Radioespectro, implementación de sistemas de TV digital Introducción a la informática, telemática y procesamiento de datos Cátedra Becerra Clase teórica: Radioespectro, implementación de sistemas de TV digital Daniel Caviglia Octubre 2009

Frecuencia y longitud de onda

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO Para construir redes de comunicación confiables, se debe ser capaz de calcular cuánta potencia se necesita para cruzar una distancia dada, y predecir cómo van a viajar las ondas a lo largo del camino.

Espectro es el conjunto total de frecuencias que forman la señal a estudiar. El espectro de la luz solar son todas las frecuencias que radía el sol, pero si limitamos esa luz a la que pasa por un telescopio, esa limitación haría fijar un límite a la cantidad de frecuencias que pasan o a la cantidad de luz. Esta limitación, fijaría un ancho de banda de frecuencias que pueden pasar.

MEDIDA DE FRECUENCIA HERTZ (Hz) Múltiplos: Kilohertz (KHz) 1000 Hz MegaHertz (MHz) 1 millón Hz Gigahertz (GHz) Mil milllones Hz Un hertz representa un ciclo por cada segundo, entendiendo ciclo como la repetición de un evento. En física, el hercio se aplica a la medición de la cantidad de veces por segundo que se repite una onda, magnitud denominada frecuencia.

Fte: Presentación del Ing Fte: Presentación del Ing. Luis Valle en la Facultad de Ciencias Sociales

El espectro radioeléctrico, un bien escaso

Asignación de porciones del espectro radioeléctrico

La parte más codiciada del espectro

RADIOFRECUENCIAS

RADIOFRECUENCIAS MUY BAJAS

BAJA FRECUENCIA Las señales de radio por debajo de los 50 kHz son capaces de penetrar las profundidades oceánicas hasta aproximadamente los 200 metros: cuanto más larga sea la longitud de onda, más profunda será la penetración. Las armadas de Gran Bretaña, Alemania, India, Rusia, Suecia, Estados Unidos se comunican con submarinos a esas frecuencias.

RADIOFRECUENCIAS La propagación en esta banda sigue la curvatura de la Tierra, y las ondas pueden reflejarse en la ionosfera. A causa de esto, su alcance suele ser de unos cientos de km durante el día, y es mayor cuanto más baja su frecuencia y por la noche. Desde principios de la radio (ya en los años 20), las ondas en estas frecuencias se utilizan para la radiodifusión en AM debido a la facilidad con que atraviesan obstáculos y a la relativa sencillez de los equipos de aquella época. AM = 540 – 1600 KHZ

La utilizan dispositivos de control remoto. RADIOFRECUENCIAS Frecuencias reservadas a las fuerzas de seguridad y de defensa, a las transmisiones de onda corta y a los radioaficionados. También utilizadas por los aviones de línea como frecuencias secundarias cuando atraviesan los océanos. La utilizan dispositivos de control remoto.

RADIOFRECUENCIAS 54 a 88 MHz canales TV 2 a 6 88 a 108 MHz: radiodifusión en FM. 108 a 136.975 Mhz la banda aérea (aviones). Por encima de 148 MHz otros servicios: bomberos, ambulancias, canales comerciales. (Ej SAME 159.750 MHz)

RADIOFRECUENCIAS Televisión: Canales desde el 14 al 69 de UHF. Telefonía Móvil: GSM - 900 MHz. En el continente americano, la norma GSM se llama PCS1900 y la frecuencia afectada es la de 1900 – La Norma GSM(2) es 1800. WIFI: 2.4 Protocolo B-G Satélites: Banda C: 1.2 – 3.0g. Radares: 1 – 3g

RADIOFRECUENCIAS Algunos usos son las IEEE 802.11a Wireless LAN: WIFI 5.8 – WIMAX 3.0 – 4.0 Subidas y Bajadas de Satélites – Banda L, KU Enlaces terrestres de alta velocidad (a veces conocidos como "backhauls").

RADIOFRECUENCIAS No utilizadas para radiodifusión ó comunicaciones (aún) Es comúnmente utilizada en obsevaciones de radioastronomía. Sistemas de radar de alta resolución.

Sistema de Células Multifrecuencia RED MÓVIL CELULAR Sistema de Células Multifrecuencia La red de telefonía móvil consiste en un sistema telefónico en el que mediante la combinación de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio (repetidores ó también llamados estaciones base) y una serie de centrales telefónicas de conmutación, se posibilita la comunicación entre terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional.

RED MÓVIL CELULAR El empleo de la palabra celular referido a la telefonía móvil, deriva del hecho de que las estaciones base, que enlazan vía radio los teléfonos móviles con los controladores de estaciones base, están dispuestas en forma de una malla, formando lo que en inglés se ha denominado como cell (celda) y en América latina se ha traducido erróneamente (aunque ya aceptado socialmente) como células, debido a la doble traducción de la palabra inglesa original.

RED MÓVIL CELULAR Cada repetidor está situada en los vértices de estas celdas y tiene asignado un grupo de frecuencias de transmisión y recepción propio. Como el número de frecuencias es limitado, con esta disposición es posible reutilizar las mismas frecuencias en otras celdas, siempre que no sean adyacentes, para evitar interferencia entre ellas.

WIFI El problema principal que pretende resolver la normalización es la compatibilidad. No obstante existen distintos estándares que definen distintos tipos de redes inalámbricas. Esta variedad produce confusión en el mercado y descoordinación en los fabricantes. Para resolver este problema, los principales vendedores de soluciones inalámbricas (3com, Airones, Intersil, Lucent Technologies, Nokia y Symbol Technologies) crearon en 1999 una asociación conocida como WECA (Wireless Ethernet Compability Aliance, Alianza de Compatibilidad Ethernet Inalámbrica) . El objetivo de esta asociación fue crear una marca que permitiese fomentar más fácilmente la tecnología inalámbrica y asegurase la compatibilidad de equipos. (WiFi a, b, g, WiMax)

WIFI La norma IEEE.802.11 fue diseñada para sustituir a las capas físicas y MAC de la norma 802.3 (Ethernet). Esto quiere decir que en lo único que se diferencia una red Wi-Fi de una red Ethernet, es en la forma como los ordenadores y terminales en general acceden a la red; el resto es idéntico. Por tanto una red local inalámbrica 802.11 es completamente compatible con todos los servicios de las redes locales de cable 802.3 (Ethernet).

WIMAX WiMAX (del inglés Worldwide Interoperability for Microwave Access, "Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas") es un estándar de transmisión inalámbrica de datos (802.16 MAN) que proporciona accesos concurrentes en áreas de hasta 48 kilómetros de radio y a velocidades de hasta 70 Mbps, utilizando tecnología que no requiere visión directa con las estaciones base.

Televisión Analógica (actual) -1950 Sistema NTSC (EEUU) (1954 inicia operación comercial) - 1961 Sistema PAL (Alemania) (1967 Alemania- Gran Bretaña) - 1965 SECAM (Francia) (1970 Europa del Este- URSS) Argentina: Sistema PAL-N Junto con Uruguay y Paraguay, únicos países en el mundo en utilizar esta norma.

TV Analógica en el mundo

Pluralismo “el concepto de pluralismo, podría definirse, (..) como una noción jurídica cuya función es limitar, en algunos casos, el alcance del principio de libertad de expresión con objeto de garantizar al público la diversidad informativa”. * Contenido editorial (variedad de ofertas informativas) * Número de emisores (cantidad de diarios, soportes, canales o títulos) * Número de propietarios * Número de controladores

12 canales en VHF y 48 en UHF Fte: Presentación del Ing. Luis Valle en la Facultad de Ciencias Sociales

Ejemplos de asignación de servicios en 6 Mhz Modelos UE y USA SDTV 6 Mb/s SDTV SDTV 6 Mb/s HDTV 14.4 Mb/s Canal de 6 MHz 19.6 Mbit/s HDTV 19.6 Mb/s SDTV 5 Mb/s Datos 1.1 Mb/s SDTV 3.7 Mb/s Mobile TV 1.5 Mb/s Mobile TV 1.5 Mb/s Fte: Presentación del Ing. Luis Valle en la Facultad de Ciencias Sociales

TV Digital - Estándares ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting- terrestrial). Desarrollado por la NHK (TV pública de Japón), adoptado en Japón, Brasil, Argentina, Chile y Perú. DVB-T (Digital Video Broadcasting) Europa Desarrollado por el Foro DVB, compuesto por alrededor de 270 organizaciones de 35 países. Adoptado por Europa, Africa, Uruguay. ATSC (Advanced Television Systems Committee) adoptado en Estados Unidos, Canadá, México, Guatemala, Honduras y Corea del Sur. DTMB (China) Digital Terrestrial Multimedia Broadcast Similar a DVB, sólo en China a la fecha.

Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial Desarrollado en Japón (1990) Modificado para Brasil (2007) Premisas: - Posibilidad de recepción en HDTV. - Recepción portable y móvil. - Una transmisión para HDTV y otra para SDTV. - Redes de frecuencia única. - Servicio de datos Broadcasting (interactividad) para fijos y móviles. - Transmisión en VHF y UHF. - Ancho de banda 6 ú 8 MHz.

Digital Video Broadcasting DVB Digital Video Broadcasting Desarrollado en Europa. Premisas: - Posibilidad de HDTV (no implementada). - Recepción portable y móvil (sólo para SDTV). - Una transmisión para HDTV y otra para SDTV. - Redes de frecuencia única. (clave para la integracíon de la UE). - Ancho de banda 7 y 8 MHz. Variantes de acuerdo al tipo de receptor / red DVB-T aire DVB-C cable DVB-H móviles

American Systems Television Comittee ATSC American Systems Television Comittee Desarrollado en Estados Unidos (1994) Premisas: - Implementación de HDTV (deportes, películas). - Liberación de espectro (se liberan canales 2 a 6 en VHF y 52 a 69 en UHF). - Transmisión en la banda actual. - Inicialmente no preveía transmisión para móviles. Se desarrolló una tecnología propietaria para ello (Media-FLO).** - Ancho de banda 6 MHz. ** MediaFlo: Tecnología de Qualcomm, que compró frecuencias y les da el servicio a AT&T y Verizon. Mismo caso con Lucent y Motorola con CDMA en Argentina. Constante para implantar su tecnología.

Digital Terrestrial Multimedia Broadcast DTMB Digital Terrestrial Multimedia Broadcast Presentada en Agosto 2007 Inicia transmisiones en Hong Kong 01-01-2008. DTMB es una fusión de varias tecnologías e incluye derivaciones de la norteamericana ATSC y la europea DVB-T. Recepción fija y móvil. SFN. No define tipo de compresión (MPEG-2 MPEG-4, etc)

Mapa de adopción de TV Digital Actualizado a octubre 2009

- Desarrollar nuevos consumos para la industria electrónica. ¿Por qué migrar a TV Digital? - Eliminar interferencias en emisiones de aire. - Permitir la alta definición (HDTV), con una resolución de imagen 6 veces mayor a la TV estándard (SDTV) con mayor calidad de audio. - Liberar frecuencias (ancho de banda) del espectro radioeléctrco, para ser utilizado en otras aplicaciones (y licitado a mayores costos). - Desarrollar nuevos consumos para la industria electrónica.

A ese hecho, cuando ocurra, se lo suele llamar “apagón analógico”. Transición a TV Digital Quienes decidan que no quieren acceder a las nuevas facilidades de la TV Digital, podrán seguir viendo TV como hasta ahora hasta que se deje de transmitir en analógico, A ese hecho, cuando ocurra, se lo suele llamar “apagón analógico”. En EEUU ocurrió en febrero 2009, en Europa se espera para 2012 y en Brasil en 2018.  Hasta ese momento, todos los canales transmitirán en analógico (como hasta ahora) y en digital: “simulcasting”. Para esto los teledifusores necesitarán contar con un canal asignado adicional.

ISDB-T Fuente: Min. Industrial Affaires and Communication: http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/eng/index.html

Estándares adoptados en Sudamérica