbito estatal para poder dar espacio electromagnético a la TDT. Con ello, por un lado se consigue una gran eficiencia espectral, pero en los casos en que estas redes abarcan mucho territorio es más fácil que aparezcan zonas dónde se producen interferencias entre señales de la misma red, imposibilitando así su correcta recepción por parte una parte de la población. El apagón analógico junto a la regulación del dividendo digital por parte de la Unión Europea y del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio implica la necesidad de replanificar la TDT en España, que a su vez puede ser una gran oportunidad en toda Europa. Este nuevo panorama debe permitir: Asignar canales para nuevos múltiples. Reubicar los múltiples de TDT afectados por el Dividendo Digital. Dar solución a las Interferencias que se producen actualmente sobre la TDT. 5.1 Nuevos múltiples El Real Decreto 944/2005, en su disposición adicional tercera regula el escenario que habrá tras el cese de las emisiones de televisión terrestre con tecnología analógica. En dicha regulación se establece que cada una de las sociedades concesionarias del servicio público de televisión terrestre de ámbito estatal podrá acceder a un múltiple digital de cobertura estatal. La Corporación de Radio y Televisión Española accederá a dos múltiples digitales de cobertura estatal. Además, está prevista la publicación de un nuevo Real Decreto por parte del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio que regule la asignación y el despliegue de los nuevos múltiples y la liberación de la banda 790 a 862 MHz. 61

62 Con lo descrito anteriormente, se prevé que el nuevo panorama que aparecerá tras el cese de las emisiones analógicas es el de la siguiente figura: Figura Múltiples de TDT a nivel estatal tras el cese de emisiones analógicas Esto implica el despliegue de tres nuevos múltiples digitales, que añadidos a los cinco múltiples ya existentes, la oferta de canales de televisión digital terrestre de ámbito estatal pasará a ser de 32 canales (con la actual configuración). Cada concesionario de ámbito estatal dispondrá de un múltiple entero, es decir, de 4 canales (con la configuración actual), mientras que Radiotelevisión Española dispondrá de 2 múltiples (hasta 8 canales) de televisión digital terrestre. El aumento de espectro de que dispondrán los concesionarios también permitirá la oferta de servicios en alta definición (HDTV). Además, para cada una de las comunidades Autónomas, tras el cese de las emisiones de televisión terrestre con tecnología analógica, se reservarán dos múltiples digitales de cobertura autonómica. En la actualidad cada comunidad autónoma ya tiene asignado un canal para la emisión de un múltiple de TDT en el ámbito de su comunidad autónoma, aunque no todas las comunidades lo están utilizando. Actualmente en algunas comunidades, en el múltiple autonómico conviven las entidades públicas y privadas. Por ejemplo en el múltiple autonómico de Canarias, 2 canales son del Ente Público Radiotelevisión Canaria y los otros dos corresponden a 2 cadenas privadas. Para las entidades públicas de ámbito estatal o autonómico el objetivo de cobertura es del 98%, mientras que para las sociedades privadas es del 95% según establece el Real Decreto 944/2005. En algunos casos esto puede significar que las entidades públicas tengan que asumir el aumento de cobertura del 95 al 98%, a favor de las privadas que conviven en el mismo múltiple. En Cataluña ya se ha iniciado alguna emisión en pruebas de un canal en alta definición (TV3HD) por parte de la cadena pública TVC (Televisió de Catalunya) utilizando para ello un segundo múltiple autonómico. Además, en Catalunya hay un tercer múltiple autonómico privado, por dónde emite el canal 8tv entre otros. En otras comunidades, como en las Islas Baleares, también se dispone de un segundo múltiple autonómico. 62

63 5.2 Dividendo Digital Cuando definitivamente hayan cesado todas las emisiones analógicas se necesitará menos espectro radioeléctrico para emitir con el sistema digital. El espectro radioeléctrico sobrante es lo que se conoce como dividendo digital. Un dividendo es un beneficio económico resultado de una inversión, que se espera y solo a veces se obtiene, al final de un ciclo de negocio. El dividendo digital es lo mismo. Es el beneficio que resulta de la inversión en la digitalización de la televisión terrestre. La migración de la televisión analógica al sistema digital ha permitido optimizar el uso del espectro radioeléctrico. En un canal de 8 MHz que antes lo ocupaba un solo programa analógico, ahora se puede introducir un multiplex digital que incluye varios programas digitales. Una vez finalizado el apagón analógico, las frecuencias que no se hayan utilizado es lo que se conoce como dividendo digital. El dividendo digital se puede utilizar para servicios de radiodifusión (más programas, HDTV, TV móvil, 3D etc.) o para otro tipo de servicios. La liberalización de parte del espectro crea una oportunidad única para redistribuir el espectro radioeléctrico. Es muy importante que la reorganización del espectro se haga de forma armonizada a nivel europeo. Desde el 1 de enero de 2010, el Ente Público Radio Televisión Española ha eliminado la publicidad en su programación. El uso de frecuencias del dividendo podría ayudar a la financiación de Televisión Española. Para operar en una banda frecuencial es necesario la asignación de licencias a los nuevos servicios que operen en ella. Las tasas para el uso frecuencial que todos los servicios han de pagar podría destinarse a ayudar a financiar la televisión pública estatal. El dividendo digital, corresponde a la parte del espectro de frecuencias en la banda MHz (BIV y BV) no necesaria para mantener los servicios de difusión actuales en un entorno plenamente digital, incluyendo las obligaciones vigentes del servicio público. Figura Uso del espectro radioeléctrico 63

64 Países como Alemania, Andorra, Finlandia, Francia, Irlanda, el Reino Unido, Suecia y Suiza ya se han posicionado a favor del Dividendo Digital, coincidiendo todos en dejar disponibles, entre el 2010 y el 2015, como mínimo las frecuencias MHz para servicios de Banda Ancha en Movilidad MHz 790 MHz 862 MHz Figura Banda de frecuencias a liberar para otros servicios La banda a liberar representa el 18% del espectro disponible en la actualidad para la difusión de televisión. En total se liberarán 9 canales de los 49 disponibles. Situación en España En España, se ha anunciado un proyecto de Real Decreto que establecerá que, a partir del 1 de enero de 2015, la banda de frecuencias MHz quedará reservada para servicios de Banda Ancha en Movilidad. Esto permitirá aumentar la competencia en el mercado de servicios en movilidad, incrementando la oferta de nuevos servicios, mejorando la calidad y reduciendo los precios para empresas y ciudadanos. El dividendo digital puede impulsar el sector de la radiodifusión y la industria de las comunicaciones inalámbricas, aumentando la competitividad y el crecimiento, así como proporcionar beneficios sociales y culturales. Para obtener el máximo provecho de esta oportunidad se necesita una estrategia coordinada a nivel europeo. Situación en la Unión Europea Como ya se ha comentado anteriormente, en Europa está previsto finalizar la transición de la televisión analógica hacia la televisión digital a finales de En este proceso se liberará una importante cantidad del espectro radioeléctrico. Este dividendo digital será una gran oportunidad para cubrir la demanda de nuevos servicios de comunicaciones inalámbricas, permitiendo a los radiodifusores ampliar considerablemente sus servicios y ofrecer espectro para usos sociales y económicos. Estas nuevas aplicaciones pueden ayudar a superar la conocida brecha digital, garantizando el acceso a las comunicaciones y a las tecnologías de la información a todas las personas. La Comisión Europea junto con la asistencia de la formación Radio Spectrum Policy Group (RSPG), encargada de gestionar los aspectos relacionados con el espectro radioeléctrico, advierte de la importancia de un uso coordinado a nivel europeo del dividendo digital. Una decisión armonizada de los estados miembro, poniendo a disposición similares rangos de frecuencia, canalizaciones y condiciones técnicas, contribuiría a la creación de economías de escala y a la obtención de beneficios sociales. Además, un uso coordinado de la banda de 800 MHz también facilitaría la itinerancia (roaming). Por otro lado, si cada estado miembro toma su propia decisión, existe un riesgo de fragmentación de las características técnicas y de la distribución de los canales que supondría un aumento de los costes, derivado de mercados más pequeños. 64

65 Con el objeto de desarrollar una estrategia para el uso del dividendo digital y concretamente para elaborar una serie de propuestas sometidas a consulta pública, la Comisión Europea ha utilizado un amplio estudio elaborado por Analysys Mason, DotEcon y Hogan & Hartson. Posteriormente, la CE lanzó una consulta pública (Transforming the digital dividend opportunity into social benefits and economic growth in Europe) para obtener los puntos de vista y comentarios de todas las partes interesadas. A partir de esta consulta la CE elaborará el mapa de ruta, a corto y a largo plazo, para la UE. Las principales acciones que la CE está considerando, acciones que están incluidas en la consulta que la CE realizó, son las siguientes: Mejora de la experiencia del usuario, garantizando estándares de alta calidad para los receptores de TDT europeos. Incrementar el rango de frecuencias del dividendo digital. Dejar disponible la banda de los 800 MHz para redes de comunicaciones electrónicas de baja/media potencia, bajo condiciones técnicas armonizadas. Adoptar una posición común sobre el uso de los espacios libres (white spaces) como parte de una posible extensión del dividendo. Garantizar la continuidad y el desarrollo de aplicaciones de micrófonos inalámbricos y otros usos secundarios del espectro UHF. Coordinación transfronteriza más eficaz con los países no pertenecientes a la UE. Mejora de la experiencia del usuario Migración a sistemas de radiodifusión más eficientes y más versátiles, que permiten la transmisión de más datos en la misma cantidad de espectro y eventualmente mejorando la calidad (HDTV). En este sentido, se consideran dos acciones prioritarias: Garantizar que todos los receptores de TDT vendidos después del 1 de enero de 2012 dispongan de un estándar de compresión que sea al menos tan eficiente como el H264/MPEG-4 AVC. Establecer normas para los receptores de TDT dispongan de suficiente calidad para evitar interferencias. Estandarización de equipamiento para cumplir unos requisitos mínimos para un mercado único de receptores. Los receptores además de disponer de un estándar de compresión como el H264/MPEG4 AVC, deberán ser compatibles con los estándares más anteriores (MPEG2), con el fin de que haya compatibilidad con los estándares antiguos. Con estas medidas se pretende conseguir una masa de equipamiento de TV de alta calidad antes de desplegar la infraestructura de red necesaria que haría un uso pleno del incremento de la capacidad de transmisión. En España se está realizando un Real Decreto que hará obligatorio que todos los televisores a la venta con más de 21 pulgadas de tamaño incorporen un sintonizador de alta definición. 65

66 Incremento del rango de frecuencias del dividendo digital. El estudio de la EC concluyó que en el futuro podría existir una ampliación del dividendo digital, fruto del aumento de la eficiencia espectral. Para ello, habría que coordinar a nivel de la UE: Promover la colaboración entre Estados Miembros para compartir los futuros planes de despliegue de redes de difusión. Entre estos planes se contempla la migración hacia MPEG-4 o DVB-T2. Fomentar el despliegue de redes SFN sobre redes MFN. Dar soporte a la investigación de sistemas de comunicaciones móviles eficientes en frecuencia. Las anteriores acciones dejan entrever el posible futuro de las actuales redes de radiodifusión. En particular, para la TDT, la migración a la codificación MPEG-4 H.264/MPEG-4 AVC, con una tasa de bit perceptiblemente más eficiente que la del actual MPEG-2, permitiría aumentar la eficiencia espectral de los servicios DVB-T e introducir servicios HDTV. En el horizonte también se encuentra una posible transición hacia el sistema DVB-T2, evolución del actual sistema DVB-T, con una mejora de la eficiencia espectral del 30% al 50%. En el siguiente apartado se exponen los principales usos que se están estudiando para el dividendo digital Posibles usos del dividendo La liberación de la banda de frecuencias 790 a 862 MHz se puede utilizar principalmente para los siguientes servicios: Difusión de Televisión Móvil Servicios comerciales de banda ancha, tanto para localidades fijas como para dispositivos móviles. Banda ancha para servicios de protección pública y operaciones de socorro. Servicios auxiliares a la radiodifusión y a la creación de programas (SAB/SAP). Redes cognitivas Servicios comerciales de banda ancha inalámbrica El dividendo digital se puede utilizar para dar servicios de banda ancha en movilidad a los usuarios, tanto en ubicaciones fijas como en terminales móviles. Las características de propagación favorables del espectro del dividendo digital significan que se puede utilizar para mejorar la cobertura en las áreas rurales para servicios de banda ancha, tanto para ubicaciones fijas como móviles. Las frecuencias del dividendo son más adecuadas para proporcionar cobertura de banda ancha móvil al interior de los edificios en comparación con frecuencias más altas. Sin embargo, dada la amplia disponibilidad de banda ancha de alta velocidad a través de las redes fijas es poco probable que los sistemas de banda ancha móvil sean un gran competidor de la banda ancha fija en las áreas urbanas. Las redes de banda ancha inalámbrica también pueden ofrecer servicios de telefonía móvil, aunque para estos servicios ya se utilizan otras tecnologías como la GSM en otras bandas. También pueden ofrecer servicios de TV tanto para ubicaciones fijas como para terminales móviles. 66

67 Los operadores que pueden ofrecer servicios de banda ancha inalámbrica son: Operadores móviles existentes La mayoría de operadores móviles europeos ofrecen servicios de banda ancha en frecuencias altas del espectro radioeléctrico, especialmente en la banda de los 2,1 GHz. Actualmente, la mayoría de operadores móviles solo ha desplegado las tecnologías de banda ancha inalámbrica en áreas urbanas. El acceso a bandas de frecuencia más baja, como la del dividendo digital, les puede permitir desplegar estas tecnologías también en las áreas rurales. Operadores de banda ancha inalámbrica fija existentes Los operadores de banda ancha inalámbrica fija de Europa normalmente utilizan la banda de los 3,4 GHz. El uso de espectro con frecuencias menores es más adecuado para el uso de servicios móviles y reduciría el coste de despliegue en las áreas rurales. Algunos operadores ofrecen estos servicios en la banda de los 2,6 GHz, dónde en menor medida, también se pueden aplicar estos beneficios (respecto la banda de los 3,4 GHz). Nuevos operadores Podrían entrar nuevos operadores de banda ancha inalámbrica en el mercado que utilizasen solamente el dividendo digital. Sin embargo, estos nuevos operadores necesitarían más ancho de banda que los ya existentes al no disponer de otra banda de frecuencias más altas para proporcionar servicios a las zonas urbanas. Tecnologías banda ancha inalámbrica Hay dos grupos de tecnologías que son candidatas a ofrecer este servicio: La tecnología 3G (UMTS) o su evolución hacia la 4G (LTE) promovida por el consorcio 3GPP. La tecnología WiMAX promovida por el WiMAX Forum. Figura Posibles tecnologías de banda ancha en movilidad 67

68 UMTS (HSPA/HSPA+) El sistema UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) está ampliamente extendido por Europa mayoritariamente en la banda de los 2,1 GHz. En España, las bandas de frecuencias MHz, MHz y MHz están designadas para el uso de redes móviles UMTS. El sistema UMTS reutiliza el núcleo de red (Core Network) del sistema GSM y básicamente crea un nuevo acceso radio UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access). El sistema define dos modos de acceso, el FDD y el TDD (diplexación por división en frecuencia y en tiempo, respectivamente). El modo TDD estaba pensado para operar en interiores con técnicas TD-CDMA, pero a la práctica no existen productos. El modo FDD adopta el sistema W-CDMA. Los canales son de 5 MHz. La tecnología HSPA (High Speed Packet Access) es la mejora de UMTS que consigue mejorar la eficiencia espectral y la velocidad de pico. HSPA introduce nuevos esquemas de modulación y permite el cambio de modulación y de codificación en función del estado del canal (codificación adaptativa). Mediante sistemas de rápida selección de celda, se maximiza el throughput asignando recursos a un usuario en función de la calidad de su canal. También incorpora sistemas de retransmisión, que dan robustez y la posibilidad de modificar parámetros de transmisión en las retransmisiones. En 2007 se empezó a ofrecer comercialmente servicios de datos con tecnología HSPA y actualmente los operadores ya ofrecen la evolución HSPA+. HSPA+ introduce técnicas MIMO y modulaciones de alta eficiencia espectral. Las velocidades de transmisión de pico de la Release 8 son de 42 Mb/s en el enlace descendente y de 11,5 Kb/s en el ascendente (velocidades teóricas). Long Term Evolution El sistema LTE (Long Term Evolution) es un nuevo sistema del grupo 3GPP que da un salto cualitativo al sistema UMTS. El sistema LTE está caracterizado por su alta eficiencia espectral, utilizando la modulación OFDM en DL (enlace descendente) y la SC-FDMA en UL (enlace ascendente), y por la utilización de técnicas MIMO. Los canales tienen un ancho de banda variable des de 1,25MHz hasta los 20 MHz (en UMTS estaba fijado a 5 MHz). Figura Logo Long Term Evolution. Grupo 3GPP La arquitectura de protocolos de LTE está basada solo en la técnica de conmutación de paquetes (PS), incluyendo las comunicaciones de voz mediante voz sobre IP (VoIP). En este sentido, el 3GPP también está llevando a cabo la evolución del sistema de arquitectura SAE (System Architecture Evolution), optimizada para el modo de conmutación de paquetes y para el IP-Multimedia Subsystem (IMS) que soporta todas las tecnologías de acceso. Existe compatibilidad entre LTE y los servicios 2G (GSM/GPRS/EDGE) y con los 3G (UMTS/HSPA), permitiendo realizar handovers (traspasos) entre las diferentes tecnologías. 68

69 El 3GPP ya está trabajando en la evolución del sistema, y en septiembre de 2009 presentaron a la ITU una propuesta formal para que la Release 10 de LTE, que se conoce como LTE Advanced, sea considerada una tecnología dentro de la categoría IMT-Advanced. LTE Advanced está pensado para ser el camino evolutivo de LTE Release 8. La ITU ha creado el término IMT-Advanced para incluir las tecnologías que van más allá de las definidas en el IMT La International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000) es la norma mundial para la tercera generación (3G) de comunicaciones inalámbricas. La nueva norma IMT-Advanced es la norma para la cuarta generación (4G) de las comunicaciones inalámbricas. Los principales requerimientos y características de los sistemas a los que el IMT-Advanced dará soporte son: Elevadas eficiencias espectrales y picos de transmisión de datos. Bajas latencias. Soporte a la movilidad. Los sistemas celulares incluidos en el IMT-Advanced deben soportar los siguientes escenarios: o Aplicaciones fijas (sin movilidad) o Movilidad peatonal (velocidades de hasta 10 km/h) o Movilidad vehicular (velocidades de hasta 120km/h) o Alta velocidad vehicular (velocidades de hasta 500 km/h) o Rendimiento optimo para entornos de baja movilidad. o Aplicación integrada de conectividad con otras redes móviles y con otras redes IP (capacidades de roaming global) Soporte para celdas de grande tamaño con buen rendimiento en los bordes de celda. Terminales de bajo coste y de baja complejidad. Servicios unicast y multicast. Coexistencia y coubicación con redes PAN, LAN y WAN. WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) WiMAX es la tecnología radio de banda ancha promovida por WiMAX Forum basada en los estándares IEEE y ETSI HIPERMAN y comparable a las soluciones de banda ancha como ADSL y redes de cable. Fue diseñado para operar en entornos exteriores, en condiciones NLOS (non line of sight), con radios de hasta decenas de km y para operar en bandas con y sin licencia. Figura Logo WiMAX y WiMAX Forum. Las bandas de frecuencias para WiMAX aún no aparecen al CNAF por falta de una posición común en Europa o de una recomendación de la ITU en este sentido. Pero esto no impide el despliegue de redes WiMAX, ya que el CNAF atribuye ciertas bandas a usos generales. 69

70 Inicialmente fue desarrollado con tecnologías de acceso fijo inalámbrico con el estándar IEEE d. Posteriormente fue revisado para incluir el uso portable y plenamente móvil mediante la norma IEEE e. La versión móvil de WiMAX ofrece velocidades similares al sistema HSPA. Las frecuencias en las que inicialmente se está utilizando WiMAX son las bandas del espectro 2,3-2,7 GHz; 3,3-3,8 GHz y 5,7-5,8 GHz. Como de momento las frecuencias dónde se está utilizando WiMAX son más altas que las de los sistemas 3G el área de cobertura es menor. A diferencia de los sistemas 3G, que cubren hasta la capa de red, WiMAX solo regula las capas PHY y MAC (Physical y Media Access Control). Las características de propagación del dividendo digital son ideales para el despliegue de redes inalámbricas de banda ancha, principalmente en áreas rurales y en el interior de los edificios. El espectro del dividendo puede ser un factor clave para los servicios de banda ancha inalámbrica fija, nómada y móvil en las áreas rurales y en los hogares a los que no llegan las soluciones de banda ancha como ADSL y redes de cable. Los servicios de banda ancha inalámbrica se pueden ofrecer en otras bandas de frecuencias, como la de 2,1 GHz, actualmente utilizada por UMTS, la banda de 2,6 GHz, dónde en la mayoría de países europeos está pendiente de adjudicación, o a la banda de los 3,4 GHz. Para conseguir buenos niveles de cobertura en estas altas frecuencias fuera de las áreas urbanas, el coste es elevado y se necesitaría un alto número de estaciones base. Las frecuencias del dividendo proporcionarían mejor cobertura en el interior de los edificios, requiriendo menos estaciones base y resultando un despliegue más económico. Las bandas de frecuencias más altas podrían utilizarse para servicios de alta velocidad en zonas localizadas, como las áreas urbanas. Banda ancha inalámbrica para operaciones de socorro y protección pública (PPDR) El dividendo digital también se puede utilizar para servicios PPDR (Public Protection and Disaster Relief). Los servicios ofrecidos por estas redes incluyen los servicios de emergencia de la policía, de los bomberos y de las ambulancias, así como el control de aduanas y fronteras y los servicios de salvamiento marítimo. Los usuarios de estos servicios ya disponen de los sistemas TETRA y TETRAPOL, pero estas redes solo ofrecen servicios de voz y de datos de banda estrecha. Hay una cierta necesidad de acceder a aplicaciones de banda ancha móvil por parte de sus usuarios. Estas aplicaciones pueden ir desde el acceso móvil a los antecedentes de un paciente en una ambulancia, enviar imágenes con buena resolución desde la ambulancia al médico, el acceso a los antecedentes criminales para servicios policiales o el acceso a imágenes de vídeo en tiempo real para resolver las emergencias. Así, el ancho de banda proporcionado por las actuales redes inalámbricas de los servicios PPDR puede ser inadecuado para satisfacer las futuras necesidades y la banda ancha inalámbrica puede ser requerida. Las tecnologías que actualmente ofrecen los servicios PPDR son en gran medida los sistemas truncados TETRA y TETRAPOL, utilizando la banda de frecuencias MHz armonizada para servicios de 70

71 seguridad. Actualmente hay un debate sobre las tecnologías a utilizar para la evolución de estos servicios. La evolución de TETRA es el sistema TETRA Enhanced Data Service (TEDS), que consigue tasas de transferencia similares a los sistemas GPRS o EDGE. Otra solución son las tecnologías comerciales disponibles como WiMAX o LTE. Aunque estas tecnologías son atractivas por sus economías de escala y la disponibilidad de sus dispositivos, algunos estudios demuestran que las redes dedicadas son preferibles a las tecnologías comerciales que están optimizadas para otros objetivos que los PPDR. Algunas de las características de los servicios necesarios para estas redes son: Llamadas de grupo que utilizan un único canal y se difunden en varios emplazamientos. Posibilidad de realizar llamadas semi-duplex y full-duplex. Uso de distintos niveles de prioridad para garantizar los recursos a ciertos usuarios o tipos de llamada. Encolamiento de llamadas en caso de que no haya canales libres. Servicios auxiliares a la radiodifusión y a la realización de programas (SAB/SAP) La banda de frecuencias MHz tiene en la actualidad una atribución adicional, a título secundario, al servicio móvil terrestre para aplicaciones auxiliares de radiodifusión, conocidas como aplicaciones SAB/SAP. Los usuarios de estos servicios pueden ser, por ejemplo, agencias de noticias, producciones de televisión, grandes conciertos de música, teatros o eventos especiales como las carreras de Fórmula 1. Estos usuarios utilizan el espectro por un amplio rango de aplicaciones como micrófonos inalámbricos, monitores in-ear (IEM), cámaras inalámbricas, sistemas talkback o enlaces de audio y vídeo. Las necesidades de espectro para estos servicios son muy variadas. En general utilizan espectro en zonas geográficas localizadas y en períodos de tiempo determinados en un pequeño número de hotspots. En ciertos lugares y en períodos de tiempo determinados dónde hay un pico de demanda puede haber congestión, pero en la mayor parte del tiempo el espectro disponible para los servicios SAB/SAP excede la demanda. La cantidad de espectro necesario para estos servicios es muy variable. Los usuarios que necesiten sólo unos cuantos micrófonos inalámbricos y monitores in-ear con un canal de 8 MHz les es suficiente. Para grandes eventos pueden ser necesarios varios canales de 8 MHz. Cuando las redes de televisión digital utilizan topologías MFN, los servicios SAB/SAP hacen un uso intercalado de la banda MHz, utilizando los intervalos libres en cada zona geográfica. Si todos los servicios de TDT utilizaran topologías SFN estatales la cantidad de espectro entrelazado sería más reducido. Algunos países europeos tienen canales reservados para estos servicios, aunque algunos usuarios comerciales prefieren evitarlos para evitar posibles interferencias. Por otro lado el uso de canales a nivel nacional reduciría la necesidad de resintonización de los dispositivos, especialmente en las giras o tours. En definitiva, parece ser que los servicios SAB/SAP podrían coexistir en la banda MHz con los servicios de televisión digital sin demasiados inconvenientes. 71

72 Redes cognitivas El principio fundamental de las redes cognitivas es el de detectar el espectro no utilizado para compartirlo sin producir interferencias a los demás usuarios. Las tecnologías cognitivas tienen la capacidad para evaluar el espectro que está en uso en un determinado lugar, y en el caso de que esté libre, transmitir en estas frecuencias no utilizadas sin causar interferencias perjudiciales. Así, estas redes pueden servir para utilizar el espectro entrelazado y ofrecer un amplio rango de aplicaciones, entre ellas las de banda ancha de alta velocidad. El hecho de que la tecnología aún esté en una fase prematura, hace que los usos concretos para los que se pueden utilizar estas redes aún no estén bien definidos. Para determinar si el espectro está libre o no, hay tres enfoques distintos: la detección, el uso de bases de datos de geolocalización y mediante una frecuencia portadora. - Detección: los dispositivos evalúan si hay espectro disponible monitoreando las transmisiones. Aquí aparece el problema del terminal oculto, ya que las tecnologías cognitivas pueden resultar poco capaces de detectar una transmisión de uso particular, como por ejemplo la de un micrófono inalámbrico. No está muy claro si sería viable económicamente la fabricación del equipamiento con unas especificaciones de sensibilidad muy estrictas. - Bases de datos de geolocalización: los terminales podrían determinar su posición y utilizar una base de datos para determinar el espectro que pueden utilizar. Con ello se evitaría la provocación de interferencias a la TDT, ya que la posición de los transmisores de TDT está bien documentada. Sin embargo, evitar interferencias sobre los usuarios SAB/SAP resulta más problemático debido a que sus localizaciones son más impredecibles, lo que obligaría a realizar actualizaciones y chequeos de los dispositivos muy frecuentemente. Además hay que tener en cuenta que en la mayoría de estados europeos los servicios SAB/SAP no requieren licencia, lo que prácticamente haría imposible su introducción en la base de datos. - Recepción de portadora: Se crearía un canal de radiodifusión hacia los dispositivos cognitivos, habilitándolos para seleccionar un canal válido con el que operar. Es una solución similar a la anterior, pero esta aportaría un acceso en tiempo real a la base de datos, aunque el problema de los usuarios SAB/SAP seguiría existiendo. Por otro lado el despliegue del canal piloto sería costoso. El espectro entrelazado de la banda MHz puede ser habilitado para el funcionamiento de las redes cognitivas. Las condiciones técnicas para facilitar la introducción de las tecnologías radio cognitivas están siendo actualmente estudiadas por el CEPT y la ITU, de cara a la próxima Conferencia Mundial de las Radiocomunicaciones (WRC). Reserva para innovaciones Esta opción consiste en reservar una parte del dividendo digital para futuras innovaciones. Esto permitiría: Disponer de una reserva de espectro específicamente para usos experimentales que podría servir para probar nuevas tecnologías. No habilitar espectro hasta futuras fechas. Dada la cierta incertidumbre sobre la futura tecnología y la demanda de servicios, quedaría disponible una parte del espectro para posibles evoluciones tecnológicas. 72

73 Difusión de televisión móvil La difusión de televisión móvil es un servicio multicast similar al de la difusión del sistema DVB-T. Es un servicio distinto al de la televisión móvil unicast, como la TV móvil de las redes 3G, dónde cada terminal recibe su propio flujo de datos, y por tanto cada receptor necesita un ancho de banda independiente. Este servicio requiere una red de difusión de TV móvil dedicada, actualmente solo disponible en algunos Estados Miembro. Las tecnologías con las que se puede ofrecer este servicio son varias: - DVB-T La recepción móvil de la televisión mediante el sistema DVB-T es posible, pero a la vez es complicada. El sistema DVB-T está diseñado para la recepción en antenas en los tejados, que tienen más ganancia y están a más altura que las antenas de los dispositivos móviles. - DVB-H El sistema DVB-H (Digital Video Broadcast Hanheld) es una adaptación del sistema DVB-T para la recepción de televisión en los dispositivos móviles. La comisión europea se posicionó a favor del despliegue de redes de TV móvil a todos los estados miembro a través del estándar común de la UE DVB-H. En algunos estados ya se han desplegado redes DVB-H en la banda MHz. - DMB El sistema DMB (Digital Media Broadcasting) está desarrollado a partir del estándar DAB de transmisión de radio digital. Normalmente de diseña para operar en las banda diseñadas para DAB ( MHz y MHz). - MediaFLO Es un sistema propietario desarrollado por la empresa Qualcomm. Se está utilizando en el continente americano, principalmente en los Estados Unidos. Con el objetivo de proporcionar una separación suficiente con la banda GSM y favorecer el uso simultáneo de la difusión de TV móvil y las redes GSM/3G, es preferible utilizar la parte media-baja de la banda MHz. De hecho, muchos dispositivos móviles con DVB-H admiten canales dentro del rango MHz. Las principales alternativas al uso de la banda MHz para la TV móvil son la banda MHz y la MHz. Pero el balance entre el rango de cobertura y la dimensión de la antena hacen que la banda MHz sea la más adecuada para la TV móvil. Hay que considerar como alternativa, el uso de redes híbridas terrestre satelitales de difusión de TV móvil, dónde se proporciona cobertura a las áreas rurales mediante satélite, y en las áreas con más densidad de población se utilizan las redes terrestres. Se ha desarrollado el estándar híbrido DVB-SH (DVB Satellite services to Handhelds), cuyas principales características son dos: una arquitectura híbrida terrestre satelital y el uso de la banda S situada en torno a los 2 GHz, que está disponible a nivel europeo para este tipo de servicios. Recientemente la 73

74 comisión europea ha asignado concesiones de frecuencia en ésta banda para servicios móviles por satélite (MSS). Adicionalmente, hay dos alternativas para ofrecer el servicio de TV móvil terrestre. A través de sistemas UMTS/HSPA y en un futuro sobre redes LTE. Hay que tener en cuenta que una alta ocupación de estos servicios podría aumentar considerablemente la demanda de estas redes, lo que podría hacer que su despliegue fuera más costoso comparado con las redes de radiodifusión. Utilizando el servicio de difusión MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service), estándar del 3GPP cuya ventaja respecto a sistemas como DVB-H es que no requiere nueva infraestructura de red. El objetivo de las redes MBMS es optimizar los recursos cuando hay que entregar el mismo contenido a múltiples receptores. Puede funcionar en modo broadcast y en modo multicast. Cuando se utiliza el modo broadcast la red no recibe información de la actividad de los usuarios de la red, mientras que en el modo multicast los terminales informan a la red para saber si están activos o no. 74

75 6. Despliegue de nuevos múltiples de TDT de ámbito estatal Para desplegar los nuevos múltiples digitales de cobertura estatal se pueden utilizar distintas estrategias de planificación. La elección de la estrategia a desarrollar vendrá determinada por el criterio y las premisas establecidas. Según el Plan técnico nacional de la televisión digital terrestre: El múltiple digital al que, en su caso, accedan las sociedades concesionarias del servicio público de televisión de ámbito estatal con tecnología analógica existentes a la entrada en vigor de este real decreto utilizará canales radioeléctricos que garanticen el uso eficiente del espectro radioeléctrico y reduzcan en lo posible el impacto sobre los usuarios La estrategia de planificación elegida será la que garantice un uso eficiente del espectro radioeléctrico y a la vez reduzca en la medida de lo posible el impacto sobre los usuarios. Como se verá a continuación, estos dos criterios van cogidos de la mano, y uno puede ir en detrimento del otro. 6.1 Posibles estrategias de planificación Se plantean tres posibles planificaciones en función de la topología de red (SFN o MFN) que satisfaga en mayor grado el compromiso entre eficiencia espectral e impacto sobre los usuarios. Red SFN estatal Ésta estrategia de planificación consiste en desplegar los nuevos múltiples en una red SFN a nivel de todo el estado español, es decir, utilizando una sola frecuencia para todo el estado (como los actuales SFN66, SFN67, SFN68, y SFN69). VENTAJAS: Máxima optimización del espectro radioeléctrico. INCONVENIENTES: No existe posibilidad de realizar desconexiones regionales No existe sinergia con la antenización actual de la red analógica Mayor incidencia de autointerferencias de red. 75

76 Red MFN convencional, respetando canalización actual analógica En este caso, el despliegue de una red MFN convencional, se refiere al despliegue de una red multifrecuencia, consistente en utilizar los mismos canales que los servicios analógicos para el despliegue de los nuevos múltiples digitales. VENTAJAS: Posibilita realizar desconexiones regionales Respeta antenización analógica actual al máximo. INCONVENIENTES: Poca optimización del espectro radioeléctrico. Red MFN estatal compuesta por redes SFN regionales Opción compuesta por una mezcla de las dos opciones anteriores. Consiste en una red estatal formada por un conjunto de redes SFN regionales que forman una red MFN. VENTAJAS: Compromiso entre optimización de espectro y antenización analógica actual (respeta la frecuencia de los centros capital de provincia). Posibilita la realización de desconexiones regionales. 6.2 Red MFN estatal compuesta por redes SFN regionales Como ya se ha comentado anteriormente, las nuevas redes a diseñar tienen dos objetivos principales: Eficiencia espectral. Mínimo impacto sobre los usuarios. Una red MFN estatal compuesta por redes SFN regionales permite una planificación de la TDT basada en la reutilización de los canales de las emisiones analógicas de los centros emisores más importantes de cada Proyecto de Transición. La red de emisores y reemisores secundarios dentro de la misma área geográfica emitirán en el mismo canal que el centro principal, formando una red SFN de frecuencia única. Con esta opción se logra un uso eficiente del espectro y, al mismo tiempo, se aprovecha la antenización de una gran parte de la población. Además, se asegura el uso de canales coordinados internacionalmente. Asimismo, da la posibilidad de realizar desconexiones regionales a nivel autonómico Eficiencia espectral La eficiencia espectral se consigue aprovechando al máximo la banda de frecuencias disponible. En nuestro caso, esto significa que un mismo canal radioeléctrico cubra al mayor número de usuarios 76

77 posible. Como ya se ha visto anteriormente, una red SFN nacional tiene la máxima eficiencia, ya que para dar el servicio de un múltiple se utilizan los mismos 8 MHz en toda España. En el lado opuesto se encuentra una red MFN pura, dónde en cada emplazamiento se emite el mismo servicio a una frecuencia diferente. Esto nos llevaría a ocupar una banda muy amplia de frecuencia en una extensión muy pequeña de territorio Impacto sobre los usuarios El despliegue de nuevos canales de Televisión Digital Terrestre puede repercutir en que los usuarios tengan que tomar algún tipo de medidas para poder recibir los nuevos canales. Durante la transición digital todos los usuarios han tenido que adquirir decodificadores de señal digital o bien disponer de un televisor apto para tal recepción. Para el despliegue de los nuevos múltiples digitales, posterior a la fecha de apagado de las emisiones analógicas, todos los usuarios ya serán digitales por lo que esta inversión ya no se tendrá que realizar. Además todos los televisores nuevos ya incorporan la recepción DVB-T. La otra principal acción que han debido realizar los usuarios ha sido la adaptación de sus antenas receptoras, lo que se denomina, antenizarse. Hay una parte de los usuarios que ya disponen de una antena individual apta para la recepción digital. En cambio, hay otro grupo de usuarios que han debido adaptar sus instalaciones receptoras, principalmente los usuarios que viven en una comunidad de vecinos y que disponen de una antena colectiva. Antenas colectivas Una antena colectiva es un sistema más complejo en el que hay implicados más elementos que en una instalación individual. En una instalación colectiva, una misma antena recibe la señal que será distribuida entre varias tomas de usuario, lo que aumentará las pérdidas de señal, y por tanto serán necesarios elementos adicionales para recuperar las pérdidas introducidas por la derivación de la señal. Una instalación colectiva está formada por tres partes principales: Sistema de captación Equipo de cabecera Red de distribución Figura Instalación colectiva para la recepción de la televisión terrestre. 77

78 Sistema de captación Está formado por una o más antenas receptoras. Para la captación de las señales de TDT se puede aprovechar la antena por la que se recibía la televisión analógica si ésta tiene suficiente ganancia para la captación de la señal digital. De todas formas, gran parte de las antenas colectivas ya han sido adaptadas para recibir la TDT durante la fase de transición, por lo que la necesidad de cambiarla será mínima. Equipo de cabecera Lo más habitual será disponer de una sola cabecera para la recepción de señal terrestre, o disponer de otra para la recepción de señal procedente de satélites (parabólicas). La adaptación de la cabecera para la recepción de los múltiples digitales consiste habitualmente en incluir los amplificadores correspondientes a los canales radioeléctricos de los múltiples digitales que se reciben en la zona. En función del estado de la cabecera también puede requerir la renovación de las conexiones y cableado. Asimismo, para evitar que se produzca una intermodulación en los canales adyacentes, se hace preciso utilizar equipos amplificadores modulares con una selectividad adecuada. Red de distribución Si el cableado y las tomas de usuario estuvieran en mal estado e introdujeran demasiadas pérdidas sería necesario renovarlo. Se considera que la red de distribución, en caso de que se encontrara en mal estado, ya se ha renovado durante la fase de transición. Para la evaluación del impacto sobre el usuario, se consideran 4 posibles casos, en función de la necesidad de tomar medidas para la recepción de los nuevos múltiples: 1. Usuarios que no necesiten realizar ninguna adaptación. 2. Necesidad de reajustar los amplificadores. 3. Sustitución de los amplificadores monocanal. 4. Usuarios de Antena individual Se estima que la mayoría de los usuarios se encontrarán dentro del segundo caso, siendo necesario el reajuste de los amplificadores. La planificación de los nuevos múltiples se ha realizado en base a los canales analógicos que cubrían a un mayor número de usuarios en cada una de las zonas geográficas. Estos usuarios ya disponen de un amplificador monocanal ajustado a los canales que anteriormente recibían en analógico. Es probable que tengan que realizar un reajuste de los mismos. Los usuarios que se encuentren dentro del caso 1 (usuarios de antena colectiva) se estima que serán muy pocos. Otro grupo de usuarios necesitará instalar nuevos amplificadores para recibir correctamente los nuevos múltiples de TDT. 78

79 Existe la posibilidad de que un número reducido de los usuarios además de renovar los amplificadores tenga la necesidad de renovar la antena receptora. Los usuarios con antena individual no necesitarán realizar ninguna adaptación. Los costes estimados para cada caso son (antena colectiva): Situación Servicio Coste ( ) Coste Total ( ) Caso 1 Usuarios ya antenizados 0 0 Caso 2 Reajuste amplificadores monocanal Caso 3 Suministro nuevos amplificadores monocanal 800 Instalación nuevos amplificadores 120 Tabla Costes de antenización 920 La planificación de una red MFN nacional compuesta por redes SFN regionales, satisface los dos objetivos marcados para el despliegue de las nueves redes: consigue una cierta eficiencia espectral, y a la vez, minimiza el impacto de antenización sobre los usuarios. 79

80 6.3 Planificación, definición de la metodología y criterios a utilizar La estrategia de planificación elegida es la de una red estatal compuesta por redes SFN regionales. Se establecerá una red de ámbito estatal tomando como base las áreas definidas por los Proyectos de Transición identificados en el Plan Nacional de Transición a la Televisión Digital Terrestre. Con el fin de minimizar el impacto sobre los usuarios, para cada nuevo múltiplex planificado se elegirá el canal que cubra a un mayor número de habitantes dentro de un Proyecto de Transición (emisor de TVA de mayor potencia). En el caso que un mismo canal sea el que cubra más población de habitantes en dos o varios Proyectos Técnicos adyacentes, estos formaran un área geográfica. Así pues, dividiremos el territorio en Áreas Geográficas y en cada Área Geográfica se establecerá una red de frecuencia única (SFN). El conjunto de todas las redes SFN formado por todas las Áreas Geográficas formará una red estatal multifrecuencia (MFN). Ha sido necesario realizar una serie de estudios para planificar las redes de los nuevos múltiples de TDT. En los siguientes apartados se describe el proceso que se ha llevado a cabo para conseguir los resultados de los estudios realizados Centros y alcance de la planificación La red de Abertis Telecom está compuesta de más de 2000 emplazamientos repartidos a lo largo de todo el territorio del estado español. El objetivo de cobertura considerado para los nuevos múltiplex se ha establecido considerando los niveles fijados por el ministerio en las redes existentes de TDT: - El 95% para las sociedades concesionarias del servicio público de televisión. - El 98 % para el Ente Público de Radiotelevisión Española. Los múltiples planificados en este proyecto tienen un objetivo de cobertura mínimo del 95% de la población. La planificación exhaustiva de nuevos múltiplex a nivel de todo el estado para alcanzar niveles de cobertura superiores al 95% de la población supondría utilizar más de 2000 estaciones de radiodifusión. Para simplificar la realización del proyecto, en términos de simulación y de planificación de centros se reducirá el área de planificación, manteniendo todos los centros difusores necesarios para conseguir el objetivo de cobertura final en las áreas geográficas elegidas. De esta forma se realizará una planificación exhaustiva para el despliegue de los nuevos servicios de radiodifusión en las áreas seleccionadas. Las zonas geográficas elegidas son las comunidades autónomas de Cataluña y de Galicia, dos comunidades con características geográficas y demográficas diferentes. En Galicia la población es mas dispersa y menos concentrada que en Cataluña. 80

81 Figura Mapa de Áreas Geográficas La anterior figura muestra el conjunto de Áreas Geográficas basadas en las áreas técnicas definidas por el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en el Plan Nacional de Transición a la TDT. Para cada comunidad se utilizaran todos los centros que sean necesarios para conseguir una cobertura superior al 95%. Para conseguir este objetivo se parte de los centros necesarios para el despliegue de la red RGE. Para la comunidad autónoma de Cataluña se han utilizado un total de 337 centros y para la de Galicia un total de 146 centros. Zona Centros Cataluña 337 Galicia 146 Total 483 Tabla Número total de centros utilizados La distribución de los centros utilizados en función de la potencia nominal de sus transmisores para cada nuevo múltiple planificado es el de las siguientes tablas: 81

82 Centros Cataluña Centros Galicia Potencia (W) Tipología Número de centros por MUX Potencia (W) Tipología Número de centros por MUX 5000 Tx Tx Tx Tx Tx 1 20 Tx Tx Tx GF GF TOTAL Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx GF GF TOTAL 146 Tabla Repartición de potencias en los centros utilizados En total se han utilizado 483 centros para la difusión de los nuevos múltiplex con centros de alta, media y baja potencia que formaran la red primaria y la red secundaria, con centros transmisores y reemisores. Galicia 1% 0% 33% 3% 0% 16% 7% % Figura Distribución de los 146 centros de Galicia según potencia nominal (W) Cataluña 0% 1% 0% 1% 0% 8% % 17% Figura Distribución de los 337 centros de Cataluña según potencia nominal (W) 82

83 Se tomará como base las áreas geográficas definidas por los proyectos de transición identificados en el Plan Nacional de Transición a la Televisión Digital Terrestre. Los proyectos de transición incluidos en Cataluña y Galicia son los siguientes: Proyectos de Transición Cataluña ALPICAT COLLSEROLA COLLSUSPINA GERONA LÉRIDA NORTE MANRESA MATARO MUSARA, LA RIPOLL SANT PERE RIBES TORTOSA ARES Proyectos de Transición Galicia DOMAYO MEDA ORENSE ESTE Y ZAMORA NORTE PARAMO SANTIAGO Tabla 6.3.3Proyectos de Transición pertenecientes a Cataluña y Galicia La siguiente tabla muestra las 11 áreas geográficas en las que se dividen las comunidades autónomas de Cataluña y Galicia, así como los Proyectos de Transición que abarca cada una de ellas y el número de centros incluidos por PT y por AG. Área Geográfica PTs incluidos Centros por PT Centros por AG Comunidad ALPICAT ALPICAT CAT COLLSEROLA GERONA COLLSEROLA 31 CAT COLLSUSPINA 9 CAT MANRESA CAT MATARO 22 CAT SANT PERE RIBES 16 CAT GERONA 35 CAT 57 RIPOLL 22 CAT LÉRIDA NORTE LÉRIDA NORTE CAT MUSARA, LA MUSARA, LA CAT TORTOSA TORTOSA CAT ARES ARES GAL DOMAYO DOMAYO GAL MEDA MEDA 25 GAL ORENSE Y GAL ZAMORA NORTE PARAMO PARAMO GAL SANTIAGO SANTIAGO GAL Tabla Proyectos de Transición por Áreas Geográficas y número de centros 83

84 6.3.2 Canales por Área Geográfica De entre todos los canales ocupados por televisión con tecnología analógica y para cada uno de los Proyectos de Transición, se han determinado los canales que cubren a un mayor número de habitantes. De ésta forma se minimiza el número de usuarios que deben adaptar su antena. Dichos canales coinciden con los de las emisiones analógicas de los principales centros de cada Área Geográfica, es decir, los centros dónde las televisiones analógicas emitían con mayor potencia y por tanto cubrían a un mayor número de habitantes. La asignación de los canales de cada uno de los nuevos múltiples para cada Área Geográfica son los siguientes: Área Geográfica Canal MUX 1 Canal MUX 2 Canal MUX 3 Canal MUX 4 ALPICAT COLLSEROLA GERONA LÉRIDA NORTE MUSARA, LA TORTOSA ARES DOMAYO MEDA (ORENSE ESTE Y ZAMORA NORTE) PARAMO SANTIAGO Tabla Canales por Área Geográfica y por Múltiple Para la elección de los canales de cada Área Geográfica se han tenido en cuenta diversas consideraciones: - Emisiones analógicas de mayor potencia. - Interferencias con otros servicios digitales. Simulación de coberturas Una vez determinados los canales, los emplazamientos de cada Área Geográfica, y la configuración de los sistemas radiantes de cada centro, el siguiente paso ha sido calcular la cobertura de las nuevas redes. Para ello, primero se han realizado las coberturas individuales de cada centro hasta completar todas las coberturas individuales que forman un Área Geográfica. Una vez obtenidas todas las coberturas se ha realizado la multicobertura de dicha Área Geográfica. El proceso se ha repetido hasta conseguir todas las multicoberturas de todas las áreas, para finalmente obtener la multicobertura global de todas las Áreas Geográficas para cada uno de los nuevos múltiples a desplegar. La leyenda utilizada en el resultado de las simulaciones de cobertura es: 84

85 Figura Leyenda de los resultados de las multicoberturas Estudio de interferencias Para cada canal planificado se ha realizado un estudio de interferencias mediante simulaciones realizadas con la herramienta Sirenet. Se han tenido en cuenta dos tipos de interferencias: Interferencias cocanal. Autointerferencias de red SFN. Interferencias cocanal Al utilizar los canales que actualmente aún se están utilizando por los servicios analógicos y al hacerlo en un Área Geográfica determinada las interferencias cocanal que se pueden producir son mínimas. Antes de dar viabilidad a los canales asignados en la tabla 6.3.5, se ha realizado un estudio para poder declinar la existencia de interferencias producidas por otros servicios digitales que emiten en el mismo canal. Por ejemplo, se ha desestimado la utilización del canal 57 en el Área Geográfica de Páramo. El canal 57 era un buen candidato a utilizar en esta AG ya que era uno de los que garantizaban una mayor antenización de los usuarios. Pero el canal 57 es el canal utilizado por la red RGE en la comunidad autónoma de Castilla y León y dada la proximidad con el AG de Páramo no se ha considerado este canal. La selección de canal de los nuevos múltiples planificados se ha realizado teniendo en cuenta todos los servicios digitales, evitando posibles interferencias cocanal entre emisiones. Autointerferencias de red Una vez desestimada la existencia de interferencias cocanal se ha realizado el cálculo de autointerferencias de red incluyendo todos los transmisores de la red que emiten el mismo programa en el mismo canal. En caso de obtener resultados negativos se han recalculado los retardos necesarios hasta disminuir las autointerferencias. 85

86 6.4 Resultados de simulación Una vez planificados los nuevos múltiples de TDT se han realizado las simulaciones radioeléctricas. Los resultados obtenidos se muestran en los siguientes apartados. En el apartado de Anexos, se describe la configuración de cada uno de los transmisores incluidos en los estudios de simulación, indicando la configuración del sistema radiante, la PRA, y el retardo de cada servicio Cobertura neta por Área Geográfica Para cada AG y para cada uno de los cuatro múltiples planificados, los resultados de cobertura neta obtenidos son los siguientes: Figura 6.4.1Mapa Áreas Geográficas de Cataluña AG COLLSEROLA COLLSEROLA Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,60 MUX_ ,58 MUX_ ,61 MUX_ ,61 Tabla Resultados de cobertura AG COLLSEROLA La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de COLLSEROLA es de habitantes, un % de su población total. Figura Plot de cobertura AG COLLSEROLA 86

87 AG GIRONA GIRONA Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,61 MUX_ ,68 MUX_ ,57 MUX_ ,55 Tabla Resultados de cobertura AG GERONA La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de GIRONA es de habitantes, un 98,60 % de su población total. Figura Plot de cobertura AG GERONA AG LÉRIDA NORTE LÉRIDA NORTE Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,67 MUX_ ,21 MUX_ ,13 MUX_ ,15 Tabla Resultados de cobertura AG LÉRIDA NORTE La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de LÉRIDA NORTE es de habitantes, un 96,04 % de su población total. Figura Plot de cobertura AG LÉRIDA NORTE 87

88 AG LA MUSARA MUSARA, LA Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,15 MUX_ ,08 MUX_ ,11 MUX_ ,07 Tabla Resultados de cobertura AG LA MUSARA La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de LA MUSARA es de habitantes, un 99,10 % de su población total. Figura Plot de cobertura AG LA MUSARA AG TORTOSA TORTOSA Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,48 MUX_ ,50 MUX_ ,50 MUX_ ,42 Tabla Resultados de cobertura AG TORTOSA La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de TORTOSA es de habitantes, un 95,47 % de su población total. Figura Resultados de cobertura AG TORTOSA 88

89 AG ALPICAT ALPICAT Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,93 MUX_ ,09 MUX_ ,97 MUX_ ,95 Tabla Resultados de cobertura AG ALPICAT La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de ALPICAT es de habitantes, un 95,99 % de su población total. Figura Plot de cobertura AG ALPICAT RESULTADOS DE LAS AREAS DE GALICIA Figura Mapa Áreas Geográficas de Galicia Los resultados obtenidos para las Áreas Geográficas incluidas en la comunidad autónoma de Galicia son los siguientes: 89

90 AG ARES ARES Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,27 MUX_ ,31 MUX_ ,18 MUX_ ,05 Tabla Resultados de cobertura AG ARES La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de ARES es de habitantes, un 97,20 % de su población total. Figura Resultados de cobertura AG ARES AG DOMAYO DOMAYO Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,54 MUX_ ,43 MUX_ ,59 MUX_ ,53 Tabla Resultados de cobertura AG DOMAYO La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de DOMAYO es de habitantes, un 94,52 % de su población total. Figura Resultados de cobertura AG DOMAYO 90

91 AG MEDA MEDA Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,92 MUX_ ,75 MUX_ ,47 MUX_ ,81 Tabla Resultados de cobertura AG MEDA La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de MEDA es de habitantes, un 90,74 % de su población total. Figura Resultados de cobertura AG MEDA AG PÁRAMO PÁRAMO Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,49 MUX_ ,39 MUX_ ,41 MUX_ ,38 Tabla Resultados de cobertura AG PÁRAMO La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de PÁRAMO es de habitantes, un 93,42 % de su población total. Figura Resultados de cobertura AG PÁRAMO 91

92 AG SANTIAGO SANTIAGO Canal Población total Población cubierta Población cubierta (%) MUX_ ,53 MUX_ ,49 MUX_ ,67 MUX_ ,45 Tabla Resultados de cobertura AG SANTIAGO La cobertura poblacional neta media obtenida para los 4 nuevos múltiples del Área Geográfica de SANTIAGO es de habitantes, un 86,28 % de su población total. Figura Resultados de cobertura AG SANTIAGO 92

93 Cobertura Global de las redes diseñadas El siguiente mapa representa la cobertura global de las redes diseñadas, incluye todos los centros planificados para uno de los Múltiples: Figura Plot de cobertura Global de las Áreas planificadas Los resultados de cobertura media de cada múltiple planificado en Cataluña son: CATALUÑA Población Total Población cubierta Població cubierta (%) MUX_ ,12 MUX_ , MUX_ ,12 MUX_ ,11 Tabla Resultados de cobertura media de cada Múltiple en Cataluña Los resultados de cobertura media de cada múltiple planificado en Galicia es: GALICIA Población Total Población cubierta Població cubierta (%) MUX_ ,52 MUX_ , MUX_ ,46 MUX_ ,42 Tabla Resultados de cobertura media de cada Múltiple en Galicia 93

94 Los resultados obtenidos en Galicia, debido a tener una población más dispersa y menos concentrada que en Cataluña, son del orden de un 6% inferior al porcentaje de cobertura obtenido en Cataluña. Aún así, el resultados de cobertura media global de todas las redes planificadas en este proyecto es del 97,54% de la población total de Cataluña y de Galicia, como se observa en la siguiente tabla: CATALUÑA + GALICIA Población Total Población cubierta Població cubierta (%) Media 4 MUX ,54 Tabla Resultados de cobertura media global de todas las redes planificadas Autointerferencias de red A continuación se describen los resultados de las simulaciones de autointerferencias de red una vez realizado el ajuste de retardos. Al ser redes SFN de dimensión más reducida, en comparación con las redes SFN de ámbito estatal o de ámbito autonómico (Red RGE), el número de usuarios interferidos por autointerferencias de es considerablemente reducido, como se observa a continuación. En las Áreas Geográficas de mayor extensión hay una incidencia mayor (aunque sigue siendo muy baja). La leyenda de los resultados de las simulaciones realizadas es la de la siguiente figura: Figura Leyenda de los resultados de las autointerferencias AG ALPICAT Figura Plot de interferencias de red AG ALPICAT La población perteneciente al Área Geográfica de ALPICAT que podría verse interferida es de 13 habitantes (un 0,004% de su población Total). 94