Televisión satélite. José Gorjón

Televisión satélite José Gorjón

Funcionamiento El satélite recibe la señal a través del haz ascendente Reemisión a las estaciones receptoras a través del haz descendente. Se comunica con otros satélites en posiciones orbitales distintas Los transpondedores, determinan el número máximo de programas que puede recibir.

Orbita geoestacionaria del satélite. Posición orbital

Cobertura o huella del satélite Hispasat 1C. Parámetro Características Unidades Potencia isotrópica radiada equivalente (PIRE) Densidad de flujo Término usado en referencia a la potencia que emite el satélite. Sus unidades son positivas para el margen de potencia de trabajo de los satélites. Define la cantidad de señal que llega a la superficie terrestre, por lo que sus unidades serán mucho mas pequeñas que las anteriores. dbw dbw negátivos

Mapas de cobertura. Astra 19,2 E

Canales de transmisión del transponder (Polaridades)

Estructura de una instalación receptora de TV por satelite

Antenas para radio y televisión satélite De foco primario Cassegrain Antenas para radio y TV satélite Offset Plana Multisatélite 9

Antena de foco primario Refleja las señales procedentes de la dirección de su eje hacia el foco de la parábola. En el foco se coloca un dipolo, que recibe las ondas. El ángulo de apertura es de sólo 1 o 2 grados. La ganancia aumenta con el diámetro del reflector. Tiene un rendimiento entre el 50% y el 65%. 10

Lóbulos de Captación y Ángulo de Apertura

Antena Cassegrain o doble reflexión Es una antena de foco primario a la que, en el foco de la parábola, se le ha instalado un reflector hiperbólico. El foco del reflector hiperbólico se hace coincidir con el vértice de la parábola en el cual hay una guía de ondas. Tiene zonas de sombra. Son mayoritariamente utilizadas en radiotelescopios o en sistemas de emisión de señales hacia el satélite. En antenas grandes, su rendimiento puede llegar al 70%. Antena de Cassegrain o de doble reflexión. 12

Antena Offset El foco de la parábola está fuera de la zona útil del reflector. Resolviendo el problema de la zona de sombra. Su rendimiento está en torno al 80%. La dirección de apuntamiento no es tan evidente como en otras. Debido al desplazamiento de la posición del foco, es necesario hacer una corrección en la elevación de la antena. 13

Antena offset Tamaño de la antena mm 650 800 900 1000 1100 Ganancia a 11.7 GHz db 36.0 39.0 39.5 40.5 41.5 Ancho de banda GHz 10.7 a 12.75 Ángulo offset (º) 26.5 25 24 Espesor mm 1(Al) 0.6(Fe) 0.6-1 1 Ángulo de elevación (º) 10...60 800 345.6 499.2 706.2 739.2 912 Carga al viento N/m² 1100 475.2 686.4 980.4 1016.4 1254

Antenas plana Su ganancia es baja por lo que sólo sirven para la recepción de satélites de alta potencia. Funcionan asociando un gran número de dipolos, y sumando sus señales. Los dipolos se colocan por parejas, en ángulo recto y en estructura de árbol de manera que puedan captar así las polarizaciones vertical y horizontal. Se utiliza para recibir señales con polarización circular. 15

Antena multisatélite El objetivo es captar, con una sola antena, la señal de varios satélites cercanos entre sí. Es necesario ajustar el ángulo de incidencia de cada conversor, hasta que se reciba la señal de todos los satélites. Funcionamiento de un sistema multisatélite. Detalle de los conversores en un sistema multisatélite. 16

Conversor de banda Se utiliza para rebajar la banda original que recibe la antena a unos valores que se puedan propagar a través de cable coaxial. Estructura interna de un conversor LNB universal. Conmutador de polaridad Filtro de entrada Antenas Oscilador local Bloque de control Amplificador Mezclador de frecuencias Filtro de salida Salidas 17

LNB Universal Se trata de un LNB de una única salida que permite seleccionar tanto la polaridad como la banda de trabajo. La polaridad se selecciona a través de la tensión de alimentación: 13 V para polaridad Vertical 18 V para polaridad Horizontal Selecciona las dos bandas de satélite, la banda baja y la banda alta, con la superposición o no del tono de 22KHz en la alimentación.

Conversor de banda Para rebajar la frecuencia de las señales se utiliza un conversor fijo, cuyo valor es la diferencia entre las dos bandas. Los LNB pueden usar varias portadoras para seleccionar las frecuencias que se procesarán. Frecuencias en un LNB. 19

Conversor de banda. Tipos 20

2. Apuntamiento de antenas para televisión vía satélite En antenas con reflector parabólico, en las que la ganancia está mucho más concentrada, localizar el transpondedor no es tan sencillo momo con antenas terrestres. Por ello, se debe utilizar un método sistemático para el apuntamiento correcto de las antenas parabólicas. Métodos Antenas parabólicas fijas Antenas parabólicas móviles 21

Apuntamiento de antenas parabólicas fijas - Pasos 23

Satélite

Ajuste de polarización Es el ángulo al que hay que girar el conversor o LNB para que la polarización horizontal o vertical del satélite incidan perfectamente sobre el mismo. Visto de frente, girar a la derecha (ángulos positivos) y hacia la izquierda (ángulos negátivos)

Efecto de la inclinación del LNB sobre la Polarización Cruzada. LNB

AJUSTE DE LA DISCRIMINACIÓN DE POLARIDADES DISCRIMINACIÓN EN POLARIDAD HORIZONTAL 1 - POLARIDAD SIN DISCRIMINAR. 2 - POLARIDAD POCO DISCRIMINADA. 3 - DISCRIMINACIÓN MEJORADA. 4 - MÁXIMA DISCRIMINACIÓN 1º - SINTONIZAR UN CANAL SABIENDO SU POLARIDAD Y FRECUENCIA MEDIANTE UNA LISTA DE CANALES, CON LA GENERACIÓN DE TENSIÓN/TONO NECESARIA. (EN ESTA FRECUENCIA NO HABRÁ OTRO TRANSPONDEDOR EN LA POLARIDAD CONTRARIA). 2º - CAMBIAR LA POLARIDAD ORIGINAL (CAMBIANDO LA TENSIÓN) 3º - GIRAR EL LNB HASTA QUE EL ESPECTRO CASI DESAPAREZCA. 29

A. Localización de las coordenadas de apuntamiento. Tablas Los parámetros de ajuste dependen de las coordenadas del lugar donde se quiere ubicar la antena y del emplazamiento del satélite en la órbita geoestacionaria. Los valores de acimut y elevación necesarios para apuntar correctamente hacia el satélite, se obtienen a partir de tablas, o consultando páginas de Internet. 30

A. Localización de las coordenadas de apuntamiento. Internet http://www.diesl.com/azimut Localización geográfica Datos del receptor Satélite Elegir población Datos del satélite Acimut Polarización Tamaño de antena Elevación 31

Declinación magnética

B. Ajuste del acimut con una brújula Colocar la brújula lejos de cualquier superficie metálica, y localizar con ella un punto de referencia lejano. El punto elegido debe ser tal que, si trazamos una línea recta entre la posición de la brújula y el objeto de referencia, teniendo dicha línea el ángulo adecuado, el eje de la antena esté contenido en la línea o sea paralelo a ella. 33

C. Ajuste de elevación Ubicación del inclinómetro. Se coloca el inclinómetro sobre la superficie del conversor, de modo que quede paralelo al eje de la antena, se selecciona el ángulo que se desea obtener y se varía la elevación de la antena hasta que la lectura del aparato sea correcta. Si no se dispone de lados paralelos al eje de la antena, puede medirse el ángulo complementario. Muchas antenas incorporan una escala, que facilita el ajuste. 34

D. Ajuste fino con equipos de medida I Se utiliza un medidor de campo de señales de satélite, que puede trabajar con frecuencias de hasta 2 Ghz, correspondiente al valor de la primera frecuencia intermedia proporcionada por los dispositivos conversores ubicados en la antena. Se barre la zona del apuntamiento con mucho cuidado, moviendo la antena horizontalmente de un lado a otro, en torno a los puntos localizados con anterioridad en el acimut y la elevación, al tiempo que se va observando el nivel recibido. Para localizar el punto de mayor potencia recibida, también podemos utiliza el tono audible que incorporan los medidores de campo. Durante la fijación, se deben evitar desplazamientos de la antena que provocarían una disminución de la cantidad de señal recibida. 35

D. Ajuste fino con equipos de medida II Las empresas instaladoras de ICT deben disponer, por ley, de un medidor de campo con pantalla y función de análisis de espectro. También es posible realizar el apuntamiento mediante un localizador de satélites. Se trata de un equipo de bajo coste que proporciona una indicación acústica y visual de la potencia que recibe, y ofrece la posibilidad de alimentar el conversor LNB. Localizadores de satélites. Una vez localizado el satélite, debemos identificarlo, puesto que en algunas zonas del arco polar hay varios satélites muy próximos entre sí. 36

E. Ajuste del plano de polarización Cuando la parábola esté en la mejor posición de acimut y elevación, se procede a ajustar la polarización, con el fin de obtener la mejor calidad de recepción y el mayor nivel de señal. Este ajuste final es muy importante, puesto que la posición óptima del conversor LNB depende de la zona del cinturón de Clarke en que se encuentre. 37

2.2 Apuntamiento de antenas parabólicas móviles Se usa cuando se desea recibir las señales de todos los satélites visibles desde el emplazamiento de la estación receptora. La antena debe tener un sistema de anclaje de tipo polar, es decir, soportado por una columna y con la posibilidad de incorporar el rotor para poder modificar de forma conjunta el acimut, la elevación y la posición del alimentador. Ajustes en una antena con montaje polar. Recorrido de una antena con montaje polar. 38

A. Consideraciones previas El mástil donde se va a montar el sistema debe estar en posición perfectamente vertical. Tras el montaje se conecta el motor, intercalándolo en la línea que une el conversor con la unidad interior de usuario. Al inicio del ajuste, el eje del motor debe estar en la posición de 0º. Detalle de conexiones y mandos de un motor de antena. 39

Ajustes Eje Norte/Sur Elevación Declinación

B. Apuntamiento al sur real Inicialmente se debe apuntar a la posición más alta del arco polar, que coincidiría con un hipotético satélite situado en posición sur. La brújula apunta al sur magnético, que está ligeramente desviado del sur geográfico. Como el ángulo de apuntamiento se comprueba con una brújula, debemos conocer el error. Tabla de ángulos para ajustes en una antena con motor. 41

C. Ajuste de elevación El ángulo vertical que tendrá el motor depende también de la latitud, por lo que consultando la tabla podemos obtener el valor del ángulo que debemos seleccionar. La base de anclaje de este equipo cuenta con una escala graduada. Para efectuar el ajuste, se debe hacer coincidir el valor deseado con una muesca de referencia, visible a través de la ranura. Detalle del ajuste del ángulo de elevación del motor. 42

D. Ajuste de declinación La declinación o compensación del eje polar varía según la latitud en la que está la antena receptora. Otra vez, encontramos en la tabla el ángulo de ajuste correcto. Tabla de ángulos para ajustes en una antena con motor. Para realizar el ajuste, hay que desplazar la corredera de la antena (no del motor). El punto en el que se ajustaría la elevación, si la antena fuese fija, servirá para ajustar el ángulo de declinación. 43

E. Barrido del arco polar Pasos: a) Se debe mover el rotor de la antena en uno de los dos sentidos hasta localizar el satélite más cercano al punto de origen, retocando el acimut y/o la elevación hasta optimizar la recepción. b) Mover el actuador de la antena hacia el lado opuesto al anterior movimiento para localizar el satélite más cercano en esa dirección. Optimizar de nuevo. c) Se repiten a) y b) y en cada movimiento se abre la zona de barrido, al tiempo que se realizan ajustes cada vez más finos de acimut y elevación hasta conseguir la recepción correcta de todos ellos. d) Si al retocar la posición se pierde un satélite ya ajustado, significa que el recorrido de la antena no sigue la curva del arco polar, luego será necesario retocar la declinación y recomenzar el proceso. e) Finalmente, ajustado el recorrido de la antena, se deja el motor en su posición de referencia (0º), para ajustar las posiciones de los satélites y sus canales desde el receptor del usuario. 44

Corrección del Error Satélite Atrás Adelante Este Sur Oeste Error Acción Mejora Mejora Eje Norte Sur, hacia el Oeste Hay que girar el motor (sobre el mástil) un poco hacia el Este (y la antena hacia el Oeste). Satélite Atrás Adelante Este Sur Oeste Error Acción Mejora Mejora Eje Norte Sur, hacia el Este Hay que girar el motor (sobre el pie) un poco hacia el Oeste (y la antena hacia el Este). https://elecpolitecnico.wikispaces.com/descarga+modulo+tpise

Corrección del Error Satélite Atrás Adelante Este Sur Oeste Error Mejora Mejora Elevación baja y declinación alta Acción Aumenta la inclinación del motor establece un ángulo mayor y disminuye la inclinación de la antena pon un ángulo menor. Satélite Atrás Adelante Este Sur Oeste Error Acción Mejora Mejora Elevación alta y declinación baja Disminuye la inclinación del motor establece un ángulo menor y aumenta la inclinación de la antena pon un ángulo mayor. http://www.abadiadigital.com/manual-ilustrado-de-instalacion-de-un-motor-en-antenasparabolicas/

Errores típicos al realizar el ajuste de la parabólica. http://ftapinamar.blogspot.com.es/2014/02/monturas-polares-2.html

Instalaciones

Instalaciones individuales Se considera que una instalación de TV-SAT es individual cuando da servicio a un único receptor de usuario. Sistemas simples Sistemas multisatélite Sistemas de doble usuario 49

Instalaciones individuales: Sistemas simples Reciben todos los canales de un satélite. Unidad exterior Antena Conversor LNB universal Unidad interior Receptor de satélite 50

Sintonizador-receptor individual Genera la tensión de alimentación del conversor LNB Control del LNB y de la posición de la antena (DiSEqC). Recibe las señales del satélite. Transforma la señal para el televisor Conexión mediante (Euroconector, HDMI, ) 51

Instalaciones individuales: control de dos satélites. Figura 3.45. Conmutadores DiSEqC.

Instalaciones individuales: sistemas multisatelite Direccionamiento hacia los diferentes satélites del arco polar con un sistema motorizado. Controlado por la unidad interior Selección de la polaridad de recepción. Recibe todos los programas de todos los satélites visibles. Limitada su utilización a un único receptor (decide el satélite, la banda y la polarización). 53

Rotor de antenas parabólicas Rotor de antena parabólica. Facilita que la antena recorra el arco polar, apuntándose automáticamente al satélite que se desee en cada momento. Recibe órdenes del receptor para ubicar la antena en el lugar idóneo para la recepción de la señal Normalmente usa los protocolos DiSEqC o USALS Tiene dos conectores para insertarlo entre el conversor LNB y el sintonizador receptor 54

Instalaciones individuales: sistemas de doble usuario Puede servir a dos receptores al mismo tiempo con una sola antena. Se utilizan LNB de tipo Twin, que incorpora dos conversores LNB. Bajan dos líneas independientes. Cada unidad selecciona la banda y la polarización Limitación a un único satélite. En un sistema con rotor de antena? 55

Instalaciones colectivas Problema: recibir al mismo tiempo programas procedentes de distintos satélites. Solución: instalar tantas antenas como satélites se quieran recibir. Procesado de canales Distribución en frecuencia intermedia Multiconmutadores 56

Instalaciones colectivas - Procesado de canales En la cabecera de la instalación se instalan un conjunto de transmoduladores con sus correspondientes fuentes de alimentación. Se utiliza un transmodulador por cada canal que se desea recibir. La salida de radiofrecuencia de cada transmodulador se lleva a un amplificador monocanal para dar a las señales el nivel de potencia necesario. 57

Receptores colectivos de televisión por satélite analógicos Los receptores colectivos se utilizan en instalaciones colectivas para procesar canales analógicos. Cada receptor sintoniza y demodula uno de los canales analógicos del satélite. Receptor colectivo de televisión por satélite analógico. La información extraída se aplica sobre un modulador PAL, asignándose para cada servicio un canal de salida en la banda de TV terrestre. 58

Transmoduladores Son los receptores colectivos de la TV digital que cambian el tipo de modulación al formato de TV terrestre. Características Sintoniza un canal TV-Sat digital, selecciona una de las emisoras de TV de las recibidas y la demodula Recibe canales libres y/o de pago Modula el servicio deseado para adaptarlo al medio de transmisión del usuario Transmodulador para canales de pago. 59

Procesado de canales. Transmoduladores. Estructura de un transmodulador QPSK-PAL. Características Aplicaciones y usos Transmodulador QPSK-PAL Transmodulador QPSK-COFDM Transmodulador QPSK-QAM Convierte el programa elegido en un canal de televisión analógico, por lo que se puede distribuir para su recepción por televisores analógicos convencionales (Fig. 4.46). Este dispositivo (a diferencia de QPSK-PAL) no procesa un único servicio, sino que afecta a todos los que se reciben desde el canal multiplex del satélite. Una vez extraída la trama de transporte digital. Este aparato la decodifica y modula en COFDM. siguiendo el estándar DVB-T de televisión digital terrestre. Transforma un servicio de televisión o todo un multiplex (según el modelo), modulándolo en QAM. el método empleado en los sistemas de televisión por cable. La digitalización de las señales de satélite se inició bastante antes del apagón analógico terrestre. Por ello se diseñó este equipo, cuya función era recibo programas digitales de satélite con el fin de llevarlos en modo analógico a los usuarios de una instalación colectiva. Con este equipo se pueden añadir a los servicios terrestres (TDT) los de una plataforma digital por satélite. Los servicios que originariamente son de pago se desencriptan en la cabecera y llegan a los usuarios como libres. Se usa ampliamente en las cabeceras de distribución de los operadores de televisión por cable. Hasta él llegan las señales de los diferentes servicios por satélite. y cambia su formato para adaptarlo a la red de cable que llegara hasta el usuario final. 60

Procesadores de frecuencia intermedia Reubicación de canales con procesadores de FI. Permite seleccionar un canal de frecuencia intermedia, y reubicarlo en otra frecuencia de la banda. Se usan en instalaciones que llevan por un mismo cable canales procedentes de varios satélites, o de diferentes polarizaciones de un mismo satélite, lo que causaría interferencias. Es un conversor de frecuencias, diseñado para trabajar con señales de recepción de televisión por satélite. 61

Actividad Dada la siguiente configuración de un sistema de televisión por satélite utilizando transmoduladores, que reciba dos satélites, con tres canales por cada una de sus dos polarizaciones. Genera el listado de materiales necesario para la recepción de satélite.

Actividad Configura un sistema de televisión por satélite utilizando transmoduladores, de forma que se reciban los siguientes servicios del satelite Astra: Polarización vertical, banda alta: dos canales Polarización vertical, banda baja: un canal Polarización horizontal, banda alta: dos canales Polarización horizontal, banda baja: tres canales

Actividad En un edificio de cuatro plantas, con dos viviendas por planta y dos tomas por vivienda, se desea distribuir las señales de televisión vía satelite. El cliente quiere una instalación que sea capaz de procesar al menos dos canales de cada una de las polarizaciónes de los satelites Astra y Hotbird. Analizar las soluciones posibles y elegir la que resulte más favorable. Diseña el sistema a instalar y representa todos los componentes de la instalación.

Instalaciones colectivas - Distribución en frecuencia intermedia Permite recibir más servicios en las tomas de usuario. La complejidad de una instalación de frecuencia intermedia estriba en las polarizaciones y las bandas que se quieren recibir, y en el número de usuarios. Distribuciones Una polaridad Dos polaridades 65

Instalaciones colectivas - Distribución en frecuencia intermedia. Una polaridad Se utiliza una central amplificadora de frecuencia intermedia simple, que elevará el nivel de la señal procedente del conversor LNB. También genera la alimentación de los conversores y mezcla las señales de satélite con las procedentes de las antenas terrestres. Instalación en FI con polaridad simple. 66

Instalaciones colectivas - Distribución en frecuencia intermedia. Dos polaridades Se usa central amplificadora de FI para dos polarizaciones más TV terrestre, y cada una de sus dos salidas se conectará con una de las líneas de distribución de la red. Este sistema se suele utilizar para distribuir las dos polarizaciones de un satélite. Instalación en FI con doble polaridad. 67

Instalaciones colectivas - Multiconmutadores Sustituye los derivadores y los PAU. Aplicación típica Cuatro líneas de bajada de frecuencia intermedia Cable con la distribución de televisión y radio terrestres el usuario debe disponer de un receptor de satélite conmutable mediante códigos DiSEqC. 68

Multiconmutadores Se usan en instalaciones colectivas en las que se desea disponer de varios satélites. Cuando se quiere que cada usuario tenga acceso en todo momento a cualquier servicio, es necesario utilizar una red formada por un gran número de cables. Los multiconmutadores enrutan a cada una de sus salidas la entrada que el usuario seleccione en cada momento. Multiconmutadores Autónomos Modulares 69

Multiconmutadores autónomos Para pequeñas instalaciones colectivas, con un máximo de entre 4 y 16 usuarios. Hacen llegar al usuario la señal de satélite que en cada momento desee, más los canales de televisión terrestre que se habrán amplificado por separado. 70

Multiconmutadores modulares Se usan en grandes instalaciones colectivas, dando lugar a una red de distribución que puede ampliarse conectando varios de ellos en cascada. Combinador Multiconmutador Expansión horizontal Salidas de usuario Fuente de alimentación Carga terminal Expansión vertical 71

Multiconmutadores modulares