José Alberto Portuondo

Departamento de
Telecomunicaciones y Electrónica
Título: Propuesta para eliminar zona de silencio de TDT en
el Rincón de Mabuya
Autor: José Alberto Portuondo
Tutores: MSc. Irina Benignovna Siles Siles. UCLV
Ing. Julio Martínez Toledo. RADIOCUBA
, diciembre 2021
Telecommunications and
Electronics Department
Title: Proposal to eliminate DTT silence zone Mabuya’s
Corner
Author: José Alberto Portuondo
Thesis Directors: MSc. Irina Benignovna Siles Siles. UCLV
Ing. Julio Martínez Toledo. RADIOCUBA
, diciembre 2021
Este documento es Propiedad Patrimonial de la Universidad Central “Marta Abreu” de
Las Villas, y se encuentra depositado en los fondos de la Biblioteca Universitaria “Chiqui
Gómez Lubian” subordinada a la Dirección de Información Científico Técnica de la
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i
PENSAMIENTO
“Si lo piensas te equivocas”
Anónimo.
ii
DEDICATORIA
A mi abuela Reinelda Valdés y mi tía Nancy Reyes donde quiera que estén
A mi madre Sandra, mi papá José y mi abuela Ana por todo el apoyo y dedicación a lo
largo de los años de estudio
A mi familia
A los eléctricos del antiguo 101A y los que se unieron después por hacer de estos 5 años
los mejores de mi vida
A Carlos, Xana, Yudi, Gustavo sobran palabras
A Yanelys, Adiannis que siempre estuvieron ahí
.
iii
AGRADECIMIENTOS
A mi familia, por guiarme hasta donde estoy hoy en día
A Julio, Yosbel por brindarme su apoyo en la realización de este proyecto
A todos los que contribuyeron incluso sin saber, a que este proyecto fuese realidad
iv
TAREA TÉCNICA
1.- Estudio de la bibliografía necesaria para la elaboración del marco teórico referencial.
2.- Demostración mediante simulación de la carencia de cobertura de la señal DTT en el
Rincón de Mabuya
3.- Realización de una propuesta que permita cubrir con señal de televisión digital el Rincón
de Mabuya
Firma del Autor
Firma del Tutor
v
RESUMEN
La Televisión Digital Terrestre (DTT, del inglés Digital Terrestrial Television)
en Cuba posee apenas 8 años de implementación y despliegue, razón por la cual
todavía persisten desafíos en cuanto al adecuado empleo de la misma . El Rincón
de Mabuya está identificado como una de las zonas de silencio en la provincia
de Ciego de Ávila, el mismo constituye sitio de marcado interés económico por
ser productores con buenos rendimientos en la ganadería y la agricultura, en
reiteradas ocasiones los pobladores han expresado su inconformidad con
respecto a no poder visualizar la DTT por lo cual el objetivo de este trabajo
desarrollado junto a la empresa RADIOCUBA constituye idear una propuesta
que permita la recepción de la Televisión Digital (DTV, del inglés Digital
Television)
en dicho lugar. Se tomaron a consideración varias opciones de
equipamientos para acometer el objetivo donde finalmente se optó por emplear
2 gap filler para repetir la señal en definición estándar (SD, del inglés Standard
Definition) y alta definición (HD, del inglés High Definition). Se empleó el
software Radio Mobile para la simulación de los escenarios y la posterior
validación de la propuesta, con la cual se logra una cobertura de máxima calidad
según los indicadores del MINCOM (Ministerio de Comunicaciones de la
República de Cuba).
Palabras claves: DTT, zona de silencio, Radio Mobile, gap filler
vi
TABLA DE CONTENIDOS
PENSAMIENTO .....................................................................................................................i
DEDICATORIA .................................................................................................................... ii
AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................ iii
TAREA TÉCNICA ................................................................................................................iv
RESUMEN ............................................................................................................................. v
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA ADOPCIÓN DE LA
NORMA DTMB EN CUBA” ................................................................................................. 5
1.1
Generalidades de la DTT ......................................................................................... 5
1.1
La Televisión Digital: Situación Global .................................................................. 7
1.2
Arquitectura de un sistema de DTT ....................................................................... 10
1.3
Adopción del estándar de televisión digital en Cuba ............................................. 11
1.3.1
Situación actual de despliegue ........................................................................ 16
1.3.2
Red de distribución provincial: Situación en Ciego de Ávila ......................... 19
1.4
Planificación convencional de redes ...................................................................... 22
1.4.1
Redes de difusión ............................................................................................ 23
1.4.2
Aspectos de radiopropagación a considerar .................................................... 24
1.4.2.1
1.4.3
Equipos empleados en la difusión de la televisión digital terrestre ................ 31
1.4.3.1
1.5
Modelos de propagación.......................................................................... 28
Gap filler .................................................................................................. 32
Conclusiones del capítulo ...................................................................................... 35
vii
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL ASENTAMIENTO RINCÓN DE
MABUYA”
36
2.1
Mapa Conceptual de trabajo................................................................................... 36
2.2
Reseña del centro transmisor y el asentamiento Rincón de Mabuya ..................... 37
2.3
Selección de la herramienta de simulación. ........................................................... 38
2.4
Cobertura de la zona bajo estudio .......................................................................... 41
2.4.1
Configuración del análisis de cobertura de televisión de Definición Estándar
42
2.5
Simulación de cobertura ......................................................................................... 45
2.5.1
2.6
Configuración de análisis de cobertura de televisión en Alta Definición ....... 48
Conclusiones parciales del capítulo ....................................................................... 50
CAPÍTULO 3
3.1
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL RINCÓN DE MABUYA” ..... 51
Red de distribución de televisión digital ................................................................ 51
3.1.1
Elección de la red de distribución ................................................................... 52
3.2
Posibles tecnologías de gap filler a emplear .......................................................... 55
3.3
Elección del sistema radiante ................................................................................. 58
3.3.1
Posibles de tecnologías de antenas a emplear ................................................. 59
3.3.2
Tecnologías de línea de transmisión a emplear .............................................. 63
3.4
Elección de la ubicación de la estación repetidora................................................. 64
3.4.1
Resultados de simulación del nivel de señal en la antena receptora de la
estación repetidora ........................................................................................................ 66
3.5
Elección de parámetros de trasmisión .................................................................... 66
3.5.1
Análisis de los parámetros de recepción para la transmisión en formato SD . 68
3.5.2
Análisis de los parámetros de recepción para la transmisión en formato HD 72
3.6
Validación de la elección de usar gap filler a través de la MER ........................... 73
viii
3.6.1
Mediciones en el terreno ................................................................................. 74
3.7
Resultados de Simulación. Cobertura lograda por la estación repetidora .............. 76
3.8
Conclusiones del capítulo ...................................................................................... 79
CONCLUSIONES ................................................................................................................ 80
RECOMENDACIONES ....................................................................................................... 81
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 82
INTRODUCCIÓN
1
INTRODUCCIÓN
Con el surgimiento de la televisión se abrió un nuevo mundo de oportunidades, las cuales no
fueron totalmente explotadas en un inicio debido a los altos costos de adquisición de los
terminales y la enorme popularidad de la radio. Tras el abaratamiento de los costos de
producción de los terminales con la introducción del transistor, la televisión se posicionó
como la principal industria del entretenimiento y la información hasta el surgimiento de
Internet. La televisión como medio y tecnología se ha tenido que reinventar a lo lago de los
años para mantener su popularidad frente a las nuevas tecnologías de la información y las
comunicaciones. El proceso de mejoría tecnológica de la televisión conllevó al surgimiento
de la televisión digital y la reinvención de los estándares de transmisión para adoptarse a las
nuevas características y bondades que surgían con la nueva tecnología.
La televisión digital surge como la consecuente evolución de su predecesora donde uno de
los aspectos más importantes en los cuales se puede evidenciar la evolución, es en el uso
eficiente del espectro radioeléctrico; surgiendo el término dividendo digital, el cual hace
referencia a las frecuencias que quedan libres para ser empleadas principalmente para la redes
de telefonía, tras el reordenamiento del espectro y el consecuente cese de las transmisiones
analógicas que de forma simultánea se mantienen en el aire hasta el apagón analógico
definitivo . La ITU-R BT.1368-2 en [1] definió los criterios de planeación para los servicios
DTT en las bandas VHF/UHF. Definió además en [2] las directrices para la transición de
Radiodifusión analógica a digital. Desde sus inicios, la ITU-R BT.1125 en [3] la definió en
4 clases: i) Televisión de Alta definición (HDTV, del inglés High Definition Television) para
receptores estacionarios; ii) Televisión de Definición Mejorada (EDTV, del inglés Enhanced
Definition Television) para receptores estacionarios, iii) Televisión de Definición Estándar
(SDTV, del inglés Standard Definition Television) para receptores portátiles o estacionarios
y iv) Televisión de Baja Definición (LDTV, del inglés Low Definition Television) para
receptores móviles.
Gracias a sus frecuencias más bajas (por ejemplo, 54-698 MHz), la comunicación a través
del espectro de TV tiene excelentes características de propagación a largas distancias y a
través de obstáculos. Los espacios en blanco de TV se refieren al espectro de TV asignado
INTRODUCCIÓN
2
pero no utilizado localmente y pueden ser utilizados por dispositivos sin licencia como
usuarios secundarios [4]. Como es conocido, el espectro radioeléctrico es un recurso finito
en el cual cada vez es mayor el número de aplicaciones que convergen, por lo que resulta
vital lograr una adecuada asignación y distribución de este recurso, en función de lograr dicha
acometida se encuentra enfocada la Radio Cognitiva, donde en [5] identifica los retos que
tiene por delante a la vez que presenta una serie de soluciones probadas experimentalmente
encaminadas a lograr una mejor gestión de este recurso Sin embrago, en [6] se hace uso de
la banda de radiodifusión de ultra alta frecuencia (UHF) proporcionando una metodología
general para estudios de coexistencia entre los sistemas de televisión digital terrestre (DTT)
y banda ancha móvil (MBB) en la banda de radiodifusión de ultra alta frecuencia (UHF). En
consecuencia [7], estableció el futuro de la televisión abierta (FOBTV, del inglés Future of
Broascast TV), los casos de uso para la próxima generación, así como los sistemas de
radiodifusión y cuestiones técnicas asociadas. En [8] se estudia el problema que se produce
cuando los recursos son limitados para transmitirse en una red de radiodifusión terrenal y se
hace uso de mecanismos de sincronización para servicios de entrega híbridos para redes de
radiodifusión y banda ancha.
El mercado global de Televisión Digital Terrestre (DTT) se valoró en US$ 26500 millones
en 2020 y se espera que alcance los US$ 38860 millones a fines de 2027, creciendo a una
tasa compuesta anual del 5,2% durante 2021-2027. La introducción de la (DTTB, del inglés
Digital Terrestrial Television Broadcasting) está impulsada políticamente, por presiones
comerciales y la liberación de espectro entre otros. Se encuentran en la literatura trabajos
relacionados con la adopción de la Televisión Digital y la mitigación de las zonas sin
cobertura tanto en función de la tecnología como del uso de algoritmos novedosos como [9],
[10], [11], [12] y [13] por citar algunos.
En Cuba se inició el proceso de transición a la televisión digital en el año 2013 con la
introducción del estándar chino DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast) y
actualmente se continúa su despliegue con vista a cubrir todo el territorio nacional.
Actualmente pese a las inversiones realizadas en el sector y la amplia cobertura de televisión
digital lograda, existen zonas que carecen de dicho servicio denominadas “zonas de silencio”
o “zona de sombra”. El asentamiento Rincón de Mabuya perteneciente al avileño municipio
INTRODUCCIÓN
3
de Chambas está denominada posee dicha denominación, la carencia de cobertura de
televisión digital en dicho lugar tiene lugar debido a que se encuentra enclavado en un valle
que imposibilita la penetración de la misma.
Los pobladores de este lugar han presentado quejas a las oficinas de RADIOCUBA, empresa
encargada de la transmisión tanto de las ondas de radio como de televisión, presentando su
inconformidad con la situación imperante en sus hogares. Este lugar, constituye una zona
rica en producción agrícola y ganadera que genera volúmenes considerables de alimentos a
la población, por lo que resulta de especial interés de interés para el gobierno municipal y
provincial evitar la migración de sus pobladores basados en esta desfavorable situación.
La empresa RADIOCUBA a forma de respuesta a los planteamientos realizados realizó una
visita al sitio para realizar una evaluación e idear una solución. En conjunto a esta empresa
se desea brindar una propuesta con la cual se logre dar solución a las quejas de los pobladores
y así, dar un paso más en la ampliación de la cobertura de televisión digital terrestre en Cuba,
lo cual hace que surja el siguiente problema científico:
¿Cómo eliminar la zona de silencio en el Rincón de Mabuya?
Para dar respuesta a la interrogante anteriormente planteada se define como objetivo
general: Realizar una propuesta basada en simulación para eliminar la zona de silencio
localizada en el asentamiento Rincón de Mabuya.
Para dar respuesta al objetivo general planteado se determinan los siguientes objetivos
específicos:
1. Plasmar aspectos a considerar de radiopropagación y describir la situación de
despliegue de la televisión digital en Cuba
2. Demostrar que el asentamiento Rincón de Mabuya constituye una zona de silencio
3. Plantear una propuesta que permita la recepción de la televisión digital Rincón de
Mabuya sustentada en los resultados obtenidos en simulación.
En el desarrollo de la investigación se da respuesta a las siguientes preguntas científicas:
INTRODUCCIÓN
4

¿Cuál es la situación actual de despliegue de la televisión digital en Cuba?

¿Cuáles son los softwares de predicción de propagación de ondas de radio?

¿Cómo demostrar que el Rincón de Mabuya constituye una zona de silencio?

¿Cuáles son las alternativas para eliminar zonas de silencio?
¿Qué resultados arroja a la simulación para la solución planteada?
Organización del informe
Para lograrlo el contenido de este proyecto se estructura de la siguiente manera:
En la Introducción se dejará definida la importancia del uso eficiente del espectro, así como
la posibilidad del uso de sistemas Radio Cognitivos. El Capítulo 1 expone una descripción
de principios básicos de un canal de radiocomunicaciones a la vez que hace hincapié en el
actual despliegue de televisión digital terrestre que presenta el país y la provincia de Ciego
de Ávila específicamente. El Capítulo 2 como parte del método, se presenta mediante el
empleo de software un estudio de la cobertura que logra el Centro Transmisor TV Chambas,
con el cual fue posible demostrar la veracidad de los planteamientos de los pobladores del
asentamiento. El Capítulo 3 está encausado en demostrar una solución a la carencia de
cobertura en el sitio de interés, donde se realiza un estudio con el apoyo de la simulación, de
cuál es la variante más acertada para lograr la mayor cobertura y calidad posible según lo
estipulado. Las Conclusiones muestran un resumen de los resultados obtenidos y están en
función del cumplimiento del objetivo propuesto. Las Recomendaciones conducen a la
necesidad del enriquecimiento científico (estudios futuros) que puedan ser derivados de la
propuesta realizada. Seguidamente la Bibliografía, actualizada y con el rigor requerido para
este tipo de trabajo.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
CAPÍTULO 1
5
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
El término televisión digital terrestre, aunque no es novedoso a nivel mundial, en Cuba es
un término que la población en general comienza a escuchar a partir del año 2013, año en
el que se decide por el Consejo de Ministros la aprobación del estándar DTMB con las
respectivas adecuaciones para el territorio nacional. En este capítulo se abarcarán aspectos
relacionados a la televisión digital y su despliegue en el territorio nacional.
1.1
Generalidades de la DTT
El mundo tecnológico está sujeto a constantes transformaciones ligadas a los avances que se
obtienen casi que a diario en las diferentes ramas que constituyen la tecnología. La transición
de la televisión analógica a la digital constituye un salto evolutivo que permite llevar al
espectador una televisión de mayor calidad y a la vez que servicios de valor agregado, que
permiten la interacción entre televidente y productora. Según [14] entre las características de
la DTT se encuentran:

Robustez vs ruido
En transmisión análoga, la recepción de señales débiles da lugar a una calidad de imagen
degradada en forma de ruido en la pantalla de televisión. Una señal digital necesita
identificarse solamente como “1” o “0” haciendo que las transmisiones digitales sean más
inmunes al ruido comparadas con las transmisiones analógicas.

Técnicas de corrección de errores que no son posibles aplicar en señales análogas
En las transmisiones análogas no se puede eliminar el ruido, sin embargo, en las
transmisiones digitales es posible corregir errores de bit ocasionados por distorsiones en la
transmisión usando técnicas de corrección de errores.

Facilidad para la codificación de señales
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
6
La codificación de una señal digital se puede implementar fácilmente de tal manera que
solamente los suscriptores puedan recibir el contenido de una transmisión a través de la
decodificación de una señal digital original recibida.

Transmisión de baja potencia
Debido a que las señales digitales son inmunes a ruidos, la potencia del transmisor puede
bajar. Se puede decir que normalmente la transmisión terrestre de televisión digital puede
alcanzar un área de servicio particular para una potencia de transmisión de aproximadamente
1/10 de la potencia de transmisión de televisión análoga.

Planificación de canal simplificado
Debido a que la transmisión de baja potencia es posible, el efecto sobre canales adyacentes o
en canales idénticos en diferentes áreas es pequeño. Por lo que la planificación de canales no
presenta dificultades, pudiéndose utilizar un mayor número de canales.

Robustos sistemas de modulación que evitan imágenes desdobladas y sombras
El desdoblamiento de imágenes que son una forma de interferencia ocasionadas por edificios.
No es posible evitar el desdoblamiento de imágenes usando un sistema de modulación
portadora única convencional. Por el contrario, la multiplexación de división de frecuencia
ortogonal (OFDM, del inglés Orthogonal Frequency Division Multiplexing) y
multiplexación de división de frecuencia ortogonal codificada (COFDM, del inglés Coded
Orthogonal Frequency Division Multiplexing) puede ser utilizada para eliminar el
desdoblamiento de imágenes.

Caída repetida en la calidad de servicio más allá del área de servicio.
En transmisiones análogas que se alejan de la antena de transmisión representan
mayores ruidos en la pantalla de televisión y un gradual deterioro de las imágenes por la
debilitada potencia de recepción. Por el contrario, en transmisiones digitales, el uso de
técnicas de corrección de errores resulta en una curva empinada para la relación entre la
potencia de recepción y la tasa de error de bit en el lado del receptor.

Nuevas frecuencias requeridas para la transmisión digital
Es necesario la adjudicación de nuevas frecuencias para poder transmitir la televisión digital
mientras conviven tanto el servicio analógico como digital.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”

7
Los usuarios deben adquirir nuevos receptores
Debido a que los receptores análogos convencionales no pueden ser utilizados para la
recepción de transmisiones digitales, los usuarios deben adquirir receptores especialmente
desinados para la transmisión digital.
1.1
La Televisión Digital: Situación Global
Al igual que en la televisión analógica, diferentes estándares han sido desarrollados por
diversos grupos y dependiendo de las ventajas técnicas aportadas por los estándares o de las
situaciones comerciales de cada país, se han formado bloques de países que han adoptado
estos estándares.
Según [15], estas normas han logrado un gran nivel de desarrollo, respondiendo a las
demandas tecnológicas, sin embargo, están todavía lejos del límite de capacidad teórico de
Shannon, así que el desarrollo futuro es posible.
El término DTT es la aplicación de un conjunto de tecnologías mediante el cual la generación,
distribución, trasmisión y recepción de señales de televisión ocurren en un entorno
completamente digital, con el empleo de los canales licenciados de las bandas de frecuencias
VHF/UHF, ya que existen otras variantes como Cable, Satelital o IP por citar algunas. Según
la Unión Internacional de las Telecomunicaciones (ITU, del inglés International
Telecomunications Union) a finales del 2015 muchos países estaban en fase de transición o
simultaneidad de la televisión analógica a la DTT. Mientras que otros ya tenían desplegado
completamente este tipo de tecnología. A nivel mundial existen cuatro estándares o sistemas
para el dominio de la DTT en la banda de televisión [16], los cuales son:
 (ATSC, del inglés Advanced Television Systems Committee) [17]: Desarrollado por los
Estados Unidos y adoptado por el Buró Federal de las Comunicaciones (FCC, del inglés
Federal Communications Commission) e implementado principalmente en Norteamérica. Ha
evolucionado hacia la versión ATSC 3.0. Se denomina sistema A por la ITU.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
8
 (DVB-T, del inglés Digital Video Broadcasting Terrestrial) [18]: Desarrollado en Europa
por la organización DVB y adoptado por la inmensa mayoría de los países. Ha evolucionado
hacia la versión DVB-T2. Se denomina sistema B por la ITU.

(ISDB-T, del inglés Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial) [19]:
Desarrollado en Japón. Teniendo una variante desarrollada para los países de América Latina,
cuyo pionero fue Brasil, la versión ISDB-Tb, segundo en cantidad de países en
implementación. Se denomina sistema C por la ITU.
 (DTMB, del inglés Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting) [20]: Desarrollado en la
República Popular China. Constituye el de menor grado de implementación por países,
evolucionando hacia la versión DTMB-A. Se denomina sistema D por la ITU.
Figura 1-1 Evolución de los estándares TDT
En la Tabla 1-1 tomada de [21] se puede observar una tabla comparativa evolutiva de los
diferentes estándares de televisión, donde cabe destacar que a medida que se avanza de
generación aumenta la robustez de los sistemas y se implementan mecanismos que permiten
la transmisión de audio y video de mayor calidad. En [22] se hace una descripción de la
evolución de los diferentes estándares y [23] realiza una comparación entre DTMB-A y
DVB-T2 donde se arribó a la conclusión de que ambos sistemas poseen comportamientos
similares.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
Tabla 1-1 Comparación entre los stándares de DTT
9
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
1.2
10
Arquitectura de un sistema de DTT
Según la recomendación ITU-R BT.1299-1 del 2010, los elementos comunes que forman la
arquitectura general de un sistema de DTT independiente de su norma, se muestra en Figura
1-2. La cual está constituida por varios subsistemas los cuales son:
 Subsistema de codificación de la fuente en banda base: Encargado de estandarizar el
intercambio de información entre las fuentes de audio y video en los estudios (etapa de
contribución) de radio o televisión en banda base y compresión de la misma.
 Subsistema de multiplexación/transporte de servicios: Encargado de la multiplexación de
programas y servicios, la señalización y la transmisión en forma de flujo Flujo de Transporte
(TS, del inglés Transport Stream) sobre un estándar de transmisión de telecomunicaciones.
 Subsistema modulación y codificación del canal de televisión: Norma de DTT
implementada por el país en nuestro caso DTMB (etapa de emisión). El subsistema de
codificación de la fuente en banda base y el subsistema de multiplexación y transporte de
servicios conforman en la literatura técnica lo que se conoce como head end o cabecera de
línea, nodo en el cual se conforma, a través de un conjunto de equipos, un flujo TS con
carácter Nacional para un país denominado TS Nacional y que constituye objeto de estudio
en esta investigación. En el entorno de Cuba estos subsistemas conforman el flujo de la DTT
en los estudios centrales del ICRT, en conjunto con RADIOCUBA y ETECSA (Empresa de
Telecomunicaciones de Cuba S.A.). Este TS Nacional puede ser modificado a través de una
regionalización en un nodo fuera de la cabecera de línea en el cual se pueden modificar
parámetros en dependencia de las necesidades del operador como sustitución, eliminación o
inserción de determinado programa o servicio. Lo cual conlleva la formación de un TS
Regional para una determinada zona o región de un país.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
11
Figura 1-2 Arquitectura general de un sistema TDT
1.3
Adopción del estándar de televisión digital en Cuba
Entre las principales causas que motivaron la migración de Cuba a la era digital de la
televisión se puede destacar la problemática que representaba ser un país que se quedara en
la época analógica mientras en el mundo disfruta la era digital. Esto conllevaría a que se
estuviese empleando tecnología que además de que no se produce en Cuba, dejaría de ser
producida a nivel mundial debido a su obsolescencia encareciendo los costos de adquisición
de nuevas piezas para mantener funcionando el sistema, el despliegue de la televisión digital
conlleva también a un ahorro energético importante debido que es necesario emplear menos
potencia de transmisión para lograr la misma cobertura que la televisión analógica, la
necesaria liberación del espectro radioeléctrico para el despliegue de la red de telefonía en
frecuencias más bajas permitiendo el ahorro de energía debido a que con potencias más bajas
se logra abarcar una mayor área de cobertura disminuyendo el número de emplazamientos
necesarios para lograr la misma cobertura.
Dentro de las tareas necesarias para la adopción y explotación de una norma de TV digital se
encuentran las pruebas campo, con el objetivo de una correcta instalación de los sistemas de
transmisión-recepción. Estas pruebas también permiten modelar situaciones reales que
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
12
posibilitan darle solución a problemas técnicos. Además, permiten contar con un ambiente
de referencia para la comprobación y validación de futuros diseños.[24]
Para la adopción del estándar con el cual Cuba incursionaría en el mundo de la DTT se
realizaron estudios en los cuales se analizó el desempeño de los diferentes estándares en
nuestro país, obteniéndose como resultado que la norma DTMB seguida de la ISDB-Tb
presentaban los mejores resultados, lo cual está en correspondencia con los resultados
obtenidos por [25-27]. La decisión final de cual estándar sería empleado en el despliegue de
la DTT también estuvo sostenido por las relaciones económicas y políticas, donde el papel
del bloqueo impuesto por el gobierno de los Estados Unidos constituyó un punto de gran
peso en la decisión tomada.
Finalmente, el 5 de junio de 2011 se oficializa la adopción de la norma DTMB por la
Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma de la República Popular China y el entonces
Ministerio de la Informática y las Comunicaciones, actual Ministerio de Comunicaciones de
la República de Cuba. La firma de este acuerdo contó con la ventaja de:
I- Contar con una importante donación de equipamiento (equipos para el entonces ICRT
(Instituto Cubano de Radio y Televisión), actual IICS (Instituto de Información y
Comunicación Social) y RADIOCUBA (Empresa de Radiocomunicaciones y
Difusión de Cuba), cajas decodificadoras, entre otros), que posibilitó crear una zona
de demostración en la Habana de la tecnología digital adoptada.
II- Posibilidad de inserción en la adecuación, evolución y desarrollos futuros de estas
normas, o sea, una oportunidad efectiva de avanzar hacia la soberanía e
independencia tecnológica.
III- Eximió de obligaciones de pago de derechos de propiedad intelectual por el empleo
de estas normas en la transmisión, recepción y producción de los programas de
televisión.
La digitalización es un proceso que abarca a todo el país [28], teniendo mayor impacto en el
ICRT, RADIOCUBA y ETECSA debido a que son los encargados de generar, transmitir y
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
13
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
transportar los programas que llegan a los receptores respectivamente, sin dejar de lado la
importancia que tiene la comercialización de las cajas decodificadoras, televisores híbridos
y televisores digitales en la llegada del apagón analógico que pondrá fin a la era de la TVA
en Cuba. En este sentido, el primer paso se dará el diciembre próximo cuando en la región
occidental cesen las transmisiones analógicas de los canales Educativo y Educativo II.
Una vez seleccionado el estándar a emplear, se hacía necesario regular cómo sería el
despliegue de la DTT en el territorio nacional. El (MINCOM) en su función de ordenar,
regular y controlar los servicios de telecomunicaciones, informáticos y postales, nacionales
e internacionales, la gestión de los recursos comunes y limitados en materia de dichos
servicios y la implementación de éstos fue el encargado de confeccionar el reglamento para
la radiodifusión de televisión digital, las especificaciones técnicas y de operación de los
dispositivos involucrados en la recepción de la señal digital y las características técnicas de
las antenas y bajantes. Las resoluciones vigentes en cuanto a los aspectos previamente
señalados son la [29-31] respectivamente.
A continuación, se relacionan algunos de los principales aspectos recogidos en [29]
Tabla 1-2 Especificaciones técnicas para la transmisión de DTT
Norma
DTMB
Ancho de Banda del canal de radiofrecuencia
6 MHz
Técnica de multiplexación
OFDM
Cantidad sub portadoras
3780
Velocidad de transmisión de símbolos en banda base en una trama
5.67 Msps.
Anchura de banda de la señal
5.67 MHz
Separación entre sub portadoras
1.5 kHz.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
14
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
Umbral de recepción correspondiente a una tasa de error en los bits
≤ 3 x 10-6
(BER)
Polarización
Horizontal
Longitud de símbolo
666.7s
Intervalo de guarda de la señal
74.07s
Modulación
64 QAM
Código FEC de corrección de errores
0.6
Máxima velocidad de transmisión
18.274 Mbit/s
Banda de radiodifusión
VHF
III
UHF
IV, V
Nivel mínimo de señal de recepción de equipos y cajas VHF
decodificadoras de televisión digital
UHF
-86 dBm
-84 dBm
En la Tabla 1-2 queda recogida la configuración seleccionada por MINCOM para el
despliegue de la televisión digital en Cuba, los valores que se muestran en dicha tabla según
refiere la propia resolución no son inamovibles, los mismos pueden ser modificados para
adaptarse según se requiera.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
15
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
Tabla 1-3 Coberturas de máxima calidad (para recepción con un dipolo de media
longitud de onda)
Banda de Televisión Digital
Zona
Urbana
III
IV
V
95%
de
ubicaciones 53
62
64
80%
de
ubicaciones 48
58
60
dB(μV/m)
Zona
Rural
dB(μV/m)
Tabla 1-4 Coberturas de calidad media (para recepción con antenas de ganancia no
inferior de 6 dBi, 7 dBi y 8 dBi en las bandas III, IV y V respectivamente)
Banda de Televisión Digital
Zona
Urbana
95%
de
III
IV
IV
ubicaciones 49
57
58
53
54
dB(μV/m)
Zona Rural 80% de ubicaciones dB(μV/m)
44
La Tabla 1-5 muestra la relación que guardan determinados intervalos de intensidad de
potencia y la percepción de los mismos en los sistemas de recepción de señal digital. Esta
tabla será tomada como referencia en los estudios que se efectuaran en los capítulos
posteriores.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
16
Tabla 1-5 Indicadores de Recepción de la señal en receptores de DTV. Fuente: [32]
Rango de Niveles según
Indicador según ITU-R BT.
Palabra recomendada a
ITU-R BT.2035-2
2035-2
mostrar en Interfaz de
Usuario
> -15 dBm
Muy Intenso
Muy Fuerte
-15 dBm < nivel < -28 dBm
Intenso
Fuerte
-28 dBm < nivel < -53 dBm
Moderado
Moderada
< -68 dBm
Débil
Mala
1.3.1
Situación actual de despliegue
En palabras de Carlos Arencibia García, Director Técnico de RADIOCUBA, previo al
despliegue de la DTV, la empresa RADIOCUBA se encontraba brindando servicio de
transmisión de Televisión Analógica de acuerdo con la norma NTSC-M, servicios que aún
se encuentran disponibles debido a que el país se encuentra aún en la etapa e simultaneidad.
La distribución de los aún existentes servicios de televisión analógica está dada de la
siguiente forma:
o Canales nacionales (Cubavisión, Telerebelde, Canal Educativo I y II). Estos
servicios están disponibles en todo el territorio nacional.
o Multivisión. Aunque se encuentra desplegado a lo largo de todo el territorio nacional
debido a la naturaleza de los centros donde se brinda el servicio, tienen una cobertura
un poco menor en correspondencia con los canales nacionales.
o Telecentro. Este servicio tiene un alcance provincial y su programación es
compartida con el canal Educativo en el horario de 5 a 7 pm. Este proceso de inserción
de la programación del telecentro se realiza de manera automática en los centros
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
17
principales de cada provincia y desde ahí se genera el flujo IP provincial a los
restantes centros de la misma.
Tabla 1-6 Distribución de la cantidad de transmisores analógicos por servicio a lo largo
del territorio nacional Fuente: RADIOCUBA
No.
Servicio
Cantidad
de
Transmisores
1
Cubavisión
88
2
Telerebelde
89
3
Multivisión
169
4
Canal Educativo
79
5
Canal Educativo 2
89
La red de nacional de televisión cuenta con 518 transmisores analógicos brindando servicio
a la población, la directriz de la empresa con respecto a la infraestructura analógica es
únicamente de mantenimiento, de ser necesario el reemplazo de un transmisor analógico el
mismo se hace con la compra de un transmisor Dual Cast (esto es que soporte tanto el sistema
de TV NTSC analógico como el sistema digital DTMB) lo que permite que una vez rebasada
la etapa de simultaneidad los mismos puedan pasar a transmitir digital sin la necesidad de
incurrir en gasto alguno.
Las Figura 1-4 y Figura 1-3 fueron tomadas de [33], si bien la cobertura actual difiere de
la mostrada en estas figuras, sirven como guía visual para comprender el avance logrado en
cuanto a cubrimiento en la televisión digital en el país.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
Figura 1-4 Cobertura de la señal SD en el terrirorio nacional
Figura 1-3 Cobertura de la señal HD en el terrirorio nacional
18
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
1.3.2
19
Red de distribución provincial: Situación en Ciego de Ávila
El TS Nacional con los programas de televisión y radio es formado en la cabecera de línea
en los estudios centrales del IICS en La Habana, mediante una plataforma de codificadores
y multiplexores de la empresa RADIOCUBA en conjunto con el IICS. En este punto se
encapsula el TS Nacional sobre Ethernet/IP para ser transmitido hacia las diferentes
estaciones de televisión digital a través de diferentes tecnologías de transmisión de ETECSA,
como muestra la figura.[34]
Figura 1-5 Red de distribución del TS Nacional
Para el caso de estudio, provincia Ciego de Ávila, el flujo TS Nacional es recibido en una
primera fase en el CTV Ciego de Ávila en el cual se sustituyen los componentes de video y
audio del programa Educativo 1 por el Telecentro a través del equipamiento MFE-802 del
fabricante Rovers Broadcast, conformando el TS Regional y luego redistribuido en una red
Ethernet-LAN con carácter multipunto a multipunto hacia las demás estaciones de DTT
ubicadas en la provincia. Este punto en CTV Ciego constituye un nodo de gran importancia
ya que en él se cambia el contenido Nacional a Regional. Dicha arquitectura posibilita si
existiera un incremento de estaciones en un futuro, adicionar nuevos sitios a esta Red
Provincial de Distribución. En este punto cabe destacar que ningún otro programa regional
es insertado o sustituido en ningún punto del país. La Figura 1-6 y Figura 1-7 muestran la
topología de red para Ciego de Ávila.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
Red Distribución
Provincial
E-LAN
Transmisor TDT
Red Nacional
20
Flujo ASI
IP Multicast 1
Rover MFE-802
Centro de TV Principal
Ciego de Ávila
IP Multicast 2
Rover MFE-802
Centros de TV de bajo
nivel y comunitarias
Flujo ASI
Transmisores TDT
Figura 2.6: Esquema representativo de distribución TS Nacional en la provincia de Ciego de Ávila.
Figura 1-6 Esquema representativo de distribución de TS Nacional en la provincia de
Ciego de Ávila
Figura 1-7 Distribución de señales a centros de RADIOCUBA en
Ciego de Ávila utilizando IP sobre la red de ETECSA
Según [35] para el año 2021 no está prevista la instalación de nuevos transmisores de DTT,
actualmente la provincia cuenta con 9 transmisores (Tabla 6) con los cuales se logra una
cobertura del 72.77 % para el formato SD y 75.65 % en formato HD (Figura 1.2) con una
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
21
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
potencia total radiada de 3100 W, donde son en su mayoría los territorios del Sur los
identificados como zonas débiles, pues partes de Majagua, Venezuela y Baraguá reciben con
dificultad las señales. De igual modo, sobresalen el Rincón de Mabuya y Piedra, en el
municipio de Chambas, como asentamientos identificados con problemas para recibir la DTT
con la calidad adecuada.
Iyahima Noa Álvarez, especialista comercial de la empresa, subrayó que un tránsito
definitivo hacia la era digital no es posible mientras el sistema de Educación en la provincia
no disponga de todos los medios adecuados para ello. “Al cierre de 2020, este sector disponía
de 1 078 medios digitales de recepción y 4 438 aún eran analógicos, lo que representa un
20,53 por ciento de digitalización, quedando un 79,47 por ciento. Aquí la disponibilidad de
antenas, bajantes y conectores es muy baja, y existen alrededor de 400 televisores rotos”.
Según datos del informe sobre la ampliación de los servicios de DTT de 2020 en Ciego de
Ávila, sólo el 42,56 por ciento de la población que reside en zona con esta tecnología dispone
de medios de recepción, lo que se traduce a que menos de la mitad disfrutan de una imagen
con calidad superior. En esta estadística nada favorable incide la poca disponibilidad de cajas
decodificadoras, pues hace mucho que en la provincia no se comercializan. “Eso no es una
tarea de RadioCuba, sino una responsabilidad, hasta ahora, de las cadenas de tiendas”, indicó
Ruiz Camejo.
También adelantó que “se está estudiando un sistema de televisión de pago para un futuro.
Estaríamos hablando de algo encriptado, con una contraseña; la señal estaría en el aire, pero
si no la pagas no la recibes y ahí quizá se reciban otros canales o servicios. Pero eso ya sería
en otra etapa, cuando el país esté digitalizado completamente”.
Tabla 1-7: Distribución de transmisores de DTV en la provincia de Ciego de Ávila.
Fuente: RADIOCUBA
Centro
Canal
Cantidad
Potencia (W)
Marca
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
22
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
SD
CT TV Ciego de Ávila
33
1
48
CT TV Chambas
29
1
1
39
CBN TV Tamarindo
41
(Cafetal)
22
CBN
TV
Punta
HD
1
1
1
1 000
BBEF
1 000
Gigamega
150
SYES
100
GME
100
BBEF
100
GME
48
1
50
Panda
CT TV Cayo Coco
16
1
500
SYES
Com. Bolivia
43
1
100
GME
Alegre
a
b
Figura 1-8 Cobertura a) SD y b) HD para el territorio avileño
1.4
Planificación convencional de redes
Los servicios de DTT están empaquetados en multiplex y cada uno es ubicado en canales de
RF (Radio Frequency) en las bandas de trasmisión. Una estación de DTT dada entrega los
canales de RF en una frecuencia específica. Para extender la cobertura en un área
arbitrariamente grande, el reúso de frecuencia es implementado en diferentes áreas del
transmisor debido a la limitada cantidad de espectro.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
1.4.1
23
Redes de difusión
En dependencia de cómo son asociadas las frecuencias con cada transmisor, hay tres
arquitecturas de difusión básicas. En las Redes de Frecuencia Única (SFN, del inglés SingleFrequency Networks), todos los transmisores emplean la misma frecuencia y proveen el
mismo contenido al mismo tiempo, lo que implica una ajustada sincronización en frecuencia
y tiempo. La red debe ser diseñada para minimizar la autointerferencia empleando OFDM e
intervalos de guarda, los ecos provenientes de diferentes transmisores SFN al igual que el
multitrayectos tienen un menor impacto en la calidad de recepción de la señal si llegan dentro
del intervalo de guarda. En las Redes de Frecuencias Múltiples (MFN, del inglés MultiFrequency Networks), la interferencia co-canal es evitada asignando diferentes frecuencias a
cada transmisor, en la práctica las frecuencias serán reutilizadas a una distancia suficiente
para evitar la interferencia co-canal. MFN no requiere sincronización entre los diferentes
transmisores. En casos donde las estaciones principales de alta potencia no lograr proveer
toda la cobertura en una red MFN, estaciones repetidoras de baja potencia pueden completar
la cobertura utilizando la misma frecuencia que la estación principal asociada (parte de una
red SFN) o como una asignación separada en una red MFN, lo que se conoce como mezcla
MFN-SFN.[36]
Entre las principales ventajas que presenta el empleo de una red de difusión de tipo SFN
frente a MFN se encuentran una mayor eficiencia espectral y menor consumo de energía
debido a que el arreglo de la red permite abarcar igual o mayor cobertura con menor número
de emplazamientos. Por las razones previamente planteadas y otras que no se abarcan, se han
realizado diversos estudios [37-42] con respecto a cómo sería el posible despliegue de este
tipo de red en el territorio nacional teniendo en cuenta las particularidades presentes en el
funcionamiento de una red SFN.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
1.4.2
24
Aspectos de radiopropagación a considerar
En cuanto a propagación por onda de radio, existen varios conceptos claves vinculados a los
diferentes servicios asociados a las mismas cuyo conocimiento permite una mejor
comprensión del servicio en cuestión, varios de estos conceptos son recogidos por [29]:
Servicio de Radiodifusión: Servicio de radiocomunicación cuyas emisiones se destinan a
ser recibidas directamente por el público en general. Dicho servicio abarca emisiones
sonoras, de televisión o de otro género.
Zona de servicio: Área geográfica asociada a un transmisor de televisión digital destinado a
proporcionar dicho servicio en el interior de esta y en la que deben respetarse los valores de
relación de protección establecidos.
Zona de cobertura: Área geográfica asociada a un transmisor de televisión digital en cuyo
interior el valor mediano de la intensidad de campo eléctrico de la señal del transmisor es
mayor o igual al especificado para prestar un servicio satisfactorio.
Mínimo valor mediano de la Intensidad de campo: Mínimo valor de la intensidad de
campo eléctrico de una señal de televisión que permite un nivel de recepción aceptable en
presencia de interferencia y de ruido artificial, considerar factores estadísticos como la
probabilidad de ubicaciones y de tiempo, así como la disponibilidad de las condiciones
técnicas mínimas adoptadas para las instalaciones de recepción.
Ecuación 1-1 𝐸(𝑑𝐵𝑢) = 74.7 + 𝑃𝐼𝑅𝐸(𝑑𝐵𝑊) − 20 𝑙𝑜𝑔 𝑟(𝐾𝑚) [43]
r: distancia
Relación de protección en radiofrecuencia: Valor mínimo generalmente expresado en
decibeles, de la relación entre la señal deseada y la señal no deseada a la entrada del receptor,
definido en condiciones determinadas, que permite obtener una calidad de recepción
especificada de la señal deseada a la salida del receptor [29]. Las relaciones de protección
para los sistemas de televisión digital terrestre se refieren a la frecuencia central del sistema
de televisión digital terrestre deseado y se aplican tanto a la interferencia continua como a la
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
25
troposférica. Debido a que un receptor de televisión digital debe funcionar con éxito en
presencia de señales analógicas de alto nivel en canales cercanos, se requiere un alto grado
de linealidad del extremo frontal del receptor y se requieren valores de relación de protección
precisos para permitir la planificación de los servicios de televisión terrestre y servicios de
radio de manera eficaz.[44]
Zona de silencio o sombra: Área perteneciente a la zona de servicio de un transmisor en
cuyo interior el valor mediano de la intensidad de campo eléctrico no cumple con los valores
establecidos por los organismos reguladores, lo que imposibilita la demodulación de
televisión digital por los receptores.
Intensidad de campo molesto [dBµV/m]: Intensidad de campo equivalente requerida de
una señal deseada para lograr la calidad de recepción requerida, considerando una única señal
interferente y su correspondiente relación de protección.
Umbral de recepción: Mínimo valor de intensidad campo eléctrico a la entrada del receptor
con el cual es posible aún la demodulación de la señal recibida.
MER (Modulation Error Rate): Es la equivalente a la Relación Señal a Ruido (S/N) pero en
la modulación [45] y en [41] se define como la razón entre la potencia promedio de los
vectores correspondientes a una constelación ideal (Pseñal) y la potencia promedio relativa a
los vectores de error en la recepción real (Perror). De este modo, mientras mayores sean los
valores de MER, mayor es la coincidencia entre las constelaciones ideal y real y, por tanto,
menor es la afectación del ruido o interferencia en la recepción.
BER (Bit Error Rate): Es una medida de cuán efectivo es el sistema e indica la cantidad de
errores de bits introducidos en el mensaje recibido, se define como la relación entre el número
de errores y el número total de bits enviados. Esto se puede traducir directamente en la
cantidad de errores que ocurren en una cadena de bits. Si hay un buen medio entre el
transmisor y el receptor, y la relación señal / ruido es alta, entonces la tasa de error de bit será
muy pequeña y no tendrá un efecto notable en el sistema. La tasa de error de bits, BER,
evalúa el rendimiento completo de un sistema, incluido el transmisor, el receptor y un canal
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
26
entre ellos. Por lo tanto, la tasa de error de bits, BER permite probar el rendimiento real de
un sistema, en lugar de probar los componentes.[46]
Zonas de Fresnel: Constituyen un parámetro fundamental en la propagación en el espacio
libre, siendo de las n zonas posibles la más significativa la primera, para la cual la máxima
obstrucción permitida es del 40 % para seguir considerando la propagación en espacio libre.
Se definen como el volumen de n elipsoides que se forman con centro en la línea de vista
entre la antena transmisora y la receptora, donde los radios de las mismas determinan la
máxima altura que puede tener un objeto en el trayecto del radioenlace.
LOS (Line-Of-Sight): Describe el canal de propagación como aquél en el cuál, dado un
transmisor y un receptor situado a una distancia dada, se transmite una señal radioeléctrica a
través de espacio libre. El modelo asume un escenario sin obstrucciones físicas entre el
transmisor y el receptor, además de considerar que la señal se propaga a lo largo de una línea
recta entre ambos extremos. En realidad, el trayecto seguido por el rayo es curvo, debido a
las variaciones en el índice de refracción de la troposfera. Para lograr una representación del
trayecto en términos de una propagación rectilínea, se emplea el concepto de radio efectivo
de la Tierra, empleando el factor k con un valor típico de 4/3, aunque puede también utilizarse
cualquier otro valor especificado por el diseñador del radioenlace. El factor k es un valor
constante para cada trayecto en particular, que permite modificar el radio de la Tierra y
modelar así la curvatura en la trayectoria de la señal radioeléctrica.[47]
Figura 1-9 Línea de Vista y Zonas de Fresnel
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
27
Friis: A la hora de analizar la propagación desde transmisor a receptor se puede calcular
primero, para una potencia transmitida, el campo en las inmediaciones de la antena receptora.
A partir de este campo se puede entonces calcular la potencia que la antena receptora entrega
al receptor. Si se calcula directamente la potencia recibida en función de la potencia
transmitida se llega a la fórmula de Friis.[43]
Ecuación 1-2: 𝑃𝑑𝑟 = 𝑃𝑒𝑡 – 𝐿𝑡𝑡 + 𝐺𝑡 – 𝐿𝑏 – 𝐿𝑡𝑟 + 𝐺𝑟
Pdr: Potencia de recepción
Pet: Potencia eléctrica transmitida
Ltt: pérdidas de la línea de transmisión de la antena transmisora
Gtt: ganancia de la antena transmisora
Lb: pérdidas básicas de propagación + pérdidas adicionales
Ltr: pérdidas de la línea de transmisión de la antena receptora
Gr: ganancia de la antena receptora
Figura 1-10 Modelos de propagación entre transmisor y receptor
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
28
1.4.2.1 Modelos de propagación
Los modelos de propagación punto a área más ampliamente aceptados para la planificación
de redes de radiodifusión. El trasfondo de cada modelo es diferente; algunos de ellos son
empíricos, otros deterministas y otros hacen uso de una combinación de componentes
empíricos y deterministas. En la Figura 1-11 se muestra una clasificación de los modelos de
propagación. En la mayoría de las actividades de planificación relacionadas con la
radiodifusión terrestre, los métodos de predicción más comunes pertenecen al grupo de
modelos empíricos. La motivación es doble. Por un lado, el área de servicio habitual y las
alturas efectivas de antena del transmisor y el receptor no son compatibles con métodos
deterministas y algunos semi-empíricos y por otro lado, la compensación entre el error de
predicción, la precisión de la altura del terreno requerida, la granularidad de la base de datos
de desorden y la complejidad del cálculo.[48]
En el caso de la vegetación presente en un enlace de radiodifusión de TV y más concretamente
árboles, se producirán importantes pérdidas de penetración, que dependerán en gran medida de la
frecuencia y de los tipos de árboles. Debido a las características del follaje, la distribución aleatoria
de ramas, hojas, etc., los procesos físicos involucrados en la propagación de ondas de radio son
bastante complejos, por lo que en la práctica se utilizan enfoques de modelado aproximados y
empíricos. La forma más sencilla de contabilizar la propagación a través de los árboles es estimar la
longitud del camino que pasa a través de ellos y multiplicar esta longitud por un valor apropiado
para la atenuación específica en decibelios por metro.[49]
Figura 1-11 Modelos de propagación
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
29
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
Tabla 1-8 Propagación en vegetación. Fuente [36] modificado
Modelo
Clasificación
Características
ITU-R
Empírico
Toma
atenuaciones 30 MHz a 30 GHz
específicas
de
mediciones
y
las
multiplica
por
la
longitud del trayecto
Modelo
decaimiento
exponencial
de Empírico
Atenuación específica 200 MHz a 95 GHz
como una función de la
longitud de trayecto y la
frecuencia
Modificación
Modelo
decaimiento
exponencial
del Empírico
de
El camino del rayo es 230 MHz a 95 GHz
bloqueado con árboles
densos, secos y con
hojas que se encuentran
en climas templados. La
propagación es probable
que ocurra a través de
una arboleda más bien
que por difracción sobre
la cima de los árboles
Empírico
Basado en mediciones 200 MHz a 95 GHz
de ondas milimétricas
realizadas durante dos
temporadas
para
considerar escenarios de
follajes con y sin hojas.
Modelo Fitted de la Empírico
ITU-R
Modelo modificado de 200 MHz a 95 GHz
bosque de la ITU-R para
escenarios de con y sin
hojas.
Modelo integrado Empírico
de Meng
Combina el efecto 240 MHz a 700
inducido por el follaje y MHz
el suelo, para modelos
de
pérdidas
de
Modelo COST 235
Rango
frecuencia
de
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
30
trayectoria cercana al
suelo usando modelo de
optimizado de tierra
plana
Modelo de bosque Determinístico
de cuatro capas
Representación en capas 200 MHz a 3 GHz
de vegetación utilizando
un modelo de bosque de
cuatro capas. Onda
lateral
a
largas
distancias. A distancias
cortas, el borde del
bosque es una fuente de
difracción
En la Tabla 1-8 se relacionan los diferentes modelos de propagación disponibles para el
cálculo de las pérdidas que presenta un trayecto en presencia de vegetación, donde se puede
observar que con excepción de uno, todos son modelos netamente empíricos.
La propagación se puede caracterizar matemática y físicamente mediante el fenómeno de
desvanecimiento, a gran escala y a pequeña escala. El desvanecimiento gran escala se asocia
principalmente con la pérdida de trayectoria y el sombreado mientras que a pequeña escala
es causado por la variación de la señal recibida debido a la adición constructiva y destructiva
de componentes de señal multitrayectos en distancias muy cortas. El desvanecimiento a
escala lenta se caracteriza por la respuesta de impulso de canal variable en el tiempo. El ancho
de banda de coherencia del canal determina la selectividad de frecuencia, mientras que el
tiempo de coherencia del canal con la variabilidad del tiempo del canal.[36]
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
31
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
Gráfico 1 Mecanismos de propagación.
Fading
Large-Scale
Small-Scale
Shadowing
Path-Loss
Time
Multi-Path
Variance
General
Okumura-
Log-
Path-Lost
Hata
Normal
Frequency
Selectivity
Fast
Slow
fading
fading
Models
Ver Figura 1-11
Modelos de
propagación¡Erro
Para una
mayor información con respecto a los diferentes métodos recogidos en la se puede
r! No
se encuentra
consultar
a [50],
donde se realiza una amplia descripción de los mismos.
el origen de la
1.4.3referencia.
Equipos empleados en la difusión de la televisión digital terrestre
Según [51] independientemente de que se trate de señales analógicas o digitales, los sistemas
de transmisión de televisión terrestre en cuanto a manejo de potencia se pueden clasificar
como:
Baja potencia: Se clasifican como sistemas de baja potencia a aquellos en que la potencia
de salida del transmisor es inferior a 500 W.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
32
Media potencia: Cuando la potencia de salida es superior a 500 W, e inferior a 10 KW.
Alta potencia: Cuando la potencia de salida del transmisor es superior a 10 KW.
Según [52] los tipos de emisores que se pueden utilizar son transmisores sincronizados,
repetidores, repetidores regenerativos y gap filler. Los transmisores sincronizados reciben la
señal en banda base por medio de una red independiente (enlace terrestre, red digital o enlace
de satélite) y la modulan para posteriormente amplificarla y retransmitirla. Por otro lado, los
repetidores y GFs reciben la señal de la propia red. Los repetidores y repetidores
regenerativos retransmiten la señal a una frecuencia distinta de la de recepción. Los
repetidores regenerativos demodulan la señal para corregir posibles errores en la transmisión.
Finalmente, los gap fillers retransmiten la señal a la misma frecuencia en que la reciben.
La principal ventaja de los transmisores sincronizados es que no muestran limitación en
cuanto a potencia transmitida. Sin embargo, el coste de equipamiento es mayor (receptores
GPS, moduladores, etc.). Lo mismo sucede con los repetidores regenerativos, que
implementan moduladores y demoduladores. Los transmisores de menor coste son, por tanto,
los repetidores y los gap filler.
1.4.3.1 Gap filler
Como se mencionó anteriormente el gap filler es un dispositivo diseñado para captar la señal
de televisión proveniente del aire, procesarla y ponerla en el aire de nuevo en la misma
frecuencia siendo idóneos para cubrir lugares carentes de cobertura con un bajo costo de
implementación.
Para su correcta utilización hay aspectos que no se puede pasar por alto; tales como:
1. La calidad de la señal que llega al mismo donde varios autores [53-56] coinciden en
que el principal indicador de calidad es la MER
2. La realimentación que ocurre entre la antena transmisora y receptora
3. Los ecos presentes en la recepción
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
33
4. La existencia de LOS entre el transmisor principal y el gap filler.
En redes con gap filler, el adecuado posicionamiento de las antenas transmisora (Tx) y
receptora (Rx) es siempre necesario para reducir la interferencia, ecos y para alcanzar el
máximo aislamiento entre las antenas receptoras [53] ya que determina junto al nivel de
potencia recibida la potencia máxima transmitida. Es importante por tanto parametrizarlo en
función de la separación entre antenas, situación de éstas, diferencia de azimut, etc., teniendo
en cuenta las características del entorno en el que se realiza la planificación.[54]
El hecho de reemitir la señal en el mismo canal que el que se recibe implica que habrá una
cierta realimentación entre las antenas transmisora y receptora. Ello es debido a las
propiedades directivas de las antenas, como ganancias y geometrías de sus diagramas de
radiación, lo que hace que, según estén ubicadas, la antena receptora capte más o menos señal
de la transmitida, bien por radiación posterior, lateral, etc. A esta señal se la considera como
un eco. Cuanto mayor es la realimentación, menor es la relación Señal a Eco (S/E) y mayor
es la degradación que sufre la señal, lo que repercutirá en una disminución del valor de MER
obteniéndose una mayor tasa de bits erróneos (BER). Por tanto, en función del aislamiento
entre antenas y una calidad dada, la potencia máxima radiada no deberá ser superior a un
valor determinado.[57]
Según [58] para caracterizar la realimentación del gap filler se utiliza el parámetro Margen
de Ganancia, que se define como la diferencia entre el aislamiento entre antenas (Isolation I) y la ganancia del gap filler (Gain - G).
Ecuación 1-3: 𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 (𝑑𝐵) = 𝐼 – 𝐺 < 1
La atenuación relativa entre cada eco y el siguiente es igual al Margen de Ganancia. La
estabilidad del gap filler sólo se garantiza cuando la ganancia del lazo es menor que la unidad,
esto es, cuando la ganancia es menor que el aislamiento. De otro modo, el sistema podría
oscilar.
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
34
Por otro lado, el efecto del lazo de realimentación en la señal transmitida produce una
degradación en la calidad de la señal transmitida en forma de un rizado en el espectro que
hay que mantener acotado bajo ciertos valores. Esto implica que hay que establecer un valor
mínimo del Margen de Ganancia para garantizar el correcto funcionamiento del gap filler.
En [12] se expone que el factor de -10 es la condición mínima de trabajo del Gap-Filler
obtenida empíricamente y que con la utilización del cancelador de ecos es posible disminuir
la exigencia de aislamiento de la instalación hasta a 15 dB por debajo de la ganancia:
Ecuación 1-4: 𝐺 < 𝐼 + 15
De forma general, se manifiesta las negativas consecuencias que tiene la realimentación
existente entre las antenas sobre la calidad de la señal en presencia de bajo aislamiento.
Teniendo en cuenta que el aislamiento depende de factores tales como la frecuencia,
directividad y separación entre las antenas, son varias las acciones que se pueden acometer
en pos de mejorar este parámetro. En [56] se considera que 15 metros de separación
condiciona un adecuado aislamiento, [53] refiere la ubicación de las antenas en oposición y
junto a ello se puede agregar cambiar la polarización, logrando así desacoplo por
despolarización; además, [59] expone que una emplear una larga torre de concreto como sitio
de instalación puede lograr un asilamiento suficiente.
Como es bien conocido, la señal que llega a la antena receptora viene acompañada de ecos
de diferentes naturalezas y que, en dependencia de los factores amplitud y tiempo de arribo
al sistema los mismos pueden ser utilizados o filtrados.
El hecho de que el gap filler reutilice la misma frecuencia los convierte en redes de tipo SFN
donde la literatura expone la necesidad de velar porque las señales arriben dentro del intervalo
de guarda, aun cuando [60] sostiene que no necesariamente esto convierte dicha señal en una
interferencia constructiva bajo determinadas condiciones. DTMB utiliza secuencias PN de
longitud 420, 595 y 945 con las cuales se obtiene que la máxima distancia permisible entre
CAPÍTULO 1
“TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y LA
ADOPCIÓN DE LA NORMA DTMB EN CUBA”
35
transmisores es de 22, 31 y 55 Km respectivamente [61] donde de no cumplirse estas
relaciones este esquema es incapaz de estimar y corregir multitrayectos fuera del intervalo
de guarda y las señales provenientes de diferentes transmisores poseerán un retardo superior
al intervalo de guarda seleccionado, la interferencia mutua de las señales no podrá ser
utilizada de forma constructiva. Al contrario, puede resultar en un deterioro de la señal que
imposibilite la recepción.
Discernir si el eco que incide puede ser o no de utilidad para el sistema, es la función que
cumplen los canceladores de eco. En [55, 62, 63] se citan varios trabajos que estipulan que
el valor de SNR (Signal to Noise Ratio) mínimo para la recepción del modo 6 de la DTMB
es 15 dB por lo que una señal que incida que no respete dicha relación deberá ser filtrada.
1.5
Conclusiones del capítulo
En este capítulo se sentaron las bases teóricas fundamentales que permitirán una mayor
comprensión del desarrollo de los capítulos posteriores. Se realizó una descripción
generalizada de los principales parámetros que intervienen en la radiopropagación a la vez
que se realiza un recorrido desde la adopción de la norma de DTT adoptada por Cuba hasta
el actual despliegue del país y específicamente de Ciego de Ávila.
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
CAPÍTULO 2
36
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
Este capítulo está dedicado al estudio de la situación que presenta el sitio de interés en cuanto
a cobertura de televisión digital. Se presenta para comprender la lectura y la secuencia, un
mapa de trabajo. A partir de la variedad de softwares de simulación encontrados para sistemas
de radiocomunicaciones se realiza la elección del Radio Mobile y se muestran en
consecuencia imágenes del manejo y configuración de la interfaz gráfica del mismo para la
realización del estudio.
2.1
Mapa Conceptual de trabajo
En este sub epígrafe, se muestra el mapa conceptual que se ha trazado para la elección de la
propuesta de diseño y su posterior validación en Capítulo 3. Se parte realizando una breve
reseña del asentamiento Rincón de Mabuya y de la creación del CT TV Chambas a lo que le
sigue un análisis de varios softwares disponibles para la simulación de sistemas de
radiocomunicaciones y la elección de uno en particular. Ya una vez seleccionado el software
se pasa a demostrar la ausencia de señal mediante simulación y en el capítulo 3 se realiza una
propuesta para brindar cobertura a dicha zona a la vez que se realiza una elección de las
tecnologías que intervendrían en la puesta en funcionamiento del transpondedor y la posterior
validación de la propuesta presentada haciendo uso de la simulación.
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
37
Mapa conceptual
Análisis del
Elección y
Demostración
enclave
validación del
mediante simulación
software de
de la existencia de
simulación
zona de silencio
Validación de la
Elección de los
Elección de
propuesta
parámetros de Tx
tecnología de
presentada mediante
del transpondedor
transpondedor a
simulación
2.2
emplear
Reseña del centro transmisor y el asentamiento Rincón de Mabuya
Centro 6, este fue el nombre que recibió el primer centro transmisor instalado en la localidad
avileña de Chambas; el cual, desempeñó la función de llevar al aire la señal de radio, siendo
merecedor de disímiles reconocimientos a lo largo de los años. Para el año 2006 se comienza
a trabajar en el acondicionamiento de un local que cumpla con las funciones de centro
comunitario de televisión, surgiendo así la Comunitaria Chambas y para el año 2014, contaba
con la tecnología para la implementación de la televisión digital que vio la luz en el canal 29
con una potencia de 150 watts a través de un transmisor de fabricación italiana Marca SYES.
En un primer momento el paquete a transmitir se captaba por aire procedente del canal 50
ubicado en el Centro Transmisor Llanadas, provincia de Sancti Espíritus y tras un proceso
inversionista en el año 2018, se culminan los trabajos de instalación de los equipos
procesadores del flujo de fibra óptica. Con la materialización de un donativo chino se
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
38
adquiere un transmisor de nuevo tipo marca GME, abriéndose las puertas a la televisión en
HD con una potencia de 100 watts por la frecuencia del canal 39.
Figura 2-1 Torre CT TV Chambas
El asentamiento Rincón de Mabuya se encuentra localizado en el Consejo Popular Mabuya
perteneciente al municipio avileño de Chambas donde habitan 110 personas. Limita al norte
con la circunscripción 54 de Biscusia, al sur con el municipio Florencia, al este con la
circunscripción 35 de Piedra, y al oeste con la circunscripción 36 de La Nenita. Posee un
relieve llano en su mayoría territorial dentro de un clima húmedo con altas temperaturas
durante casi todo el año, característico del municipio donde se encuentra. Su actividad
económica fundamental es la ganadería, aunque algunos de sus pobladores también se
dedican a la agricultura, cultivos varios, y al cultivo de la caña de azúcar.[64]
2.3
Selección de la herramienta de simulación.
La elección de un software que se presente la robustez y confiabilidad suficiente para realizar
las simulaciones del sistema a diseñar es un paso vital en el proceso, una correcta selección
permite que el resultado de las simulaciones se acerque a la realidad. No son pocos los
softwares creados para la simulación de coberturas radioeléctricas y radioenlaces, entre ellos
EMLAB RF, ICS Telecom, Radio Mobile, ACPLINK, EDX Signal Pro, Xirio Online por
solo mencionar algunos.
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
39
ACPLINK: Es un software de pago de Solaria Microwave S.A. enfocado en el diseño de
redes microondas, está diseñado con una interfaz amigable y su manejo es de baja
complejidad, lo que permite su empleo tanto por profesionales como principiantes. Está
desarrollado con base en las recomendaciones de la ITU y emplea la base de datos topográfica
SRTM-3 y SRTM-1 (sólo Estados Unidos y estados asociados) junto a las bases de datos de
Google Earth y el sistema Galileo. Cuenta con herramientas novedosas que permiten desde
la elección automática del mejor sitio para instalar un repetidor hasta una interfaz para
agregar nuevas antenas. En general es un software muy versátil y potente.
EDX Signal Pro: Herramienta de planificación de RF de la empresa EDX Wireless que cubre
el espectro de frecuencia de 30 MHz a 100 GHz, permite el empleo y modificación de los
parámetros de múltiples modelos de propagación publicados e incluso crear un modelo
propio. Cuenta con una arquitectura de software libre que permite importar, exportar y
compartir información con otras aplicaciones, permite la simulación de propagación exterior,
interior y la combinación de ellas y entre sus virtudes se encuentra la posibilidad añadir
módulos de trabajo, lo que hace de esta herramienta, una muy poderosa en el estudio de redes
inalámbricas.
ICS Telecom: Software propiedad de ATDI (Advanced Topographic Development and
Images) que cuenta con la facilidad de realizar estudio multitecnología en función de
cuantificar el impacto de una sobre otra, permite añadir a la base de datos de modelo de
propagación de la ITU los creados por el propio usuario. Consta entre sus múltiples
herramientas el cálculo de cobertura de población, lo que permite planear y optimizar el
centro de datos; también, búsqueda de sitios de emplazamiento para mejorar el rendimiento
de una red existente y/o la creación de una. Este software es empleado por operadores de
telecomunicaciones, autoridades regulatorias e instituciones investigativas debido a las
oportunidades de diseño, calculo y optimización de redes que posea además de la facilidad
de exportar los datos obtenidos a cualquier formato para su posterior empleo en herramientas
de terceros.
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
40
EMLAB RF: es una herramienta desarrollada por ALDENA especializado en el diseño de
sistema de antenas con una amplia base de datos de antenas que se actualiza periódicamente
libre de costo brinda, además, disímiles posibilidades de creación y simulación de patronees
de radiación. Posee una interfaz interactiva y muy intuitiva lo que facilita la familiarización
con el software y sus prestaciones, cuenta además con la posibilidad de realizar estudios
electromagnéticos enfocados la repercusión de estas ondas en la salud. Este software es el
que actualmente tiene contratado la empresa RADIOCUBA.
Xirio Online: Tal y como su nombre lo dice, es un software implementado de forma online
por APTICA. El mismo cuenta con 2 versiones, una abierta y gratuita con pagos en los
cálculos de alta resolución y la otra, es una versión para corporaciones con otras prestaciones.
La implementación de esta herramienta de forma online permite tener acceso a la misma en
cualquier lugar y momento. Implementa los métodos predictivos más divulgados
especialmente para entorno urbano y propone al usuario los parámetros más adecuados para
cada escenario de simulación, permitiendo así su uso incluso por principiantes.
Radio Mobile: Es un software gratuito creado en 1998 mantenido desde entonces por el
ingeniero y radioaficionado canadiense Roger Coudé, VE2DBE. Inicialmente escrito para
radio aficionados (UHF/VHF). Radio Mobile es un software de libre distribución para el
cálculo de radio enlaces de larga distancia en terreno irregular. Utiliza datos de elevación
digital del terreno para obtener el perfil del trayecto entre un transmisor y un receptor. Estos,
junto a otros relativos al entorno y a las características técnicas de los transceptores, sirven
para alimentar un modelo de propagación de las ondas de radio conocido como "Irregular
Terrain Model", basado en el algoritmo de Longley-Rice e integrado en el propio programa,
que permiten determinar el área de cobertura de un sistema de radiocomunicaciones que
trabaje en una frecuencia comprendida entre los 20 y los 20.000 MHz.[65]
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
41
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
Finalmente se elige el software Radio Mobile, el mismo cuenta con la ventaja de ser gratuito.
Se emplea en el Plan de Estudio E de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y
Electrónica de la UCLV “Marta Abreu” [66]. Ha sido ampliamente utilizado tanto a nivel
internacional [67-72] como nacional [63, 73-75], lo que constituyen además un referente y
un incentivo al uso del mismo.
2.4
Cobertura de la zona bajo estudio
Con el objetivo de eliminar la zona de silencio presente el asentamiento Rincón de Mabuya,
es necesario conocer la cobertura de radio que ofrece el centro transmisor que brinda señal
en el área; para así, lograr una mayor comprensión de la situación y brindar una solución
acorde. Se parte de reflejar en la Tabla 2-1 los parámetros reales del centro para las
transmisiones actuales de los trasmisores DTT de las señales SD y HD relativos a ubicuidad,
parámetros de trasmisión, pérdidas asociadas, etc.
Tabla 2-1: Representación de parámetros de los transmisores asociados bajo análisis
Parámetros
SD
HD
Ubicación: latitud y longitud
22.191 N
-78.912 O
22.191 N
-78.912 O
Potencia irradiada
150
100
Ganancia del sistema radiante (dBi)
6.5
6.5
Pérdidas de acople y otras
1.5
1.5
LDF5 7/8”
LDF5 7/8”
Altura del sistema radiante (m)
70
70
Tipo de antena
Panel
Panel
Línea de transmisión
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
42
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
Frecuencia de trabajo
Canal
560-566
620-626
29
39
La recomendación de la ITU-R BT.2035-2-2008 presenta la metodología general para
realizar pruebas de campo de sistemas de DTT en transmisión. Estos planes de prueba
constituyen herramientas útiles para poder llegar a conclusiones sobre la cobertura de la señal
de DTT, receptibilidad del servicio y las características del canal. Las medidas de cobertura
se realizan en una serie de ubicaciones o emplazamientos de prueba. Este es uno de los
elementos que se considera más importante a la hora de crear un plan de pruebas de campo
de medida de la cobertura; la selección estadística de los emplazamientos.[76]
2.4.1 Configuración del análisis de cobertura de televisión de Definición Estándar
La configuración de la simulación de cobertura con el software Radio Mobile parte de cargar
el mapa correspondiente al sitio de interés, la ubicación de las unidades que intervienen en la
simulación y finalmente la creación de las redes donde quedan reflejadas las características
de las mismas para luego pasar a realizar los diferentes análisis de la red y poder obtener una
métrica de su desempeño. En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se muestra
la configuración de la red para la transmisión en formato SD.
El servicio en cuestión es de televisión, por lo que su naturaleza es de difusión enmarcado en
las frecuencias de 560 a 566 por ser estas las que ocupa el canal 29; en cuanto al tipo de
polarización, el porcentaje de tiempo, ubicaciones y situaciones, estos son parámetros que
están recogidos en la resolución [29] y fueron tomados tal cual.
Las ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. a, b, c y d representan los parámetros,
miembros, la configuración del transmisor y el patrón del sistema radiante respectivamente.
Las características del sistema lo constituyen una red de datos con topología de estrella, cuyos
miembros son TV Chambas y una unidad de prueba con nombre Rincón de Mabuya, con el
objetivo de poder realizar análisis de radio entre la misma y TV Chambas. Finalmente se
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
43
crean los sistemas que simulan las características reales del equipo involucrado en la
transmisión, para el transmisor se emplean los datos relacionados en la Tabla 2-1 y
finalmente se puede observar el patrón de radiación de la antena transmisora recreada como
copia fiel del patrón real del sistema radiante empleado en TV Chambas debido a que el
software no contaba con él en su base de datos.
a
b
c
d
Figura 2-2 Configuración de la red TV Chambas: a) Parámetros b) Miembros
c) Sistema
d) Patrón de radiación
Se configura un segundo sistema, el cual corresponde a la unidad de prueba, cuyo objetivo
es simular las condiciones de recepción que típicamente se puede encontrar en un hogar
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
44
cubano, para la selección de los parámetros de dicho sistema se tomó como referencia el
trabajo desarrollado por [77]. En la Tabla 2-2 se relaciona la configuración utilizada.
Tabla 2-2 Parámetros de recepción
Parámetros
Valores
Tipo
Yagi-Uda
Ganancia (dBi)
3
Pérdidas (dB)
7
Altura (m)
4
Umbral de recepción (dBm) -84
En la Figura 2-3a se muestra como quedan ubicados sobre el terreno las 2 unidades
previamente configuradas para el posterior análisis de cobertura, en la misma se evidencia el
patrón de radiación tanto de TV Chambas como de la antena receptora en la vivienda, la cual
se orientó adecuadamente en dirección del centro transmisor lo que permite que el receptor
sea capaz de captar mayor señal de la televisión digital. Finalmente en la Figura 2-3b se
muesta la configuración del sistema recepetor en la vivienda con los valores que previamente
se relacionaron en la Tabla 2-2.
a
b
Figura 2-3 Configuración del receptor: a) Ubicación en el terreno b) Parámetros en
la recepción
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
2.5
45
Simulación de cobertura
Con el objetivo de alcanzar una simulación que permita apreciar con buen nivel de detalle la
zona de cobertura SD que proporciona el transmisor, se configura la misma (ver Figura 2-4a)
de forma tal que sólo se muestren coloreadas las zonas del mapa que cumplen al menos con
el mínimo valor mediano de la intensidad de campo requerido para la cobertura de calidad
media en la Banda IV de acuerdo con la Tabla 1-4. Si bien estos valores están dados para
una altura de 10 m sobre el suelo, constituyen una excelente referencia para este trabajo
debido a que, si se obtienen valores iguales o incluso superiores a una menor altura es
indicativo de que existe un mayor protección frente al efecto precipicio (cliff effect).
En las Tabla 1-3 y Tabla 1-4 se observan los valores mínimos establecidos por el organismos
rector de las comunicaciones en Cuba de intensidad de campo requerida para lograr cobertura
de máxima y media calidad respectivamente, dichos valores se aplican a la intensidad de
campo eléctrico medido a una altura de 10 m sobre el nivel del suelo y se han calculado para
las frecuencias de referencia (fr) 213 MHz, 581 MHz y 695 MHz respectivamente, para
obtener los valores en otras frecuencias de cada banda, se debe introducir un factor de
corrección y aplicar la fórmula siguiente:
Ecuación 2-1: 𝐸𝑚𝑒𝑑 (𝑓) = 𝐸𝑚𝑒𝑑 + 20 𝑙𝑜𝑔 (𝑓/𝑓𝑟)
Emed (f): Es el mínimo valor mediano de la intensidad de campo en la frecuencia de interés
(f).
Emed: Es el mínimo valor mediano de la intensidad de campo en la frecuencia de
referencia (fr).
Se debe prever la protección al servicio durante un porcentaje de tiempo del 99%.
El territorio que se estará analizando brinda el servicio de DTT en SD en la frecuencia del
canal 29 y emplea el canal 39 para el HD, dichos canales abarcan las frecuencias que van
desde los 560 a 566 MHz y de 620 a 626 MHz respectivamente. Al no corresponderse las
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
46
frecuencias con las empleadas a la hora de formular las Tabla 1-3 y Tabla 1-4 es necesario
corregir dichos valores.
Tabla 2-3 Valores corregidos de cobertura de máxima y media calidad
Banda de Televisión Digital
Zona Urbana 95%
de ubicaciones
IV
recepción con un dipolo de media longitud de onda
Cobertura de máxima
dB(μV/m)
V
61.7266
63.0500
57.7266
59.0500
calidad
Cobertura de media calidad
Zona Rural 80% de
recepción con antenas de ganancia no inferior de 7 dBi y 8 dBi en
ubicaciones
las bandas III, IV y V respectivamente
dB(μV/m)
Cobertura de máxima
56.7266
57.0500
52.7266
53.0500
calidad
Cobertura de media calidad
a
b
Figura 2-4 Cobertura SD: a) Configuración b) Resultado de simulación de cobertura
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
47
Como es apreciable en la Figura 2-4b la cobertura de TV Chambas abarca una amplia zona
donde la intensidad de la señal cumple con los requisitos mínimos indispensables; sin
embargo, no sucede así en la zona de interés del poblado bajo análisis.
Los resultados que muestra la Figura 2-5 evidencian la no disponibilidad del servicio basado
en varios aspectos. Se observa que no hay despeje de la primera zona de Fresnel sino más
bien una fuerte obstrucción debido a las montañas que lo rodean y el valor mediano de la
intensidad de campo requerido (E) medido posee una intensidad 20.8 dBµV/m y el nivel de
potencia en el receptor es de -115.4 dBm, ambos valores hacen que sea imposible la recepción
de la señal digital pues el valor de E no alcanza ni la mitad del valor mínimo y el umbral del
receptor se ve sobrepasado por un margen negativo de -31.43 dB. En la Figura 2-5b se
observa el comportamiento de la señal digital de televisión a lo largo de los 8.74 km en línea
recta que separa TV Chambas y la casa de prueba, en la cual se evidencia un claro deterioro
de la señal en todo el trayecto siendo este más pronunciado a partir 7.63 km, que es donde
comienza el lado del sistema montañoso opuesto al transmisor de televisión.
a
b
Figura 2-5 Análisis de radio SD: a) Enlace de radio b) Comportamiento de la señal
digital en el recorrido y distribución estadística
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
2.5.1
48
Configuración de análisis de cobertura de televisión en Alta Definición
En cuanto a este análisis, son pocas las variaciones que el mismo presenta con respecto al
realizado para cobertura SD. Ambos sistemas comparten la misma ubicación y sistema
radiante empleando un combinador de canales, las diferencias están en la frecuencia a la que
trabajan y las pérdidas asociadas a la línea de transmisión debido a la frecuencia de operación.
a
b
Figura 2-6 Configuración transmisor HD: a) Parámetros b) Sistema
La Figura 2-8a muestra la configuración del análisis de cobertura HD de TV Chambas, la
simulación se configura de manera similar a la realizada para la cobertura SD, resaltando
sobre el mapa aquellos lugares que se encuentren bajo la cobertura de calidad media en la
Banda V de acuerdo con los valores de la Tabla 1-4.
La Figura 2-8b de igual forma deja en evidencia que la cobertura de TV Chambas en HD
logra una cobertura de calidad media en el territorio exceptuando al igual que en la
simulación de cobertura SD al asentamiento Rincón de Mabuya a causa de encontrarse el
miso enclavado en un valle.
En el análisis de radio de la Figura 2-7 se relacionan una serie de datos correspondientes a
la simulación, en los cuales queda demostrado sin duda alguna que desde el TV Chambas no
es posible prestar el servicio de televisión digital y los demás servicios agregados que la
misma brinda.
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
49
Similar al análisis de radio realizado anteriormente, los indicadores en cuanto a E, el nivel de
potencia de señal digital en el receptor, la liberación de la 1ª zona de Fresnel y el margen
logrado evidencian una fuerte obstrucción de la señal con valores inferiores incluso a los
alcanzados en la simulación para SD. La justificación de este hecho se basa a 2 factores:
I-
La frecuencia de trabajo que para el canal 39 introduce pérdidas ligeramente superiores
II- La potencia del transmisor HD es 50 W inferior.
a
b
Figura 2-7 Cobertura HD: a) Configuración b) Resultado de simulación de cobertura
a
Figura 2-8 Análisis de radio HD: a) Enlace de radio
digital en el recorrido y distribución estadística
b
b) Comportamiento de la señal
CAPÍTULO 2
“ESTUDIO DE COBERTURA EN EL
ASENTAMIENTO RINCÓN DE MABUYA”
2.6
50
Conclusiones parciales del capítulo
En este capítulo se realizó un mapa conceptual que sirve de guía a lo largo del capítulo 2 y
3, se configuró, simuló y analizó la situación de cobertura de televisión digital que brinda CT
TV Chambas tanto en formato SD como HD con lo que fue posible demostrar a través de
simulación, la imposibilidad de recepción de televisión digital en el asentamiento Rincón de
Mabuya desde dicho centro. El próximo capítulo estará centrado en brindar una propuesta
que elimine la condición de zona de silencio.
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
CAPÍTULO 3
51
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL RINCÓN
DE MABUYA”
En el capítulo anterior quedó demostrado que no es posible captar la señal de televisión
proveniente de Chambas en el asentamiento Rincón de Mabuya mediante simulación; dicha
aseveración, aunque no forma parte del informe escrito está sustentada también en la
experiencia de los usuarios y de la empresa encargada de irradiar los servicios televisivos.
En consecuencia, este capítulo está dedicado a encontrar una alternativa radioeléctrica para
lograr eliminar dicha zona de silencio y así los pobladores puedan disfrutar de las bondades
que la televisión digital ofrece.
3.1
Red de distribución de televisión digital
La red de difusión primaria es la que forman el conjunto de centros trasmisores que reciben
la señal primaria, vía satelital o terrenal, directamente procedente de la red de distribución.
En los centros de emisores primarios los portadores procedentes del satélite 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 DTMB.
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 o de silencio donde no llega la señal de la red de difusión primaria. Una de las
características que permiten un mayor alcance de la señal es la utilización de repetidores cocanal de baja potencia ubicados dentro del área de cobertura que cubre una pequeña “zona
de sombra” del transmisor principal. El gap filler, es un dispositivo utilizado en las redes
digitales para brindar cobertura a los lugares donde no llega la señal o donde los niveles
recepción no son satisfactorios
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
3.1.1
52
Elección de la red de distribución
Para la localidad bajo análisis se concluyó (véase Figura 2.) que en la misma no es posible
captar la señal televisiva proveniente de TV Chambas debido a la existencia de un sistema
montañoso que imposibilita la penetración de la señal y por tanto su recepción en las
viviendas.
El acuerdo de nivel de servicio resulta uno de los parámetros claves en cualquier oferta
técnica. Garantizar un bueno nivel de servicio implica el empleo de equipos de calidad y
especialmente configuraciones redundantes en toda la cadena desde el primer decodificador
al último sistema radiante, lo que invariantemente repercute en el precio de la oferta. En
consecuencia, el acuerdo de nivel de servicio se traduce en un porcentaje de disponibilidad
del servicio superior al 99% en la mayoría de los sistemas relacionados con la cadena
audiovisual. Relativo al tanto por ciento de la calidad del sistema se considera que para
obtener una calidad de servicio como la normalmente prevista para el servicio de difusión de
TV en entornos de recepción fija, es necesaria una protección para el 99% del tiempo y el
95% de los emplazamientos. Relativo a la continuidad del servicio se ha de garantizar una
disponibilidad media del 95.75%, entendida como la permanencia de la señal con calidad y
el nivel adecuados para su recepción y demodulación correctas por los receptores en todos y
cada uno de los canales radioeléctricos y en todos los puntos de la zona de cobertura,
calculada sobre la base del estudio detallado de los tiempos medios entre fallos (MBTF, Mean
Time Before to Failure) y las redundancias planteadas. Relativo a la calidad de la señal de
imagen y sonido se ha de garantizar una VER no superior a los 10-4 a la salida del
decodificador interno del receptor, para la señal en todas las zonas de cobertura y en cada
uno de los canales. Relativo a las condiciones de recepción y calidad del servicio, la calidad
requerida se obtiene siempre que se asegure un determinado nivel de campo útil dentro del
área de servicio de la estación.
Los requisitos básicos del sistema referidos a las condiciones de recepción establecen que,
inicialmente, el servicio deberá de ser accesible (con la calidad requerida, esto es con el nivel
de campo adecuado) del mismo modo que en la actualidad, es decir recepción de antenas
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
53
fijas situadas en azoteas o bien con determinadas alturas mínimas (10 m). En este caso el
canal de propagación es el canal de Rice en general.
Cuando se habla de eliminar una zona de nula cobertura las soluciones son:
1- Transmisor
2- Repetidores
3- Gap filler
4- Cobertura satelital
Cada una de las opciones anteriormente presentadas son más que capaces de solucionar el
problema que representa el sistema montañoso que se interpone en la recepción de señal de
televisión en el Rincón de Mabuya. Esta sección está centrada en describir las bondades y
deficiencias que presenta cada una de ellas y finalmente seleccionar una para brindar
cobertura a dicha zona de silencio.
De forma genérica un transmisor se puede denominar como un dispositivo capaz de tomar
una señal en banda base y trasladar la misma a otra frecuencia para luego aplicarle un
tratamiento y que sea radiada al espacio. Los mismos son empleados para brindar cobertura
a áreas extensas debido a que son capaces de manejar altas potencias siendo vital constar con
el adecuado sistema de enfriamiento. Cuando se habla de repetidores y gap filler la principal
diferencia se encuentra en que estos últimos emplean el mismo canal de RF para retransmitir
la señal que capta por la antena receptora mientras que los repetidores emplean un canal
diferente, con lo que logran evitar que exista realimentación de la señal que se retransmite en
la antena receptora con el costo de tener que ocupar otra frecuencia del ya escaso espacio
radioeléctrico.
Otra solución que se emplea a la hora de eliminar una zona de silencio es mediante la
utilización de la televisión satelital, dentro de las bondades que la misma brinda están que
es capaz de cubrir incluso un área mucho más amplia que la que los transmisores
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
54
convencionales son capaces de lograr debido a la existencia de una línea de vista más amplia
entre el satélite transmisor y las antenas de los telerreceptores.
Teniendo en cuenta cada una de las posibles soluciones, finalmente se decide optar por
emplear gap filler y esto viene dado por las siguientes razones:
1- Emplear un transmisor para brindar cobertura a 110 habitantes que se encuentran en
el Rincón de Mabuya constituye un gasto de recursos que van desde crear las
condiciones a nivel de local, climatización e instalación de fibra óptica y un enlace
de microondas para llevar el flujo de datos que se desea transmitir que no se justifica.
2- El empleo de la señal satelital es una buena opción, pero se encuentra limitado en
primer lugar por el costo de la adquisición de las antenas receptoras, las cajas
decodificadoras y, por último, no sería posible incluir en el paquete de datos que
arriba a los telerreceptores el contenido que se crea en la provincia avileña.
3- Instalar un repetidor sería prácticamente lo mismo que utilizar un gap filler, pero
conllevaría tal y como se planteó con anterioridad, la asignación de una nueva
frecuencia lo que conlleva a realizar un reajuste en el plan de frecuencias nacional.
4- La utilización del gap filler evita tener que asignar una nueva frecuencia en
transmisión, ahorrando el recurso denominado espacio radioeléctrico a la vez que son
dispositivos de fácil instalación con un bajo costo de implementación donde el mayor
inconveniente que presentan es lograr el correcto aislamiento entre la antena
transmisora y receptora.
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
55
Figura 3-1 Esquema de la red de distribución secundaria haciendo uso de gap filler.
3.2
Posibles tecnologías de gap filler a emplear
Actualmente la empresa RADIOCUBA posee capacidad de adquisición en el mercado chino,
italiano y alemán siendo el primero de ellos el principal mercado de compra de
equipamientos. En una búsqueda realizada en las diferentes empresas con las cual se tienen
vínculo comercial de los mercados antes mencionados se encontraron disponibles para la
compra varios modelos de gap filler los cuales se relacionan algunas características.
Tecnología SYES: PCM 10 UHF/ PCM 60 UHF / PCM 200 UHF
Tabla 3-1: Características de los equipos de SYES Fuente: SYES
Descripción
Especificaciones
Tipo
SFN gap filler, retransmisor y MFN retransmisor
Entrada de RF
Conector-N
Rango de frecuencia (MHz)
146 a 861
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
56
RINCÓN DE MABUYA”
Pérdida de retorno a la entrada (dB) Mejor que -16
Conector de entrada RF
Tipo-N. 50 Ω
Cancelación de ecos
Adaptativo para ecos dinámicos y estáticos
Supresión de ecos residuales
Más de 30 dB (30 dB se obtienen a 0 dB de eco a la
entrada)
Figura de ruido
10 dB máximo (SFN gap filler)
8 dB máximo (repetidor)
Inmunidad a otro canal
N+1
OFDM/OFDM >30 dB
Otros
OFDM/OFDM >40 dB
La única diferencia entre el comportamiento de cada uno de estos equipos en la potencia que
manejan, 10 W, 60 W y 200 W respectivamente.
Tecnología
Beijing
Tongfang
Gigamega
Technology
Co.:
GME91DGG51/
GME91DGG12/ GME91DGG22
Tabla 3-2: Características de los equipos de Gigamega Fuente: Gigamega
Descripción
Especificaciones
Tipo
gap filler y repetidor
Estándar de televisión
DTMB, DVB-T/T2, ISDB-T
Rango de frecuencia (MHz)
470 a 861
Estabilidad de potencia de salida de Rf (después ± 0.5
del filtrado) (dB)
Atenuación de borde
+ 4.2 MHz
≤ -38 dB
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
57
RINCÓN DE MABUYA”
- 4.2 MHz
MER (dB)
> 32
Potencia de emisión en el canal adyacente (dB)
≤ -45
Estabilidad de frecuencia
Fuente
≤ -38 dB
de ≤ 1×10-7
referencia
interna
Fuente
de ≤ 1×10-10
referencia
externa
Al igual que los equipos anteriores, los diferentes modelos presentados difieren solamente en
la potencia que manejan siendo estas, 50 W, 100 W y 200 W respectivamente.
Tecnología SCREEN: MCT050UB 2/ MCT050UB 5/ MCT050UB 10
Tabla 3-3: Características de los equipos de SCREEN Fuente: SCREEN
Parámetros
Valores
Estándar
DVB-T/T2, ATSC, ISDB-T, DTMB
Mínima potencia de entrada (dBm)
-80
Rango de frecuencia de trabajo (MHz)
470 a 862
Cancelación de eco (dB)
17 (12 para estaciones expuestas y
situaciones difíciles )
Pre-corrección
Linear y no linear con tablas precargadas o
configuraciones gráficas
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
58
RINCÓN DE MABUYA”
Cada uno de los modelos presentados de SCREEN brindan una potencia de salida de 2 W, 5
W y 10 W en ese orden.
En la Figura 3-2 se relacionan los diferentes equipos cuyas características quedaron
recogidas con anterioridad.
a
b
c
Figura 3-2 Gapfiller: a) SYES b) Gigamega c) SCREEN
La selección de uno u otro de los modelos de gap filler que se relacionaron con anterioridad,
estará condicionada por los resultados que se obtengan en la simulación de los escenarios
para cubrir de señal televisiva al asentamiento.
3.3
Elección del sistema radiante
La elección de los bajantes y antenas apropiadas son clave en la correcta recepción y
transmisión de la televisión digital y aún más cuando se emplean gap filler, dado que la
realimentación entre las antenas constituye un parámetro tan crítico en su adecuado
funcionamiento. En el mercado al cual la empresa RADIOCUBA tiene acceso las antenas
que se comercializan se relacionan a continuación en el siguiente epígrafe.
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
59
RINCÓN DE MABUYA”
3.3.1 Posibles de tecnologías de antenas a emplear
Tecnología HORIZONTAL UHF PANEL ANTENNA APO8
Tabla 3-4 Parámetros de la antena APO8 de SCREEN Fuente: SCREEN
Descripción
Especificaciones
Rango de Frecuencia (MHz)
470 a 860
Ancho de Banda
Banda ancha
Polarización
Horizontal
Conectores
APO 8/N
N Hembra
APO 8/716
DIN 7/16” F 90º
APO 8/78
EIA 7/8” 90º
APO 8/N
0.5
APO 8/716
1.5
APO 8/78
2.5
Potencia máxima capaz de manejar (KW)
Ganancia (a mitad de banda con respecto al 12
dipolo de λ/2) (dB)
VSWR (en toda la banda)
<1.1.1
Impedancia (Ω)
50
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
Tecnología UHF Four Dipole Panel Antenna GME9A-4OU
Figura 3-3 Patrones de radiación eléctrico y magnético respectivamente
Tabla 3-5: Parámetros del panel GME9A-4OU de Gigamega
Descripción
Especificaciones
Rango de frecuencia (MHz)
470 a 860
Impedancia de entrada (Ω)
50
Interfaz de entrada
L27-50K, IF45K
Ganancia (dBd)
12
Potencia (KW)
2/panel
VSWR
<1.08
Polarización
Horizontal / Vertical
60
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
Figura 3-4 Patrón de radiación horizontal y
vertical
Figura 3-5 Arreglo de paneles
61
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
62
RINCÓN DE MABUYA”
Tecnología UHF Slot Antenna GME9A-FXU
Tabla 3-6: Parámetros del panel GME9A-FXU de Gigamega
Descripción
Especificaciones
Rango de frecuencia (MHz)
470 a 860
Impedancia de entrada (Ω)
50
Interfaz de entrada
L27-50K, IF45K, IF70K, IF 110K
Ganancia (dBd)
4 slots
9
6 slots
10.8
8 slots
12
12
13.8
Potencia (KW)
1 a 40
VSWR
<1.08
Polarización
Horizontal
Patrón de radiación
Omnidireccional
Figura 3-6 Patrón de radiación
horizontal
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
63
Tecnología Yagi-Uda
Tabla 3-7: Parámetros
Descripción
Especificaciones
Rango de frecuencia (MHz)
470 a 860
Impedancia de entrada (Ω)
50
Ganancia (dB)
15
Polarización
Horizontal
Figura 3-7 Patrón de radiación
Finalmente se decide emplear para la recepción la antena Yagi-Uda y el panel APO8 para la
transmisión, debido a que poseen gran directividad y buena ganancia lo que va a permitir
obtener un buen aislamiento entre antenas. Por razones de costo y de ahorro de recursos se
opta por emplear una sola antena para la transmisión y otra para la recepción haciendo uso
de un combinador de canales para llevar y sacar la señal de radiofrecuencia de los 2 gap filler.
3.3.2
Tecnologías de línea de transmisión a emplear
Un elemento de elevada importancia tanto en la recepción como transmisión de televisión lo
constituyen los cables bajantes, debido a que una inapropiada selección del mismo, así como
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
64
RINCÓN DE MABUYA”
su deterioro influyen directamente en la calidad de imagen que se muestra en el telerreceptor.
En cuanto a qué tipo de cable será empleado en la estación repetidora se decidió utilizar para
la recepción el cable coaxial RG6 y para la transmisión LDF4 basado en la experiencia de
los trabajadores de la empresa RADIOCUBA; además, que ambos se encuentran disponibles
en los almacenes de la empresa.
Tabla 3-8 Propiedades de los cables a emplear
Descripción
LDF4
RG6
Impedance (Ω)
50 ± 1
50
Maximum Frequency, (GHz)
8.8
1
Velocity (%)
88
66
Peak Power Rating (kW)
40
2.7
Pérdidas
Banda IV 5.333 dB/100 m Banda IV (550 4.62
(512
MHz)
dB/100 ft
MHz)
Banda V 5.80 dB/100 m
Banda V (750 5.40
(600
MHz)
dB/100 ft
MHz)
3.4
Elección de la ubicación de la estación repetidora
Como no había existencia previa de equipos analógicos, la ubicación de la instalación
reemisora necesita gestión para el acceso, la energía, sistema radiante, condiciones de
seguridad, acondicionamiento necesario, etc. Partiendo que la zona se encuentra bañada por
la cobertura del transmisor localizado en Chambas hay 2 locaciones que destacan como
posibles sitios de emplazamiento.
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
65
RINCÓN DE MABUYA”
La primera posible localización Figura 3-8a ubicada en 22.20103 N -78.99561 O posee una
altura sobre el suelo de 64.7 m desde la cual es posible visualizar la torre del transmisor de
TV Chambas. Este terreno se encuentra a un lado de la carretera y a menos de 20 m de un
poste de tendido eléctrico que consta con un banco de transformadores con lo que quedaría
resuelta la situación energética.
La segunda locación Figura 3-8b queda localizada en 22.20173 N -78.99733 O y lo que la
hace atractiva es que queda ubicada sobre una elevación de 78 m con LOS con la torre y la
retransmisión de la señal hacia el Rincón de Mabuya quedaría por encima de la línea de
árboles permitiendo que la señal viaje aún más. El principal inconveniente con este sitio es
que es de propiedad privada a la vez que el acceso y la construcción de la estación repetidora
es de mayor complejidad que el anterior.
Tras el análisis de ambos, se opta por utilizar la primera locación pues al encontrarse a un
lado de la carretera con fácil acceso y fuera de propiedad privada facilita la construcción de
la estación repetidora.
a
b
Figura 3-8 Ubicación de los posibles sitios de emplazamiento
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
3.4.1
66
Resultados de simulación del nivel de señal en la antena
receptora de la estación repetidora
Debido a que el asentamiento Rincón de Mabuya se encuentra en una zona rural, cuenta con
la presencia de un número elevado de árboles de mediana y elevada altura; por lo cual, se
decide emplazar la antena receptora a 5 m sobre el suelo y la transmisora por encima de la
misma con el objetivo de evadir la línea de árboles y que la señal no sea absorbida por los
mismos.
En la Figura 3-9 se observa un análisis de radioenlace en la frecuencia del canal 29 y 39
respectivamente, donde los resultados obtenidos evidencian un nivel de señal suficiente para
su retransmisión.
a
b
Figura 3-9 Análisis de radioenlace. a) SD b) HD
3.5
Elección de parámetros de trasmisión
Con anterioridad se planteó la importancia de lograr un adecuado aislamiento entre las
antenas Tx y Rx y algunas medidas que se podían implementar para lograrlo, lo cierto es que;
el aislamiento entre las antenas es un parámetro que solo se puede obtener una vez
implementado el sistema, por lo que en las simulaciones siguientes se procederá como si se
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
67
lograse el aislamiento necesario entre las antenas y se buscará la mejor combinación entre
altura y potencia que permita cubrir con una señal de calidad la zona de silencio.
Para la simulación de la estación se crean 2 redes nuevas debido al cambio de entorno en el
que se desarrolla la simulación, se pasa de zona urbana a rural donde el porciento de
ubicaciones varía de 95 a 80. Para las simulaciones se ubicarán 3 puntos de prueba Figura
3.4, que simularían viviendas, a lo largo del Rincón de Mabuya con los cuales mediante un
análisis de radio se podrá observar la intensidad de la señal que se obtiene en ese punto. En
estos puntos de prueba las mediciones se realizarán en exterior a una altura de 4 metros
teniendo en cuanta que la altura promedio de una casa en Cuba varía entre los 2.50 y 3 m y
para la antena exterior un mástil que completaría los 4 m de altura. La situación con respecto
a qué tipo de antena se empleará en la simulación de las casas, de cuanta ganancia y las
pérdidas asociadas al bajante empleado es realmente compleja de simular debido a que por
un lado los usuarios utilizan desde percheros hasta un alambre como antena y como bajante
cable de par telefónico, cable UTP o cualquier otro de tipo de cable excepto el adecuado,
todas estas situaciones se encuentran recogidas en un estudio realizado por [78].
Figura 3-10 Ubicación de los puntos de prueba
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
68
RINCÓN DE MABUYA”
Teniendo la anterior en cuenta, en la Tabla 3-9 se recoge como quedarían los parámetros en
cada punto.
Tabla 3-9 Parámetros de recepción de puntos de prueba
Parámetros
Casa1
Casa2
Casa3
Ubicación
22.19521 N
22.19431 N
22.18868 N
-79.00608 O -78.99149 O -78.99635 O
Altura sobre el nivel del mar
62
64
83
Altura de antena exterior (m) 4
4
4
Ganancia (dB)
0
3
1
Pérdidas asociadas al bajante 6
4
8
3.5.1
Análisis de los parámetros de recepción para la transmisión en formato
SD
Para la simulación del funcionamiento del gap filler que retrasmitirá el canal 29 se opta por
iniciar con una potencia de 0.5 W debido a que el área a cubrir no es extensa y a la par de
este parámetro también se variará la altura a la que se coloca la antena transmisora con el
objetivo de encontrar una combinación que satisfaga los requerimientos de nivel de señal.
Además, se constata a través de prueba y error que el azimut adecuado para la antena
transmisora es de 210º.
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
69
RINCÓN DE MABUYA”
Tabla 3-10 Análisis de radio entre el gap filler y los puntos de prueba
Ubicación Altura
(m)
Campo E (dBµV/m)
Nivel de recepción
(dBm)
Potencia (W)
Casa1
Casa2
Casa3
0.5
1
1.5
0.5
1
1.5
10
58.4
61.4
63.2
-77.7
-74.7
-72.9
15
60.8
63.8
65.6
-75.3
-72.3
-70.5
20
62.2
65.2
66.9
-73.9
-70.9
-69.1
10
62.9
66.0
67.7
-68.1
-65.1
-63.3
15
65.6
68.6
70.4
-65.5
-62.5
-60.7
20
66.5
69.5
71.3
-64.6
-61.6
-59.8
10
65.3
68.3
70.1
-71.7
-68.7
-67.0
15
66.1
68.9
70.9
-70.9
-68.1
-66.2
20
66.6
69.7
71.4
-70.4
-67.4
-65.7
En la Tabla 3-10 se observan los resultados obtenidos del análisis de radio entre la estación
repetidora y los puntos de prueba, estos evidencian que independientemente de las
variaciones que se empleen, el nivel de potencia en la recepción, aunque posee valores que
los decodificadores son capaces manejar, la calidad de la imagen sería muy pobre según la
Tabla 6, siendo la causa de la misma el empleo de antenas y bajantes inadecuados.
Teniendo en cuenta que el principal impedimento en la adecuada recepción de la señal digital
de televisión lo representan los bajantes y antenas empleadas, en la tabla siguiente se
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
70
RINCÓN DE MABUYA”
relacionarán los valores obtenidos si se empleasen correctamente todos los dispositivos que
intervienen en la recepción. Se decide emplear una antena con ganancia de 12 dB y cable
coaxial con una pérdida total de 1 dB asociada al cable y los conectores en las viviendas.
Tabla 3-11 Análisis de radio con antena y bajante apropiado del canal 29
Ubicación Altura
(m)
Campo E (dBµV/m)
Nivel de recepción
(dBm)
Potencia (W)
Casa1
Casa2
Casa3
0.5
1
1.5
0.5
1
1.5
10
58.4
61.4
63.2
-60.7
-57.7
-55.9
15
60.8
63.8
65.4
-58.3
-55.3
-53.7
20
62.2
65.2
66.9
-56.9
-53.9
-52.1
10
62.9
66.0
67.7
-56.1
-53.1
-51.3
15
65.6
68.2
70.4
-53.5
-50.9
-48.7
20
66.5
69.5
71.3
-52.6
-49.6
-47.8
10
65.3
68.3
70.1
-53.7
-50.7
-49.0
15
66.1
69.3
70.9
-52.9
-49.8
-48.2
20
66.6
69.7
71.4
-52.4
-49.4
-47.7
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
71
RINCÓN DE MABUYA”
Los resultados obtenidos en la simulación y recogidos en la Tabla 3-11 muestran que la
mejor combinación es colocar la antena a una altura de 20 m y transmitir con una potencia
de 1.5 W, aunque se puede alcanzar un aumento de 3 dB de potencia en los receptores si se
duplica la potencia a 3 W, con lo cual se obtendría un mejor margen que permitiría mantener
el servicio operativo en caso de interferencia de algún tipo, tal y como se observa en la Figura
3-11 en la cual se muestra un análisis de radio entre la estación repetidora y Casa1, Casa2 y
Casa3 respectivamente.
a
b
c
Figura 3-11 Análisis de radio entre la estación repetidora y los puntos de prueba
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
72
RINCÓN DE MABUYA”
3.5.2
Análisis de los parámetros de recepción para la transmisión en formato
HD
Realizar un análisis como el que se hizo en la Tabla 3-10 conduciría a un resultado similar,
la recepción de la señal en esas condiciones es mala y junto a ello adicionar que al emplear
una frecuencia superior implica una atenuación ligeramente superior. Anteriormente se dijo
que se emplearía una sola antena para retransmitir la señal al Rincón de Mabuya, motivo por
el cual al haber quedado seleccionada la altura de 20 m como la apropiada para la antena
transmisora en el análisis para el canal SD, este análisis se estará enfocado en encontrar la
potencia adecuada para retransmitir el canal 39 a dicha altura.
Tabla 3-12 Análisis de radio con antena y bajante apropiado del canal 39
Potencia (W)
Casa1
Casa2
Casa3
Campo E (dBµV/m) | Nivel de recepción (dBm)
1
65.2 | -54.7
68.8 | -51.1
69.5 | -50.4
1.5
67.0 | -53.0
70.6 | -49.4
71.3 | -48.7
3
70.0 | -49.9
73.6 | -46.4
74.3 | -45.7
Al igual que en el análisis anterior, se selecciona 3 W como la potencia adecuada debido a
que el nivel de señal que pone en los receptores brinda una calidad media a la vez que permite
un buen margen contra ruidos e interferencias. Las figuras 3.11a, 3.11b y 3.11c muestran el
análisis de radio para los sitios de prueba Casa1, Casa2 y Casa3 respectivamente.
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
73
RINCÓN DE MABUYA”
a
b
c
Figura 3-12 Análisis de radio entre la estación repetidora y los puntos de prueba
3.6
Validación de la elección de usar gap filler a través de la MER
En la literatura no se establece un valor mínimo de MER con el cual la demodulación de la
señal será adecuada, aunque sí queda claro, que mientras mayor sea el valor mayor calidad
tendrá la señal. Algunos autores [41, 79] consideran que una MER superior a 20 dB es el
límite inferior con el cual empleando antenas y bajantes apropiados los receptores son
capaces aún de demodular la señal de televisión digital y en un estudio realizado por [80]
arriban a la conclusión de que como una medida solo de la diferencia respecto al umbral de
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
74
recepción existen 4 calificaciones para la MER, las cuales se representan en la tabla a
continuación.
Tabla 3-13 Calificación de la MER
Indicador
Rango
Malo
17.6 dB ≤ MER< 20 dB
Aceptable
20 dB ≤ MER < 23 dB
Bueno
23 dB ≤ MER < 26 dB
Excelente
26 dB ≤ MER ≤ 29.4 dB
3.6.1
Mediciones en el terreno
Las mediciones en condiciones reales en el terreno constituyen una fuente de información de
gran valor debido a que permite corroborar la validez de las simulaciones realizadas por el
software arrojando luz en cuanto a cuan acertadas o no están y las correcciones necesarias
para optimizar el rendimiento del sistema o red. En este caso el valor de MER no es un
parámetro que pueda ser simulado debido a que es característico de la recepción y por lo cual
la señal necesita ser demodulada para conocer su valor. Para realizar las mediciones en el
terreno se empleó el analizador de TV DEVISER DS2500T.
El analizador DS2500T (Figura 3.5) posee un alto rendimiento y se desarrolló para el análisis
de la DTV por Deviser. Este modelo puede medir y mostrar la mayoría de los parámetros de
DTV (potencia del canal, MER, BER, diagrama de constelación, C/N). Este dispositivo
permite la comunicación con la computadora a través del puerto USB y puerto LAN. El
analizador DS2500T puede medir la red inalámbrica de CMMB (China Mobile Multimedia
Broadcasting) y DTMB.[81]
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
75
RINCÓN DE MABUYA”
Características:
 Analizador CMMB, DTMB.
 Analizador de Nivel de señal.
 Exploración de canales.
 Escaneo del espectro.
 Medida C/N
 Gestión de archivos
 Gestión inteligente de potencia
a
Figura 3-13 DEVISER
DS2500T
b
Figura 3-14 Mediciones realizadas en el terreno: a) Canal SD b) Canal HD
La Figura 3-14a representa una medición realizada a una altura de 1.80 m en el sitio
escogido, en la cual se observa que llega una señal con un nivel de potencia de -65.4 dBm y
24.4 dB de MER en la frecuencia 563 MHz que se corresponde con la frecuencia central del
canal 29 y en la Figura 3-14b representa la medición del canal 39 obteniéndose 67.4 dBm y
22.7 dB de potencia y MER respectivamente. Los valores de MER obtenidos según la Tabla
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
76
3-13 son bueno y aceptable respectivamente, cabe destacar que las mediciones no fueron
realizadas a 10 m de altura como recomienda la ITU-R y que el dispositivo empleado no
cuenta con cancelador de ecos, los cuales son capaces de aumentar el valor de la MER al
eliminar las señales no deseadas. Basado en los aspectos previamente mencionados, se arriba
a la conclusión de que la señal que arriba al sitio seleccionado para el emplazamiento posee
la calidad suficiente para ser empleada por un gap filler.
3.7
Resultados de Simulación. Cobertura lograda por la estación repetidora
En la Tabla 3-14 se relacionan las características de la estación repetidora una vez concluidos
los análisis previos. Para el análisis de la cobertura que genera la estación se configura el
análisis de forma similar al realizado en el capítulo 2 con la diferencia de que ahora se
configura para el mínimo valor de cobertura de calidad máxima según la Tabla 2-3.
En el epígrafe 3.2, no se realizó en el momento una selección de un dispositivo a emplear
para la estación repetidora pues se optó por realizar una selección una vez determinado las
características de la estación que se quiere implementar para luego elegir el que más se
acercara a los requerimientos en transmisión de la misma. Tras quedar conformado el estudio
y un detallado análisis de cada uno de los dispositivos presentados, se decide emplear para la
estación SCREEN modelo MCT050UB 5.
Tabla 3-14 Características de la estación repetidora
Ubicación
22.20103 N
-78.99561 O
Torre
Modelo
AT-35
Altura
22 m
Modelo
Yagi-Uda
Ganancia
15 dB
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
77
RINCÓN DE MABUYA”
Antena
Receptora
Altura
5m
Azimut
96.8º
Ángulo de elevación
0.267344º
Línea de Transmisión
RG6
Pérdidas Banda
IV 4.62
(550 MHz)
dB/100
ft
Banda
V 5.40
(750 MHz)
dB/100
ft
Antena
Transmisora
Modelo
Panel APO8
Ganancia
12 dB
Altura
20 m
Azimut
210º
Ángulo de elevación
0º
Línea de Transmisión
LDF4
Pérdidas Banda
IV 5.333
(512 MHz)
dB/100
m
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
78
RINCÓN DE MABUYA”
Banda
V 5.80
(600 MHz)
dB/100
m
Potencia de SD
transmisión
Gapfiller
3W
HD
3W
Modelo
MCT050UB 5
Estándar
DVB-T/T2, ATSC, ISDB-T, DTMB
Mínima potencia de entrada (dBm)
-80
Rango de frecuencia de trabajo (MHz)
470 a 862
Cancelación de eco (dB)
17 (12 para estaciones expuestas y
SCREEN
situaciones difíciles )
Pre-corrección
Linear y no linear con tablas
precargadas
gráficas
o
configuraciones
CAPÍTULO 3
“PROPUESTA DE COBERTURA DEL
RINCÓN DE MABUYA”
a
79
b
Figura 3-15 Cobertura de la estación repetidora. a) SD b) HD
Los resultados alcanzados en la simulación de tanto la señal SD como HD radiada por la
estación repetidora implementada aseguran el cubrimiento total de asentamiento Rincón de
Mabuya con los más elevados índices de calidad según la Tabla 2-3. En ambas figuras se
puede apreciar que la cobertura lograda por la estación repetidora, se concentra
principalmente sobre el sitio de interés, dejando sólo pequeños vestigios de señal en el
sistema montañoso donde se encuentra enclavado, por lo cual se puede asegurar que la señal
retransmitida no representa una fuente de señal interferente.
3.8
Conclusiones del capítulo
El fin de este capítulo es el de proponer una solución a la ausencia de señal de televisión
digital en el asentamiento, se propuso la creación de una estación repetidora basado en
diferentes criterios y se realizaron varios estudios mediante software, con el fin de encontrar
dentro de la propuesta realizada, la variante que mejor respondiera a las necesidades de
despliegue. Se realizó una elección del posible equipamiento a emplear con el cual basado
en sus características técnicas, cumplen con los requisitos para poner en el aire una señal con
la calidad máxima.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
80
CONCLUSIONES
Como resultado de este trabajo se pudo constatar que los gap fillers constituyen la opción
más viable para brindar cobertura a zonas no muy extensas como sucede con el caso de
estudio, brindando una alternativa económica, pero a la vez muy eficiente, ya que entre otros
aspectos evita la utilización de más canales de radio
Se describió la situación de despliegue de la DTT en Cuba donde se aprecia que pese a las
inversiones realizadas aún no se alcanza la totalidad de cobertura digital y que se comienzan
a dar los primeros pasos en dirección del apagón analógico con el cese de las transmisiones
en la Región Occidental de los canales analógicos Educativo y Educativo II.
Las opciones de softwares de predicción de propagación de ondas de radio hoy día son muy
versátiles, los mismos permiten realizar una gran cantidad de simulaciones que permiten
realizar el despliegue de una red con mayor precisión y menor tiempo, donde la elección de
uno u otro software está basada principalmente en la robustez de sus modelos de propagación
y el costo de los mismos. El software Radio Mobile demostró ser una herramienta poderosa
y fiable para la simulación de radioenlaces y patrones de cobertura.
Se logró demostrar mediante simulación haciendo uso del software Radio Mobile de la
imposibilidad de recepción de la señal de televisión digital proveniente de CT TV Chambas
en el Rincón de Mabuya debido al sistema montañoso presente entre ambos.
Se validaron alternativas empleadas mundialmente para tratar zonas de silencio, entre las que
se encuentran, transmisores, repetidores, cobertura satelital y gap filler donde finalmente
queda elegida el gap filler como la mejor opción para la tarea en cuestión.
Se presentó una propuesta validada mediante simulación la cual permite brindar cobertura de
DTT al asentamiento Rincón de Mabuya quedando de esta forma formalmente eliminada la
zona de silencio en dicha localidad y dando respuesta a los planteamientos de los pobladores.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
81
RECOMENDACIONES
Comprobar con mediciones in-situ que los valores de intensidad de campo eléctrico se
encuentren dentro del rango establecido por el MINCOM.
Realizar nuevas simulaciones siempre y cuando los equipos seleccionados difieran de los
elegidos en este trabajo investigativo.
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