PROYECTO DE INVESTIGACION, PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES AUTOR: JOSE LUIS BENAVIDES DIRECTOR: ING.

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1 PROYECTO DE INVESTIGACION, PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES AUTOR: JOSE LUIS BENAVIDES DIRECTOR: ING. RODRIGO SILVA Msc. SANGOLQUÍ 2017

2 TEMA: ANALISIS Y ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS TÉCNICOS DE TRANSMISIÓN Y COBERTURA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UNA EMISORA DE RADIO FM PÚBLICA DE LA ESPE

3 Antecedentes La radio en la ESPE tuvo sus inicios en el 2008 siendo un sistema de audio interno en la institución con nombre de RADIO SKAPE, en el año 2013 se realizó un estudio para que se realice la cobertura con un sistema radiante que abarcaba los sectores cercanos a la institución, actualmente la Radio tiene transmisión de audio interno, radio on-line, y streaming, con programación propia de la Universidad enfocándose en las áreas: académicas, vinculación con la sociedad e investigación. En el año 2014 se pretendió realizar la gestión con las autoridades de telecomunicaciones para participar por una frecuencia, pero no se pudo concretar dicho objetivo, por lo que dicha frecuencia fue asignada a una Radio de Machachi. En el año 2016, ARCOTEL inició el concurso para adjudicación de frecuencias, en el cual la ESPE está muy interesada en participar para implementar una emisora de Radio FM con cobertura a nivel de la Provincia de Pichincha. La ESPE encargó la implementación de la radio al Ing. Mario Conejo quien supo manifestar que de los 4 estudios para presentar en ARCOTEL, está adelantado solo el plan comunicacional, mientras que el proyecto técnico, el de sostenibilidad económico/financiera y el plan de gestión aún no los tiene.

4 Justificación En este proyecto se busca aportar con el estudio técnico que presentará la ESPE a ARCOTEL dentro del proceso de adjudicación de frecuencias con el fin de implementar un sistema de radiodifusión sonora en FM con cobertura para los cantones de QUITO, PEDRO MONCAYO, CAYAMBE, RUMIÑAHUI y MEJIA de la provincia de Pichincha, además de establecer un modelo de referencia técnica para estudios posteriores previos al concurso de adjudicación de frecuencias de radio en el Ecuador.

5 Alcance del proyecto En este proyecto se busca entregar un modelo de referencia para el estudio técnico de radio pública FM de la ESPE, que permita a los estudiantes de la carrera de Ingeniería Electrónica en Telecomunicaciones conocer cómo se realiza un estudio real de ingeniería, además de la presentación de formularios y estudio técnico para la participación en el Concurso de frecuencias establecido por ARCOTEL.

6 Objetivos Objetivo General
Realizar el análisis y estimación de parámetros técnicos de transmisión y cobertura para la implementación de una radio FM de la ESPE en la Provincia de Pichincha.

7 Objetivos específicos
Revisar la norma técnica reglamentaria vigente para radiodifusión sonora en el Ecuador. Realizar los diseños de ingeniería necesarios para el sistema de protección eléctrica, infraestructura y equipos para la cabina de locución y caseta de transmisión de señales de radiodifusión. Realizar el estudio de los enlaces radioeléctricos y la estimación de cobertura del sistema radiante. Elaborar formularios para ser presentados en ARCOTEL

8 Evolución de las telecomunicaciones y regulación en el Ecuador
Las telecomunicaciones han sido y son de gran importancia para el desarrollo de la sociedad, cuyos orígenes en el Ecuador han pasado por etapas y fases que marcan la historia, permitiendo la transformación de la vida del hombre, y en la actualidad éstas atraviesan una nueva era a nivel mundial. Con la evolución del telégrafo, mediante el perfeccionamiento a través de la historia, de dio paso a inventos tan revolucionario para cada época, como el teléfono, la radio y la televisión, que cambiaron las prácticas sociales, culturales y económicas de la vida cotidiana mantenida en aquellas época, y cambio el modo de vida del ser humano, que cambio la forma de comunicación por el telégrafo de mensaje de mediana y corta distancia a comunicación a tiempo real, y esto permitió el aislamiento en que vivían las personas entre ciudades y países en el mundo.

9 Títulos habilitantes en las telecomunicaciones y radiodifusión
Los títulos habilitantes son permisos que debe tener personas naturales o jurídicas que manejan o quieren ejercer actividades de telecomunicación y radiodifusión, que conlleve el manejo del espectro radioeléctrico.

10 Entes regulatorios de medios de comunicación.
Los entes regulatorios de los medios de comunicación son dos entidades públicas: Agencia de Regulación y control de las telecomunicaciones (ARCOTEL) Consejo de Regulación y desarrollo de la Información y Comunicación. (CORDICOM)

11 Medios de Comunicación social
Los medios públicos se crean a partir de derecho, resoluciones, ordenanzas, empresas públicas que se constituyen en lo establecido en la Ley Orgánica de Empresas Públicas, según lo dispuesto en el Art. 78 de la LOC. Los medios privados son medios que se adjudican a personas naturales o jurídicas que pueden tener o no finales de lucro, cuyo objeto principal es la prestación de servicio público con responsabilidad social, según lo dispuesto en el Art. 84 de la LOC. Los medios comunitarios son medios que se adjudican cuya propiedad sea exclusivamente a colectivos u organizaciones cuya dirección sea realizada por comunas, pueblos y nacionalidades que no posean fines de lucro.

12 Otorgamiento de títulos habilitantes para la explotación del espectro radioeléctrico.
Adjudicación directa Proceso público competitivo 1. Frecuencias no esenciales. 2. Frecuencias esenciales que se requieran para la introducción de nuevas tecnologías o mejoras en el servicio, cuando el poseedor del título habilitante se encuentre prestando el servicio o para ser otorgadas a un nuevo prestador de servicios que no sean de carácter masivo. 3. Frecuencias para empresas públicas y entidades públicas. 4. Bandas de uso compartido. 5. Reasignación de frecuencias. 6. Registro de servicios. 7. Renovación de títulos habilitantes, en los casos que se establezcan en este Reglamento o resoluciones de la Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones. 8. Redes Privadas, para lo cual únicamente se podrán otorgar frecuencias no esenciales. Mediante el proceso de Concurso de adjudicación de frecuencias

13 Base de Concursos de para la adjudicación de frecuencias abril 2016
Proyecto Comunicacional: Este plan se encarga de observar criterios de inclusión social, interculturalidad y participación ciudadana, por el motivo que se desea incorporar radios que fomenten la mejora de contenidos de la programación además de calificar teniendo en cuenta la visión social, contenidos culturales, educativos, formativos y libres de violencia. Plan de Gestión: Descripción de parámetros y acciones que se van a seguir durante la operación de la radio, en el caso de radios privadas y comunitarias, se debe incluir varios aspectos como: misión, visión, objetivos, metas, estrategias. Plan de Sostenibilidad Económica: Descripción del crecimiento financiero que va a tener la radio en el transcurso del tiempo de operación de la radio, indicando tres aspectos importantes: factibilidad, sustentabilidad y rentabilidad. Información Técnica: Descripción del funcionamiento técnico de la radio que se desea concesionar, especificando primordialmente radioenlaces, coberturas, antenas, sitios de transmisión, estudios, etc.

14 Inversión y Experiencia acumulada 20%
PARÁMETROS PUNTAJE ADICIONAL Inversión y Experiencia acumulada 20% Solicitud de una Matriz respecto a una Repetidora Solicitud de medios Comunitarios 30%

15 Propósito La finalidad del presente estudio técnico de ingeniería es para solicitar la adjudicación de una frecuencia en Frecuencia Modulada, para el medio de comunicación social público, y mostrar las características técnicas para la estación de radiodifusión FM.

16 a) Datos principales Sistema: Servicio de Radiodifusión FM Nombre de la Estación: “RADIO ESPE” Tipo de Estación: Público Área de Cobertura: QUITO, TABACUNDO (PEDRO MONCAYO), CAYAMBE, SANGOLQUI (RUMIÑAHUI), MACHACHI (MEJIA) Banda de frecuencia esencial: 88MHz – 108MHz Banda de frecuencia no esencial: 937MHz – 940MHz b) Ubicación del Estudio Master y Transmisor Matriz ESTUDIO: UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS “ESPE” – EDIFICIO CENTRAL PROVINCIA: SANGOLQUI - PICHINCHA LATITUD: 00° 18' 50,04” S LONGITUD: 78° 26' 42,85” O ALTURA: ,8 m.s.n.m. TRANSMISOR MATRIZ: CERRO PICHINCHA PROVINCIA: QUITO - PICHINCHA LATITUD: 00° 10' 04,95” S LONGITUD: 78° 31' 27,11” O ALTURA: ,3 m.s.n.m.

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18 Estudio Master El Estudio Master, en donde se genera la señal de audio a propagarse, se ubica en el bloque B del Edificio Central de la Universidad de las Fuerzas Armadas “ESPE”, ciudad de Sangolquí

19 Transmisor Matriz Las antenas estarán instaladas en una torre de 40 m. de altura. Será un arreglo de 4 antenas tipo dipolo omnidireccional, cuya potencia que soporta individualmente es de 500 W. con una ganancia total del arreglo de antenas de 3.2 dBd. La señal que llega del transmisor se ajustará a 3000W

20 Sistema de tierra Este sistema de tierra deberá proveer una resistencia no mayor a 5 Ohms. En el caso del sistema de tierra para la caseta, se usarán cuatro varillas de tipo copperweld de 1.80 m. de altura distribuidas como vértices de un rectángulo entrelazado mediante cable desnudo de cobre AWG 1/0.

21 Caseta de hormigón para equipos de transmisión
La Caseta de equipos de transmisión será construida en el Cerro Pichincha, donde se ubica el Transmisor Matriz, esta tendrá las siguientes dimensiones: 3m. de ancho, 3 m. de profundidad y 2,30 m. de altura.

22 Características Técnicas del área de Cobertura
Frecuencia de operación: 88 – 108 MHz Potencia de salida P.E.R.: 5007,50 W. Altura del Transmisor m.s.n.m.: 3834 m.s.n.m. Altura de la Torre: 40 m. Área de Cobertura Cantones: QUITO, TABACUNDO (PEDRO MONCAYO), CAYAMBE, SANGOLQUI (RUMIÑAHUI), MACHACHI (MEJIA)

23 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑇𝑥 𝑑𝑏𝑊 =10∗ log 𝑃𝑡(𝑑𝐵)
𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒅𝒆 𝑻𝒙 𝒅𝒃𝑾 =𝟑𝟒,𝟕𝟕 𝒅𝑩𝑾 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑇𝑥= 𝐴𝑡𝑒𝑛𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒∗𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 100 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑇𝑥= 1,19 𝑑𝐵∗50 𝑚 100 𝑷𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒂 𝒆𝒏 𝒆𝒍 𝒂𝒍𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒅𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝑻𝒙=𝟎,𝟓𝟗𝟓 𝒅𝑩 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑇𝑥=𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟+𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠+𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑖𝑑𝑜𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑇𝑥=0,595 𝑑𝐵+0,19 𝑑𝐵+0,19 𝑑𝐵 𝑷𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒂𝒔 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝑻𝒙=𝟎,𝟗𝟕𝟓 𝒅𝑩 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑑𝑎 𝑃𝐸𝑅 𝑑𝐵𝑊 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑇𝑥 𝑑𝐵𝑊 + 𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑎 𝑑𝐵 −𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑇𝑥 (𝑑𝐵) 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑑𝑎 𝑃𝐸𝑅 𝑑𝐵𝑊 =35,77 𝑑𝐵𝑊+3,2 𝑑𝐵−0,975 𝑑𝐵 𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒂 𝑹𝒂𝒅𝒊𝒂𝒅𝒂 𝑷𝑬𝑹 𝒅𝑩𝑾 =𝟑𝟔,𝟗𝟗𝟔𝟐𝟏𝟐𝟓𝟓 𝒅𝑩𝑾 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑑𝑎 𝑃𝐸𝑅 𝑊 = 10 𝑃𝐸𝑅 𝑑𝐵𝑊 10 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑑𝑎 𝑃𝐸𝑅 𝑊 = , 𝑑𝐵𝑊 10 𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒂 𝑹𝒂𝒅𝒊𝒂𝒅𝒂 𝑷𝑬𝑹 𝑾 = 𝟓𝟎𝟎𝟕,𝟓𝟎 𝑾 También se puede obtener la Potencia Efectiva Radiada (PER), mediante la Fórmula del PER y pérdidas establecidas en la Resolución No CONATEL-2010 𝑃𝐸𝑅 𝑊 = Potencia de Tx(W) 1000 ∗ 10 Ganancia de Antena dB −𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑇𝑥 10 𝑃𝐸𝑅 𝑊 = ∗ 10 3,2 dB−𝟎,𝟗𝟕𝟓 𝒅𝑩 10 𝑷𝑬𝑹 𝑾 =𝟓,𝟎𝟎𝟕𝟓𝟎𝟑𝟒𝟐𝟐 𝒌𝑾

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25 Clasificador

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31 ENLACE

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33 CANT. DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 2 60 50 4
Transmisor de FM 5 KW SIELCO TX 5000GX 40.983,66 Sistema Radiante FM construcción compuesto de: 4 antenas - 1 distribuidor - 4 arneses 7.065,88 Transmisor de enlace RVR PTRL NV 3.057,60 Receptor de enlace RVR RX220 4.626,52 2 Antenas de enlace DECIBEL 499 582,35 1.164,70 60 Metros de cable de ½” 1.242,35 50 Metros de cable de 7/8” 3.235,29 4 Conectores para cable de ½”. 96,25 385,00 Conectores para cable de 7/8” 240,62 481,24 Rack de equipos de 9U 438,90 Tablero de energía con protector de transcientes. 220 V/70A 3.015,30 Kits de accesorios para cable 7/8” 825,00 1.650,00 Kits de accesorios para cable ½” 704,00 1.408,00 Herraje para instalar antenas 600,00 Dirección técnica y mano de obra 4.500,00 Material eléctrico, misceláneos y transporte. 1.965,00 SUBTOTAL: 75.819,44 12%: 9098,33 TOTAL: 84917,77

34 CANT. DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 9 4
Tarjeta de audio VX222HR 1.123,75 Distribuidor de audífonos HP600 529,41 Radio receptor FM Tunner M2 698,81 CD Player Tascam CD200 582,35 9 Metros cuadrados de esponja acústica 89,00 801,00 Comrex ACCESS Rackmount Stereo Bric IP/POTS Codec 5.124,24 Comrex ACCESS 2 USB Portable Stereo Bric IP/POTS. 6.360,00 Extra Small Case para 2 USB Portable. 550,00 Programa de automatización de audio PlayNow (o similar) 2.011,76 Procesador de audio Orban 5700 7.025,00 4 Audífonos HD202 191,00 764,00 Sistema de RDS DEVA SG-3.1 941,73 SUBTOTAL: 26.512,05 12%: 3181,81 TOTAL: 29693,86

35 Caseta de transmisión Cerro Pichincha 3mx3m 2700,00
CANT. DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 Caseta de transmisión Cerro Pichincha 3mx3m 2700,00 Mástil de 2m para antena de transmisión en la ESPE 300,00 Sistema de tierra en la caseta de transmisión Cerro Pichincha 400,00 SUBTOTAL: 3400,00 12%: 408,00 TOTAL: 3808,00 CANT. DESCRIPCIÓN PRECIO UNITARIO TOTAL 1 Factura de luz cuarto de equipos Cerro Pichincha 200,00 Factura de luz cuarto de equipos Estudio Principal Alquiler de torre en el Cerro Pichincha 250,00 SUBTOTAL: 650,00 12%: 78,00 TOTAL: 728,00

36 En total se necesita $118, para la implementación de la radio, además de un pago mensual de $728,00 por motivos de factura de luz del sitio de transmisión y estudio master, adicionalmente del pago del alquiler de la torre metálica, donde se instalará el sistema radiante y la antena de enlace.

37 Conclusiones De acuerdo al estudio realizado se concluye que es factible tener una emisora pública de radio Fm para la cobertura de Quito, Tabacundo (Pedro Moncayo), Cayambe, Sangolqui (Rumiñahui) y Machachi (Mejia), es imprescindible para informar al público en general sobre los avances que realiza la Universidad en ciencia, tecnología, diferentes áreas de estudio, etc., además del aporte social y cultural que puede tener la emisora para los diferentes oyentes. El área de cobertura que se obtuvo en la realización del presente proyecto para los sectores de Quito, Tabacundo (Pedro Moncayo), Cayambe, Sangolqui (Rumiñahui) y Machachi (Mejía), es exactamente lo que pide ARCOTEL para la concesión de título habilitantes, teniendo en cuenta que se cumplen todos los parámetros solicitados en las Bases de Concursos de Frecuencias. Se utiliza un transmisor de 5000W, pero se utiliza una potencia de salida de 3000W y un arreglo de 4 antenas omnidireccionales para el sistema radiante, con lo que entrega un P.E.R. de W, para así optimizar el sistema de transmisión con un número de antenas ideal.

38 Se toma en cuenta a la antena de dipolo omnidireccional para la radiación de la señal de radio, debido que es una antena que puede funcionar unitaria y mediante arreglo, dependiendo del sistema, por lo la ganancia de la antena y el lóbulo de radiación, cubre toda el área especificada en el Concurso de frecuencia de ARCOTEL, además para el enlace del estudio y transmisor matriz, se utiliza antenas yagi directivas, en la frecuencia de 937MHz a 940 MHz dado que la distancia entre los dos sitios es relativamente corta. El costo estimado de la implementación del proyecto técnico está en el orden de los $118, adicionalmente pagos mensuales por alquiler de servicios de $ por motivo de luz y torre metálica. Es sumamente conveniente pagar un alquiler de torre metálica por dos situaciones, la primera que los terrenos en el Cerro Pichincha son sumamente costosos y no están a la venta por lo que es imposible construir una antena propia y la segunda es que las torres ubicadas en el Cerro Pichincha, cumplen con las especificaciones de tener pararrayos y sistema de balizamiento. Los formularios presentados están basados en los cálculos realizados en el presente proyecto de investigación.

39 Trabajo Futuro Para trabajo futuro se planifica la realización de los estudios de: plan comunicacional, plan sostenibilidad económico/financiera y el plan de gestión, para así poder lograr la meta de obtener una concesión de título habilitante de la radio pública ESPE. Lo cual teniendo como base el Plan técnico, los demás estudios se los podría realizar de manera consecutiva, y se cumpliría uno de los propósitos de la ESPE, ya que actualmente solo funciona una radio dentro de la Universidad, pero una vez obteniendo una concesión, se puede dar a conocer a nivel Provincial todo lo que se realiza dentro de nuestra Universidad, aportando a la sociedad de manera gratuita.