Manual Telecomunicaciones By Telefonica

ÍNDICE GENERAL CONCEPTOS GENERALES DE ELECTRICIDAD

PARTE I: CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD.

ANEXO: BIBLIOGRAFÍA.

TIPO A: INFRAESTRUCTURAS DE TELECOMUNICACIÓN EN EDIFICIOS E INMUEBLES.

PARTE I: CONCEPTOS BÁSICOS. 1.1: PROPAGACIÓN DE LA SEÑAL DE TELEVISIÓN. 1.2: LA SEÑAL DE TELEVISIÓN. 1.3: LA TELEVISIÓN DIGITAL. PARTE II: TELEVISIÓN TERRESTRE. 2.1.- LA RECEPCIÓN DE TELEVISIÓN TERRESTRE ANALÓGICA. 2.2.- LA RECEPCIÓN DE TELEVISIÓN TERRESTRE DIGITAL. PARTE III: TELEVISIÓN POR SATÉLITE. 3.1.- CONOCIMIENTO GENERAL DE UN SATELITE. 3.2.- CARACTERISTICAS ENLACE SATÉLITE-ESTACIÓN TERRENA. 3.3.- CARACTERISTICAS DE LA SEÑAL DE TELEVISIÓN A TRAVES DE SATÉLITE. 3.4.- SISTEMAS DE SATÉLITES EN EL MUNDO. 3.5.- ESTACIÓN RECEPTORA. 3.6.- EQUIPO DE CABEZA. 3.7.- RED DE DISTRIBUCIÓN.

Ïndice general.

3.8.- SINTONIZADORES. 3.9.- SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE TV VÍA SATÉLITE. 3.10.- REALIZACIÓN DE INSTALACIONES. PARTE IV: LA TELEVISIÓN POR CABLE. 4.1.- SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE TELEVISIÓN POR CABLE. 4.2.- PARÁMETROS Y MAGNITUDES PRINCIPALES. 4.3.- TOPOLOGÍA DE LA RED. 4.5.- CONSIDERACIONES TÉCNICAS GENERALES. 4.6.- RED DE DISTRIBUCIÓN. 4.7.- CONECTORES. 4.8.- FIBRA ÓPTICA. PARTE V: TELEFONÍA. 5.1.- TIPOS DE CABLES. 5.2.- EQUIPOS DE COMUNICACIÓN. 5.3.- EQUIPOS DE COMPROBACIÓN. 5.4.- PROTOCOLOS DE MEDIDAS. 5.5.- TELEFONÍA EN INTERIOR DE EDIFICIOS (ICT). 5.6.- EMPALME DE TELEFONÍA. 5.7.- TECNOLOGÍA LMDS. PARTE VI: CONTROL DE ACCESOS. 6.1.- CONTROL DE ACCESO. PARTE VII: REGLAMENTO TELECOMUNICACIONES.

DE

INFRAESTRUCTURAS

7,.1.- REGLAMENTO DE INFRAESTRUCTURAS COMUNES DE TELECOMUNICACIONES. ANEXO: BIBLIOGRAFÍA.

Ïndice general.

COMUNES

DE

TIPO B: INSTALACIONES DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES.

PARTE I: MULTIPLEXACIÓN. 1.1.- INTRODUCCIÓN. 1.2.- TÉCNICAS DE MULTIPLEXACIÓN. 1.3.- VENTAJAS DE LAS DISTINTAS TÉCNICAS. 1.4.- ESCENARIO DE UTILIZACIÓN. 1.5.- CARACTERIZACIÓN DE LOS EQUIPOS. 1.6.- REDUNDANCIA PARA UNA MAYOR FIABILIDAD. 1.7.- INTELIGENCIA DISTRIBUIDA Y CONTROL DE RED. 1.8.- ENCAMINAMIENTO INTELIGENTE. 1.9.- ASIGNACIÓN DINÁMICA DEL ANCHO DE BANDA. 1.10.- SEÑALIZACIÓN INTERNA DE LA RED. 1.11.- CAPACIDAD EN ACCESOS Y ENLACES. PARTE II: TRANSMISIÓN DE DATOS. 2.1.- CIRCUITO DE TRANSMISIÓN DE DATOS. 2.2.- UNIDADES DE MEDIDA. 2.3.- DÚPLEX Y SEMIDÚPLEX 2.4.- SINCRONIZACIÓN DE LA COMUNICACIÓN. 2.5.- NORMATIVA DEL CCITT. 2.6.- DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES. 2.7.- PROGRAMAS DE TRANSFERENCIA DE FICHEROS. PARTE III: SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN. 3.1.- SISTEMAS DE TELEFONÍA. LA RED TELEFÓNICA. 3.2.- SISTEMAS DE CONMUTACIÓN. 3.3.- SISTEMAS DE TRANSMISIÓN.

Ïndice general.

3.4.- COMUNICACIONES MÓVILES. 3.5.- SERVICIOS TELEFÓNICOS. 3.6.- LA RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS (RDSI).

PARTE IV: REDES. 4.1.- REDES DE DATOS DE ÁREA LOCAL. PARTE V: MODEMS 5.1.- EL POR QUÉ DEL MODEM. 5.2.- ¿QUÉ ES UN MODEM? 5.3.- COMPONENTES DE UN MODEM. 5.4.- NORMALIZACIÓN. 5.5.- PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN. 5.6.- MODEM EXTERNO O INTERNO. 5.7.- TÉCNICAS DE MODULACIÓN. 5.8.- TÉCNICAS BÁSICAS DE MODULACIÓN. 5.9.- VELOCIDAD DE MODULACIÓN. BAUDIO. 5.10.- TÉCNICAS AVANZADAS DE MODULACIÓN. 5.11.- COMPATIBILIDADES USA-EUROPA. 5.12.- MODEM BANDA BASE. 5.13.- LOS MODEMS A 56 Kbit/s. PARTE VI: CENTRALES PRIVADAS DE CONMUTACIÓN. 6.1.- INTRODUCCIÓN. 6.2.- GENERACIONES DE PABX. 6.3.- ESTRUCTURAS DE LAS PABX. 6.4.- SERVICIOS Y FACILIDADES DE LAS PABX. 6.5.- FUNDAMENTOS SOBRE LA TEORIA DEL TRÁFICO TELEFÓNICO.

Ïndice general.

ANEXO: BIBLIOGRAFIA. TIPO C: INSTALACIONES DE SISTEMAS AUDIOVISUALES.

PARTE I: SISTEMAS DE SONIDO. 1.1.- ACUSTICA. 1.2.- MICRÓFONOS. 1.3.- BAFLES, ALTAVOCES Y AURICULARES. 1.4.- SISTEMAS ANALÓGICOS DE AUDIO. 1.5.- SONORIZACIÓN. PARTE II: VÍDEO. 2.1.- LA SEÑAL DE VÍDEO. 2.2.- PANTALLAS PLANAS. 2.3.- MAGNETOSCOPIOS. 2.4.- VÍDEO DIGITAL. 2.5.- CÁMARAS DE VÍDEO. 2.6.- SISTEMAS INDUSTRIALES DE VÍDEO. 2.7.- SISTEMAS DE POST-PRODUCCIÓN. PARTE III: SISTEMAS MULTIMEDIA. 3.1.- MULTIMEDIA. 3.2.- EL ORDENADOR MULTIMEDIA. 3.3.- SOFTWARE MULTIMEDIA.

ANEXO: BIBLIOGRAFIA. ANEXOS: TEST DE EVALUACIÓN.

Ïndice general.

Capítulo

1

Conceptos básicos de electricidad. 1.1.- ¿QUÉ ES LA ELECTRICIDAD? Las primeras observaciones sobre fenómenos eléctricos se realizaron ya en la antigua Grecia, cuando el filósofo Tales de Mileto (640-546 a.C.) comprobó que, al frotar barras de ámbar contra pieles curtidas, se producía en ellas características de atracción que antes no poseían. Es el mismo experimento que ahora se puede hacer frotando una barra de plástico con un paño; acercándola luego a pequeños pedazos de papel, los atrae hacia sí, como es característico en los cuerpos electrizados. La experiencia ha demostrado la existencia de dos clases distintas de electricidad: a una se le llama positiva (+) y a la otra negativa (-). El exceso de electrones da lugar a cargas negativas, y su falta a cargas positivas. Los electrones son idénticos para todas las sustancias (los de cobre son iguales que los del vidrio o la madera), siendo estas, las partículas más importantes de las que se compone la materia, ya que disponen de carga y movilidad para desplazarse por las sustancias. La diferencia entre dos materiales vendrá dada, entre otras cosas, por la cantidad y movilidad de los electrones que la componen. A título de curiosidad, comentar que la masa de un electrón es de: 0'0000000000000000000000000000009106 Kg. Los conceptos de carga y movilidad son esenciales en el estudio de la electricidad, ya que, sin ellos, no podría existir la corriente eléctrica. En 1776 Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Por lo anteriormente expuesto, se puede afirmar que los electrones no se ven, pero podemos notar sus efectos: la electricidad. De igual manera, podemos afirmar que en cualquier clase de material, se dan efectos eléctricos. Ahora bien, la materia es eléctricamente neutra y, en consecuencia, es necesario aplicar una energía externa que origine el desplazamiento de algunos electrones, dando lugar a fenómenos eléctricos. Por lo tanto, la electricidad se puede definir como una forma de energía originada por el movimiento ordenado de electrones. Otros tipos de energía son la mecánica, calorífica,solar,etc.

Conceptos generales.

1

1.2.- TEORÍA ATÓMICA La parte más pequeña de un material que aún conserva sus propiedades físicas, se denomina molécula. Son tan pequeñas que sólo se aprecian con la ayuda de potentes microscopios. Estas moléculas pueden dividirse en los denominados átomos y estos en partículas aún menores denominadas electrones, protones y neutrones.

Los protones y neutrones se encuentran inmóviles en la zona interior, en el denominado núcleo del átomo, mientras los electrones orbitan alrededor del núcleo. Los electrones disponen de la misma carga eléctrica que los protones, pero de signo contrario, siendo este equilibrio de cargas el que mantiene unidas las partículas que forman el átomo. Sin embargo, debido a la distancia que separa a los electrones del núcleo, y su movimiento orbital, es relativamente fácil romper este equilibrio. Aplicando energía desde el exterior podemos desprender electrones del átomo. Por ejemplo: Si en un átomo de Litio, la suma de cargas eléctricas es nula. 3(+) + 3(-) = 0

Conceptos generales.

2

Si, suponiendo que por frotamiento, conseguimos transmitirle la suficiente energía como para arrancarle un electrón, el equilibrio de cargas eléctricas se pierde, ahora el átomo contiene 3 protones y 2 electrones. 3(+) + 2(-) = 1(+)

⇒

En este caso se dice que el átomo queda cargado positivamente (catión o ión positivo). Del mismo modo si lo que se consigue es añadir un electrón al átomo, este quedaría cargado negativamente (anión o ión negativo).

3(+) + 4(-) = 1 (-) De esta manera, quitando o añadiendo electrones, se electriza el átomo y como consecuencia el material formado por infinidad de átomos.

La medida física que indica el exceso o defecto de electrones en un cuerpo se la denomina carga eléctrica. Se mide en Culombios. Un Culombio es la Carga eléctrica equivalente a 6.300.000.000.000.000.000 electrones.

Conceptos generales.

3

1.3.- DEFINICIONES 1.3.1.- CIRCUITO ELÉCTRICO Un circuito eléctrico está constituido por cualquier conjunto de elementos a través de los cuales pueden circular cargas eléctricas. Existirá pues, un conjunto de dispositivos eléctricos (por ejemplo fuentes, resistencias, inductancias, capacidades, transformadores, transistores, etc) interconectados entre sí. Ejemplos de circuitos eléctricos son: una red de distribución de energía eléctrica, un receptor de televisión, el circuito de encendido de un automóvil, una estufa eléctrica, etc. 1.3.2.- TEORÍA DE CIRCUITOS La teoría de circuitos engloba los estudios, métodos y teoremas que permiten el análisis de las propiedades y el comportamiento de los circuitos y de los diversos elementos que los componen. 1.3.3.- SISTEMA DE UNIDADES Unidades SI. La unidad de intensidad de corriente en el Sistema Internacional de unidades es el amperio. La unidad de carga eléctrica es el culombio, que es la cantidad de electricidad que pasa en un segundo por cualquier punto de un circuito por el que fluye una corriente de 1 amperio. El voltio es la unidad SI de diferencia de potencial y se define como la diferencia de potencial que existe entre dos puntos cuando es necesario realizar un trabajo de 1 julio para mover una carga de 1 culombio de un punto a otro. La unidad de potencia eléctrica es el vatio, y representa la generación o consumo de 1 julio de energía eléctrica por segundo. Un kilovatio es igual a 1.000 vatios.

MAGNITUD Carga eléctrica Corriente Potencial eléctrico Potencia Energía Flujo magnético Enlaces de flujo Resistencia Conductancia Inductancia Capacidad Frecuencia Fuerza Densidad de flujo

Conceptos generales.

UNIDAD Culombio Amperio Voltio Vatio Julio Weber Weber-vuelta Ohmio Siemens Henrio Faradio Hertzio Newton Tesla

ABREVIATURA C A V w J Wb Wb-vuelta ¿ S (mho) H F Hz N T

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Las unidades también tienen las siguientes definiciones prácticas, empleadas para calibrar instrumentos: • el amperio es la cantidad de electricidad que deposita 0,001118 gramos de plata por segundo en uno de los electrodos si se hace pasar a través de una solución de nitrato de plata •

el voltio es la fuerza electromotriz necesaria para producir una corriente de 1 amperio a través de una resistencia de 1 ohmio, que a su vez se define como la resistencia eléctrica de una columna de mercurio de 106,3 cm de altura y 1 mm2 de sección transversal a una temperatura de 0 ºC. El voltio también se define a partir de una pila voltaica patrón, la denominada pila de Weston, con polos de amalgama de cadmio y sulfato de mercurio (I) y un electrólito de sulfato de cadmio. El voltio se define como 0,98203 veces el potencial de esta pila patrón a 20 ºC.

En todas las unidades eléctricas prácticas se emplean los prefijos convencionales del sistema métrico para indicar fracciones y múltiplos de las unidades básicas. Por ejemplo, un microamperio es una millonésima de amperio, un milivoltio es una milésima de voltio y 1 megaohmio es un millón de ohmios. 1O 12 1O 9 1O 6 1O 3 1O 2 1O 1 1O -12 1O -9 1O -6 1O -3 1O -2 1O -1

T G M K H D p n µ m c d

tera giga mega kilo Hecto Deca pico nano micro mili centi deci

1.4. CORRIENTE ELÉCTRICA ELÉCTRICA El sentido de desplazamiento de los electrones es siempre desde el material cargado negativamente, al cargado positivamente. Por lo tanto, el movimiento de carga eléctrica se produce desde el cuerpo negativo al positivo. Este movimiento de electrones a través del circuito es lo que se llama corriente eléctrica (corriente de electrones).

Conceptos generales.

5

Sin embargo, se dice que la corriente eléctrica circula desde el cuerpo cargado positivamente al cargado negativamente ("el sentido de la corriente eléctrica es contrario a la corriente de electrones"). Este hecho, en principio contradictorio, se debe a razones históricas: Las teorías básicas que explican el funcionamiento de la electricidad, son anteriores al conocimiento de la existencia de los electrones. En todas estas teorías y estudios iniciales se tomó, por convenio (acuerdo entre todos los científicos), que éste era el sentido de circulación de la corriente eléctrica. Para crear y mantener la corriente eléctrica (movimiento de electrones), deben darse dos condiciones indispensables: 1. Que haya una fuente de electrones o dispositivo para su generación (generador), pila, batería, fotocélula, etc. 2. Que exista un camino, sin interrupción, en el exterior del generador, por el cual, circulen los electrones. A este camino se le conoce como conductor. Además de estas dos condiciones indispensables, en la mayoría de los casos, existe un elemento llamado receptor, que es el que recibe los electrones y aprovecha la energía de su movimiento para conseguir el efecto deseado: luz, calor, etc. A todo este conjunto se le denomina circuito eléctrico. Si los conductores permanecen unidos al generador y al receptor, se dice que es un circuito cerrado. Los electrones se desplazan por el circuito exterior desde el polo negativo del generador a su polo positivo, y dentro del generador, desde el positivo al negativo. Por lo contrario, cuando algún tramo del conductor se interrumpe, al no existir conexión entre el generador y el receptor, los electrones no pueden desplazarse por el circuito y, en consecuencia, no se establece la corriente eléctrica. En este caso, se dice que es un circuito abierto. 1.5.- TIPOS DE CORRIENTE: ALTERNA Y CONTINUA La corriente alterna es la que producen los alternadores en las centrales eléctricas. Es la forma más común de transportar la energía eléctrica y de consumirla en nuestros hogares y en la industria en general. Dicha corriente se caracteriza porque el flujo de electrones se mueve por el conductor en un sentido y en otro, lo que significa que la corriente eléctrica es variable. En la siguiente figura se representa una corriente alterna de tipo sinuosoidal.

Conceptos generales.

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El eje de tiempos está expresado en milisegundos. Tomando como ejemplo la c.a. Industrial la señal representada dibujaría ese ciclo 50 veces por segundo para obtener los 50 Hertzios de funcionamiento, La corriente continua es la que proporcionan las baterías de acumuladores, pilas, dinamos y células fotovoltaicas. Dicha corriente se caracteriza porque los electrones que se mueven por el conductor lo hacen en el mismo sentido. En la siguiente figura se representa una corriente continua.

Se puede observar en la corriente representado que es constante con el tiempo, produciendo siempre 1 Amperio. 1.6.- PERÍODO, FRECUENCIA, AMPLITUD Y VALOR EFICAZ EN LA SEÑAL SENOIDE Estos parámetros definen de manera unívoca una señal. Las siguientes figuras ayudaran a explicar en mayor detalle su significado:

Onda A Ta T A

Onda B TbT B

Periodo Ta y Tb son el periodo de la señal. Su magnitud es segundos, es el tiempo que tarda la señal en completar un periodo. Por lo tanto, esta magnitud tiene sentido con señales periódicas; es decir, se repiten. Por ejemplo: un periodo de 20 milisegundos. Frecuencia La frecuencia es una magnitud que da idea del número de ciclos que repite una señal por

Conceptos generales.

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unidad de tiempo. La unidad en que está expresado en es Hertzios. Su valor es precisamente la inversa del periodo. Por ejemplo, y siguiendo con el caso anterior, para una señal con periodo de 20 milisegundos, su frecuencia es justamente 1/20 msg; 50 Hz. Amplitud Esta magnitud se define como el margen de variación de la señal, entre máximo y mínimo. Dicha variación puede estar expresada en voltios, amperios, o en la magnitud conveniente que defina la señal de estudio. Valor eficaz La definición de valor eficaz lo da la siguiente fórmula matemática. Este valor es el que expresan los aparatos de medida como el polímetro cuando se miden magnitudes alternas, y no se debe confundir nunca con el valor medio de una señal. La definición matemática es la siguiente. T

Vef =

1 V 2 (t ) d t T ∫0

Que en el caso de una señal sinusoidal quedaría como:

Vef =

Vmax 2

1.7.- RESISTENCIA ,CAPACIDAD E INDUCTANCIA Todos los componentes de un circuito eléctrico exhiben en mayor o menor medida una cierta resistencia, capacidad e inductancia. •

La unidad de resistencia comunmente usada es el ohmio, que es la resistencia de un conductor en el que una diferencia de potencial de 1 voltio produce una corriente de 1 amperio.

•

La capacidad de un condensador se mide en faradios: un condensador de 1 faradio tiene una diferencia de potencial entre sus placas de 1 voltio cuando éstas presentan una carga de 1 culombio.

•

La unidad de inductancia es el henrio. Una bobina tiene una autoinductancia de 1 henrio cuando un cambio de 1 amperio / segundo en la corriente eléctrica que fluye a través de ella provoca una fuerza electromotriz opuesta de 1 voltio. Un transformador, o dos circuitos cualesquiera magnéticamente acoplados, tienen una inductancia mutua de 1 henrio cuando un cambio de 1 amperio por segundo en la corriente del circuito primario induce una tensión de 1 voltio en el circuito secundario.

Conceptos generales.

8

1.7.1. LEY DE OHM La diferencia de potencial entre los extremos de una resistencia es directamente proporcional a la intensidad de corriente que la atraviesa. R

a

b I

R=

Va − Vb I

1.7.2.- CIRCUITO CON INDUCTANCIA PURA Se muestra un circuito de corriente alterna con una inductancia pura l (sin resistencia).

Conceptos generales.

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La diferencia de potencial v inducida entre los terminales de la inductancia viene dada por:

VL = − L

dI dt

Aplicando ohm y operando, llegamos a la relación:

π V = L·I ·sen( wt + ) 2 La corriente i y el voltaje v están, pues, desfasados 90º, alcanzando el voltaje un valor máximo en el instante que la corriente es cero y empieza a crecer. por tanto, una inductancia pura hace que la corriente se retrase 90º respecto al voltaje aplicado. como veremos más adelante, si el circuito posee además una resistencia, la corriente está retrasada un ángulo inferior a 90º, el cuál depende de los valores de l, w y r.

De la última ecuación resulta que el valor máximo de la tensión es:

V = L·I ·w Y, por tanto,

I=

V wL

donde w es la velocidad angular del movimiento de la señal, w está relacionado con la frecuencia de oscilación, según la relación:

w = 2πf siendo f la frecuencia de pulsación de la señal (la frecuencia de la red eléctrica española es de 50 hz). el producto w· l juega el papel de una resistencia que limita la corriente en el circuito. se denomina reactancia inductiva, Xl:

X L = w·L = 2πfL y se mide en ohmios, si l se expresa en henrios y f en ciclos por segundo (hercios). como xl crece con la frecuencia, la intensidad de la corriente disminuye a medida que crece la frecuencia.

Conceptos generales.

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La reactancia inductiva no sólo depende de la bobina, sino del valor de la frecuencia de la señal. obsérvese que cuanto menor es la frecuencia, menor será xl, y por tanto, mayor es el valor de la intensidad. si se tratara de una corriente continua, en la cual se puede considerar que la f = 0, xl = 0, y su comportamiento sería el de un cortocircuito, y, por tanto, i = ∞. en cambio, para una corriente alterna de alta frecuencia, la resistencia inductiva es prácticamente nula, y el comportamiento de la bobina es como un circuito abierto. 1.7.3.- CIRCUITO CAPACIDAD PURA Cuando un generador de corriente continua se conecta a las armaduras de un condensador de capacidad c, por el circuito sólo circula la corriente un instante; es decir, el tiempo justo para que la diferencia de potencial creada entre las armaduras del condensador compense la fuerza electromotriz del generador. en cambio, cuando se conecta un fuente de tensión variable ó alterna, las armaduras del condensador se cargarán y descargarán sucesivamente, y en el circuito existirá una corriente alterna permanente. Esta corriente viene dada por:

I= donde ,

dq C ·dV = dt dt

q

es la carga adquirida por el condensador, q = c· v

c

es la capacidad del condensador, expresada en faradios.

Si consideramos un circuito con una capacidad pura:, resulta finalmente:

V=

I π sen ( wt − ) C ·w 2

donde: Valor máximo de tensión alterna:

Vmax =

I C ·w

Si observamos la ecuación anterior, concluimos que corriente y voltaje están desfasados un ángulo de -π/2 (-90º), es decir, la intensidad de la corriente adelanta a la tensión en π/2.

Conceptos generales.

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Cuando la tensión es cero, la intensidad pasará por su valor máximo. además si obtenemos el valor de la intensidad:

I=

V 1 / C ·w

la ecuación obtenida nos indica que en un circuito con un condensador de capacidad c, el cociente 1/c· w juega el papel de una resistencia llamada reactancia capacitiva, xc. teniendo en cuenta que w = 2πf, será:

Xc =

1 2π f C

La reactancia capacitiva no sólo depende del condensador, sino del valor de la frecuencia de la señal. obsérvese que cuanto menor es la frecuencia, mayor será xc, y por tanto, menor es el valor de la intensidad. si se tratara de una corriente continua, en la cual se puede considerar que la f = 0, xc = ∞, y su comportamiento sería el de un circuito abierto, y, por tanto, i = 0. en cambio, para una corriente alterna de alta frecuencia, la resistencia capacitiva es prácticamente nula, y el comportamiento del condensador es como un cortocircuito.

1.7.4.- CIRCUITO CON RESISTENCIA, CAPACIDAD E INDUCTANCIA EN SERIE (CIRCUITO RLC) Consideremos ahora el caso general en que una resistencia r, una inductancia l y un condensador de capacidad c están en serie con un generador de corriente alterna, tal y como se indica a continuación:

en este caso la diferencia de potencial instantánea entre los terminales a y b del generador es igual a la suma (algebraica) de las diferencias de potencial (ddp) instantáneas, a través de los tres componentes r, l y C, V = VR+VL+VC. si suponemos que I = Imax · sen (wt), estas ddp serán:

Conceptos generales.

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COMPONENT CAÍDA DE POTENCIAL E

AMPLITUD VOLTAJE

DE FASE RESPECTO DE I

Resistencia, r

VR = I max ·R·sen ( wt )

Bobina, l

π I ·wL = I max · X L π VL = I max ·wL·sen ( wt + ) max + 2 2

Condensador,c

VC =

0, están en fase

I max ·R

I max π ·sen ( wt − ) wC 2

I max = I max · X c wC

−

π 2

en donde, xl es la reactancia inductiva y xc la reactancia capacitiva.

En la siguiente figura se ilustra el diagrama vectorial con las amplitudes de los voltajes.

Sobre el eje de las y está representado el valor máximo de la corriente imax = io, y el voltaje vr está en fase con la intensidad. la caída de voltaje máxima a través de la inductancia está adelantada 90º respecto de la corriente y, por tanto, representada sobre la dirección positiva del eje de las x. en cambio, la caída máxima de voltaje a través de la capacitancia está retrasada 90º de la intensidad y, por tanto, está en la dirección negativa del eje x.

El diagrama corresponde al instante t = 0 y los valores instantáneos dan como resultado de intensidad de corriente:

I max =

Conceptos generales.

Vmax R + (X L − Xc ) 2

2

=

Vmax Z

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La magnitud

Z = R2 + ( X L − X C )2 es la impedancia del circuito. como puede verse está compuesta de resistencia óhmica R, reactancia inductiva Xl y reactancia capacitiva Xc. en un circuito de c.a. el papel de Z es equivalente al de una resistencia en un circuito de c.c. Cuando Xl > Xc, el ángulo de desfase entre tensión e intensidad de corriente (ö) es positivo, y se dice que el circuito es inductivo: la corriente se retrasa respecto al voltaje en el ángulo ö. Si Xl < Xc, ö es negativo y el circuito se llama capacitivo: la corriente adelanta al voltaje en el ángulo ö. trigonométricamente se puede deducir el ö está relacionado con las impedancias de forma que:

cos ϕ =

R Z

en la figura anterior, donde se representa el diagrama vectorial de V – I, se ha supuesto que Xl > Xc (circuito inductivo) y el ángulo de desfase es positivo, es decir pertenece al primer cuadrante. si fuera Xl < xc (circuito capacitivo), el ángulo de desfase sería negativo y pertenecería al cuarto cuadrante.

1.8. ESTUDIO FORMAL DE LAS SEÑALES ELÉCTRICAS Podemos abordar el estudio de una señal desde dos puntos de vista distintos: desde el dominio del tiempo y desde el dominio de la frecuencia. 1.8.1.1.8.1.- CONCEPTOS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

Desde este punto de vista podemos plantearnos si la función f(t) es: •

Continua: Cuando la señal existe en todo el rango de tiempo.

•

Discontinua: Cuando existen discontinuidades o saltos en la función, es decir, no se verifica la expresión anterior.

•

Discreta: La función toma un conjunto finito de valores. Un ejemplo de esto es una señal digital.

•

Analógica: La función puede tomar un conjunto infinito de valores.

Asimismo, podemos plantearnos si la señal es periódica, es decir si la función toma el mismo valor cada un cierto tiempo T, al que denominaremos periodo. Podemos decir que una señal periódica es aquella que cumple que:

Conceptos generales.

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f(t) = f(t + T)

Un ejemplo de función periódica será la siguiente: f(t) = A· cos(ω t + φ) De una función periódica podemos distinguir los siguientes parámetros: •

Amplitud: Máximo valor que puede adoptar la señal periódica...

•

Frecuencia: Número de ciclos por segundo o hertzios. Se calcula como la inversa del periodo. Se representa por f.

•

Fase: Diferencia en el valor de paso por cero de la función. Sirve para distinguir señales que aunque tienen la misma frecuencia y amplitud no son iguales. Esta diferencia se refleja en la siguiente gráfica.

1.8.2.1.8.2.- CONCEPTOS EN EL DOMINIO DE LA FRECUE FRECUENCIA NCIA

La señal que se transmite suele representarse como una función del tiempo, pero también puede expresarse en función de la frecuencia. Generalmente está constituida por varias componentes frecuenciales, lo que hace su análisis menos intuitivo. A efectos de transmisión de datos suele resultar más útil el análisis frecuencial de la señal que el temporal.

Conceptos generales.

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a) sen 2π ft

b) 1/3 sen 3(2π f)t

c) 1/5 sen 5(2π f)t

d) sen 2π ft + 1/3 sen 3(2π f)t + 1/5 sen 5(2πf)t

Por ejemplo, la señal s(t) . s(t) = sin 2πft + 1/3 sin 3(2πft) + 1/5 sin 5(2πft)

presenta tres componentes sinusoidales de frecuencias f, 3f, 5f, que pueden verse en la siguiente figura. s(f) 1

1/3 1/5 f 1f

3f

5f

Representación en el domino de la frecuencia

Puede demostrarse (por medio del análisis de Fourier), que cualquier señal periódica puede descomponerse en una o más componentes, siendo cada componente una sinusoide.

Conceptos generales.

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El espectro de una señal es el rango de frecuencias que contiene. En la figura, el espectro se extiende desde f hasta 5f. El ancho de banda absoluto es la anchura del espectro, que el caso anterior es de 4f. Muchas señales poseen un ancho de bando absoluto infinito, lo que en principio dificultaría su transmisión, ya que los medios de transmisión de comportan como filtros, dejando pasar únicamente una banda de frecuencias y eliminando las restantes lo que da lugar a que se modifique la forma de onda de la señal. Sin embargo, la mayor parte de la energía de la señal suele concentrarse en una pocas frecuencias que se conocen cono ancho de banda efectivo de la señal, o simplemente como ancho de banda. 1.8.3.1.8.3.- SEÑALES ANALÓGICAS Y SEÑALES DIGITALES

Una señal analógica representa un onda electromagnética que varía de forma continua. Dependiendo de su espectro, las señales analógicas pueden transmitirse por una amplia variedad de medios, por ejemplo, cables como el coaxial, la fibra óptica y medios de propagación espacial o atmosférica. Una señal digital es una secuencia de pulsos de voltaje que pueden transmitirse por medio de un cable; por ejemplo, un nivel de voltaje positivo constante puede representar el uno binario y un nivel de voltaje negativo puede representar el cero binario. 1.9.- PÉRDIDAS DE SEÑAL, ATENUACIÓN Y GANANCIA La transmisión de una señal supone el paso de la misma a través de una determinado medio, por ejemplo: un cable, el aire, etc. Debido a diferentes fenómenos físicos, la señal que llega al receptor difiere de la emitida por el transmisor. Vamos a estudiar a continuación una serie de efectos que contribuyen a modificar la señal que se transmite. Si la suma de todos los efectos no produce una gran diferencia entre ambas señales, conseguiremos una transmisión libre de errores. Por el contrario, cuando la señal recibida difiera en exceso de la señal transmitida el receptor puede interpretar incorrectamente la información y decimos entonces que se produce un error de transmisión. Evidentemente no todas las señales sufren los mismos efectos al atravesar los distintos medios de transmisión, luego cuando sea posible, escogeremos el tipo de señales y medios que conduzcan a las mejores condiciones de transmisión. Veamos ahora algunos de estos problemas de la transmisión.

La atenuación Consiste en el debilitamiento o pérdida de amplitud de la señal recibida frente a la transmitida. Por ejemplo, sabemos que cualquier sonido se percibe con menor intensidad cuando más alejados nos encontramos de la fuente que lo origina. Efectivamente, la atenuación tiene un efecto proporcional a la distancia. A partir de una determinada distancia, la señal recibida es tan débil que no se puede reconocer mensaje alguno. Para paliar el efecto de la atenuación se pueden incorporar en el camino de la señal unos dispositivos activos, cuya función es amplificar la señal en la misma medida en

Conceptos generales.

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que acaba de ser atenuada por el medio, de esta forma se consigue recuperar la señal para que pueda alcanzar más distancia. Según el tipo de señal, analógica o digital, estos dispositivos tienen un comportamiento distinto y también diferente nombre. Para el caso de señales digitales hablamos de dispositivos repetidores, que son capaces de restaurar la misma señal original. Para las señales analógicas se denominan amplificadores y estos elementos no permiten recuperar la señal original, debido al efecto del ruido que no se puede aislar de las señales analógicas pero sí de las digitales. Debido a la imposibilidad de supresión del ruido en el caso de las señales analógicas aparece la limitación del número máximo de amplificadores que pueden ser conectados en una línea de transmisión y con ello se limita la distancia máxima de este tipo de transmisiones.

Distorsión por atenuación Hasta ahora hemos supuesto que la atenuación afecta por igual a todas las señales.. sin embargo, la atenuación es función, además de la distancia, de la frecuencia de las señales que se propagan. Las de mayores frecuencias sufren una mayor atenuación. Este fenómeno produce, en las señales con diferentes componentes frecuenciales, una atenuación distinta para cada componente de frecuencia, lo que origina que la señal recibida tenga una forma diferente de la transmitida, amen de una menor amplitud. Como la señal recibida se ha deformado con respecto a la transmitida decimos que se ha distorsionado. Para compensar esta diferente atenuación a distintas frecuencias, los amplificadores pueden incorporar una etapa denominada ecualizador.

El retardo de grupo Otro de los problemas de la transmisión es el retardo. Sabemos que todas las señales se propagan a una cierta velocidad, que depende del medio y de la naturaleza de la señal. Por ejemplo: el sonido se propaga en el aire aproximadamente a 340 m/s, la luz a 3000.000 km/s, etc. Luego todas las señales van a tardar un cierto tiempo en recorrer la distancia que separa al emisor del receptor. Además, si en el camino la señal atraviesa determinados circuitos electrónicos, ópticos, o de cualquier otra naturaleza, estos pueden añadir un retardo adicional. Por ejemplo: una puerta lógica introduce un retardo del orden de 15ns entre su entrada y su salida. De igual forma que sucedía con la atenuación, el retardo tampoco es una función constante con la frecuencia y las diferentes componentes de una señal sufren distintos retardos. Por ejemplo: para una señal limitada en ancho de banda la velocidad tiende a ser más alta en la frecuencia central y decrece en los límites de la banda de frecuencias. Esto trae como consecuencia que en un instante dado las componentes frecuenciales que llegan al receptor no son las mismas que unos instantes antes envió el emisor, por lo tanto, la señal recibida tendrá una forma distinta de la emitida, de nuevo hablamos de distorsión. A la distorsión producida por el retardo, se la denomina distorsión por retardo.

Conceptos generales.

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Este fenómeno carece de trascendencia en las transmisiones de voz, ya que el oído humano no es sensible a las diferencias de retardo. Sin embargo, tiene efectos importantes en la transmisión de datos digitales, especialmente a alta velocidad.

La diafonía La diafonía (crosstalk) Es un fenómeno que todos hemos experimentado en las comunicaciones telefónicas. Consiste en la interferencia de un canal (o cable) próximo con el nuestro, esto produce una señal que es la suma de la señal transmitida y otra señal externa atenuada que aparece de fondo. En una conversación telefónica esto se observa como una segunda conversación que se oye de fondo mezclada con la nuestra. El motivo de este fenómeno es la influencia mutua entre dos canales de transmisión próximos en frecuencia o que comparten el mismo tendido de cables.

El ruido impulsivo Otra fuente de problemas en la transmisión es el denominado ruido impulsivo. Consiste en pulsos irregulares de corta duración y relativamente gran amplitud, que son provocados por inducciones, como consecuencia de conmutaciones electromagnéticas. Este tipo de ruido es debido a causas variadas externas al medio de transmisión. Podemos asociarlo a las interferencias en un receptor de radio cuando se aproxima una motocicleta, o también al encendido de determinados aparatos en un domicilio (por ejemplo: una lavadora o nevera). Existen infinidad de dispositivos cuyo encendido o apagado genera un impulso de radio frecuencia capaz de influir a canales de comunicación próximos. El ruido impulsivo es típicamente aleatorio, es decir, se produce de manera inesperada y no suele ser repetitivo.

El ruido térmico Está presente en todos los dispositivos electrónicos y medios de transmisión y debido a la agitación de los electrones en un conductor. Es proporcional a temperatura y se encuentra distribuido uniformemente en todo el espectro frecuencias. Habitualmente el efecto del ruido térmico es despreciable, excepto aquellos casos en los que se trabaja con señales muy débiles.

es la de en

1.10.- NIVEL DE RUIDO EN UNA LINEA DE TRANSMISIÓN Como ya hemos visto, diferentes circunstancias producen ruido en la transmisión de las señales. Si la amplitud del ruido es mucho menor que la de la señal transmitida el receptor puede interpretar la información sin errores, pero si el nivel de ruido aumenta la señal recibida resultará ininteligible, o al menos se producirá un número importante de errores.

Conceptos generales.

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Para poder determinar cuantitativamente esta importancia del nivel de ruido en un medio transmisión se podría manejar el cociente entre el nivel medio de las señales y el ruido. Sin embargo, esta medida tendría un rango de variación muy elevado debido a las grandes diferencias que podemos encontrar entre unos medios y otros. Resultará más conveniente emplear unidades que no supongan el empleo de grandes magnitudes. Además, la potencia de la señal que se transmite disminuye de forma logarítmica, lo que hace que las pérdidas puedan ser expresadas fácilmente en términos de una unidad logarítmica. Por estas razones, la unidad empleada para expresar relaciones de potencia entre dos señales es el decibelio, que se calcula según la siguiente expresión: (S/N)dB = 10· log10 (potencia_señal/potencia_ruido)

Así, por ejemplo, una relación señal ruido de 30dB, es una relación 1000:1. Es decir, la potencia de la señal es mil veces superior a la del ruido.

1.11. – APARATOS DE MEDIDA 1.11.1.- MECANISMOS BÁSICOS DE LOS MEDIDORES Por su propia naturaleza, los valores eléctricos no pueden medirse por observación directa. Por ello se utiliza alguna propiedad de la electricidad para producir una fuerza física susceptible de ser detectada y medida. Por ejemplo, en el galvanómetro, el instrumento de medida inventado hace más tiempo, la fuerza que se produce entre un campo magnético y una bobina inclinada por la que pasa una corriente produce una desviación de la bobina. Dado que la desviación es proporcional a la intensidad de la corriente se utiliza una escala calibrada para medir la corriente eléctrica. La acción electromagnética entre corrientes, la fuerza entre cargas eléctricas y el calentamiento causado por una resistencia conductora son algunos de los métodos utilizados para obtener mediciones eléctricas analógicas.

1.11.2.- CALIBRACIÓN DE LOS MEDIDORES Para garantizar la uniformidad y la precisión de las medidas los medidores eléctricos se calibran conforme a los patrones de medida aceptados para una determinada unidad eléctrica, como el ohmio, el amperio, el voltio o el vatio. Patrones principales y medidas absolutas Los patrones principales del ohmio y el amperio de basan en definiciones de estas unidades aceptadas en el ámbito internacional y basadas en la masa, el tamaño del conductor y el tiempo. Las técnicas de medición que utilizan estas

Conceptos generales.

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unidades básicas son precisas y reproducibles. Por ejemplo, las medidas absolutas de amperios implican la utilización de una especie de balanza que mide la fuerza que se produce entre un conjunto de bobinas fijas y una bobina móvil. Estas mediciones absolutas de intensidad de corriente y diferencia de potencial tienen su aplicación principal en el laboratorio, mientras que en la mayoría de los casos se utilizan medidas relativas. Todos los medidores que se describen en los párrafos siguientes permiten hacer lecturas relativas. 1.11.3.- MEDIDORES DE CORRIENTE Galvanómetros Los galvanómetros son los instrumentos principales en la detección y medición de la corriente. Se basan en las interacciones entre una corriente eléctrica y un imán. El mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán permanente o un electroimán produce un campo magnético, lo que genera una fuerza cuando hay un flujo de corriente en una bobina cercana al imán. El elemento móvil puede ser el imán o la bobina. La fuerza inclina el elemento móvil en un grado proporcional a la intensidad de la corriente. Este elemento móvil puede contar con un puntero o algún otro dispositivo que permita leer en un dial el grado de inclinación. Sólo puede pasar una cantidad pequeña de corriente por el fino hilo de la bobina de un galvanómetro. Si hay que medir corrientes mayores, se acopla una derivación de baja resistencia a los terminales del medidor. La mayoría de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, pero la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la corriente total. Al utilizar esta proporcionalidad el galvanómetro se emplea para medir corrientes de varios cientos de amperios. Los galvanómetros tienen denominaciones distintas según la magnitud de la corriente que pueden medir.

Microamperímetros Un microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio. Los galvanómetros convencionales no pueden utilizarse para medir corrientes alternas, porque las oscilaciones de la corriente producirían una inclinación en las dos direcciones.

Medidores de termopar Para medir corrientes alternas de alta frecuencia se utilizan medidores que dependen del efecto calorífico de la corriente. En los medidores de termopar se hace pasar la corriente por un hilo fino que calienta la unión de termopar. La electricidad generada por el

Conceptos generales.

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termopar se mide con un galvanómetro convencional. En los medidores de hilo incandescente la corriente pasa por un hilo fino que se calienta y se estira. El hilo está unido mecánicamente a un puntero móvil que se desplaza por una escala calibrada con valores de corriente. 1.11.4.- MEDICIÓN DE VOLTAJE El instrumento más utilizado para medir la diferencia de potencial (el voltaje) es un galvanómetro que cuenta con una gran resistencia unida a la bobina. Cuando se conecta un medidor de este tipo a una batería o a dos puntos de un circuito eléctrico con diferentes potenciales pasa una cantidad reducida de corriente (limitada por la resistencia en serie) a través del medidor. La corriente es proporcional al voltaje, que puede medirse si el galvanómetro se calibra para ello. Cuando se usa el tipo adecuado de resistencias en serie un galvanómetro sirve para medir niveles muy distintos de voltajes. El instrumento más preciso para medir el voltaje, la resistencia o la corriente continua es el potenciómetro, que indica una fuerza electromotriz no valorada al compararla con un valor conocido. Para medir voltajes de corriente alterna se utilizan medidores de alterna con alta resistencia interior, o medidores similares con una fuerte resistencia en serie. Los demás métodos de medición del voltaje utilizan tubos de vacío y circuitos electrónicos y resultan muy útiles para hacer mediciones a altas frecuencias. Un dispositivo de este tipo es el voltímetro de tubo de vacío. En la forma más simple de este tipo de voltímetro se rectifica una corriente alterna en un tubo de diodo y se mide la corriente rectificada con un galvanómetro convencional. Otros voltímetros de este tipo utilizan las características amplificadoras de los tubos de vacío para medir voltajes muy bajos. El osciloscopio de rayos catódicos se usa también para hacer mediciones de voltaje, ya que la inclinación del haz de electrones es proporcional al voltaje aplicado a las placas o electrodos del tubo.

1.11.5.- OTROS TIPOS DE MEDICIONES Puente de Wheatstone Las mediciones más precisas de la resistencia se obtienen con un circuito llamado puente de Wheatstone, en honor del físico británico Charles Wheatstone. Este circuito consiste en tres resistencias conocidas y una resistencia desconocida, conectadas entre sí en forma de diamante. Se aplica una corriente continua a través de dos puntos opuestos del diamante y se conecta un galvanómetro a los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias se nivelan, las corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito se igualan, lo que elimina el flujo de corriente por el galvanómetro. Variando el valor de una de las resistencias conocidas, el puente puede ajustarse a cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a partir los valores de las otras resistencias. Se utilizan puentes de este tipo para medir la inductancia y la capacitancia de los componentes de circuitos. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias y capacitancias conocidas. Los puentes de este tipo suelen denominarse puentes de corriente alterna, porque se utilizan fuentes de corriente alterna en lugar de corriente continua. A menudo los puentes se nivelan con un timbre en lugar de un galvanómetro, que cuando el puente no está nivelado, emite un sonido que corresponde a la frecuencia de la fuente de corriente alterna; cuando se ha nivelado no se escucha ningún tono.

Conceptos generales.

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Vatímetros La potencia consumida por cualquiera de las partes de un circuito se mide con un vatímetro, un instrumento parecido al electrodinamómetro. El vatímetro tiene su bobina fija dispuesta de forma que toda la corriente del circuito la atraviese, mientras que la bobina móvil se conecta en serie con una resistencia grande y sólo deja pasar una parte proporcional del voltaje de la fuente. La inclinación resultante de la bobina móvil depende tanto de la corriente como del voltaje y puede calibrarse directamente en vatios, ya que la potencia es el producto del voltaje y la corriente. La mayoría de ellos son de tipo electrodinámico. La bobina fija es el “circuito amperimétrico”, se conecta, pues, en serie con el elemento y la bobina móvil o “circuito voltimétrico”, en paralelo. Según normal DIN, se debe conectar el voltimétrico delante del amperimétrico. El vatímetro ideal sería aquel en el que su circuito amperimétrico fuese un cortocircuito y el voltimétrico un circuito abierto.

Esquema eléctrico de un vatímetro.

Cte. de lectura =

Tensión· Intensidad (máximas elegidas ) N º total de divisiones

Normalmente, el aparato posee cuatro bornes, dos para el circuito voltimétrico (0-xV) y dos para el amperimétrico (0 – yA). La constante de lectura, si el cuadrante está graduado en 100 partes es:

x·y 100 Contadores de servicio El medidor de vatios por hora, también llamado contador de servicio, es un dispositivo que mide la energía total consumida en un circuito eléctrico doméstico. Es parecido al vatímetro, pero se diferencia de éste en que la bobina móvil se reemplaza por un rotor. El rotor, controlado por un regulador magnético, gira a una velocidad proporcional a la

Conceptos generales.

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cantidad de potencia consumida. El eje del rotor está conectado con engranajes a un conjunto de indicadores que registran el consumo total.

1.11.6.- SENSIBILIDAD DE LOS INSTRUMENTOS La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, según se trate de un amperímetro o de un voltímetro. En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviación, etcétera. En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resitencia. El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un máximo de 300 voltios, tendrá una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltímetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio.

Conceptos generales.

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Bibliografía conceptos básicos.

• Apuntes de la universidad Carlos III, prácticas de circuitos eléctricos. • “Física y Química”, Ed. Anaya, 3º BUP.

Conceptos generales.

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Capitulo

1

Propagación de la señal de televisión 1.1.1.1.- INTRODUCCIÓN 1.1.1.- ONDAS Una onda es una form3a de propagación de una perturbación en un medio, acompañada de una transmisión de energía, pero no de materia. Sus características principales son las siguientes: A f λ ν T

amplitud de la onda frecuencia de la onda longitud de onda velocidad de transmisión periodo ν =λ λ /T = λ f

f=1/T

A

ν tiempo λ

T Fig.1: forma de onda característica

1.1.2.1.1.2.- LONGITUD DE ONDA Se puede definir longitud de onda como la mínima distancia entre dos puntos de una onda que están en fase. También se puede entender como la distancia entre dos máximos o mínimos consecutivos. Su símbolo es “λ” y está relacionada con otros dos parámetros de las ondas como son la velocidad de transmisión de la onda “ν” y la frecuencia de la misma “f” de acuerdo con la siguiente expresión: λ = ν /f

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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1.1.3.- FRECUENCIA La frecuencia es el número de veces que se repite una onda o señal durante la unidad de tiempo. Depende del periodo de la señal (tiempo que la señal comienza a repetirse de nuevo) según la siguiente expresión: f = 1/T

Observando la anterior relación, puede deducirse que cuanto mayor sea la frecuencia, menor será el tiempo en que la señal vuelva a repetirse; este aspecto puede apreciarse de una forma más intuitiva en el ejemplo gráfico mostrado en la figura nº 2, en donde se muestran dos ondas con la misma amplitud, pero, sin embargo, la frecuencia de la onda A es menor que la de la B y, por tanto, TB > TA.

Onda A TA

Onda B TB

Fig.2: fA > fB

1.1.4.- ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Podemos definir una onda electromagnética como una perturbación de energía que se propaga en un medio, y que posee dos componentes fundamentales que van a ser perpendiculares en todo momento: el campo eléctrico y el campo magnético. Fig. 3.

Campo magnético

Campo eléctrico 90º

Fig.3: Onda electromagnética

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1.1.5.- IMPEDANCIA De un modo sencillo, diremos que la impedancia es “la resistencia que presenta un circuito al paso de una corriente eléctrica variable”. Si la definimos de un modo más ortodoxo, diremos que es la relación entre la excitación alterna aplicada a un sistema y la respuesta del mismo. Su expresión es la siguiente: Z = R + jX

Donde R es la parte real y X es la imaginaria. La parte imaginaria se puede descomponer a su vez en inductiva (XL) y capacitiva (XC), teniendo en cuenta que existe la siguiente relación entre ambas: X = XL + XC

1.2.1.2.- GANANCIA Y ATENUACIÓN Cuando una señal, representada por una tensión, una corriente o una potencia es aplicada a la entrada de un sistema de amplificación o de transmisión, se obtiene a la salida del mismo una señal que generalmente es de la misma forma que a la entrada. Si por ejemplo hablamos de ganancia en tensión, esta será la relación entre la tensión a la entrada y la tensión a la salida: Gv = Vs / Ve

Si Gv = 1, no hay amplificación propiamente dicha, pues Ve = Vs Si Gv > 1, hay amplificación Si Gv < 1, hay pérdida de señal y por lo tanto estamos ante una Atenuación En los tres casos la señal es transmitida; por consiguiente, hay transmisión, cualquiera que sea el nivel de señal a la salida. Si Gv = 0 (esto es Vs = 0), la ganancia es nula y, por consiguiente, no hay transmisión. La ganancia se puede expresar en decibelios, según la siguiente expresión: G = 20 log (Ssalida / Sentrada)

1.3.1.3.- FUNDAMENTOS BÁSICOS DE TRANSMISIÓN POR RADIOFRECUENCIA 1.3.1.1.3.1.-ONDAS ESTACIONARIAS Una onda estacionaria resulta del encuentro de dos trenes de onda de la misma amplitud y longitud de onda, que se propagan en la misma dirección, pero en sentidos contrarios.

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Un requisito muy importante en cualquier instalación de RF es la correcta adaptación entre generador (antena) y el medio de transporte de energía y entre medio de transporte y carga. Si no se cumple esta adaptación puede darse la presencia de ondas estacionarias, las cuales pueden dar lugar a halos, contornos y dobles imágenes. El valor de la impedancia de los cables coaxiales y, por consiguiente, todos los elementos en juego, activos y pasivos en las instalaciones centralizadas de televisión, ha sido normalizado prácticamente de modo universal a 75Ω. Por tanto, para obtener la máxima transferencia de energía de un circuito a otro es preciso que la impedancia de los circuitos sea lo más parecida posible a la del cable. Supongamos ZO la impedancia del cable, Z la impedancia de la fuente y Z1 la impedancia de la carga. Para una correcta adaptación ha de cumplirse Z = ZO = Z1. De no cumplirse esta relación, la combinación de ondas reflejadas con las directas, crea en el cable las ondas estacionarias de valores máximos (Vmax) y mínimos (Vmin) de tensión. La relación Vmax/Vmin recibe el nombre de Relación de Ondas Estacionarias (R.O.E.). El caso ideal sería (Vmax/Vmin) = 1 con lo cual la onda directa no sufriría reflexión alguna. En la práctica la R.O.E. oscila entre 2 y 3. Otro parámetro a tener en cuenta es el llamado coeficiente de reflexión que viene dado por la fórmula: P = (V reflejada /V directa) = (R.O.E. -l / R.O.E. +1) Este parámetro expresado en decibelios se denomina pérdida de retorno y se expresa por: RL = 20 log (p) Para limitar la desadaptación, hemos de tener en cuenta los siguientes aspectos: •

Evitar codos muy cerrados en el cable coaxial. El radio de curvatura mínimo no debe ser inferior a 10 veces el diámetro del cable.

•

Evitar machacar el cable, sobre todo si es de dieléctrico esponjoso.

Puede decirse que la obtención de una adaptación general correcta a través de toda la red de distribución produce una buena definición en la imagen de televisión. 1.3.2.1.3.2.- RELACIÓN SEÑAL / RUIDO La relación Señal - Ruido se puede considerar como la señal indeseada que se deriva de múltiples factores externos o internos respecto a la instalación de antena, tales como perturbaciones electromagnéticas o ruido térmico de los componentes de la instalación. La relación Señal / Ruido es el cociente entre la cantidad de señal útil y la de ruido medido en decibelios.

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La tabla adjunta muestra las recomendaciones del C.C.I.R. sobre el nivel de señal y la relación señal ruido en la toma de usuario:

AM-TV TERRESTRE OFDM-TV TERREST 64-QAM FM-TV SAT QPSK FM-RADIO

SEÑAL dBµ µV 57-80 47-70 45-70 47-77 45-70 40-70

RELACION S/N 43 33 28 15 11 38

1.4.- ESPECTRO RADIOELÉCTRICO. BANDAS DE FRECUENCIA El Espectro de frecuencias radioeléctricas es el conjunto de ondas radioeléctricas cuya frecuencia está comprendida entre 3 kilohertzios y 3.000 Gigahertzios. El espectro de frecuencias radioeléctricas se divide, de acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, Anejo al Convenio Internacional de Telecomunicaciones (R. 1986\1259), en las siguientes Bandas: Banda Gama de frecuencias Designación por su Frecuencia Ondas miriamétricas

3 a 30 KHz

Ondas kilométricas

30 a 300 KHz

LF

Ondas hectométricas

300 a 3.000 KHz

MF

Ondas decamétricas

3 a 30 MHz

HF

Ondas métricas

VLF

30 a 300 MHz

VHF

Ondas decimétricas

300 a 3.000 MHz

UHF

Ondas centimétricas

3 a 30 GHz

SHF

Ondas milimétricas

30 a 300 GHz

EHF

Ondas decimilimétricas

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(muy baja frecuencia) (baja frecuencia) (media frecuencia) (alta frecuencia) (muy alta frecuencia) (ultra alta frecuencia) (super alta frecuencia) (extrema alta frecuencia)

300 a 3.000 GHz

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Asimismo, puede definirse el Dominio público radioeléctrico como el espacio por el que pueden propagarse las ondas radioeléctricas. Las bandas asignadas para los servicios de radiodifusión de Radio y Televisión son las siguientes: Onda Larga Onda Media Onda Corta VHF UHF KU

0,15 – 0,285 Mhz 0,52 – 1,605 Mhz 2,30 – 26,1 Mhz Banda I 47 – 68 Mhz Banda II (FM) 87 – 110 Mhz Banda III 174 – 230 Mhz Banda IV 470 – 606 Mhz Banda V 606 – 862 Mhz FSS Banda inferior 10,9 –11,7 Ghz DBS 1,7 – 12,5 Ghz FSS Banda Superior 12,5 – 12,75 Ghz

Las bandas BIV y BV están destinadas al servicio de radiodifusión de Televisión Terrena. 1.5.- PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Las ondas de radio y TV son ondas electromagnéticas que se transmiten a la velocidad de la luz. Cuando una antena radia, crea a su alrededor un campo electromagnético cuya intensidad es función de la intensidad de corriente que circula por dicha antena. Este campo electromagnético va disminuyendo su intensidad a medida que nos alejamos de foco emisor. El valor con que se atenúa la señal conforme se distancia del origen (cuando se propaga) depende directamente de la frecuencia, de modo que cuanto mayor sea esta, mayor es la atenuación que va a sufrir. Las ondas radiadas por una antena pueden propagarse de dos formas distintas: • •

Por la superficie de la tierra Por el espacio

Dependiendo del tipo de emisión (Banda de frecuencia), se producirá un tipo u otro de propagación. Así pues se pueden dar los siguientes casos: a) Emisiones de onda larga: El tipo de propagación que se produce generalmente a esta frecuencia es del tipo de onda de superficie (Fig. 4).

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b) Emisiones de onda media: las propagaciones de este tipo de emisión pueden efectuarse por el espacio o por onda de superficie c) Emisiones de onda corta: con este tipo de emisión, la onda de superficie sufre una gran atenuación, por lo que la propagación más típica es la de onda de espacio (fig 5).

d) Emisiones en Banda I de VHF: el tipo de propagación puede ser de onda de espacio o de emisión directa rectilínea. e) Emisiones a frecuencias superiores a la banda III de VHF: la onda se propaga rectilíneamente (visión directa), por lo que cualquier obstáculo que se interponga puede limitar la potencia de recepción en gran medida (fig 6).

El alcance óptico de una emisión directa viene dado según la siguiente expresión: A = 3,6 (√ √ H+√ √ h) [en Km.] Donde H es la altura de la antena emisora en metros, h es la altura de la antena receptora en metros y 3,6 es un factor medio que varia según las condiciones atmosféricas (1,25 – 2,5). De la anterior ecuación se puede deducir que basta con subir la altura de la receptora para mejorar el alcance óptico de propagación (A)

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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1.5.1.1.5.1.- EFECTO DE LA TIERRA EN LA PROPAGACIÓN: Las características eléctricas de la tierra y su orografía influyen en la propagación de las ondas electromagnéticas. Al incidir una onda electromagnética sobre la tierra se produce una reflexión (fig. 7). La superposición de la onda directa y la reflejada da lugar a la llamada onda de espacio. La creación de la onda de espacio puede ser constructiva o destructiva en función de las fases de la onda directa y la reflejada, lo que puede resultar en variaciones apreciables de la potencia recibida respecto al valor esperado en espacio libre. La presencia de obstáculos y la propia esfericidad de la tierra limitan la visibilidad entre antena transmisora y receptora. Al incidir una onda electromagnética sobre un obstáculo se produce un fenómeno de difracción por el cual el obstáculo reiradia parte de la energía interceptada. La difracción posibilita la recepción aun en el caso de que no exista visibilidad, si bien con una atenuación adicional respecto al espacio libre (fig. 8). A frecuencias bajas la tierra se comporta como un buen conductor, por lo que es posible inducir corrientes superficiales sobre la superficie de la tierra. A estas corrientes superficiales está asociada la onda de superficie que podrá recibirse aunque no exista visibilidad entre las antenas (ver figura nº 4).

Directo

Reflejadoo

Fig. 7: Reflexión

1.5.2.1.5.2.- EFECTO DE LA ATMÓSFERA EN LA PROPAGACIÓN: La concentración de gases en la atmósfera introduce diferencias entre la propagación en el vacío y la atmósfera. La mayor concentración de gases se da en la capa más baja de la atmósfera, llamada troposfera, que se extiende desde el nivel del mar hasta unos 10 Km. de altitud aproximadamente.

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En condiciones atmosféricas normales la concentración de gases disminuye con la altura, lo que provoca una variación del índice de refracción de la atmósfera en función de la altura. Por tanto, la atmósfera constituye un medio de propagación no homogéneo lo que provoca una curvatura de las trayectorias de propagación o refracción. Además, la presencia de gases introduce atenuación, especialmente importante en las frecuencias de resonancia de las moléculas de oxígeno y del vapor de agua, que son los gases con mayor presencia en la atmósfera. Finalmente, incidencias meteorológicas como la lluvia pueden introducir atenuaciones adicionales en función de la frecuencia y la intensidad de la precipitación.

1.6.1.6.- INTENSIDAD Como decíamos en el punto 1.1.4.-, las ondas electromagnéticas que se propagan con cualquier señal de radiocomunicación tienen una característica fundamental que las difiere del resto de ondas. Esto es que se propagan a lo largo del espacio con dos niveles energéticos perpendiculares entre sí. Estos niveles son el vector campo eléctrico (E) y el vector campo magnético (B). Y decimos que son vectores porque tienen módulo, dirección y sentido. La dirección ya hemos dicho que es ortogonal y el sentido saliente del punto origen (fig. 9).

E

Sentido de propagación

B Fig. 9: representación de los vectores B y E

El módulo de esos vectores (la longitud de estos) en ese punto del espacio es el que va a indicar el nivel o valor del campo eléctrico o magnético. El nivel de señal que adopten los campos es lo que vamos a llamar como Intensidad de Campo, que puede ser eléctrico o magnético. En transmisiones vía radio normalmente nos va a interesar el nivel de campo eléctrico, que normalmente va a venir dado por “dBµV”. Para efectuar las medidas de este tipo de señal se emplean los analizadores o medidores de campo (fig. 10), que según el modelo de estos, nos pueden efectuar medidas de señales de varios tipos:

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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•

Medir la potencia de la señal digital en dBµV o dBm.

•

Medir el nivel de la señal analógica en dBµV o dBm.

•

Medir la relación digital portadora/ruido.

•

Funcionar como demodulador A/V sat

•

Ajustar la polarización cruzada del LNB.

•

Medir la B.E.R. (Bit Error Ratio)

•

Medir el margen de ruido de la señal en dB....

Fig. 10: Medidor de Campo

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

(Gentileza de ROVER)

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Capitulo

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La señal de televisión 2.1.2.1.- MODULACIÓN 2.1.1.2.1.1.- MODULACIÓN EN AMPLITUD (AM) En un sistema de modulación en amplitud, la señal senoidal portadora producida por un oscilador ve variada su amplitud de forma proporcional a la amplitud de la señal moduladora o información a transmitir.

Onda moduladora

Onda portadora

Amplitud modulada

En AM se producen dos ‘bandas laterales”, una de frecuencia igual a la frecuencia de la portadora mas la frecuencia de la señal moduladora y otra igual a la frecuencia de la portadora menos la frecuencia de la señal moduladora.

A BLI

Portadora

BLS

f Fp-Fm

Fp

Fp+Fm

Espectro de la señal modulada en amplitud

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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2.1.2.2.1.2.- MODULACIÓN EN FRECUENCIA (FM) En un sistema de modulación en amplitud, la señal senoidal portadora producida por un oscilador ve variada su frecuencia de forma proporcional a la amplitud de la señal moduladora o información a transmitir.

Onda moduladora

Onda portadora

Frecuencia modulada

El espectro de una señal modulada en frecuencia está compuesto por una raya espectral en la frecuencia de la portadora más una serie infinita de pares de rayas espectrales, simétricamente separados de la frecuencia de la portadora por distancias de números enteros la frecuencia de la moduladora.

A

f Fp-3Fm

Fp

Fp+Fm

Espectro de la señal modulada en frecuencia

2.2.2.2.- FORMACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA IMAGEN Una imagen está formada por un determinado número de puntos llamados elementos de imagen o “pixeles”. El tamaño y el número de elementos de imagen que entran a formar parte de la imagen es lo que va a definir la definición de la misma.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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Para que una imagen tenga definición hace falta muchos y pequeños elementos de imagen, tal y como ocurre en una fotografía, donde el nº de elementos de imagen son tantos y tan pequeños que apenas pueden ser distinguidos. Las imágenes ópticas captadas por la cámara se descomponen en elementos de imagen, los cuales se transforman en impulsos eléctricos, pero como no se pueden transmitir simultáneamente todos los impulsos eléctricos, pues serían necesarios tantos canales separados como elementos tenga la imagen, hay que transmitirlos sucesivamente, de modo que sólo se transmite un elemento por vez mediante la exploración de la imagen. Los impulsos eléctricos son radiados por la antena emisora, junto con la información audible. El receptor ha de convertir, de forma sistemática, dichos impulsos eléctricos en pequeños elementos para reconstruir otra vez la imagen completa, como asimismo ha de restablecer la información de sonido. Para recomponer la imagen, manteniendo el mismo orden y posición de sus elementos componentes, es necesaria una perfecta sincronización entre transmisor y receptor. La forma de realizar la exploración de la imagen en un televisor es similar a la forma en que el lector recorre una página impresa, leyendo letra a letra de izquierda a derecha y descendiendo de arriba abajo. De esta forma la imagen es descompuesta en miles de impulsos eléctricos que representan uno por uno los elementos de la imagen televisada. Una imagen completa de 625 líneas se llama cuadro. Cuando el haz alcanza el borde derecho del cuadro, la línea continua de la fig.1, se mueve muy rápidamente de derecha a izquierda descendiendo hasta alcanzar el principio de la línea siguiente, pero no se ve ninguna línea en la pantalla del tubo durante este movimiento ya que el haz de electrones ha sido extinguido (línea a trazos). A este intervalo de tiempo, durante el cual el haz de electrones se mueve de derecha a izquierda, se llama periodo de retorno o retrazado horizontal.

Fig. 1: Exploración sucesiva

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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2.2.1.2.2.1.- FRECUENCIAS DE LÍNEAS, CUADROS Y CAMPOS: a) Frecuencia de cuadro: según la norma Europea hay que barrer o explorar 25 cuadros en un segundo; por tanto, la frecuencia de cuadro es de 25 c/s. b) Frecuencia de campo: para evitar el parpadeo se efectúa una exploración entrelazada, con lo que un cuadro queda formado por dos campos y si un cuadro se transmite o explora en 1/25 de segundo, un cuadro se transmitirá o explorará en un tiempo mitad, es decir, en 1/50 de segundo. El tiempo de duración a esta frecuencia está dado por el valor inverso de la misma: Tv = 1 / fv = 1 / 50 = 20.000 µ s c) Frecuencia de líneas: es el nº de líneas que se transmiten o exploran en un segundo. Si el cuadro está formado por 625 líneas y en cada segundo se transmiten o exploran 25 cuadros, es que la frecuencia de líneas es de: 625 x 25 = 15.625 c/s siendo el periodo de esta frecuencia de: Th = 1 / fh = 1 / 15.625 = 64 µ s

2.2.2.- CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN UTILIZADO EN ESPAÑA:

Número de líneas Frecuencia de campo Número de imágenes por segundo Frecuencia de línea Ancho de banda de vídeo Ancho de canal de VHF Ancho de canal de UHF Subportadora de color Distancia entre portadoras de audio y vídeo Distancia portadora vídeo a borde inferior del canal Modulación de vídeo Modulación de audio Desviación de frecuencia Preénfasis Relación de aspecto Exploración

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

625 50 Hz 25 15625 Hz 5 MHz 7 MHz 8 MHz 4,43 MHz 5,5 MHz 1,25 MHz A.M. negativa F.M. +1- 50 KHz 50 µsg. 4/3 entrelazada

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2.3.2.3.- ANCHO DE BANDA DE UN SISTEMA DE TELEVISIÓN Existen diferentes estándares como pueden ser el B, el G o el I. Los estándares se diferencian generalmente por la distancia entre portadoras de vídeo, color y audio además de por sus niveles relativos. En España se utiliza cl estándar B para VHF y el G para UHF. Sus características pueden verse a continuación:

Pv

Pc

Ps

Pv: Portadora de Vídeo Pc: Portadora de Color Ps: Portadora de Sonido

Estandar B: § § § § § § §

Ancho de Banda: 7 Mhz Distancia entre Pv y Banda inferior: 1,25 Mhz Distancia entre Ps y Banda superior: 0.25 Mhz Distancia entre Pv y Pc: 4.43 Mhz Distancia entre Pv y Ps: 5.5 Mhz Diferencia en el nivel de señal entre Pv y Pc: 16 db Diferencia en el nivel de señal entre Pv y Ps: 10-13 db

Estandar G: § § § § § § §

Ancho de Banda: 8 Mhz Distancia entre Pv y Banda inferior: 1,25 Mhz Distancia entre Ps y Banda superior: 1.25 Mhz Distancia entre Pv y Pc: 4.43 Mhz Distancia entre Pv y Ps: 5.5 Mhz Diferencia en el nivel de señal entre Pv y Pc: 16 db Diferencia en el nivel de señal entre Pv y Ps: 10-13 db

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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2.4.2.4.- ESPECTRO. LA SEÑAL DE VÍDEO COMPUESTA.

Bandas

Canal

I

2 3 4 L1 L2 L3 FM S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 5 6 7 8 9 10 11 12 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20

Sub Banda II

S baja

III Banda Alta

S alta

Frecuencia Mhz 47 – 54 54 – 61 61 – 68 68 – 75 75 – 82 82 – 89 88 – 108 104 – 111 111 – 118 118 – 125 125 – 132 132 – 139 139 – 146 146 – 153 153 – 160 160 – 167 167 – 174 174 – 181 181 – 188 188 – 195 195 – 202 202 – 209 209 – 216 216 – 223 223 – 230 230 – 237 237 – 244 244 – 251 251 – 258 258 – 265 265 – 272 272 – 279 279 – 286 286 – 293 293 – 300

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

Port. Vídeo Mhz 48.25 55.25 62.25 69.25 76.25 83.25 105.25 112.25 119.25 126.25 133.25 140.25 147.25 154.25 161.25 168.25 175.25 182.25 189.25 196.25 203.25 210.25 217.25 224.25 231.25 238.25 245.25 252.25 259.25 266.25 273.25 280.25 287.25 294.25

Port. Sonido Mhz 53.75 60.75 67.75 74.75 81.75 88.75 110.75 117.75 124.75 131.75 138.75 145.75 152.75 159.75 166.75 173.75 180.75 187.75 194.75 201.75 208.75 215.75 222.75 229.75 236.75 243.75 250.75 257.75 264.75 271.75 278.75 285.75 292.75 299.75

Subp. Color Mhz 52.68 59.68 66.68 73.18 80.25 87.32 109.68 116.68 123.68 130.68 137.68 144.68 151.68 158.68 165.68 172.68 179.68 186.68 193.68 200.68 207.68 214.68 221.68 228.68 235.68 242.68 249.68 256.68 263.68 270.68 277.68 284.68 291.68 298.68

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Hiperbanda

IV

V

S21 S22 S23 S24 S25 S26 S27 S28 S29 S30 S31 S32 S33 S34 S35 S36 S37 S38 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

302 – 310 310 – 318 318 – 326 326 – 334 334 – 342 342 – 350 350 – 358 358 – 366 366 – 374 374 – 382 382 – 390 390 – 398 398 – 406 406 – 414 414 – 422 422 – 430 430 – 438 438 – 446 470 – 478 478 – 486 486 – 494 494 – 502 502 – 510 510 – 518 518 – 526 526 – 534 534 – 542 542 – 550 550 – 558 558 – 566 566 – 574 574 – 582 582 – 590 590 – 598 598 – 606 606 – 614 614 – 622 622 – 630 630 – 638 638 – 646 646 – 654 654 – 662 662 – 670 670 – 678 678 – 686 686 – 694 694 – 702 702 – 710 710 – 718 718 – 726 726 – 734 734 – 742

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

303.25 311.25 319.25 327.25 335.25 343.25 351.25 359.25 367.25 375.25 383.25 391.25 399.25 407.25 415.25 423.25 431.25 439.25 471.25 479.25 487.25 495.25 503.25 511.25 519.25 527.25 535.25 543.25 551.25 559.25 567.25 575.25 583.25 591.25 599.25 607.25 615.25 623.25 631.25 639.25 647.25 655.25 663.25 671.25 679.25 687.25 695.25 703.25 711.25 719.25 727.25 735.25

308.75 316.75 324.75 332.75 340.75 348.75 356.75 364.75 372.75 380.75 388.75 396.75 404.75 412.75 420.75 428.75 436.75 444.75 476.75 484.75 492.75 500.75 508.75 516.75 524.75 532.75 540.75 548.75 556.75 564.75 572.75 580.75 588.75 596.75 604.75 612.75 620.75 628.75 636.75 644.75 652.75 660.75 668.75 676.75 684.75 692.75 700.75 708.75 716.75 724.75 732.75 740.75

307.68 315.68 320.68 331.68 339.68 347.68 355.68 363.68 371.68 379.68 387.68 395.68 403.68 411.68 419.68 427.68 435.68 443.68 475.68 483.68 491.68 499.68 507.68 515.68 523.68 531.68 539.68 547.68 555.68 563.68 571.68 579.68 587.68 595.68 603.68 611.68 619.68 627.68 635.68 643.68 651.68 659.68 667.68 675.68 683.68 691.68 699.68 707.68 715.68 723.68 731.68 739.68

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55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

742 – 750 750 – 758 758 – 766 766 – 774 774 – 782 782 – 790 790 – 798 798 – 806 806 – 814 814 – 822 822 – 830 830 – 838 838 – 846 846 – 854 854 – 862

743.25 751.25 759.25 767.25 775.25 783.25 791.25 799.25 807.25 815.25 823.25 831.25 839.25 847.25 855.25

748.75 756.75 764.75 772.75 780.75 788.75 796.75 804.75 812.75 820.75 828.75 836.75 844.75 852.75 860.75

747.68 755.68 763.68 771.68 779.68 787.68 795.68 803.68 811.68 819.68 827.68 835.68 843.68 851.68 859.68

2.5.2.5.- SISTEMAS DE TELEVISIÓN 2.5.1.2.5.1.- CARÁCTERÍSTICAS CARÁCTERÍSTICAS DE LOS ACTUALES SISTEMASMAS DE TVC. A)

Comunes a) Uso de la cámara tricolor b) Uso del tubo tricromo e) Uso de la corrección de gamma 4 d) Uso del principio de luminancia constante e) Uso de la codificación y decodificación f) Uso de bandas compartidas por imbricación en la portadora de luminancia, de la subportadora de crominancia

B)

No comunes g) Tipo de transmisión de las señales de crominancia h) Tipo de modulación de la subportadora i)

Las características comunes se estiman en un 90%. Las no comunes difieren en un importante 10%:

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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Sistema NTSC PAL SECAM

g) h) simultánea QAM directa, con I/Q simultánea QAM alterna, con V/U secuencial FM, con v/u

Los sistemas PAL y SECAM, se basan en el sistema prototipo NTSC. 2.5.2.2.5.2.- SISTEMA NTSC El NTSC es el primer sistema de televisión en color compatible. Se basa en la transmisión simultánea y separada de las señales de luminancia y crominancia, con imbricación de las bandas de frecuencia de la modulación de color en la banda de luminancia, con transmisión del color en banda reducida, por modulación en cuadratura y demodulación síncrona

2.5.3.- SISTEMA PAL El sistema PAL surge como consecuencia de la corrección del error de fase diferencial (error de tinte en la pantalla del receptor) del sistema NTSC. Salvo pequeños detalles circuitales, es análogo al NTSC.

2.5.4.2.5.4.- SISTEMA SECAM Respecto al NTSC, también el SECAM comporta la mejora de los tintes falsos producidos por errores en la cadena de transmisión. Lo mismo que el PAL, se basa en la hipótesis de que la información de color no varía esencialmente de una línea a otra, y en que el ojo no percibe ninguna molestia “si la resolución vertical de crominancia se reduce en cierto grado”.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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Capitulo

3

La televisión digital 3.1. 3.1.-- DIGITALIZACIÓN DE LA IMAGEN Desde el principio de la televisión hasta hace poco tiempo siempre ha existido una tecnología analógica para la mayor a de los procesos que sigue la señal desde la producción hasta nuestros televisores. En la actualidad la realidad ha cambiado ya que la evolución de la tecnología ha permitido la migración hacia la tecnología digital. Ya que un sistema de televisión digital genera datos digitales y puesto que el receptor necesita trabajar con datos digitales, es lógico (y deseable) que el paso intermedio, que es la transmisión se haga también digitalmente. De esta forma todos los procesos, desde la captación hasta la exhibición se realizan en el dominio digital. Esto supone una serie de ventajas: •

Mayor potencia emitida: los canales digitales necesitan mucha menos potencia que los analógicos, para proporcionar prestaciones similares.

•

Mejor utilización del espectro: con la modulación digital es posible “repartir” la energía de la información de forma mucho mas regular sobre el ancho de banda disponible: esto permite utilizar niveles de potencia más pequeños, de manera que no se interfiere a los canales vecinos. De esta forma es posible recuperar los denominados “Canales Tabú”.

•

Más capacidad por canales de Información: imprescindible en los nuevos servicios de televisión digital, como Vídeo a la carta, o Vídeo casi bajo demanda.

•

Mayor calidad en recepción: siempre que no se superen unos ciertos limites, el canal de transmisión digital resulta “transparente” a la señal que transporta.

•

Más resistente a las imperfecciones del equipo o del canal: la calidad de la señal recibida depende, básicamente, de los parámetros de la norma de codificación, y es altamente independiente de la calidad de los equipos de transmisión.

•

Integración de vídeo, audio, voz y datos en un solo canal: en la transmisión analógica, los distintos tipos de información necesitan distintos tipos de portadoras. En la transmisión digital “todo son bits “ de manera que una misma portadora puede transportar cualquier tipo de información.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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El hecho de que pasar una imagen de vídeo de su formato analógico a digital supone un consumo de recursos de velocidad y ancho de banda sumamente elevado. En este proceso se siguen dos pasos principales que son el muestreo y la cuantificación. Haciendo unos números sencillos, supongamos el ancho de banda de un canal de televisión, 7 MHz. Según el Teorema de Nyquist, para poder reconstruir una señal analógica después de haberla convertido a digital es necesario que las muestras que se tomen de ésta, se tomen por lo menos al doble de velocidad de la componente frecuencial más alta de la señal. En este caso, sería necesario tomar 14.000.000 de muestras por segundo (14 MSPS). En la práctica no se pueden emplear velocidades de muestreo indiscriminadamente altas, ya que ésta determina la cantidad de información que se envía por segundo, y, por tanto, el ancho de banda necesario para su transmisión.

Señal

M uestreada

Tren de im pulsos

Proceso de muestreo de una señal analógica

Cada muestra se cuantifica con una serie de bits. Si se cuantifica con pocos bits, será una imagen con mucho ruido de cuantificación, o lo que es lo mismo, al recuperarla el efecto será el de una imagen pobre en la que los colores y la luminosidad no se ajustan a la realidad. Un número de bits razonable seria 8. con los cuales podemos manejar hasta 256 niveles diferentes. La señal muestreada es la señal analógica original de la que solo se transmiten ciertos valores, pero sigue siendo una señal analógica. Para convertirla en digital será necesario codificar digitalmente cada una de las muestras.

3.2.3.2.- CODIFICACIÓN. Esta codificación es función de la cuantificación elegida para cada nivel muestreado, entendiéndose como cuantificación el número finito de valores que se consideren para cada muestra.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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El circuito que codifica digitalmente la señal se denomina conversor analógico digital y en función de sus características (número de bits por muestra) se obtendrá la cuantificación elegida.

Señal Analógica a

Señal Digital

Muestreador

Conversor A/D

Conv. Paralelo Serie

fm

Así, si la cuantificación se realiza con un byte (8 bits) el número de valores que puede tener el nivel muestreado será de 28, es decir, 256 valores. La elección de la cuantificación depende del tipo de señal y de la calidad deseada, ya que este proceso aporta ruido, denominado ruido de cuantificación. Para una señal analógica de amplitud variable en el rango de +A/-A, se denomina paso de cuantificación (P): P = 2 A / 2n

(donde n es el número de bits elegidos por muestra.)

Una vez codificadas las muestras, se genera una trama de bits en serie cuya frecuencia depende del número de bits por muestra y de la frecuencia de muestreo. La tasa binaria es la cantidad de bits por segundo generados. Es decir, la frecuencia de bit. Si fm es la frecuencia de muestreo y n el número de bits por muestra, la tasa binaria será: Tb = fm x n 3.3.- COMPRESIÓN. SISTEMAS La compresión digital es importante debido a que no son prácticos la transmisión y el almacenamiento de la señal digital de vídeo a un coste razonable si no se reduce el ancho de banda. El proceso de digitalización (conversión de analógico a digital), puede realizarse más eficientemente si no se realiza un muestreo uniforme. Pensemos en el caso de una señal de blanco y negro estable. La calidad de la imagen se mantiene si utilizamos una técnica de “muestreo adaptativo”. El truco está en muestrear de un modo más preciso las partes de la imagen a las cuales es más sensible el ojo humano, mientras que se puede muestrear de un modo menos preciso las partes de la imagen a las cuales el ojo es menos preciso.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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El mismo proceso puede llevarse a cabo con una señal de color, pero la complejidad es mucho mayor ya que el ojo humano discrimina mucho mejor entre diferencias de colores que entre diferencia de luminosidad La compresión de la imagen es el proceso para reducir el número de bits requerido para representar una imagen. Comienza con un codificador, un dispositivo que realiza esencialmente tres funciones: •

Mapeador: cambia la información de píxeles por coeficientes matemáticos que son más fáciles de cuantificar y codificar (números).

•

Cuantificador: redondea los coeficientes a un conjunto menor de posibles valores.

•

Codificador: el codificador asigna una palabra “código” a cada salida del cuantificador.

La compresión de la imagen es posible dado que típicamente, un pixel depende de los valores de sus vecinos. Cuanto más dependencia exista, mayor compresión será posible. Por ejemplo, vistas grandes de un cielo sin nubes implica que es necesaria muy poca información para transmitir toda la imagen.

MAPEADO

CUANTIFICACIÓN

CODIFICACIÓN

Para reducir la cantidad de información, se aplican dos diferentes codificaciones que la comprimen: 3.3.1.- CODIFICACIÓN ESTADÍSTICA Esta codificación, previa a la codificación MPEG, se puede realizar debido al funcionamiento y definición del estándar para la televisión, donde los sincronismos de cuadro, los sincronismos de línea y los pórticos de sincronismo son claramente predecibles. Estos pueden codificarse de forma sencilla, de tal manera que no suponen un incremento apreciable de ancho de banda. 3.3.2.- CODIFICACIÓN MPEG El MPEG (grupo de expertos en imágenes en movimiento), toma las señales de audio y vídeo y las convierte en paquetes de información digital, de forma que puedan ser transportadas en redes de comunicaciones con mayor eficiencia. MPEG comprime las señales de audio y vídeo, desechando gran parte de la información redundante de las mismas, consumiendo menos ancho de banda y manteniendo la calidad de transmisión, desde la generación de la señal hasta la decodificación y presentación de la misma.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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La codificación MPEG determina una estructura de información de vídeo digital, audio y datos asociados. Normalmente, cuando se habla de televisión digital, se refiere al estándar MPEG-2, que es la continuación del MPEG- 1, desarrollado inicialmente para aplicaciones de CD interactivo. La codificación denominada MPEG-l reduce el estándar de televisión americano NTSC y los europeos PAL y SECAM al formato SIF (4:2:0 reducido). Aunque MPEG-l puede codificar imágenes hasta 4096 X 4096 pixeles y 60 tramas por segundo, muchas aplicaciones utilizan el formato llamado CPB (Constrained Patameter Bitstream — Limitador de flujo de bits), con una tasa binaria máxima de 1.86 Mbps (para aplicaciones en CD-i) y comprime adecuadamente la resolución SIF. MPEG2 es adaptable a diferentes técnicas de almacenamiento o medios de transmisión. Las señales de este tipo pueden ser enviadas sobre cualquier combinación de redes, incluyendo difusión directa por satélite (DBS), sistemas de distribución multicanal por microondas (MMDS), redes de telefonía local y a larga distancia, redes de televisión por cable y redes de televisión terrestre. La tarea básica de MPEG es tomar las señales de audio y de vídeo y convertirlas en paquetes de información digital, de forma que puedan ser transportadas en redes de comunicaciones con mayor eficiencia. MPEG comprime las señales, desechando gran parte de la información redundante de las mismas, consumiendo menos ancho de banda y manteniendo la calidad de transmisión, desde la generación de la señal hasta la decodificación y presentación de la misma. • Compresión de información de vídeo La compresión de la información de vídeo se realiza desde dos vertientes, espacial y temporal. La primera explota la existencia de información redundante dentro de una imagen y la pequeña sensibilidad del ojo humano al color, y la segunda se basa en el hecho de la alta correlación entre imágenes consecutivas. Mediante el uso combinado de ambas se consignen altos niveles de compresión. En cualquier caso se trata de conseguir que la pérdida de información sea imperceptible para el usuario, en función del nivel de calidad elegido. A continuación se exponen unas ideas básicas sobre compresión temporal y compresión espacial. §

Compresión temporal: las tramas de vídeo se dividen en regiones de 8x8 pixeles, llamadas bloques, y cuatro bloques forman a su vez un macrobloque de 16x 16 pixeles. Estos bloques y macrobloques, que no cambien en cuadros sucesivos, se agrupan formando rodajas para poder sincronizarlos y no se vuelven a codificar.

Esta estructura permite resincronizarse al receptor, en el caso de errores en transmisión, una de ellas comienza con una cabecera única.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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§

Compresión espacial: dos aspectos: 1. Eliminación de información no perceptible: el MPEG y JPEG aprovechan las características del ojo humano y eliminan la información que “no es visible”, como la información de color de alta frecuencia, el ojo es mucho más sensible a la luz que al color por su constitución fisiológica (mayor número de bastones que de conos). Cuando la información se restituye, el ojo no nota los cambios en la imagen por la pérdida de información. Por este motivo se elige un submuestreo de crominancia en función del servicio al que va dirigido. 2.Eliminación de la información redundante: las señales R, G, B, traducidas a los vectores Y, U y V de 1 pixel y conveniente muestreadas determinan la información del pixel.

Para realizar la compresión, los bloques son trasladados al dominio de la frecuencia espacial (H y V) mediante el uso de la transformada discreta del coseno. La transformación convierte los datos en una serie de coeficientes que representan las amplitudes de las funciones coseno en frecuencias crecientes. La transformada del coseno tiene la característica de concentrar la mayor parte de la información en un reducido número de coeficientes. Aplicando un proceso de cuantificación se eliminan los menos significativos reduciéndose considerablemente la información.

3.4.- MODULACIONES DIGITALES. 3.4.1.- MODULACIÓN DIGITAL QPSK Normalmente se emplea en sistemas de TV digital por satélite. Este sistema de modulación digital consiste en desfasar la portadora 90º, generando dos portadoras, una en fase (0º) y otra en cuadratura (90º), que se multiplican cada una de ellas por dos señales digitales. Sumando estos dos productos se obtiene la señal modulada en QPSK. I 0 / 180º 0º

Entrada RF

Σ 90º

Salida RF

0 / 180º

Q

Como las variaciones de fase son de 90º, los fasores están siempre perpendiculares o en “cuadratura”, por lo que a este tipo de modulación se le denomina también PSK en cuadratura o QPSK.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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Si quisiéramos transmitir en QPSK la secuencia 11011000101011, comenzaríamos por dividir dicha secuencia en “dibits” (conjuntos de dos bits): 11 01 10 00 l0 10 11. Con dos bits pueden obtenerse cuatro combinaciones, de forma que a cada combinación le corresponde uno de los cuatro posibles estados de fase: Bl 0 0 1 1

B2 0 1 0 1

FASE 0º 90º 180º 270º

De esta forma, los cambios de fase transmitidos seguirían la secuencia siguiente: 270º, 90º, 180º, 0º, 180º, 180º, 270º. Esto supone una ventaja enorme, puesto que al reducir el número de transiciones a la mitad, se reduce el ancho de banda necesario en la misma proporción. Podría pensarse en un modulador PSK de 8 fases, cada una espaciada 45º, donde cada estado de fase codificara 3 bits, o en un modulador de 16 fases capaz de transportar 4 bits por estado, etc. En realidad esto es perfectamente posible y de hecho existen moduladores de este tipo que se emplean en ciertas aplicaciones. El problema es que a medida que aumenta el número de fases validas, el demodulador debe ser capaz de discernir entre valores cada vez más próximos, de manera que pequeñas alteraciones de fase que pueden ser consecuencia de interferencias, retardos diferenciales de propagación, etc., pueden “confundir” al demodulador y alterar la información recibida. La modulación QPSK se puede representar mediante el diagrama de constelación:

Q

10

•

+

•

00 CUATRO ESTADOS DE FASE

I _

11

+

•

•

UN MÁXIMO DE DOS BITS CODIFICADOS

01

-

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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3.4.2.- MODULACIÓN DIGITAL QAM Normalmente se emplea en sistemas de TV digital por cable. La modulación QAM (Quadrature Amplitude Modulation) utiliza tanto la modulación o variación de amplitud como de fase. Por tanto, puede considerarse como una combinación de ambos tipos de modulación. Esto permite codificar muchos estados distintos en cada símbolo, lo que permite codificar muchos bits, incluso con muy baja frecuencia de símbolos. Canal I 0ª Atenuador lineal

0 / 180º Entrada Canal Q

Salida

Datos

Σ

Atenuador lineal

0 / 180º

90a Datos

Para incorporar los cambios de amplitud, es necesario añadir un atenuador lineal al codificador QPSK, de manera que cada uno de los fasores “I”-”Q” pueda también variar de amplitud. Si añadimos un atenuador lineal de dos estados, dispondríamos de 16 vectores en el diagrama “I”-”Q”. La representación gráfica de la siguiente figura muestra la localización de estos vectores, en el diagrama de constelación. En este caso tendríamos un 16 QAM, puesto que 2 4 =16. La modulación 16 QAM puede transmitir cuatro bits por símbolo, (4bps/Hz). Por símbolo se entiende la transmisión de un estado de fase y de amplitud.

Q 0000

• • • •

• • • • 16 QAM

• • • • Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

• • • •

I

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Si se aplica un atenuador lineal de cuatro estados a “I” y “Q” se obtiene un 64QAM con una eficacia de 6 bps/Hz. Por tanto, ¿Por qué no utilizar esquemas del tipo 256, l024...QAM? Pues porque antes o después se encontraría un punto en el que las desventajas superarían a los beneficios. En este sentido hay que considerar: •

Coste del equipamiento

•

Complejidad del equipamiento (especialmente del decodificador)

•

Sensibilidad al ruido.

•

Potencia de transmisión necesaria (para compensar el ruido).

3.4.3.- MODULACIÓN DIGITAL COFDM Normalmente se emplea en sistemas de TV digital terrestre. El principio básico de este sistema de modulación consiste en utilizar un nº grande de portadoras equiespaciadas en frecuencia y moduladas cada una de ellas en QPSK o QAM, de forma que toda la información a transmitir se reparte entre ellas. Todas las portadoras utilizadas ocuparán el ancho de banda del canal de transmisión (8 Mhz) y cada una de ellas formará un subcanal, de forma que la suma de las informaciones contenidas en cada uno de estos subcanales será igual a toda la información que se desea transmitir. Una de las características más importantes de la modulación COFDM, es la introducción de un tiempo que se denomina “intervalo de guarda” (tg) entre cada dos símbolos COFDM consecutivos. Durante el tiempo útil, todos los transmisores de la red emiten, sincronizadamente y en digital-paralelo un “símbolo”, es decir, una parte de los bits que constituyen el flujo de transporte del múltiplex. El receptor más cercano capta este símbolo y espera, antes de evaluarlo, a que transcurra el intervalo de guarda. De este modo el receptor puede evaluar también los ecos que le llegan e interpretarlos como señales útiles y no como interferencias. Cuanto mayor sea “Tg” mayor será la separación física que puede permitirse a los transmisores. El tiempo total dedicado a la transmisión de cada símbolo es: Tt = Tu + Tg, y puede llegar a 1 ms. El tiempo útil ‘Tu” está inversamente relacionado con la separación de frecuencia que pueden tener entre sí las portadoras individuales de cada símbolo. Tales portadoras pueden modularse en QPSK o QAM.

Tipo A: Parte I: Conceptos Básicos.

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IK QK = 10

IK QK = 11

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

Q

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

• • • •

IK QK = 00

I

IK QK = 01

En el sistema DVB-T se contemplan dos variantes para la difusión: una de 1.705 portadoras (conocida como 2K) y otra de 6.817 portadoras (8K). La variante 2K es adecuada para “redes de frecuencia dual” (DFN), donde los transmisores trabajan a una frecuencia distinta a la de los reemisores, mientras que la variante 8K se adapta mejor a las “redes de frecuencia única” (SFN) en grandes territorios, es decir, permite la cobertura de un país como España utilizando la misma frecuencia para los emisores y reemisores de la señal. Los receptores de la variante 8K pueden decodificar las transmisiones 2K, pero no al revés. La elección de la duración del tiempo de guarda es un aspecto crítico. Por un lado, cuanto mayor sea este tiempo de seguridad, mayor podrá ser la dispersión de los retardos, sin que se produzca interferencia intersimbolos (ISI), lo cual se traduce en mayor distancia entre los transmisores. Por otro lado, el tiempo de guarda es un intervalo muerto, en el sentido de que no se emplea para enviar información, con el consiguiente desaprovechamiento del canal. En la modulación COFDM, hay que encontrar una solución de compromiso entre los distintos parámetros. La parte “útil” de la duración del símbolo (por símbolo se entiende el conjunto de datos que se emiten simultáneamente en el conjunto de portadoras) (Tu) que permanece después de que el receptor ha ignorado la señal durante el tiempo de guarda (Tg), esta directamente relacionada con el espaciado entre portadoras individuales, siendo justamente, la inversa. Si por ejemplo, el intervalo de guarda se elige de manera que la máxima diferencia en longitud de ¡a vía de transmisión desde dos transmisores adyacentes al receptor sea de 60 Km (Tg = 60 Km/300.000Km/s = 200 µs) y sí se selecciona como duración total del símbolo 1 ms, entonces el tiempo útil será de 800 µs y el espaciado de las portadoras individuales será de 1,25 KHz (1/800 µs). En un canal con ancho de banda de 8 MHz podrán acomodarse 8MHz/l,25KHz = 6.000 portadoras que podrán estar presentes en paralelo para repartirse la totalidad de los datos

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de transmisión. Si cada portadora individual esta modulada con un sistema, por ejemplo, 16 QAM, cada “estado de portadora” podrá transportar 4 bits. Por tanto: 6.000 portadoras emitiendo en paralelo durante 1 ms en 16 QAM 6.000 x 10 3 x 4 = 24 Mbits/s 4 ó 5 canales de televisión SDTV o 1 canal HDTV

En COFDM los datos son intercalados en frecuencia (los paquetes de datos “saltan” de una portadora a otra), así como temporalmente (datos que son adyacentes en la imagen no se transmiten ordenadamente uno detrás de otro. De esta manera, las posibles ráfagas erróneas se convierten en errores aislados. Puesto que los datos son diseminados en frecuencia, en el caso de que alguna de las portadoras se pierda, los datos se mantendrán intactos. Los datos perdidos, podrán derivarse a partir de los contenidos en las portadoras restantes.

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Introducción Podríamos definir una instalación de recepción de TV como todos aquellos dispositivos, mecánicos o eléctricos que intervienen en la recepción de una señal y posterior canalización al receptor de televisión en óptimas condiciones. Dicho así parece una obra muy sencilla, pero debido al gran avance de las comunicaciones (digitales o analógicas) (terrestre, cable o satélite) y a la exigencia cada vez mayor del usuario (los televisores son parte esencial de nuestras vidas y cada vez tienen mas prestaciones), se está convirtiendo en una obra que solo pueden realizar personas cualificadas que previamente han estudiado los diferentes sistemas de recepción y canalización. Ahora bien, tan importante es conocer los sistemas de recepción y tratamiento, como los materiales que intervienen en su ejecución. Este capitulo trata de ensamblan los dos puntos anteriores, para que de una manera sencilla, conozcamos que material tenemos que instalar en cada punto de nuestro “sistema de tratamiento y recepción de TV”.

Tipo A: ParteII: Televisión Terrestre.

1

Capítulo

1

La Recepción de Televisión Terrestre Analógica Básicamente podríamos dividir las instalaciones de antenas terrestres en dos grandes grupos: •Instalaciones individuales: De una o varias tomas y pertenecientes a un solo usuario. •Instalaciones colectivas: Varias tomas y referidas a una comunidad de vecinos. En ambos casos podemos dividir la instalación: Sistema captador de señales. Equipo de cabeza. Red de distribución.

SISTEMA

CAPTADOR CAPTADOR

EQUIPO DE CABEZA

RED DE DISTRIBUCIÓN

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1.1. SISTEMA CAPTADOR DE SEÑALES. Es el conjunto de dispositivos encargados de recibir las señales de TV radiadas por los Transmisores (emisores y reemisores), que convertidas en ondas electromagnéticas se propongan en el aire a una velocidad de 300.000Km/sg. La ubicación de estos equipos se encuentra en el exterior del inmueble, generalmente en el tejado o azotea del edificio. Se compone de los siguientes dispositivos: •Antenas •Preamplificadores 1.1.1.- ANTENAS La antena Receptora es el elemento encargado de convertir la energía electromagnética procedente del transmisor en una señal eléctrica que sea “entendible” por el receptor de televisión. Básicamente una antena receptora se puede representar por un generador con una impedancia interna. Ri

Ve

La norma de Televisión establece que la impedancia de entrada y salida de todos los elementos activos y pasivos simétricos sea de 300Ω, que es el caso de las antenas utilizadas normalmente para la recepción de televisión, como el cable coaxial de bajada tiene una impedancia de 75Ω, necesitamos un adaptador de impedancia denominado “Balum”. El Balum se encuentra alojado en el interior de la caja de conexiones de la antena y permite conectar el dipolo con el cable de bajada en optimas condiciones. En algunos casos, y siempre en instalaciones individuales, para el funcionamiento normal de un televisor, es suficiente colocar una antena interior si el televisor está en las proximidades de la emisora, o bien si la señal es suficiente y no se encuentran obstáculos importantes entre la emisora y el televisor. De todas formas, es aconsejable recurrir al empleo de antenas colocadas en el exterior, con las que se obtienen mejores rendimientos de nuestro aparato de TV. Básicamente las características que debe cumplir una antena de TV son las siguientes: •

Poseer una buena captación de señal. En particular en las zonas alejadas del Transmisor donde la ganancia debe ser la mayor posible.

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•

Evitar la captación de señales reflejadas en edificios, montes, etc..., que son causa de imágenes "fantasmas" o múltiples, esta característica se denomina directividad.

•

Evitar reflexiones de señal en el propio sistema, dimensionando la antena convenientemente.

•

Debe captar el mínimo posible de interferencias y señales no deseadas.

•

Debe ser útil para captar el mayor número de canales, siempre y cuando no sea un inconveniente para el normal funcionamiento de todo el sistema.

•El dipolo: La antena debe satisfacer ciertas características que permitan obtener una señal de intensidad suficiente para el canal que sea posible captar en la zona donde este situada: en particular será necesario un elemento distinto (llamado dipolo) para captar la señal de cada canal. El dipolo tiene una longitud que corresponde a la mitad de la onda irradiada, y posee la característica de ser directivo, o sea, que para poder captar la máxima intensidad de señal se debe orientar exactamente en dirección al punto de procedencia de la propia señal. El dipolo es el elemento esencial (a el se halla conectada la línea de bajada), generalmente se utiliza el dipolo plegado que tiene mayor anchura de banda. λ/2

La longitud de la antena viene determinada por la frecuencia de emisión que debe captar λ=300/f Siendo f la frecuencia de recepción en Mhz, así pues para una frecuencia de 703 Mhz (canal 50) tendremos que: λ=300/f = 300/703 = 0.42m Como el dipolo es una antena de media onda, su longitud eléctrica será: L = λ/2 = 0.42/2 = 0.21m En los párrafos anteriores hemos calculado la longitud eléctrica de un dipolo, la cual no corresponde con la longitud física real, ya que debido a la influencia de los puntos aislantes de sujeción, los cuales no son aislantes perfectos la longitud física real del dipolo se reduce aproximadamente un 5 por 100 con respecto a la longitud eléctrica.

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L = 0.21-(0.58 x 5 /100)=0,18m La antena esta dotada, además, de otros elementos que contribuyen a una mejor recepción de la señal y que serán descritos mas adelante. 1.1.2.1.1.2.- CARACTERÍSTICAS DE UNA ANTENA Al determinar el tipo de antena para una instalación determinada hay que tener en cuenta numerosos factores: a) La frecuencia de los canales: En virtud de acuerdos internacionales las emisoras de televisión deben irradiar señales comprendidas en ciertas gamas de frecuencias predeterminadas, llamadas bandas de frecuencia. Cada banda puede admitir la transmisión de diversas señales de televisión, cada una de las cuales ocupa una parte determinada de la banda llamada canal. El margen de frecuencias sobre la que una antena puede trabajar se denomina ancho de banda, y esta íntimamente relacionada con la longitud de las varillas del dipolo. b) Ganancia y atenuación. La ganancia es la característica que define en que magnitud se incrementa el nivel de la señal en determinados puntos de la instalación, con referencia al nivel de entrada. Otro es, en cambio, el significado de, ganancia de antena, que es la relación entre la tensión máxima captada por la antena y la tensión máxima captada por un dipolo sencillo: gdb = 20 log (Vantena/ Vdipolo) La atenuación indica, por el contrario, la disminución del nivel de la señal en determinados puntos de la instalación, respecto al de entrada: constituye un caso típico la presencia de un largo tramo de cable o de elementos atenuadores (resistencias). La ganancia y atenuación se mide en decibelios c) Directividad. Es la capacidad de una antena de concentrar la potencia radiada en una determinada dirección del espacio o, inversamente, la capacidad de absorber la potencia incidente en esa dirección. La directividad nos indica con que ángulo puede recibir una antena. El ángulo de apertura nos indica los puntos en lo que la ganancia de la antena decrece 3dB respecto al valor máximo. Es en este ángulo donde se considera que la señal captada es la adecuada y se encuentra en optimas condiciones. Cada parte del diagrama de radiación formado por la antena se denomina lóbulo.

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Se puede medir la directividad de una antena determinando la intensidad que capta procedente de un determinado Transmisor, al tiempo que se gira la antena sobre su soporte, obteniendo así un diagrama polar o de cobertura. d) Ancho de haz. Es el ángulo formado por los dos ejes imaginarios de unión de la antena con los puntos donde la ganancia ha caído 3db respecto del punto máximo de radiación. e) Relación delante/atrás. Es la relación entre la ganancia de la antena en la dirección máxima de radiación normalmente 180º, y la ganancia de la antena en cualquier otra dirección de máxima radiación comprendida entre 90º y 270º f) R.O.E. (relación de onda estacionaria). Es una medida del grado de adaptación entre la antena (carga del circuito) y la impedancia del propio circuito. g) Impedancia. La impedancia de una antena, al ser un elemento simétrico es de 300Ω, por lo que necesita de un adaptador denominado “Balum”. h) Carga al viento. Nos indica el efecto del viento sobre la antena. El fabricante generalmente la expresa para una velocidad de 120Km/h (altura de la antena inferior a 20m) y de 150Km/h (altura de la antena desde el suelo superior a 20m).

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1.1.3.- TIPOS Atendiendo a su constitución física las podemos dividir: a) Antenas yagi Las antenas Yagi están formadas por un elemento captador llamado dipolo, un reflector y uno o varios elementos directores. La función del dipolo es de captación de la señal y tendrá las dimensiones adecuadas para que resuene a la frecuencia del canal a recibir. El reflector colocado detrás del dipolo impide en mayor o menor medida la recepción posterior y refuerza la anterior. Este reflector puede ser sencillo, doble o incluso puede ser una especie de pantalla metálica para aumentar su eficacia. Los directores que se colocan delante del dipolo estrechan el haz o lóbulo de recepción a la vez que lo prolongan. De esta forma se consigue recibir a mayor distancia y, al ser la antena más directiva, se pueden eliminar con mayor facilidad las señales laterales indeseables, aumentando al mismo tiempo la ganancia de la misma.

b) Antena Panel Otra estructura muy utilizada en la recepción de señales de TV terrena es el llamado Panel de Dipolo apilados. Consiste esta estructura en un número par de dipolos (generalmente 2 ó 4), separados de tal forma que se suman los efectos de los dipolos consiguiéndose una antena de ganancia media y un buen ancho de banda.

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Dipolos

Cortesía de ALCAD Reflector

c)Antenas logarítmicas-periódicas. Esta antena está formada por una serie de dipolos activos, cada uno sintonizado a una frecuencia distinta. Se utilizan es instalaciones individuales donde el nivel de señal es bueno, ya que su ganancia es sensiblemente inferior a las antenas Yagi.

Cortesía de ALCAD * Atendiendo al número de canales que es capaz de sintonizar las podemos dividir en: a)Banda única Solo sintonizan una sola banda y pueden ser: a) Banda I. b) Banda II o FM. c) Banda III. d) Banda UHF.

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Antena de FM (Cortesía de ALCAD) b)Multibanda o banda ancha Preparadas para sintonizar varias bandas. c)Monocanales Preparadas para sintonizar un canal o un grupo de canales.

1.1.4.- CARACTERÍSTICAS DE CONSTRUCCIÓN Muchos factores concurren en la valoración de la bondad de una antena: no hay que olvidar, sin embargo, que para dicha valoración no basta con las características mecánicas o el aspecto exterior de la antena. Entre los elementos que se deben tener en cuenta figuran, por ejemplo: . -Los extremos de los tubos pueden estar aplastados o abiertos y, en este caso, deben de estar provistos de tapones de plástico para que no pueda penetrar el agua que, al helarse, los rompería. Préstese atención a no perder u olvidarse de colocar los tapones de cierre; -La estructura debe ser de aluminio, ya que éste no sufre la acción corrosiva de los agentes atmosféricos sobre los metales sino que, al oxidarse, se auto protege en lugar de corroerse: ahora bien, el óxido de aluminio es aislante y por lo tanto puede originar interrupciones en la continuidad eléctrica entre los diferentes elementos. Se encuentran en el comercio aleaciones de aluminio y de otros metales ligeros que no dan lugar a este inconveniente; -Para evitar la corrosión electrolítica en el punto en que dos metales distintos están en contacto, particularmente con el cobre de los conductores de bajada, se debe disponer de terminales hechos de metal galvanizado o cadmiado, o bien de placas de adaptación bimetálica, de aluminio-cobre. -Los tornillos y las tuercas de conexión a la antena estarán galvanizados o cadmiados.

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1.1.5.- ELECCIÓN DE LA ANTENA. A la hora de elegir una antena tenemos que tener en cuenta: •Número de canales a recibir: Para recibir los distintos canales utilizaremos una antena de canal para VHF, supuesta la existencia de dicho canal en VHF, y una antena banda ancha para la recepción de los canales de UHF.(No se recomienda las antenas mixtas o multibanda). •Suele suceder que los canales de UHF a recibir se encuentren cercanos unos de otros en cuyo caso recurriremos a una antena por grupo de canales. •A veces es necesario la utilización de dos antenas para los canales de UHF, esto es así cuando los canales se reciben de direcciones distintas o cuando un canal tiene un nivel de señal muy bajo y requiere la utilización de una antena de mayor ganancia y un preamplificador, en cuyo caso utilizaremos antenas que tengan una alta directividad. •Reflexiones y dobles imágenes: Un problema que hay que tener en cuenta es el problema de dobles imágenes. Suele presentarse en ciudades, donde el fenómeno de la reflexión como consecuencia de los edificios de hormigón armado es muy acusado. Para evitar este problema ha de recurrirse a antenas de alta directividad. Si la utilización de una antena directiva no basta, se puede intentar girar la antena un pequeño ángulo respecto a su dirección de apuntamiento óptimo con objeto de que la onda reflejada sea recibida por la antena en una dirección donde la ganancia de la antena es muy baja.

Puede haber casos en que el eliminar la onda reflejada requiere un giro muy grande de la antena, lo que conlleva una gran pérdida de ganancia en la dirección de recepción de la señal deseada. En este caso se recomienda la utilización de dos antenas acopladas. Existen dos formas de acoplo cada una de las cuales se traduce en un determinado efecto.

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Se recurrirá al acoplamiento horizontal cuando se pretendan eliminar reflexiones horizontales provenientes de montañas, edificios, etc., es decir, cuando la señal interferente defiere muy poco de la señal principal.

Cortesía de Televés Para calcular la distancia entre las dos antenas del acoplamiento recurriremos a la siguiente expresión: D = (λ/2)/senα0 ; donde senα0 es el ángulo existente entre la interferencia y la dirección principal. En la practica no se pueden eliminar interferencias con 5º de diferencia entre ambas señales. Por el contrario se recurrirá al acoplamiento vertical cuando interese eliminar ondas reflejadas verticalmente, es decir, reflexiones en el suelo, en tejados de edificios más bajos, etc.., en este caso separaremos las antenas entre sí 1m aproximadamente para disminuir el ángulo de abertura y eliminar la interferencia (este acoplamiento supone un incremento de la ganancia en 3 dB).

Cortesía de TELEVÉS

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En el caso de que la interferencia proceda de atrás, no vale ninguno de los acoplamientos anteriores, la solución pasa por montar las antenas en horizontal pero desplazando las antenas λ/4 respecto de la frecuencia interferente.

λ/4

L+(λ/4)

Y

MEZCLADOR / ACOPLADOR

L

• Ganancia : Depende del nivel de señal que llegue, para ganancias pequeñas se utilizarán antenas tipo panel o logarítmicas, para ganancias altas hemos de utilizar antenas yagi en sus diferentes versiones. 1.1.6.- REGLAS PARA LA INSTALACIÓN DE LAS ANTENAS RECEPTORAS. Una vez diseñado el sistema captador de señales haremos ahora el conexionado y la instalación física de las antenas para lo que tendremos en cuenta las siguientes consideraciones: • Hay que hacer notar que para evitar posibles interferencias o dobles imágenes debido a un mismo canal recibido por varias antenas, no se puede conectar entre sí las entradas de los módulos amplificadores alimentados por distintas antenas. •Procurar evitar la existencia de obstáculos en la orientación de la antena que pudieran obstaculizar la recepción de la señal transmitida.

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• Procurar no colocar la antena en el lado de calles con mucho tráfico, anuncios luminosos, etc., que son causa de innumerables interferencias.

• En el caso de que en el tejado de la casa haya varias antenas para distintos usuarios, habrá que respetar una distancia ente ellas de por lo menos 3 m. y una diferencia de altura de al menos 1m. La impedancia puede verse alterada por la vecindad de otras antenas o estructuras metálicas.

•Si en las cercanías hubiera líneas eléctricas, mantener la antena separada al 20 m. de la misma. •Cuando se coloquen varias antenas en un mismo mástil, éstas irán colocadas a una distancia de un metro entre ellas y dos al tejado. •La instalación debe estar puesta a tierra, estando así protegida contra el peligro de los rayos o contra cualquier carga electrostática. •La longitud de cable entre cada dispositivo de la instalación será realizado en un solo trozo. Bajo ningún concepto se realizaran empalmes consistentes en la unión física de los componentes del cable coaxial, si el empalme fuera necesario se harían con el material adecuado.

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•Las bridas o puentes sobre el cable no se apretarán excesivamente, evitando la deformación del mismo (recordemos que la señal resultante que baja por el cable coaxial posee una elevada frecuencia y cualquier deformación en el cable supondría un aumento en su atenuación). 1.1.7.- LA INSTALACIÓN DE LAS ANTENAS RECEPTORAS. Las antenas receptoras, se montaran generalmente sobre un mástil de sección adecuada y que resista la presión del viento. Los mástiles de soporte para la antena deben tener una estructura mecánica lo bastante robusta como para resistir los esfuerzos originados por el viento sobre el conjunto de las antenas y estarán hechos de un material adecuado para resistir a la oxidación y corrosión. La longitud y sección del mástil dependen del número de antenas previstas y de la separación entre ellas. La sección debe aumentarse de forma adecuada en aquellas instalaciones hechas en zonas donde es previsible la formación de hielo en las antenas. Al mástil se les deberá de dotar de un tapón para evitar que entre agua o cualquier otro agente extraño. Los mástiles pueden sostenerse por sí mismos o estar arriostrados; estos últimos son particularmente indicados cuando se trata de antenas muy altas o instaladas en zonas barridas por el viento. Se deberán colocar por lo menos tres vientos en cada nivel(unión de dos mástiles) dispuestos a 120° entre sí y con una inclinación tal que formen un ángulo de 30° respecto a la vertical del mástil. Los anclajes (tornillos y pletinas) de los cables se fijarán a puntos en los que, a ser posible, exista una estructura (viga o pared) que tenga una resistencia conveniente. El extremo superior de los vientos se fijara a un soporte de vientos, dispuesto a menos de 2 metros de la cima del propio mástil permitiéndole así girar libremente. A fin de que dichos accesorios resistan a la corrosión de los agentes atmosféricos es necesario someterlos a un tratamiento anticorrosivo (galvanizado). Los vientos, de cable de acero no deberán estar excesivamente tensos, y se emplearan para este caso los tensores apropiados. Las dos garras soporte de los mástiles de antena, irán embutidas convenientemente en una pared lo suficientemente sólida para soportar toda la estructura. Deberán de ir separadas como mínimo 50 cm una de otra. El conjunto resultante deberá ponerse a tierra convenientemente con un hilo eléctrico de sección de al menos 6mm2 Cuando se necesite una altura de antena lo suficientemente grande para sobrepasar los 6 metros máximo de altura (según norma) que nos pueden dar dos mástiles de tres metros unidos deberemos de recurrir al empleo de torretas que se instalaran siguiendo las instrucciones del punto que a continuación detallamos.

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1.1.8.- LA INSTALACIÓN DE LAS TORRETAS SOPORTE DE ANTENAS. Las instrucciones que daremos a continuación sobre el montaje de la torre soporte del sistema receptor, son las eminentemente prácticas, que se necesitaran para llevar a buen término el trabajo, dejando aparte los, cálculos estructurales, que son propios de la memoria de un proyecto. Es de resaltar, la importancia de seguir cuidadosamente todas y cada una de las instrucciones que se dan para su realización. No debemos olvidar que la torre ha de estar expuesta a las mayores inclemencias del tiempo, soportando a veces, vientos muy fuertes, que han de poner a prueba su resistencia física. Si los puntos de anclaje de los vientos, están situados en los sitios adecuados, los cubos de hormigón en el lugar donde deben de estar empotrados y correctamente dimensionales; los cables que se utilizan para arrostrar, son suficientemente resistentes y están perfectamente situados y sujetados; los tramos de la torre fuertemente enlazados y apoyados en una zapata de hormigón de dimensiones adecuadas a su altura y peso, tendremos la seguridad de haber montado una torre que desafiará al mayor vendaval. a) Situación. La torreta la situaremos sobre una superficie lo más regular posible, situando su base en el centro de un círculo imaginario en el que han de colocarse los puntos de anclaje. El radio de ese circulo, estará en función de la altura de la torre: a mas altura, mayor longitud de su radio. En general se puede calcular el radio, igualándolo a la mitad de la altura de la torre, de forma que si esa altura fuera de por ejemplo 30 metros, el radio de la circunferencia sería de 30/2=15 metros. Ahora tenemos que determinar los tres puntos de anclaje de los vientos, que los situaremos simétricamente, es decir, estarán separados uno de otro en 360/3=120º. Esta distancia se debe respetar rigurosamente, puesto que de ello depende la seguridad de la sujeción de la torre. La base de la torreta y los puntos de sujeción de los vientos, deberán de embutirse en sendos cubos de hormigón. Esta obra deberá ser hecha con una anticipación tal, que en el momento de montar la torre, este perfectamente fraguado el hormigón. Todos los cubos deben de estar con el plano superior, sobresaliendo del terreno (tejado o suelo) unos 10 cm. b) Dimensiones del apoyo y anclajes. Las dimensiones del cubo de apoyo de la torreta, deben de estar en función de su altura y de la consistencia de la superficie donde se instale. Indudablemente, cuanto mayor sea la altura de 1a torre, mayor será el peso soportado y la presión que el viento ejerce sobre su estructura. En cuanto al terreno, depende de que este constituido por tierra vegetal, arcilla, grava, cemento etc. A mayor peso o menor consistencia del terreno, es lógico que el cubo deberá ser, de dimensiones más generosas. Un cálculo aproximado de su volumen, puede ser el mostrado en la siguiente tabla:

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ALTURA DE LA TORRE(m) 10 20 30 40 50

DIMENSIONES DEL CUBO (cm) 40x40x50 60x60x50 90x90x50 100x100x60 115x115x60

De forma parecida, hay que proceder con las dimensiones de los cubos que encarcelan los anclajes de los vientos. Cuanto mayor sea la altura de la torre, también serán mayores las tensiones que se produzcan sobre los anclajes, y por lo tanto, también deben ser mayores las dimensiones del cubo que lo contiene. Un cálculo aproximado de su volumen, puede ser el mostrado en la siguiente tabla: ALTURA DE LA TORRE(m) Hasta 20 m Hasta 35 m Hasta 50 m

DIMENSIONES DEL CUBO (cm) 85x85x70 100x100x80 120x120x90

120º

Punto de Anclaje

120º

Torreta

120º

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Detalle de la zapata o cubo de hormigón para el encarcelado de la base de la torreta

Detalle de la zapata o cubo de hormigón para el encarcelado del anclaje de los vientos

c) Montaje Los tramos de que estará compuesta la torre, tienen una longitud media de tres metros y un tramo final o puntero de metro y medio aproximadamente. Esto nos da unas grandes posibilidades de elegir, la altura que deseemos en función de nuestras necesidades. Para realizar su montaje, tenemos dos posibilidades: una es la de su montaje tramo a tramo, a partir de la base, y la otra, es la de montarla horizontalmente sobre el terreno y una vez terminada, elevarla mediante la pluma de una grúa. En este segundo caso, al mismo tiempo que se van montando los tramos entre sí, también se deberán colocar los vientos, a razón de un sistema por cada tres tramos (nueve metros). En cuanto a la modalidad de montaje tramo a tramo, puede ser de gran utilidad encargar a un herrero la construcción de una pértiga, su longitud deberá de ser de unos cuatro metros y medio, y se le deberá de dotar en un extremo, de dos ganchos de sujeción (Fig. 1), con una separación de aproximadamente 1,25 metros, y en el otro extremo de una polea por donde pasará una cuerda a la que se ataran los tramos para ser izados (Fig.2). Una vez elevado el tramo, de forma que su extremo inferior quede por encima del que ya esta colocado, la persona que este subida a la torre, solamente tiene que encarar base con base; roscar el extremo de la superior a la inferior, y apretarlas fuertemente.

Figura 1:detalle de la pértiga a utilizar para izar los tramos de torre

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Figura 2:detalle del izado de un tramo de torre

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Seguidamente se desenganchara la pértiga y se subirá para colocarla en el extremo de la sección montada y se volverá a proceder de la misma forma con el tramo siguiente. Siempre que tengamos dos tramos montados, a partir de la base, o de los últimos vientos, es muy conveniente sujetarlos provisionalmente a los tres puntos de anclaje. Esta sujeción por su carácter de temporal, se puede realizar con cuerdas, siempre que sean lo suficientemente resistentes, y en el momento que se tengan montados tres tramos, se colocaran los vientos definitivos que deben de ser de cable acerado, y de 4 a 5 mm. de diámetro. Los cables de los vientos, deberán de ir provistos en su parte inferior, de tensores para que una vez que tengamos terminado todo el conjunto de la torre, proceder a obtener su verticalidad y su inmovilidad. Una vez que haya quedado montado el conjunto de torreta se procederá al montaje del mástil soporte de antenas en el puntal de la torreta, para su montaje procederemos de forma análoga al montaje de un tramo de torre. Una vez montado todo el “conjunto” se procederá a darle una capa de imprimación contra la corrosión, poniendo especial atención en recubrir los puntos en que se pueda quedar agua retenida. Cuando esta capa este completamente seca, se deberá de pintar con un buen esmalte, dividiendo la altura total en siete partes pintándolas alternativamente en rojo y blanco, empezando y terminando por el primer color. También es preceptivo, que a partir de los 45 metros, se coloque un balizamiento nocturno, que consistirá en tres lámparas de color rojo; situadas en el centro del mástil, y de otras tres al final del último tramo superior. Estas lámparas se podrán conectar a la red eléctrica, a través de un sistema automático de encendido y apagado, gobernado mediante una célula fotoeléctrica. Así mismo deberá de quedar colocado el cable de seguridad preceptivo en estos casos. 1.1.9.- PREAMPLIFICADORES Digamos que la misión más importante de un preamplificador es recoger la señal proveniente de la antena y sin añadir ruido (baja figura de ruido)(el ruido añadido será el ruido térmico generado por los diversos dispositivos. El parámetro que mide la cantidad de ruido añadido por un dispositivo se denomina temperatura y se mide en 0K) aumentar el nivel de señal para que pueda ser tratada por los siguientes dispositivos. Definimos así un parámetro fundamental denominado Señal/Ruido, que expresa la calidad de la señal. Como veremos más adelante la figura del primer amplificador va ha determinar la relación Señal/Ruido de toda la instalación.

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La utilidad de los preamplificadores esta indicada para aquellos casos que tengamos una señal muy débil a la salida de la antena o tengamos una señal elevada pero con una relación Señal/Ruido muy pobre. La ubicación del preamplificador ha de ser próxima a la toma de antena para evitar que un tramo largo de cable rebaje más el nivel de señal a la entrada del preamplificador. Internamente están constituidos por un adaptador de impedancias a la entrada y a la salida y un amplificador de banda ancha a)Tipos • Atendiendo a su colocación física pueden ser de dos tipos. a) Previo de caja. Alojados en la propia caja de antena. (Sustituye al adaptador de impedancias). b) Previo de mástil. Colocados en el mástil de la antena. • Atendiendo a los canales a amplificar pueden ser: de banda ancha(toda la banda) y canalizados (un solo canal). 1.1.10.- ELEMENTOS MECÁNICOS. A la hora de colocar la antena tememos que tener en cuenta los siguientes elementos mecánicos: - Garras (en sus diferentes versiones). - Mástiles. - Soporte vientos. - Vientos. - Torretas.

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1.2.1.2.- EQUIPO DE CABEZA. Es el encargado de recibir las señales provenientes del sistema captador y adecuarlas para su distribución al usuario en las condiciones de calidad requeridas. Generalmente se ubica dentro del edificio, en una zona comunal próxima al sistema captador de señales. Los elementos que intervienen son los siguientes: •Cable coaxial •Amplificadores •Conversores

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•Moduladores •Filtros •Mezcladores •Ecualizadores •Atenuadores 1.2.1.- CABLE COAXIAL. La línea de transmisión utilizada para llevar las señales adaptadas por el sistema captador hasta los subsiguientes sistemas es el cable coaxial. Este esta constituido por un conductor central de cobre denominado “activo o vivo” y otro conductor concéntrico al anterior que actúa como pantalla denominado “malla”. La “malla” esta constituida por una malla propiamente dicha o por una malla y una lámina. Ambos conductores pueden ser de cobre y/o aluminio y están aislados entre sí por un dieléctrico normalmente de polietileno. Estos cables tienen la ventaja de no estar influidos por señales parásitas, masas metálicas u otras líneas eléctricas, y por ello pueden colocarse directamente sobre cualquier estructura. Las características principales son: •Impedancia: De 75 Ω para televisión terrestre y satélite. Z0 =

L/C

•Atenuación: Es la perdida de nivel de señal que se produce en una longitud de cable determinada y para una frecuencia determinada. At = 20log(VS/Ve) Vivo

Cubierta

Malla

Dieléctrico

Vivo Cubierta

Dieléctrico

Malla

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Existen diferentes tipos de cable coaxial con diferentes características en su atenuación, debiendo elegir el mas adecuado para cada punto de nuestra instalación. Atendiendo al dieléctrico los podemos dividir en: - Cable coaxial con dieléctrico de aire - Cable con dieléctrico de polietileno celular - Cable con dieléctrico de polietileno macizo

1.2.2.- AMPLIFICADORES Son dispositivos encargados de aumentar el nivel de señal existente, de forma que a su salida tengamos un nivel superior al que hay a su entrada. Las características que definen un amplificador son: - La ganancia: Se mide en dB y representa la diferencia de nivel de señal existente entre la entrada y la salida del dispositivo. - La figura de ruido: Se expresa en dB y representa la cantidad de ruido que se añade a la señal en el amplificador. A mayor nivel de Ruido peor calidad de imagen. - La tensión máxima de entrada: Es el nivel de señal máximo que se permite a la entrada del amplificador, para que no exista modulación cruzada ni distorsión. - La tensión máxima de salida: Se expresa en mV, dBmV o dBµV y representa el nivel máximo de señal que el amplificador es capaz de entregar a su salida sin distorsionar o intermodular. Lo define el fabricante y no se debe de sobrepasar bajo ningún concepto. - Pérdida de retorno entrada/salida: Se expresa en dB y viene a ser una medida de la adaptación entre el amplificador y la red a la que esta conectado. -Banda de frecuencia pasante: Representa el ancho de banda pasante, que normalmente suele ser de 7 u 8 Mhz. A mayor ancho de banda, mayor ruido a la salida del amplificador. -Frecuencia de trabajo: Representa el margen de frecuencia para los que el amplificador trabaja correctamente.(Rango de canales que amplifica nuestro amplificador) -Impedancia de entrada y salida:75Ω -Tensión de alimentación: Representa el valor de tensión continua necesario para el funcionamiento del amplificador, normalmente 24V.

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-Margen de regulación: Indica la reducción de la ganancia del amplificador.

Los amplificadores pueden dividirse en dos grandes grupos: a) Amplificadores Monocanales b) Amplificadores Banda Ancha

a)Los primeros son dispositivos que amplifican un sólo canal de TV, eliminando todos los demás canales existentes a su entrada. La habilidad para rechazar estos canales se llama selectividad y se mide en dB. Los podemos dividir en: •Modulares: Montados sobre un bastidor y donde cada modulo corresponde a un canal a Amplificar. El ajuste del canal viene dado por el fabricante, la ganancia del mismo es regulable por el usuario. Se necesitan tantos amplificadores como canales a amplificar. Todos estos amplificadores llevan la automezcla/autodemezcla en “Z”, que describiremos mas adelante. Necesitan de una fuente de alimentación exterior para su funcionamiento •Centrales programables: Amplificador compacto (de una o varias entradas) que es configurable en el canal a amplificar y en su ganancia por el usuario según las necesidades de la zona.(Suelen ser de pequeña potencia y en ocasiones necesitan de amplificadores exteriores.)(La fuente de alimentación puede estar integrada en el propio amplificador)

E Amplificador

Amplificador con Ganancia ajustable

Vcc

Amplificador con Ganancia ajustable

S

Amplificador con Control Automático de Ganancia

Esquema básico de un amplificador monocanal con autodemezcla/automezcla en “Z”

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b)Los amplificadores banda ancha son dispositivos que amplifican una o más bandas de frecuencia. En función de cómo realizan esta amplificación, se dividen en: - Amplificadores Banda Ancha de amplificación conjunta. - Amplificadores Banda Ancha de amplificación separada. Los primeros realizan la amplificación de las distintas bandas de frecuencia mediante la utilización de un sólo circuito amplificador.

VHF E

S

VHF

E

S

UHF Esquema básico de un Amplificador de banda ancha con amplificación conjunta

Esquema básico de un Amplificador de banda ancha con amplificación separada

Por el contrario, los amplificadores banda ancha de amplificación separada utilizan circuitos amplificadores distintos para amplificar las bandas de VHF y UHF. En función del tipo de instalación y del lugar de ubicación los podemos dividir en: • Amplificadores para mástil: Se utilizan en instalaciones individuales, ya que el nivel de la tensión de salida no necesita ser muy elevado debido al reducido numero de tomas. Pueden ser de varias entradas y pueden llevar incorporados filtros tanto de paso como de rechazo. Se colocan en el propio mástil de la antena (adosado al mástil mediante una brida) y deben de ir acompañados de una fuente de alimentación que se ubica en el interior de la vivienda. •Centrales amplificadoras.

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Se utilizan en instalaciones colectivas, y van ubicados en el interior del edificio.

Pueden ser de varias entradas y pueden llevar incorporados filtros tanto de paso como de rechazo. La alimentación del equipo suele ir integrada en la propia central amplificadora que deberá de ser alimentada con una tensión de 220v • Todos los tipos de amplificadores pueden llevar paso de corriente para la alimentación de preamplificadores y control automático de ganancia (C.A.G.) • A la hora de montar amplificadores en banda ancha hay que tener en cuenta las siguientes consideraciones : •A mayor numero de canales a amplificar mayor es la disminución en la tensión máxima de salida, es decir, menor es la ganancia del conjunto. La expresión que determina la tensión máxima de salida en función del numero de canales a amplificar es la siguiente: Vmax/sal= Va –7,5 log(n-1); siendo Va, la tensión máxima de salida para dos canales a amplificar y n el numero de canales a amplificar. Así pues en un amplificador a medida que se va aumentando el nivel de tensión de salida, también se va aumentando el nivel de señales indeseadas producidas por la modulación cruzada y la intermodulación. Este aumento de nivel de señales no deseadas es más rápido que el nivel de señal deseada, de forma que un aumento moderado de señal útil provoca un aumento de 3 veces mayor de señal no deseada. Llegado este punto la señal no deseada se encuentra 47 dB por debajo de la portadora de vídeo, a este nivel máximo de tensión se le denomina tensión máxima de salida. En el caso de amplificadores de banda ancha este valor crece rápidamente a medida que aumentar el numero de canales amplificar, creciendo también el efecto de modulación cruzada. Así pues podemos elaborar la siguiente tabla en función del numero de canales amplificar: Reducción del nivel de tensión de salida en función del numero de canales a amplificar N.º de canales a amplificar Reducción de nivel de salida en Db

2 -0

3 -2

4 -3

5 -4

6 -5

7 -5,5

8 -6

9 10 12 14 16 -6,5 -7 -8 -8,5 -9

El nivel de tensión máxima de salida no se debe de sobrepasar bajo ningún concepto, regulando el nivel de ganancia del amplificador para que este valor no sea sobrepasado. •De forma análoga sucede lo mismo si colocamos un numero n de amplificadores en cascada, aumentando de forma considerable también la relación / señal ruido del conjunto de la instalación.

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Se llega así a la conclusión de que no es recomendable colocar mas de dos amplificadores de banda ancha a la salida del amplificador principal o de cabecera, pues como veremos mas adelante a medida que se va aumentado el numero de amplificadores va creciendo la modulación cruzada y como consecuencia la relación señal / ruido se va empeorando.

Reducción del nivel de señal por amplificación en cascada N.º de amplificadores en cascada - 2 3 4 5 6 7 Reducción del nivel de señal en dB 0 1,5 2,5 3 3,5 4 4,5 Llegamos pues a una conclusión final: Hemos de procurar que en amplificación en banda ancha los canales a amplificar tengan mas o menos la misma amplitud, evitando así los problemas de intermodulación y modulaciones cruzadas que provocan una degradación de la señal. 1.2.3.- REGLAS BÁSICAS DE MONTAJE DE AMPLIFICADORES EN TÉCNICA “Z” A la hora de montar amplificadores modulares, se utiliza la llamada técnica Z de autodemezcla a la entrada y automezcla a la salida. Para instalar esta técnica hay que tener en cuenta las siguientes reglas: •En VHF hay que dejar un canal de separación entre dos utilizados.

C3

C6

C8

C10

C12

S

•En UHF hay que dejar dos canales de separación entre dos utilizados.

C21

C24

C27

C30

C33

C36

S

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•En caso de instalar canales adyacentes, montar según los siguientes ejemplos, evitando así las modulaciones cruzadas e intermodulaciones: Ejemplo

C7

C9

C42

C45

C48

C51

S S C6

C8

C40

C43

C46

C49

C5

C7

C41

C44

C47

C50

Ejemplo 2:

C5

C8

C40

C46

C47

C41

C9

C6

Y

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•La colocación física se hará de mayor a menor canal, extrayendo la salida por el mas alto. •La colocación física se hará de mayor a menor canal, conectando la entrada por el mas alto. FM-102

FM-102

BU-454

Tierra a mástiles

BU-454

Tierra a mástiles

Tierra 6mm

Tierra 6mm FM

36

39

FM

220V

50

23

220V

Salida

Salida

•Cuando solo se utilice una salida se hará por la fuente de alimentación, si el montaje así lo permite •Cuando solo se utilice una salida, la otra hay que cargarla con 75Ω.(Símbolo

BU-454

FM-102

BU-454

FM-102

Tierra a mástiles

)

Tierra a mástiles

Tierra 6mm

Tierra 6mm FM

36

220V

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39

FM

Salida

220V

36

39

Salida

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•Cuando se utiliza un amplificador en técnica Z el nivel de salida del conjunto se reduce con respecto al canal que tenga la salida más baja. Y hay que tener en cuenta las siguientes consideraciones: a) Máxima tensión de salida del amplificador monocanal. (Características proporcionadas por el fabricante). Por encima de la cual el amplificador intermodula y distorsiona b) Perdidas de cada puente. (Características proporcionadas por el fabricante). c) Si hay canales adyacentes, sumar 4dB de perdida por intermodulación. d) En un montaje donde se utilicen las dos salidas, una queda desnivelada 1,5 dB respecto de la otra salida Ejemplo: Calcular las perdidas del siguiente montaje:

FM

36

220V

38

Salida

•Datos de partida: - Máxima tensión de salida: BII 120dBµV

- UHF 120dBµV

- Pérdidas de los puentes: BII 0’3 dB

- UHF 0’5 dB

- Canal más desfavorable en UHF: C36= 0’5 x 1(puentes) =0,5dB - Canal más desfavorable en VHF(BI-BII-BIII): FM = 0’3 x 2(puentes) = 0,6 dB - No hay canales adyacentes P = 0 dB - No hay salida por la segunda salida P = 0 dB

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- Salida en UHF = Máxima tensión de salida – Suma de las perdidas Salida UHF = 120 dBµV – 0,5dB = 119,5 dBµV - Salida en VHF = Máxima tensión de salida – Suma de las perdidas Salida VHF = 120 dBµV – 0,6dB = 119,4dBµV 1.2.4.- COMPARACIÓN DE UNA INSTALACIÓN MONOCANAL Y UNA INSTALACIÓN EN BANDA ANCHA Desde el punto de vista técnico una instalación con monocanales es muy superior a uno de banda ancha. Las principales ventajas son: • Insensibilidad a interferencias. •Permite obtener mayor tensión de salida. • Permite la incorporación de nuevos canales de una manera sencilla. • Permite la ecualización canal a canal. • Evita la total avería del equipo amplificador. Desde el punto de vista económico una instalación con monocanales tiene un coste muy superior al de banda ancha. 1.2.5.- ELECCIÓN DEL AMPLIFICADOR. La elección del amplificador dependerá del tipo de instalación así, se colocará un amplificador de pequeña potencia (de mástil o centrales con poca salida) en instalaciones individuales y amplificadores de gran potencia (monocanales o centrales de gran potencia) para instalaciones colectivas. En ambos casos prestaremos atención a las características explicadas en el punto anterior (especialmente a la tensión de salida y a la ganancia)(en caso de previo atención especial a la figura de ruido). 1.2.6.- COLOCACIÓN DEL AMPLIFICADOR. a) En caso de instalaciones individuales: •Se colocara el amplificador en el mástil preferiblemente en la parte inferior. •Se colocara la fuente de alimentación en lugar accesible. En ambos casos prestar atención a las normas de seguridad eléctrica.

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b) En caso de instalaciones colectivas: •Hay que hacer notar que para evitar posibles interferencias o dobles imágenes debido a un mismo canal recibido por varias antenas, no se puede conectar entre sí las entradas de los módulos amplificadores alimentados por distintas antenas. •Como ya se ha comentado, los módulos monocanales se colocarán de mayor a menor canal a partir de la salida, conectándose cargas de 75 Ω en las entradas y salidas no utilizadas. Actuando ahora sobre los atenuadores de los módulos amplificadores de los canales de televisión, ajustaremos la ganancia de forma que a la salida de cada amplificador de TV tengamos tensiones de salida inferiores a 120 dBµV en los márgenes de frecuencia comprendidos entre los 15Mhz y los 862 Mhz(Bandas VHF y UHF) •Una vez realizado esto se conectarán los puentes de conexión de las salidas. Se actuará de nuevo sobre los distintos atenuadores hasta dejar todos los niveles de los distintos canales ecualizados al valor requerido por las características de la instalación, que nunca será superior a de 120 dBµV. •Para el caso de FM se actuará sobre el atenuador hasta obtener un valor que en ningún caso será superior a 120 dBµV, aunque es aconsejable para evitar intermodulaciones con los canales de televisión que no se sobrepasen los 110 dBµV. •La instalación debe estar puesta a tierra, estando así protegida contra el peligro de los rayos o contra cualquier carga electrostática. •La alimentación de los amplificadores debe estar enchufada a la red general y no sobre el circuito de un usuario. •La longitud de cable entre cada aparato será realizado en un solo trozo. •Las bridas o puentes sobre el cable no se apretarán excesivamente, evitando la deformación del mismo. •Ningún elemento de la instalación de antena colectiva deberá ser colocado en los huecos de los ascensores, chimeneas o en las proximidades de cualquier elemento que pueda dañarlo o producir interferencias a las señales distribuidas. •El equipo de cabeza deberá ser colocado en Cuarto de Telecomunicaciones (RITS o RITU según el caso) reservado para tal fin. Deberá estar protegido contra efectos perjudiciales de temperatura y humedad en el Registro Principal de Televisión Satélite y Terrestre alojado en el cuarto de telecomunicaciones.

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1.2.7.- CONVERSORES

C1

Son dispositivos que permiten el paso de emisiones de un canal en otro canal, así pues y aclarando conceptos son dispositivos que convierten un canal de entrada en otro de salida. Las características principales son: - Ganancia. - Figura de ruido. - Rechazo al canal adyacentes. - Rechazo al canal de entrada. Se deberá prestar atención a la tabla de canales incompatibles. Su principal utilidad esta situada en los repetidores de televisión y en la conversión de canales altos en canales bajos disminuyendo así la atenuación producida por el cable cuando la longitud de este es muy grande. 1.2.8.- MODULADORES Son dispositivos que permiten a partir de las señales de entrada de vídeo y audio generar una señal modulada en un canal de Radio Frecuencia (RF). Se utilizan fundamentalmente en sistemas de recepción de TV satélite cuando las unidades interiores usadas no incorporan modulación. Asimismo pueden utilizarse en circuito cerrado de TV, en señales procedentes de video-reproductores, en instalaciones de antena colectiva con servicio de vigilancia integrada y en general en la salida de cualquier otro equipo electrónico que necesite de un modulador para su visionado en un aparato de televisión. 1.2.9.- MEZCLADORES También llamados acopladores, son dispositivos destinados a recibir distintas señales de TV por sus distintas entradas y canalizarlas a su salida por un solo cable (pueden ser de caja de antena, de mástil, enchufables y pueden llevar incorporados un ecualizador) Las características principales son: • Numero de entradas. • Atenuación.

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Para su correcto funcionamiento deben de recibir señales diferentes por sus entradas, ya que de no ser así se producirían interferencias. Algunos pueden llevar incorporados Filtros de paso en sus diferentes tipos

1.2.10.- SEPARADORES. Son dispositivos destinados a separar distintas señales de TV (canales o bandas) presentes en su entrada y canalizarlas ya separadas por sus diferentes salidas. Las características principales son: •Canales o bandas que separan. •Perdidas de inserción. •Rechazo entre canales. 1.2.11.- FILTROS Son dispositivos destinados a seleccionar determinadas frecuencias, que en algunos casos son ajustables por el usuario. Sus principales características son: • Las pérdidas de inserción. • El rechazo al canal adyacente. •TIPOS: • Filtros paso alto: dejan pasar las frecuencias por encima de un valor determinado denominado frecuencia de corte. Las frecuencias por debajo de este valor son atenuadas.

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• Filtros paso bajo: dejan pasar las frecuencias por debajo de un valor determinado denominado frecuencia de corte. Las frecuencias por encima de este valor son atenuadas.

•Filtros paso banda: dejan pasar una banda de frecuencias comprendidas entre una frecuencia de corte inferior y una frecuencia de corte superior. Las frecuencias fuera de esta banda son atenuadas.

•Filtros elimina banda eliminan una banda de frecuencias comprendidas entre una frecuencia de corte inferior y una frecuencia de corte superior. Las frecuencias fuera de esta banda no son atenuadas.

1.2.12.- ATENUADORES Son elementos destinados a producir en la parte de la instalación donde se insertan un descenso o atenuación de la señal. Pueden ser: • Enchufables, con conexión directa a cable, Fijos y ajustables.

Atenuador Fijo

Atenuador ajustable

1.2.13.- ECUALIZADORES

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Son dispositivos electrónicos encargados de equilibrar en la salida o salidas los niveles de las señales presentes en la entrada o entradas. Se utilizan en instalaciones en las que se reciben dos, tres o más canales de TV con distintos niveles de señal, permitiendo igualar dichos niveles. Las características principales son: • Perdidas de inserción. • Margen de regulación por canal. • Número de canales.

1.2.14.- INYECTORES. Son dispositivos encargados de alimentar amplificadores de mástil o preamplificadores para caja de antena en el caso de que el amplificador principal no permita el paso de corriente. Su característica principal es: • Atenuación. 1.2.15.- FUENTES DE ALIMENTACIÓN. Son dispositivos encargados de alimentar amplificadores de mástil, preamplificadores y amplificadores principales Las características principales son: • Atenuación. • Tensión de salida.(Generalmente 24v)

+ 24 V (Hacia el amplificador)

RED 220V

FIGURA: Esquema básico de una Fuente de Alimentación

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Salidas (Hacia el receptor de televisión o hacia la red de Distribución según el caso

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1.2.16.- MEZCLADORES-ECUALIZADORES.

Son dispositivos que compaginan las características de un mezclador y de un ecualizador. 1.2.17.- BLOQUEADOR DE CORRIENTE. Son dispositivos encargados de impedir componentes de la instalación.

el paso de corriente hacia el resto de los

Su característica principal es: • Atenuación. Todos los elementos anteriores tienen una característica principal y/o común que no podemos olvidar: Solo trabajan en la banda de frecuencia comprendida entre los 5 Mhz y los 860 Mhz.

1.3.- RED DE DISTRIBUCIÓN Se encarga de recoger las señales a la salida del Equipo de Cabeza y distribuirlas a las tomas de usuario Los elementos principales son: - Repartidores - Derivadores - Tomas y Cajas de Paso

E

1.3.1.- REPARTIDORES S

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S

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También llamados Distribuidores o Splitter, son dispositivos que distribuyen la señal de entrada en múltiples salidas permitiendo la generación de varias líneas de bajada a partir de una sola de entrada. Las principales características son: • Atenuación: Cuantifica cuantos dB quedará atenuada la señal en la salida respecto de la entrada • Rechazo entre salidas: Es una medida que cuantifica como afecta las señales parásitas de una de sus salidas al resto de las salidas del Distribuidor. • Adaptación de entradas y salidas (R.O.E): Cuantifica los niveles de reflexión de la señal como consecuencia de la desacoplación de impedancias entre el distribuidor y el cable coaxial.( debe de ser mayor de 2 dB) •TIPOS : • Resistivos : Constituidos por resistencias. Distribuidor en periodo de desuso, debido a las grandes atenuaciones que producen y al pobre desacoplo que producen sus salidas y su salida con respecto a su entrada. El valor de las resistencias que componen un distribuidor de este tipo responde a la siguiente expresión: R = Z0 (n-1/n+1); siendo n el numero de salidas del dispositivo en cuestión. Se fabrican con 2,3,4,5 y 6 salidas. • Inductivos no compensados: Constituidos por Transformadores de alta frecuencia. Básicamente cada salida es el secundario de un transformador de alta Frecuencia. Para tener menor atenuación en sus salidas se utilizan núcleos toroidales. Se pueden llegar a utilizar un núcleo toroidal para cada salida. Se fabrican con 2,3,4,5 y 6 salidas. La atenuación que produce es menor que los resistivos y el rechazo entre salidas es sensiblemente mayor. La atenuación es mayor cuanto mayor sea la frecuencia, presentando así una atenuación equilibrada en toda la banda No compensados Mayor frecuencia más Atenuación

5 Mhz

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862 Mhz

5 Mhz

862 Mhz

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• Inductivos compensados: Constituidos por unas pistas de circuito impreso, que llevan unas trampas de alta frecuencia con núcleos toroidales. La respuesta en frecuencia es ecualizada, es decir, a mayores frecuencias menores perdidas quedando de esta manera compensado las perdidas producidas por el cable coaxial que son mayores cuanto más elevada es la frecuencia. Por su constitución interna la señal sólo se transmite en una solo dirección quedando eliminada las ondas reflejadas que pudieran surgir en un momento debidas a la desadaptación de impedancias.

5 Mhz Mhz

862

5 Mhz Mhz

Perdidas del cable coaxial

Señal equilibrada al paso Distribuidor compensado

862 5 Mhz Mhz

por

862

el Atenuación no equilibrada en la Banda

Se suelen fabricar con 2 y 4 salidas aunque dependiendo del fabricante podremos encontrar alguna otra versión E

1.3.2.- DERIVADORES

P2

P1

S

También llamados “Tap” son dispositivos que producen una o varias ramificaciones en una línea de distribución de bajada tomando parte de la señal que circula por ella sin prácticamente afectarla. •TIPOS : Presenta los mismos materiales de fabricación que los distribuidores y, por tanto, la misma subdivisión Las principales características son: • Atenuación en derivación: Cuantos dB quedará atenuada la señal en la salida respecto de la entrada.

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• Atenuación de paso: Cuantos dB quedará atenuada la señal en la línea principal al pasar por el derivador • Rechazo entre salidas: Es una medida que cuantifica como afecta las señales parásitas de una de sus salidas al resto de las salidas del Derivador. • Adaptación de entradas y salidas (R.O.E): Cuantifica los niveles de reflexión de la señal como consecuencia de la desacoplación de impedancias entre el distribuidor y el cable coaxial.( debe de ser mayor de 2 dB) 1.3.3.- CAJA DE PASO Y TOMAS

Atenuación en Derivación

Atenuación de Paso o Prolongación

Son los elementos que permiten al usuario obtener la señal de la línea de distribución para aplicarla a la entrada del receptor de televisión. Las principales características a tener en cuenta en las cajas de paso son: • Atenuación de derivación: Cuantos dB quedará atenuada la señal en la salida respecto de la entrada. • Atenuación de paso: Cuantos dB quedará atenuada la señal en la línea principal al pasar por la toma. • Rechazos entre salidas: Es una medida que cuantifica como afecta las señales parásitas de una de sus salidas al resto de las salidas de la toma. • TIPOS • Tomas o cajas de paso. Las cajas de paso se instalan sobre la línea de distribución de forma que la línea tras pasar por ellas tiene que continuar hasta otras cajas. En este aspecto se puede decir que las cajas de paso son derivadores que incorporan la toma del usuario. Suelen ser dispositivos separadores, presentando dos tomas por las que nos ofrece FM y TV perfectamente filtradas

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Atenuación de Derivación

Atenuación de Paso FM

TV

• Tomas o cajas Finales. Las tomas se colocan en la parte final de la red de distribución, de forma que la línea llega a la toma, entregando la señal al usuario y cerrando la línea de transmisión con una resistencia de 75Ω Atenuación de derivación

Todos los elementos anteriores tienen una característica principal y/o común que no podemos olvidar; Solo trabajan en la banda de frecuencia comprendida entre los 47 Mhz y los 860 Mhz. Además, pueden permitir el paso de corriente en algunas de sus salidas Ni que decir tiene que todos los elementos anteriores tienen que cumplir la norma CE de compatibilidad electromagnética. 1.3.4.- REGLAS PARA LA INSTALACIÓN DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN • La longitud de cable entre cada aparato será realizado en un solo trozo. • Las bridas o puentes sobre el cable no se apretarán excesivamente, evitando la deformación del mismo. • Ningún elemento de la instalación de antena colectiva deberá ser colocado en los huecos de los ascensores, chimeneas o en las proximidades de cualquier elemento que pueda dañarlo o producir interferencias a las señales distribuidas, debiendo cargar con una resistencia de 75Ω todas las salidas no utilizadas. • Los derivadores o elementos de distribución comunes a la red de distribución principal deberán situarse en los Registros Secundarios ubicados para tal fin, en zonas de uso común del inmueble, en lugares accesibles para su examen y mantenimiento, sin que sea necesario el paso por el interior de ninguna de las viviendas o locales particulares.

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1.4.1.4.- ELEMENTOS ESPECIALES 1.4.1.- ANTENAS INTERIORES Son antenas de reducido tamaño, generalmente de diseño físico cuidado, que se conectan directamente a la entrada del receptor sin necesidad de instalación y cuya ubicación es inmediata al televisor. Son utilizables en zonas donde los niveles de señal recibidos son altos y la calidad exigida no es muy elevada. De todas formas no debe pensarse, en la mayoría de los casos, en estas antenas como posible alternativa a las antenas exteriores. 1.4.2.- AMPLIFICADORES DE VIVIENDA Son amplificadores de banda ancha diseñados para la instalación en el interior de la vivienda. Llevan incorporada generalmente la fuente de alimentación y permiten elevar la señal de la línea de distribución para ampliar el número de tomas de la vivienda. (Suelen llevar atenuadores de banda separada y la ganancia resultante no es muy elevada). (Deberemos de prestar atención a la máxima tensión de salida del amplificador que si es sobrepasada produciría deformaciones en la señal resultante) 1.4.3.- EMISORES DE VIDEO. Son dispositivos que conectados al vídeo, decodificadores y sintonizadores de satélite permiten su visionado en el resto de la vivienda sin necesidad de llevar cable alguno. •TIPOS : • Emisores vía radio: Transmiten la señal de TV por toda la vivienda vía Radio • Emisores vía red eléctrica: Aprovechan las propiedades de la alta frecuencia, para distribuir la señal de TV por toda la red eléctrica del domicilio que haría las veces de Red Principal. En ambos casos pueden ser: • Con sonido mono. • Con sonido estéreo. • Pueden permitir el cambio de canal.

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1.5.1.5.- REALIZACIÓN DE INSTALACIONES DE TV TERRENA A la hora de llevar a cabo una instalación de recepción de TV terrena son múltiples las consideraciones que hay que tener en cuenta. Dichas consideraciones, aunque algunas de ellas comunes, variarán sustancialmente dependiendo de que se trate de una instalación individual o colectiva (principalmente en la elección del equipo de cabeza). Hemos visto ya que el material a utilizar puede diferir entre un caso y otro. Por otra parte los cálculos de la instalación son similares y en este manual solo prestaremos atención a la realización de instalaciones colectivas que son considerablemente más complejas que las individuales. 1.5.1.- INSTALACIONES DE ANTENA COLECTIVA Estos sistemas de distribución de canales de TV terrena se conocen con el nombre de sistemas “MARV” (Master Antena Televisión). Básicamente una instalación de antena colectiva consiste en un conjunto de dispositivos de diversa índole interconectados entre sí y destinados a recibir las señales de TV y distribuirlas a las distintas viviendas que componen el edificio.

1.5.2.- TIPOS DE INSTALACIONES DE ANTENAS COLECTIVAS •En base al sistema de amplificación empleado, podemos dividir las instalaciones en dos tipos: • Instalaciones con amplificación banda ancha • Instalaciones con amplificación monocanal •En base a la red de distribución utilizada, dividiremos las instalaciones en: • Instalaciones con sistema de distribución por repartidores •Instalaciones con sistema de distribución por derivadores •Instalaciones con sistema de distribución por cajas de paso (No recomendables en instalaciones colectivas ) En lo que hace referencia a los distintos sistemas de distribución, debe utilizarse el sistema de distribución por derivadores y distribuidores cuando se trate de una instalación colectiva. En el caso de una instalación individual puede utilizarse cajas de paso que nunca se utilizarán para la distribución de la red principal en el caso de instalaciones colectivas.

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1.5.3.- PROCESO Y EJEMPLO DE CALCULO DE UNA INSTALACIÓN DE ANTENA COLECTIVA Consideraciones Previas A la hora de proyecta una instalación de antena colectiva seguiremos los siguientes pasos: • Conocimiento de la normativa vigente correspondiente a la distribución de señal de televisión. (Tanto Digital como Analógico). Hay que hacer notar que la norma establece los niveles de señal en toma entre los siguientes límites: BI y BIII

(VHF) entre 80 dBµV - 57 dBµV

BIV y BV (UHF) entre 80 dBµV -

57 dBµV

FM

40 dBµV

entre 70 dBµV -

• Para determinar por completo el sistema de amplificación a utilizar, hemos de considerar los niveles de señal que tenemos a la entrada de dicho sistema. (Medir con un medidor de campo el nivel de señal con el que llegan los canales de la zona.). • Realizar un esquema previo de la red distribución. (En este apartado cobra gran importancia la experiencia del proyectista). • Seleccionar y tomar nota de las características de los elementos a utilizar. • Cálculo de las perdidas de la red de distribución. Importantísimo : de este cálculo depende el dimensionado del equipo de cabeza y del sistema captador de señales. (Este último, en menor medida) • Cálculo de la Ganancia y Tensión de salida del amplificador. • Cálculo y elección de la antena. Ejemplo: • Calcular el siguiente sistema de antena colectiva con los siguientes requerimientos de partida: •Los niveles de señal en toma serán: -Canales de VHF Máximo =80 dBµV ;Mínimo =57 dBµV -Canales de UHF Máximo =80 dBµV ;Mínimo = 57 dBµV

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Tomando un cable tipo BR-333 de la marca ITC tendríamos unas pérdidas en el cable: 0,086 dB/m para VHF ;0,176 dB/m para UHF Y tomando los siguientes elementos de distribución de la marca ALCAD: ATENUACIÓN EN DERIVACIÓN ATENUACIÓN DE PASO dBµV dBµV 50 230 860 2150 50 230 860 2150 Mhz Mhz Mhz Mhz Mhz Mhz Mhz Mhz

DERIVA DORES Modelo

FD-210 FD-213 FD-219 FD-225

2 2 2 2

DISTRIBUIDORES Modelo

FI-243 FI-473

25 28 32 36

22 25 30,5 34,5

14,5 17.5 24 30

Paso DC

500mA/34V 500mA/34V

2 4

9 12 17.5 26

S a li FM d a s 4 8

0.7 0,6 0.5 0.5

0.9 0.7 0.5 0.5

1.5 1.2 0.8 0.6

2.5 2 1.4 1.0

At. DESACOPLO dB Distribución dBµV UHF SAT FM UH SAT F

4,5 8.5

5,5 10

>20 >20

>20 >20

>18 >16

TOMA modelo BS-112 Rango Frecuencia Select PasoDC ATENUACIÓN DESACOPLO FM VHF UHF SAT FM-VHF UHF SAT 13-862Mhz/TV-R >15TV34V R 500mA 930-2400Mhz/sat >15 0,2 0,3 1 1,2 >45 >14 >14 SAT Tendremos que el esquema de la instalación sugerida será en la pagina siguiente. • Comenzaremos pues el cálculo de las pérdidas en las diversas tomas de usuario empezando por el sexto piso: •Pérdidas en tomas de la sexta planta: Pérdidas 6 planta = P.cable + p.derivación derivador. 6ª planta + p.toma. VHF P6=[(10+3)x 0,086] + 34.5+0.3= 35.9 dB UHF P6=[(10+3)x0,176 ] +30+1= 33.2 dB

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• Pérdidas en tomas de la quinta planta: Pérdidas 5 planta = P. cable + P. Prolongación derivador 6ª planta + P. derivación derivador 5ª planta + P.toma. VHF P5=[(10+3+3)x 0.086]+0.5+34.5+0.3 = 36.6 dB UHF P5=[(10+3+3)x 0,176]+0.6+30+1= 34.4 dB • Pérdidas en tomas de cuarta planta: Pérdidas 4 planta = P. cable + P. Prolongación derivador 6ª planta + P. prolongación derivador 5ª planta + p.derivación derivador 4ª planta + P.toma VHF P4=[(10+3+3+3)x 0,086]+0.5+0.5+30.5+0.3 = 33.4 dB UHF P4=[(10+3+3+3)x0,176]+0.6+0.6+24+1 = 29.5dB

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Antena multibanda VHF-UHF Canales 9,23,26,29,40,46

¿Ganancia?

SISTEMA AMPLIFICADOR DE CABEZA

10m

¿Tensión de salida?

3m

6ª Planta

Toma BS-112

FD-225 3m FD-225

FD-219

FD-219

FD-213

FD-213

Planta Baja

FD-210

Referencias de la Marca ALCAD

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Continuando con los cálculos y observando la tabla resultante tenemos que las tomas más desfavorecidas son: Planta Perdidas VHF(dB) Perdidas UHF (dB) 6ª 35.9 33.2 5ª 36.6 34.4 4ª 33.4 29.5 3ª 34.1 30.8 2ª 29.4 25.7 1ª 30.4 27.7 Baja 28.3 26.1 • VHF : planta quinta con 36.6 dB de pérdidas • UHF: planta quinta con 34.4 dB de pérdidas • Así pues y en consecuencia el nivel de señal a la salida del sistema amplificador de cabeza ha de ser como mínimo; Y teniendo en cuenta la siguiente expresión: Salida mínima de amplificador = Mínima tensión en toma según norma + Perdidas de la toma más desfavorable Tendremos : - VHF: 57 dBµV +36.3 dB = 93.3 dBµV - UHF: 57 dBµV +34.4 dB = 91.4 dBµV • Por otro lado observando la tabla resultante tenemos que las tomas más favorecidas son: - VHF: planta baja con 28.3 dB de pérdidas - UHF: planta segunda con 25.7 dB de pérdidas • De esta forma el nivel máximo de señal existente a la salida del amplificador ha de ser como máximo; Y teniendo en cuenta que: Salida máxima de amplificador =Máxima tensión en toma según norma + Perdidas de la toma más favorable Tendremos: - VHF: 80 dBµV +28.3 dB = 108.3 dBµV

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- UHF : 80 dBµV + 25.7dB = 105.7 dBµV • Así pues los niveles de señal a la salida del sistema amplificador tiene que estar comprendido entré los siguientes niveles: - VHF: >de 93.3 dBµV a < de 108.3 dBµV - UHF: >de 91.4 dBµV a < de 105.7 dBµV Haciendo la media aritmética escogeremos así un sistema de amplificación capaz de suministrarnos una tensión de salida de aproximadamente 100 dBµ µ V en VHF y de 98 dBµ µ V en UHF para seis canales. • Para determinar por completo el sistema de amplificación a utilizar, hemos de considerar los niveles de señal que tenemos a la entrada de dicho sistema. Para nuestro caso supondremos que los niveles de señal medidos a la salida de la antena(14 dB de ganancia) son suficientemente similares (ecualizados) y con valores comprendidos entre 70dBµV el más bajo y 75 dBµV el más alto para los cinco canales de UHF. En el caso de VHF supondremos un nivel de señal en la toma de antena de 75 dBµV Teniendo en cuenta una distancia de 10 metros de cable entre las antenas y el sistema de amplificación, tendremos unos niveles a la entrada de éste de: VHF = 74,14 dBµV UHF = entre 68.2 y 73.2 dBµV • Así pues, para obtener los 100 dBµV en VHF y los 98 dBµV en UHF necesitamos un amplificador con la siguiente ganancia: •Ganancia del amplificador = Media aritmética de la tensión de salida– Nivel de señal a la entrada del amplificador •Nivel de señal a la entrada del amplificador =Nivel de señal a la entrada de la antena + Ganancia de la antena + Ganancia del previo (si lo hubiera) •Aplicando las formulas anteriores tendremos que: E l amplificador deberá tener una ganancia en VHF de 25.8 dB y 29.8 dB de ganancia para UHF. Observando los datos anteriores procederemos a elegir el amplificador que mas se adapte a las características calculadas; así pues y para este caso elegiremos el amplificador de banda ancha con amplificación separada CF-511 de la Marca Alcad que tiene una ganancia de 40 dB, una tensión máxima de salida de 115dbµV y una figura de ruido de 8 dB. No debemos olvidar que si el equipo amplificador elegido es de banda ancha procederemos a calcular la tensión máxima de salida para 6 canales sin distorsionar o intermodular, cálculos anteriormente explicados.

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• Procederemos ahora a calcular la relación señal ruido de la instalación para la toma más desfavorable. Cuando en una instalación hay bastante atenuación desde el amplificador de antena hasta la toma de usuario, tal y como sucede en las instalaciones de antena colectiva el calculo de la relación señal ruido se procesa de la siguiente manera: Supongamos una red de cuadripolos conectados en cascada, tal y como se indica en la siguiente figura: F1

F2

F3

FN

G1

G2

G3

GN

GX= Indica la ganancia o atenuación de potencia del bloque(dB)(gx=unidades) FX =Indica el factor de ruido del bloque(dB)(fx=unidades) • El factor de Ruido total (ft=unidades) para el sistema de la figura se obtiene aplicando la formula de Friis que se relaciona con la expresión: ft(ud)=f1+[ (f2-1)/(g1)]+ [ (f3-1)/(g1g2)]+…………..+ [ (fn-1)/(g1g2…….g(n-1))] Siendo ft(ud):factor de ruido en unidades. • Para obtener el factor de ruido en dB, aplicamos la siguiente expresión: FT= 10 logft ,siendo FT la figura de ruido en dB • Si alguno de los subsistemas no es amplificador la relación entre el factor de ruido y la ganancia viene indicado por la expresión: fx=1/gx siendo gx la ganancia (aunque seria atenuación) y seria menor que 1 •La relación señal / ruido de conjunto será la indicada en la siguiente expresión: S/N=SA-Na-FT Siendo S/N: relación señal ruido del conjunto en dB SA: nivel de señal a la salida de la antena en dBµv Na: ruido térmico generado por la antena en dBµv(2 para una antena Yagi) FT: figura de ruido total de la instalación en dB. Aplicando los resultados calculados anteriormente tendremos que:

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Descripción de la red Nº 1 2 3

RED Pasiva Activa Pasiva

Elemento Cable ant-amp Amplificador Distribución

Ganancia G(dB) -0.86 40 -34.4

g(unid) 0.820 10000 3.63

Figura de ruido F(dB) 0.86 8 34.4

f(unid) 1,21 6.30 2754.2

Aplicando la fórmula de Friis para el caso de las 3 redes, tendremos: ft= 8 unidades, que expresado en decibelios será: FT= 10 log ft =9 dB Quedando demostrado que los elementos que más influyen en la figura de ruido son el cable antena- amplificador y el amplificador principal. •Por tanto, la S/N será (aplicando las expresiones anteriores): S/N= SA-An-Ft ; S/N=SA-2-9 Si queremos una relación S/N según reglamento (43dB) tendremos que como mínimo el nivel de señal a la salida de la antena será: SA=S/N+2+10,55=43+2+9=54dBµV •Este calculo de S/N hay que repetirlo para todas instalaciones de antenas colectivas, siempre respecto del canal y la toma más desfavorables.

Con lo visto hasta aquí, hemos sido capaces de cuantificar una instalación de antena colectiva sencilla. A la hora de instalar los elementos no olvidar las reglas antes detalladas para cada elemento.

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Capítulo

2

La Recepción de Televisión Terrestre Digital Según hemos visto ampliamente en el Capitulo I del presente manual la TV terrestre digital utiliza el estándar DVB-T, basado en una señal COFDM 8K con modulación de portadoras en 64 QAM, la información es transmitida en MPEG-2 en la banda de UHF con 4 programas de TV digitalizados y comprimidos por canal. En primera instancia los canales empleados para su emisión serán los siguientes: 66,67,68 y 69 de la banda UHF Estas señales tienen como principal característica su robustez frente a interferencias producidas por reflexiones de la señal (doble imagen en señales analógicas) y frente a ecos en las distribuciones, por otra parte la relación portadora a ruido necesaria para recibir la señal correctamente es inferior a la de la señal analógica, por lo que con menos potencia de emisión podremos recibir la señal en zonas donde no llega la señal analógica. No debemos olvidar tampoco que los problemas planteados por las reflexiones y dobles imágenes en la TV Analógica, se ven completamente eliminados en este tipo de modulaciones. La distribución de este tipo de señales en una instalación no plantea mas problemas de calculo y diseño que los planteados en la televisión analógica, siendo el material ampliamente estudiado en el capítulo anterior, perfectamente valido para una instalación con modulación COFDM, ya que el tratamiento de la señal en la instalación es idéntico al de la TV terrestre con modulación AM, dividiendo el esquema general en: •Sistema Captador de señales. •Equipo de cabeza •Red de distribución. En conclusión en este capitulo solo detallaremos aquellas diferencias que por su complejidad nos pudieran llevar a una instalación incorrecta o mal ejecutada, dichas diferencias se encuentran localizadas en el equipo de cabeza que presenta problemas de mezcla con los canales analógicos adyacentes y en la toma del usuario, que necesita de la ayuda de un descodificador-descomprimidor denominado IRD para el visionado de estos canales en el receptor de Televisión.

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2.1.2.1.- EQUIPO DE CABEZA. PROBLEMAS CON LOS CANALES ADYACENTES.

Básicamente se nos pueden presentar los siguientes casos de instalaciones diferentes en el equipo de cabeza: -Instalación independiente de las existentes -Instalación con antena nueva. -Instalación con antena existente. -Instalación con antena nueva y el canal 65 -Instalación con canal 65 y la misma antena. -Instalaciones y problemas en Madrid. -Ampliaciones y previsiones Futuras. Para poder desarrollar correctamente los diferentes tipos de instalaciones disponemos en el mercado de un material novedoso que pasaremos a estudiar en el siguiente punto. 2.1.1.- NOVEDADES DE MATERIAL PARA INSTALACIONES DE TTD •Amplificador multicanal C/66 al C/69 COFDM El amplificador multicanal amplifica el grupo de 4 canales digitales C/66 al C/69. Dependiendo de la marca es compatible con su sistema monocanal por lo que es perfectamente integrable dentro de bastidor existente. El amplificador multicanal puede conectarse al equipo de TV terrestre existente mediante la mezcla en “Z”, siempre y cuando no exista el canal analógico 65 en la zona. Las características principales de este amplificador son las mismas detalladas en el capitulo anterior, por lo que no entraremos en mas detalles. •Acoplador Simple COFDM El acoplador simple permite añadir a la instalación los canales digitales amplificados, en instalaciones que utilizan el canal 65, si necesidad de utilizar la mezcla en “Z” que plantearía serios problemas por ser un canal adyacente. El acoplador introduce una perdida de 1dB a los canales analógicos existentes y posee dos entradas y una salida

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•Acoplador Doble COFDM El acoplador doble realiza la misma función que el acoplador simple pero en instalaciones en las que se utilizan las dos salidas del equipo modular. E l acoplador introduce una perdida de 1dB a los canales analógicos existentes y posee 4 entradas y dos salidas diferentes. •Separador COFDM El separador permite extraer los canales digitales de una antena existente, en una instalación con canal 65, sin utilizar la demezcla en “Z” No obstante se recomienda la utilización de una antena diferente para los canales digitales ,así garantizamos una buena respuesta en los canales del 66 al 69. 2.1.2.- INSTALACIÓN INDEPENDIENTE En este caso particular sugerimos el siguiente montaje que no tiene ningún tipo de complicación.

BU-454 / Canales Analógicos

FM-102

Tierra a mástiles

BU-269 / Canales digitales

Tierra a mástiles

AP-101 ZG-669 Tierra 6mm

Tierr a FM

36

66-69

3

220 V

220 V

Salida Canales digitales +analógicos

Referencia :Marca ALCAD

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2.1.3.- INSTALACIÓN CON ANTENA NUEVA Se recomienda la utilización de una antena nueva para garantizar una recepción correcta en los canales digitales, que debido a su carácter de canales de UHF muy altos, pueden plantear problemas en antenas ya instaladas hace tiempo.

FM-102

BU-454 / Canales Analógicos

BU-269 / Canales digitales

Tierra a mástiles

AS-101

ZG-669

Amplificadores Terrestres ZG-401/ZG-201

Tierra 6mm FM

36

39

66-69

220V

Salidas Canales digitales +analógicos Referencia: Marca ALCAD

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2.1.4.- INSTALACIÓN CON LA MISMA ANTENA Si la antena instalada tiene una buena respuesta en los canales digitales es posible utilizar la antena existente, obteniendo la separación de las diferentes modulaciones mediante la demezcla en “Z”. Es posible realizar este montaje siempre y cuando no trabajemos con el canal 65. BU-455 / Canales digitales + Canales Analógicos

FM-102

Tierra a mástiles

AS-101

ZG-669

Amplificadores Terrestres ZG-401/ZG-201

Tierra 6mm FM

36

39

66-69

220V

Salidas Canales digitales +analógicos Referencia: Marca ALCAD

Tipo A: ParteII: Televisión Terrestre.

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2.1.5.- INSTALACIÓN SIN C/65 Y ANTENA NUEVA Las instalaciones que utilicen el canal 65 plantean una dificultad añadida, la mezcla en “Z” no es recomendable con canales adyacentes ya que plantea problemas de modulaciones cruzadas e intermodulaciones.

FM-

BU454

BU269

FM-55dBµV UHF-55dBµV COFDM-55dBµV UHF-69dBµV

Tierra a mástiles

AS-101

ZG-669

Tierr a

Tierra a mástiles

FM 220 V

Tierra 6mm

36

3

4

4

5

6

66-

Amplificadores Terrestres ZG-401/ZG201

118dBµV UHF/110 dBµV

104dBµV COFDM

AS-008

AS-008

SALIDAS 117dBµV UHF/109 dBµV FM/103dBµV COFDM

Referencia :Marca ALCAD

Para solucionar este inconveniente debemos utilizar acopladores, que permite añadir los canales digitales a la instalación existente con una perdida mínima de nivel en los canales analógicos.

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2.1.6.- INSTALACIÓN CON C/65 Y ANTENA NUEVA Como en el caso anterior, no es posible obtener los canales digitales a través de la desmezcla en “Z”, por este motivo, utilizaremos un separador.

FM-102

BU-455

FM-55dBµV

UHF-70dBµV

SE-002

COFDM-60dBµV

Tierra a mástiles

AS-101

ZG-669

Tierra 6mm FM

36

38

41

48

51

65

Amplificadores Terrestres ZG-401/ZG-201

66-69

220V 118dBµV UHF/110 dBµV FM

104dBµV COFDM Referencia :Marca ALCAD

AS-008

AS-008

SALIDAS 117dBµV UHF/109 dBµV FM/103dBµV COFDM

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2.1.7.- INSTALACIÓN Y PROBLEMAS EN MADRID • Instalaciones con los canales nacionales y autonómicos recibidos desde Torre España

FM-102

BU-454 /Torre España

BU-455

FM-55dBµV UHF-70dBµV

COFDM-60dBµV

Tierra a mástiles

AS-101

ZG-669

Tierra 6mm FM

49

52

55

59

62

65

Amplificadores Terrestres ZG-401/ZG-201

66-69

220V 118dBµV UHF/110 dBµV FM

104dBµV COFDM

AS-008

AS-008

SALIDAS 117dBµV UHF/109 dBµV FM/103dBµV COFDM

Tipo A: ParteII: Televisión Terrestre.

Referencia :Marca ALCAD

59

• Instalaciones con los canales nacionales y autonómicos recibidos desde Navacerrada y Plaza España

FM-102

BU-454 /Navacerrada

BU-454 /Plaza España

BU-455

UHF-70dBµV

COFDM-60dBµV

Tierra a mástiles

AS-101

ZG-669

Tierra 6mm FM

24

34

41

31

37

43

Amplificadores Terrestres ZG-401/ZG-201

66-69

220V 118dBµV UHF/110 dBµV FM Referencia :Marca ALCAD

Tipo A: ParteII: Televisión Terrestre.

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• Instalaciones con los canales nacionales y autonómicos recibidos desde Navacerrada y Plaza Castilla

FM-102

BU-454 /Navacerrada

BU-454 /Plaza Castilla

BU-455

UHF-70dBµV

COFDM-60dBµV

Tierra a mástiles

AS-101

ZG-669

Tierra 6mm FM

24

34

41

32

38

45

Amplificadores Terrestres ZG-401/ZG-201

66-69

220V 118dBµV UHF/110 dBµV FM Referencia :Marca ALCAD

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• Ampliaciones y previsiones Futuras. Además de los amplificadores de multicanal, se han desarrollado amplificadores bicanal para parejas de canales analógico y digital, y amplificadores monocanal para TV terrestre digital. Con esta gama de amplificadores de TV terrestre digital es posible realizar las instalaciones de aquellas regiones que no utilicen el sistema de canal único, y la implantación de los canales nacionales y autonómicos en formato digital (previsto durante el año 2000). a) Caso 1º

FM-102

BU-454/Torre España – Onda Digital

FM-55dBµV

UHF-70dBµV

COFDM-60dBµV

Tierra a mástiles

Tierra 6mm

AS-101

FM

ONDA

ONDA

49-50

52-53

ONDA

55-56

ONDA

ONDA

62-63

65-66

220 V SALIDAS 117dBµV UHF/109 dBµV FM/103dBµV COFDM

Referencia :Marca ALCAD

Tipo A: ParteII: Televisión Terrestre.

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b) Caso 2º

BU-454 /Onda Digital FM-102

BU-454 / Torre España

Analógica-70dBµV FM-65dBµV

FI-243

COFDM-60dBµV

Tierra a mástiles

AS-101

ONDA

Tierra 6mm

FM

49

52

55

59

65

61

63

62

64

Amplificadores Terrestres ZG-401/ZG-201

66-69

220V 118dBµV UHF/110 dBµV FM

104dBµV COFDM

AS-008

AS-008

SALIDAS 117dBµV UHF/109 dBµV FM/103dBµV COFDM Referencia :Marca ALCAD

Canales Analógicos 49,52,55,59,62,65 Canales Digitales 61,63,64,66,67,68,69

Para distribuir correctamente estas señales es necesario un perfecto blindaje de todos los elementos de la instalación, de este modo se evita las interferencias producidas por ruido impulsivo (motores, fluorescentes, teléfonos móviles), por lo que es aconsejable que todos los elementos de la red de distribución estén fabricados en técnica Zamag, así mismo deben de cumplir la norma CE de compatibilidad electromagnética.

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2.2.2.2.- EL RECEPTOR DIGITAL (IRD)

2.2.1- INTRODUCCIÓN El elemento crítico del sistema de televisión digital es el receptor, comúnmente denominado IRD (Integrated Receiver Decoder), que es el encargado de demodular la señal para que sea “entendible” por nuestro receptor de televisión , y tiene que cumplir con dos características básicas: Barato Desde la generación del proyecto del DVB existe esta preocupación, de tal modo que el proyecto generó un módulo específico, denominado módulo comercial, que se preocupó y se preocupa del mercado. Después de estudios realizados, éste módulo estimo un precio objetivo del IRD que fuera alcanzable para cualquier bolsillo, de este modo la implantación de la televisión digital estaría garantizada. Fácil manejo Ha sido también una preocupación la facilidad de manejo del receptor, que tiene su principal apoyo en los servicios de información. Estos servicios de información capacitan al receptor para su configuración automática (sintonía, identificación de canal, etc.), e incluyen la guía electrónica de programas, que facilitan al usuario la elección de los mismos. 2.2.2.- RECEPTOR DIGITAL (IRD) Es el elemento que demodula y descodifica la señal digital. En función de la modulación de origen el IRD es diferente, distinguiéndose los siguientes tipos: ORIGEN DE LA INFORMACIÓN TIPO DE IRD MODULACIÓN Cable IRD Cable QAM Satélite IRD Satélite QPSK Terrestre IRD Terrestre COFDM Como se observa en el diagrama de bloques la señal procedente de la antena, es inyectada a un sintonizador cuya función no es más que elegir un canal (transpondedor) /canal terreno / canal de CATV) y convertirlo a una frecuencia fija para ser filtrado adecuadamente, evitando así posibles interferencias provocadas por los canales adyacentes y la frecuencia imagen. A continuación la señal se inyecta a un demodulador donde además de la función de demodular, incorpora un ecualizador, es decir, dispone de un filtro digital con capacidad para ecualizar el canal de distribución. Este ecualizador está incorporado solo en los

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demoduladores de cable y terrenos, ya que estos dos sistemas utilizan una modulación combinada de amplitud y fase. La señal previamente demodulada y ecualizada se introduce en el sistema de descodificación de protección contra errores, cuya función no es más que la de identificar y corregir los bits erróneos(errores producidos por el ruido que se incorpora en la canal de transmisión). A la salida de los descodificadores la señal ya libre de errores, es conducida al demultiplexor, donde se elige el programa deseado del canal anteriormente sintonizado, y se direcciona hacia el circuito de acceso condicional para desembrollar la señal o no, en función de que el programa sea de pago o libre. Una vez demultiplexada, el programa concreto es descodificado digitalmente a través de los descodificadores MPG2 de audio, vídeo y datos. La señal digital generada por los descodificadores MPG2, se convierte en analógica mediante los conversores digitales analógicos (D/A). Esta señal analógica es codificada en el estándar del país concreto, en nuestro caso PAL, y puede ser visionada en el televisor. El control de todo el sistema se realiza mediante un microprocesador que actúa como gestor del receptor (IRD –Integrated Receiver Decoder). Si la señal de entrada al IRD está embrollada, es el módulo desembrollador situado antes del demultiplexor el encargado de eliminar el algoritmo de embrollado. Figura: Diagrama en Bloques de un IRD Entrada Antena

A 1

2

3

4

5

6

8

µC

7

Hacia el Receptor de Televisión

1.Sintonizador.2.Demodulador.3.Identificador y Eliminador de errores.4.Desembrollador.5.Demultiplexador.6.Decodificadores MPG-2.7.Codificador Pal.8.Acesso Condicional

Cable: Decodificador REED SOLOMON Satélite: Descodificador VITERBI Y REED SOLOMON Terrestre: Descodificador VITERBI Y REED SOLOMON

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2.2.3.- INTERFACES DEL RECEPTOR DIGITAL (IRD) El DVB además de definir todos los estándares de transmisión, acceso condicional, etc. Ha definido los interfaces del IRD, estos son: •BUS de conexión serie baja velocidad •BUS de conexión paralelo de alta velocidad •BUS de conexión serie para PC de alta velocidad •BUS de datos de control •BUS para módem telefónico externo •Interfaz telefónico. Que le confiere capacidad de retorno al sistema •Interfaz entrada señal procedente de antena •Interfaz entrada de punto terminal de red de SMATV •Interfaz salida al televisor o vídeo •Salida audio/vídeo, banda base •Salida en componentes, Y/CR (U, V), conector tipo S •Salida R, G, B, euroconector •Salida canal de retorno, a través de las redes SMATV En la siguiente figura se concretan todos estos interfaces, resaltándose aquellos que incorporan los IRD convencionales

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Los receptores digitales, usados para la televisión de pago, pueden incorporar tres interfaces más: •Interface de tarjeta de abonado (SMART- CARD) •Interface de tarjeta bancaria •Interfaz de acceso condicional El interface de tarjeta de abonado, permite al usuario acceder a los servicios digitales de un determinado radiodifusor. El interface de tarjeta bancaria, permite hacer pagos por visión o compras desde el domicilio. El interface de acceso condicional permite que el desembrollador del sistema no forme parte del IRD, y pueda ser incorporado por el usuario o el radiodifusor (sistema de acceso condicional MULTICRYPT). • Sensibilidad IRD digital Los márgenes de nivel de entrada, para asegurar un perfecto funcionamiento en los IRD, son diferentes que para el receptor analógico, ya que permite niveles de señal inferiores. Un rango típico de nivel de señal es (-70 a –25) dBm. 2.2.4.- ACCESO CONDICIONAL •Introducción Son muchos los factores que obligaron a la aparición de sistemas de acceso condicional, es decir, sistemas que permitan que los servicios solo sean disfrutados por usuarios elegidos, los más importantes son: a) La liberalización de los servicios de telecomunicaciones, que permitió a la empresa privada acceder a este mercado y obligó a ésta a la búsqueda de sistemas de financiación diferentes al clásico recurso, del cada día más repartido y barato anuncio, es decir, sistemas donde los recursos se obtengan directamente del usuario. b) La aparición de la comunicación por satélite, esta nueva tecnología no entiende de regiones geográficas, no entiende de regulaciones de país, es decir, no entiende de fronteras, esto obliga a realizar las limitaciones y cumplir las regulaciones mediante un acceso de usuario controlado. Algunos aspectos a cumplir son: -Mantener los derechos de transmisión de servicios -Mantener cifrados enlaces de contribución de radiodifusión

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-Posibilitar enlaces entre radiodifusión de diferentes países

c) La imposibilidad de acceder, como ocurría con los servicios públicos a fondos gubernamentales. d) La dificultad de control paterno para cierto tipo de programas. •Sistemas de acceso Los sistemas de mayor implementación actual son VIDEOCRIPT y NAGRAVISION muy parecidos desde el punto de vista técnico. Estos sistemas se basan en el rasgado de la imagen de TV mediante técnicas digitales de almacenamiento y barajado de grupos de líneas conforme a un algoritmo. Las claves son enviadas en los campos de sincronismo. -El audio se embrolla mediante inversión frecuencial de manera independiente. -El acceso de usuario al sistema, se realiza mediante una tarjeta inteligente (incluye un microcontrolador) donde se encuentran todos los elementos necesarios para descifrar las claves que permiten el desembrollado. Estos elementos podrían ser concretados de la siguiente manera: -Almacenamiento de una dirección individual de usuario. Da acceso solo a los que los pagan. -Almacenamiento de las claves para desencriptar las palabras de control del desembrollado. -Almacenamiento de los derechos de usuario. -Función de desencriptado de las palabras de control de embrollado. •Definición y requerimientos. Se denomina acceso condicional, a un sistema que restrinja el acceso de los usuarios a los servicios implementados por un determinado radiodifusor de una manera controlada. Dos aspectos se deben distinguir en el acceso condicional el embrollado y el encriptado. Embrollado:Es un proceso de mezcla de vídeo, audio y datos que convierte a la información en inteligible. Encriptado: Proceso de protección de las claves de acceso para desembrollar la información.

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•Criterios de elección del acceso condicional El acceso condicional debe cumplir los siguientes requerimientos: -Compatible con los estándares de codificación y modulación -Robusto al ruido y otras interferencias -La señal resultante se debe poder enviar por medio de transmisión -Permitir un enorme número de suscriptores. -Ser suficientemente seguro para evitar a los piratas durante la vida del sistema (usualmente al menos de 10 años). -Ser los más transparente posible para la información original. •Modelos de gestión De entre los sistemas de acceso condicional, el más didáctico es el denominado Acceso Condicional Verticalmente integrado. En este sistema el proveedor del servicio es también el operador de la red y del acceso condicional. •Acceso condicional digital No existen diferencias substanciales en la filosofía del acceso condicional digital frente al analógico. La diferencia reside en el embrollado de la señal ya que ésta es completamente diferente y, por tanto, la manera de embrollar responde a procedimientos distintos. El DVB también en este apartado ha realizado un gran esfuerzo, generando un sistema común de embrollado para todos los radiodifusores de TV digital, que utilizan los estándares definidos a su vez por este organismo. Este sistema de embrollado común se denomina (common scrambling algorithm .CSA-) es decir, algoritmo común de embrollado. Responde a una combinación de algoritmos secuenciales y del conocido algoritmo de origen americano denominado DES. Se podría describir de forma simple como un algoritmo que permuta y sustituye bits, es decir, que cambia de orden y cambia de valor bits de una trama digital concreta; En nuestro caso una trama MPEG. •Funcionamiento del sistema de acceso condicional. Un completo diagrama del sistema y una breve descripción del mismo nos proporcionará una idea clara del funcionamiento de un sistema de acceso condicional para televisión digital.

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Como se ve en la figura, el proceso de embrollado se realiza sobre una trama de transporte de MPEG 2: Es en la generación de la trama de transporte donde se introducen los siguientes datos: . En la cabecera de la trama MPEG-2, si está o no embrollado el contenido. . Los mensajes de control de accesos ECM, en forma de tabla de datos. . Los mensajes de gestión de accesos EMM, en forma de tabla de datos. •Mensajes de control de acceso – ECM (Entitlement Control Message) Se utilizan para recuperar la palabra de control para el desembrollador del receptor de satélite. Esta palabra de control es de alrededor de 60 bits de longitud y se cambia en un intervalo de 2 a 10 seg. Son, por tanto, mensajes usados para el desembrollado de los programas y van encriptados, indicando también, los diferentes modos de acceso (pago por visión – P.P.V., pago estacional, etc.) a los diferentes programas. •Mensajes de gestión de accesos – EMM (Entitlement Management Message) Generan la autorización a los usuarios, solo los que tengan los pagos al día y/o tengan los derechos de un determinado servicio, son autorizados. Son, por tanto, mensajes de usuario. La autorización de usuario es generada por el sistema de gestión de suscripción (ver diagrama) pues es este sistema el que dispone de toda la información de los usuarios. En el receptor se produce el desembrollado que responde a un proceso inverso al descrito en el transmisor. Para entender este proceso es necesario hablar del subsistema de acceso condicional, en el que radica la seguridad del receptor. Se compone de dos módulos, uno el subsistema de desembrollado y otro la tarjeta inteligente de usuario. Para los sistemas analógicos, es en la tarjeta donde radica la descripción de usuario que es enviada de manera secuencial por el radiodifusor y están almacenadas las claves para desencriptar las palabras de control, y una vez obtenidas se envían al desembrollador para abrir la puerta del algoritmo de embrollado, permitiendo de este modo el acceso aun programa concreto. Existen dos soluciones propugnadas por el DVB para integrar el sistema de acceso condicional, una solución es incluir dentro del receptor el desembrollador (SIMULCRYPT) y otra que se encuentre conectado al receptor de forma similar a la tarjeta inteligente (MULTICRYPT). Para el caso de MULTICRYT, el DVB ha definido una interface de conexión entre el receptor y el circuito desembrollador. Este interfaz denominado interfaz común (basado en el PCMCIA, interface utilizado por la asociación de fabricantes de ordenadores portátiles) se ha definido de manera que no existe secreto en la comunicación, y permite que varios radiodifusores usen el mismo receptor.

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•PCMCIA (Personal Computer Manufactures Interface Association). Otra ventaja importante de la utilización de este interfaz en los receptores y, por tanto, de los dos módulos del subsistema de acceso condicional es que puedan devolver a un sistema violado por los piratas completamente su seguridad perdida.

TX

A

TX

1 2

3

10

11

12

V D

D ECM 19 4

5

6

7

13

16

15

14

18

Facturas 8 17 Pagos

Centro de emisión y Gestión de Datos

1.Muxtiplexor. 2.Embrollador. 2.4¿TELEVISIÓN DIGITAL O ANALÓGICA? 3.Modulador 4.Encriptado 5.Encriptado 6. SAS(Sistema de autorización de suscritos) 7.Generador de Palabra de Control. 8.Sistemas de Gestión de Suscritos

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IRD Usuario 10.Demodulador. 11.Desembrollador. 12.Demultiplexor. 13./14 Desencriptador 15.Procesador de llave maestra. 16.Tarjeta 17.Usuarios 18.Subsistema Desembrollador 19.Sistema de acceso condicional

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2.3.2.3.- ¿TELEVISIÓN DIGITAL O ANALÓGICA? A pesar de que en el campo de la electrónica de consumo es difícil hacer predicciones a cualquier plazo, actualmente en medios especializados nadie duda que el futuro de la televisión es digital. •Digital ¿por qué? La evolución hacia la tecnología digital se solidifica siguientes pilares:

fundamentalmente en los

•El formato digital permite una manipulación y un proceso de la señal muy fácil, mediante herramienta muy potente (el software) que ha venido desarrollándose a gran velocidad ara otras aplicaciones, principalmente en el campo informático. Como comparación válida si se quisieran desarrollar las prestaciones de los aparatos de televisión conocidos como 100 Hz del tipo multipantalla, imagen parada... etc. en un aparato analógico convencional serian muy difíciles de realizar técnicamente. •El formato digital es similar o coherente con el empleado por los ordenadores, la telefonía, las redes de transmisión de datos...etc. por lo que partiendo de este formato puede integrarse a otras tecnologías y a otras vías de transmisión y proceso. Las posibilidades prácticas del párrafo anterior son muy amplias al convertir el televisor en un “aparato interactivo”, que entre las novedades derivadas de este concepto cabe destacar las siguientes: -Servicios "Pay per view" o "vídeo on demand", programación a la carta con la posibilidad de escoger el programa que queremos ver. -Servicios de base de datos, posibilidad de consultar horarios de vuelos o trenes bases de datos públicas y privadas. etc. -Servicios de telecompra y tele reserva. -Servicios de comunicación entre abonados. •El formato digital facilita la incorporación de un "acceso condicionado" a los programas, dificultando la piratería y facilitando el desarrollo de los servicios que se han comentado anteriormente. •El formato digital tiene grandes posibilidades de expansión futura si comparamos su posible evolución con la realizada por el software de ordenador. •La relaciones Señal / Ruido, las posibilidades de filtrado y la calidad general de la señal recuperada son mejores que en el formato analógico y lo que es más importante, futuros perfeccionamientos de software pueden mejorar la calidad actual.

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•El almacenamiento de informaciones de imagen en formato digital es relativamente sencillo, puede efectuarse sobre soportes baratos y se deteriora menos con el paso del tiempo que los almacenamientos en formato analógico. •La edición, montaje, sincronización, manipulación, efectos...etc. de imágenes en formato digital es mucho más fácil que en formato analógico. •Los datos digitales son fáciles de transmitir, intercambiar y procesar por vía telefónica, ventaja para las emisoras que pueden recibir noticias e intercambiar programas y datos mediante esta vía. Asimismo la conexión telefónica posibilita la interactividad del receptor de televisión. •Además, una de las grandes aportaciones de la televisión digital terrena va a ser la posibilidad de establecer redes de frecuencia única (SFN) de modo que todos los transmisores del territorio emitirían un canal con la misma frecuencia (o varios dependiendo de estándar de compresión). La implantación de las redes de frecuencia única plantean un problema adicional que es la Sincronización del SFN, así pues al emitir todos los transmisores con la misma frecuencia estos tienen que estar perfectamente sincronizados en el tiempo. Otra posibilidad de las redes de frecuencia única es la de que los reemisores pueden transmitir la señal recibida en la misma frecuencia de entrada, lo que serviría para que se pudieran poner reemisores en zonas muy pequeñas de las ciudades que pudieran tener problemas con la señal de televisión. Por otra parte están las ventajas de SFN permitirían la instalación de televisores portátiles sin necesidad de conectarlos a la red principal del inmueble. •La televisión digital terrestre es la única que podría garantizar una cobertura plena del territorio nacional sin repercutir los costes en el usuario, efectivamente como se ha explicado en el punto correspondiente las instalaciones de televisión analógica son perfectamente validas para la recepción de canales digitales. •Cuadro resumen de los niveles de señal analógicas y digitales Características de la Televisión terrestre Digital Ancho de banda del canal 7,61 Mhz Separación entre portadoras 1116Hz Duración útil del símbolo (TU) 896µs Duración del intervalo de guardia Entre 224µs y 28µs Duración total del símbolo COFDM Entre 1120µs y 924µs Velocidad de código convulocional(Viterbi) 7/8 Codificación de bloques(Red Solomon) 188-204 Entre 2,49Msimbolo/seg Máxima velocidad de símbolo y 5,28Msimbolo/seg Tipos de modulaciones para cada portadora QPSK-64QAM Entre 4,98Mb/s 10,56 Mb/s para QPSK Máximo Flujo Binario Entre 14,94Mb/s 31,68 Mb/s para QAM

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El siguiente cuadro resume las diferencias entre las señales terrestres analógicas y digitales. Estándar PAL B/G DVB-T

Modulación

Nivel de señal Nivel de señal C/N BER* Cabecera en toma AM 120dBµV Máximo 57-80 dBµV > 43 dB ----5 COFDM 8K 64 QAM 110dBµV 47-70dBµV >28dB 9 x 10

Las señales digitales y analógicas se distribuyen en la misma banda, por tanto, tienen características de ruido y atenuación similares en toda la distribución, siendo la principal ventaja de los canales digitales su robustez a las posibles interferencias de la señal analógica, por lo que podemos utilizar los canales adyacentes a los analógicos para la transmisión de canales digitales. Los productos de intermodulación producidos por un canal N alcanzan su máxima amplitud fuera del canal en los canales inmediatamente superior e inferior. No habrá ninguna influencia del canal analógico sobre el digital siempre que la distancia entre los productos de intermodulación y la señal COFDM sea superior a la mínima C/N requerida por esta. Actualmente se considera que los canales digitales se deben de ajustar en cabecera con una tensión de 10 a 15 dB por debajo de los canales analógicos, de este modo garantizamos que los niveles en toma sean los correctos y que no haya ningún tipo de intermodulación entre un canal digital y uno analógico. •B.E.R(Tasa de Error de Bit) La tasa de error es el parámetro quizás más significativo para la evaluación de la calidad de un sistema de comunicaciones digitales, puesto que ahora transmitimos bit, la medida apropiada es la relación entre el numero de bits recibidos y el numero de bits erróneos. En particular en televisión digital, cualquiera que sea el sistema de modulación, utilizado, la tasa de error de la señal al final de toda la cadena debe ser tal que permita la recuperación correcta de la señal y un visionado de la imagen cómodo para él cliente. Cada vez que aplicamos un corrector de errores á la señal digital la tasa de error varía, por lo que sí medimos por ejemplo en un sistema de televisión digital la tasa de error a la salida del demodulador cualquiera que sea el sistema, a la salida del decoder de Viterbi y a la salida decoder Reed-Salomon no obtendremos mas que tasas de error distintas. Los sistemas de televisión digital se comportan de forma diferente a los analógicos, así mismo son distintos los efectos encontrados sobre la imagen y el sonido. Es necesario echar mano de las normas DVB. La recomendación define lo que se conoce como QEF (Quasi Error Free) El QEF pretende ser una referencia de calidad y se define como aquella situación en la que se produce un error no corregible por cada hora de transmisión. Este valor es de 2.10 –4 medido antes del decoder de Reed-Solomon , (o después de Viterbi). Este valor es una muy buena referencia de la calidad con la que la señal digital llega al punto de recepción. Sin embargo, pueden ocurrir errores puntuales en paquetes que no pueden llegar a corregirse y que no llegan a reflejarse.

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Para realizar este tipo de medida es imprescindible poseer un medidor de campo digital ( preparado para, COFDM, QPSK o QAM dependiendo de cual sea la señal a medir). Hay un detalle muy significativo, la tasa de error B.E.R. es muy sensible a la relación C/N. Esto quiere decir que el B.E.R pasa de estar por debajo de lo aceptable a estar a un nivel muy bueno en un margen muy pequeño de C/N. La C/N bien entendida nos aporta una cantidad interesante de información pero no debería utilizarse para realizar una estimación del B.E.R.

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Introducción: Las diferencias más resaltables de una transmisión de señal satélite respecto de una terrestre son básicamente: • El repetidor de televisión utilizado es un satélite artificial situado en el espacio a una determinada altura sobre la superficie terrestre y girando en una órbita geoestacionaria. ¿Qué es un satélite? Es un sistema receptor-transmisor de señales radioeléctricas, lanzado desde la superficie de la tierra y situado en una órbita geoestacionaria alrededor del planeta primario. ¿Qué es una órbita geoestacionaria?

Es una órbita situada a unos 36000Km de la tierra sobre el plano del ecuador. Esta órbita gira sincrónicamente con la tierra, así que un objeto que mire al satélite, lo verá como un objeto quieto, en el mismo lugar.

Antena orientada hacia el SUR

Hemisferio NORTE

Satélite

Antena orientada hacia el NORTE

Hemisferio Sur

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Si nosotros tenemos que orientar una antena parabólica y la zona que tenemos que instalarla está en el hemisferio norte, enfocaremos la parabólica hacia el sur y al contrario si nos encontramos en el hemisferio sur. Si nosotros tenemos que orientar una antena parabólica y la zona que tenemos que instalarla está en el hemisferio norte, enfocaremos la parabólica hacia el sur y al contrario si nos encontramos en el hemisferio sur. •Las antenas que habrá que utilizar para captar la señal han de tener una gran directividad y ganancia así como otras características específicas. •Básicamente, un sistema de este tipo se compone de tres elementos fundamentales: la estación terrena emisora, el satélite y la estación terrena receptora. •La información que se desea transmitir se genera en los estudios de televisión en forma de sonido e imágenes sincronizadas. Esta información, pasará a un transmisor y de este Hemisferio SUR a una antena de emisión que la envía al satélite. La señal en banda base (vídeo-audio) se modula en una portadora de 70 ó 140 Mhz y la resultante se convierte, por medio de un oscilador de microondas, a una frecuencia del canal de satélite: 14 Ghz, con un ancho de banda por canal entre 20 y 40 Mhz. Hay ahora una etapa de amplificación final antes de que la señal sea emitida mediante una antena parabólica, constituyendo el haz ascendente del enlace. ¿Que es un enlace ascendente y descendente? Un enlace o haz ascendente son todas aquellas señales enviadas desde una estación emisora terrestre al satélite. Haz descendente son todas las señales enviadas desde el satélite a las parabólicas de la tierra. Para evitar que se produzca interferencias entre el haz ascendente y el descendente estos serán transmitidos a diferentes frecuencias. ¿Que es una cobertura? Es la zona de la superficie de la tierra en que un satélite enfoca su haz de microondas.

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Se pueden distinguir tres tipo de cobertura: a)Haz global: Tiene un 42,2% de cobertura de la superficie terrestre. Esta cobertura se consigue a base de señales de emisión con muy bajo nivel. Se utiliza este tipo de cobertura para las transmisiones transoceánicas de telefonía, datos enlaces de TV. b)Haz hemisféricos: Tiene un 20% de cobertura de la superficie terrestre, se puede considerar que es la suma de los haces de zona. c)Haz de zona: Tiene un 10% de cobertura de la superficie terrestre. Esta zona es la de máxima señal. Los motivos que han llevado a emplear microondas en las comunicaciones vía satélite son varios: por una parte la capacidad de transmitir mayor cantidad de información: una segunda razón deriva de la utilización de antenas ascendentes muy directivas, que en frecuencias más bajas tendrían gran tamaño. Asimismo esta banda de microondas no es utilizada en comunicaciones terrestres y por tanto está menos contaminada que las transmisiones de baja frecuencia. Es decir están menos afectadas por el Ruido. ¿ Que es el Ruido? Podríamos describirlo como aquella señal o conjunto de señales que se mezclan con las señales deseadas produciendo interferencias, o distorsiones de imagen o sonido. Existen varios tipos de ruido: • Ruido terrestre: Describiríamos como terrestre cierta cantidad de ruido tanto natural como industrial captado por la antena y recogido por el receptor. • Ruido atmosférico: El atmosférico es la suma de ruidos del espacio producido por la atenuación de la señal debido a agentes atmosféricos(lluvia, nieve...)

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Capítulo

1

Conocimiento general de un satélite Básicamente los satélites geoestacionarios están compuestos por dos partes o módulos: Módulo de servicio: aloja los depósitos de combustible y los reactores que permiten posicionar al satélite. También contiene las baterías solares. Módulo de comunicaciones: encargado de recibir la señal proveniente de la emisora, procesarla, y enviarla de nuevo a la Tierra. Está compuesto por: -

Antena parabólica de recepción.

-

Transpondedores: es el equipo que procesa y convierte a frecuencias más bajas las señales de TV y radio recibidas de la estación terrestre para su transmisión a tierra.

-

Antena parabólica de emisión.

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Capítulo

2

Características enlace satélite - estación terrena Se pueden dividir las bandas utilizadas por los satélites para la distribución de señales de TV sobre Europa de la siguiente manera: • Banda DBS (SRS): 11,7 GHz a 12,5 GHz • Banda FSS: Semibanda alta: 12,5 GHz a 12,75 GHz Semibanda baja: 10,7 GHz a 11,7 GHz Para ampliar la capacidad de canales que se pueden transmitir por cada una de estas bandas, se recurre al concepto de polarización. ¿Qué es polarización? Son las posibles maneras diferentes que existen de enviar una señal a través del espacio. Derechas • en DBS (SRS):Polarización Circular Izquierdas Vertical • en FSS :Polarización lineal Horizontal

Polarización LINEAL Vertical

Polarización CIRCULAR Derechas

Polarización LINEAL Horizontal

Polarización CIRCULAR Izquierdas

Los diferentes tipos de polarización utilizados en las transmisiones de señales de TV por satélites.

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Transpondedor del SATÉLITE

Antena de RECEPCIÓN

Antena de TRANSMISIÓN

Enlace Ascendente 14 GHZ

Enlace Descendente 12 GHZ

Antena EMISORA

Antena USUARIO

1Estación transmisora de TIERRA

2Estación Receptora de TIERRA

CONVERSOR DE MICROONDAS HAZ ASCENDENTE

FILTRO ESTUDIOS

MODULADOR

PASO BANDA

2

AMPLIFICADOR DE POTENCIA

1

SEÑAL EN BANDA BASE VIDEO/AUDIO

SEÑAL DE SALIDA 70MHZ Ó 140MHZ

1.OSCILADOR LOCAL 2.FILTRO PASO BANDA

ENLACE ASCENDENTE 1.Diagrama en bloques de una estación emora

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•RESUMIENDO: El camino de una transmisión de señal por satélite serán los mostrados en las figuras anteriores y la siguiente: ENLACE DESCENDENTE

R.F

TV

SINTONIZADOR

F.I

UNIDAD

EXTERIOR

F.I

EQUIPO DE CABEZA

RED DE DISTRIBUCIÓN F.I

TOMA USUARIO F.I

SISTEMA CAPTADOR

2.Diagrama en Bloques de la Estación Receptora Terrestre

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Capítulo

3

Características de la señal de TV a través de satélite •Modulación : FM (Analógico) / QPSK (Digital) •Ancho de Banda de 18 a 36 Mhz. (Típico 27 Mhz en Analógico / 33 Mhz en Digital) •Desviación de 13 a 25 Mhz/V (Analógico) •Energía dispersa (desviación de 0,5 a 4 Mhz, Onda triangular de 25 Hz) (Analógico) •Señal de Vídeo PAL, SECAM, NTSC, PAL PLUS... etc. •Señal de Audio (5,8-6,65 Mhz) Estéreo en Panda •Formato 4/3-16/9 •Velocidad de símbolo 22-28 Msimb/s (Digital) •Capacidad de transmisión 44/57 Mb/s (Digital) •F.E.C : 1 / 2, 2 / 3, 3 / 4, 5 / 6, 7 / 8 (Digital)* •PID´s (Automático, semiautomático) (Digital)*

3.1.- F.E.C El sistema de modulación que se emplea en satélite digital es la QPSK (capitulo 1), que tiene una virtud, su robustez frente al ruido. Previamente se la somete a una serie de procesos a fin de protegerla contra los errores de transmisión. Esta protección consiste en añadir un conjunto de octetos a cada paquete al tiempo que se reestructura el orden de cada octeto en la trama. Al resultado se le añade un código convulocional que por cada N bit de información se le añade uno mas como protección contra errores, a este código de protección se le denomina F.E.C Ejemplo: 7/8: Cada 8 bit enviados uno es de protección.

3.2.- PID´s Son los identificadores que permiten reconocer cada servicio dentro de un transpondedor.

Tipo A: ParteIII: La televisión por satélite. Digital y analógica.

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Tipo A: ParteIII: La televisión por satélite. Digital y analógica.

9

Capítulo

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Sistemas de satélites en el mundo 4.1.-Sistemas globales.

Tienen una cobertura de 42,2% de la superficie terrestre (Haz global) Se utilizan para transmisiones transoceánicas de telefonía, enlaces de televisión, comunicación de datos. •Podemos destacar los siguientes satélites: Intelsat, Intersputnik, Inmarsat 4.2.-Sistemas regionales. Tienen una cobertura de 20% de la superficie terrestre (Haz Hemisférico o continental) Se utilizan para transmisiones de televisión, comunicación de datos, Telefonía etc. • Podemos destacar los siguientes satélites: • Eutelsat Fundada con 33 países europeos como miembros, entre los que se encuentran todos los países de la CEE. Los servicios que ofrece son - Telefonía internacional - Distribución de vídeo y audio - Difusión de Televisión - El SMS (Satellite Multiservices System), que es un servicio para comunicaciones empresariales soportando por transpondedores dedicados. El sistema EUTELSAT se compone de 7 satélites, permaneciendo en servicio los Eutelsat F2 al F6 de la serie Eutelsat I y los Eutelsar II-F1 (Hot Bird) del 1 al 5 (en posición orbital de 13 E.) •Astra: Empresa de carácter privado compuesta de 17 socios provenientes de 6 países europeos.

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- Dedicado a la distribución de vídeo y audio. El proyecto consta de 10 satélites: Del ASTRA 1A al 1H,en posición orbital de 19’2 E.Del ASTRA 2 A al 2 B, en posición orbital de 28’2 E. •Arabsat, Panamsat...... 4.3.-Sistemas domésticos. Tienen una cobertura de 10 de la superficie terrestre (Haz de Zona o Regional) Se utilizan para transmisiones de televisión, comunicación de datos, Telefonía etc. •Podemos destacar los siguientes satélites: •Kopernikus, TDF, Telecom ,Tele-X •Hispasat: Sistema de satélites español propiedad de la sociedad anónima de igual nombre cuyos participantes son; Retevisión, Telefónica de España, Caja Postal, INTA, INI y el CDTI. El sistema se compone de tres satélites, dos en órbita (30º) y uno de repuesto en tierra. -Ofrece los siguientes servicios: - Radiodifusión directa - Servicio Fijo, con cobertura sobre Suiza, Portugal y Francia, Reino Unido, Alemania, Italia, Marruecos, Argelia y Mauritania entre otros. - TV-América, con cobertura a casi la totalidad del continente americano. - Misión gubernamental, cuyo principal usuario será el Ministerio de Defensa.

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Capítulo

5

Estación Estación receptora. Al igual que en la recepción de señal de televisión terrestre, podemos dividir la recepción de señal satélite en tres grandes bloques: •Sistema captador de señales: encargado de recibir la señal del satélite y obtener la 1ª F.I. Compuesto generalmente por: Antena parabólica y unidades exteriores (alimentador, polarizador, conversor). •Equipo de cabeza: encargado de tratar y procesar la señal de F.I. en el sistema elegido y entregarlo en optimas condiciones al siguiente elemento de la cadena. Compuesto generalmente por: - Procesadores de F.I, conversores de bloques F.I/VHF, TDT, procesadores de canales, conmutadores, amplificadores. • Red de distribución: encargado de llevar la señal en optimas condiciones a cada usuario. Compuesto generalmente de: - Repartidores, derivadores, tomas y conmutadores. •Unidades interiores: encargadas de recibir la señal en F.I., y cuya principal misión es: - Demodular la señal de F.I. - Entregar la señal demodulada al televisor para su visionado. Compuesto generalmente por: - Sintonizadores que pueden ser analógicos o digitales. 5.1.- SISTEMA CAPTADOR. •Antenas Es el elemento encargado de captar la débil señal procedente del satélite. La antena es un elemento clave en la cadena de recepción de la estación terrena y de su bondad de diseño depende la calidad de la señal recibida.

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La ganancia de las antenas expresa cuanto de las señales interceptadas es captado y transmitido al elemento siguiente de la cadena de recepción. Depende fundamentalmente del tamaño de la antena, la eficiencia de esta y la longitud de onda de la señal recibida.

Figura: esquema básico de una instalación de antena colectiva.

La mayoría de las antenas de microondas que se usan actualmente en las estaciones terrestres receptoras de satélite están diseñadas en base a superficies parabólicas. En teoría esta geometría concentra todas las señales recibidas paralela a su eje en un solo punto llamado foco. En dicho foco se de la antena que es el elemento encargado de recibir la señal parabólico y de transmitirla a los siguientes elementos de la (polarizadores, conversores...).

según una dirección coloca el alimentador reflejada en el disco cadena de recepción

La antena no debe de tener únicamente una elevada ganancia sino que debe tener unas características de radiación que permita separar la señal deseada de las indeseadas, y sean ruidos, interferencias de otros satélites o de sistemas terrestres. Podríamos describir que una antena es uno de los elementos más importantes del sistema de recepción, dado que es el medio utilizado para recibir las señales transmitidas por el satélite.

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HAZ MICROONDAS

PUNTO FOCAL +X VÉRTICE DE LA PARÁBOLA

EJE FOCAL

+Z

D (Diámetro de antena)

LONGITUD FOCAL

Figura: Esquema básico de una instalación de antena colectiva

5.2.-Tipos de reflectores (antenas) •Antenas multisatélite: Son antenas que presentan múltiples haces de recepción utilizando un reflector común y varios alimentadores. • Antenas Offset. La unidad exterior está situada en el foco de la parábola, sostenida por un brazo que sale del reflector, de esta manera la unidad exterior no proyecta sombra sobre el reflector porque queda fuera de la línea de visión del satélite. Por esta razón el tamaño del reflector offset puede, a igualdad de ganancia, ser menor que el de una antena de foco primario. (Obtendremos el mismo rendimiento con una OFFSET 120 que con una Prime focus de 150) (Su aspecto físico es un poco ovalado).

Figura : Cortesía de ALCAD

Figura : Cortesía de ALCAD

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• Antenas de Prime focus: El foco está situado en el sentido de incidencia de la energía electromagnética que recibe el reflector. La zona central que queda con sombra no es operativa. Son de tamaño mayor que la de offset y se suelen utilizar en instalaciones colectivas Su diámetro correcto a la hora de instalada vendrá referida según la zona a implantar el sistema. •Antenas Cassegrain y Gregorian: Son antenas en cuyo foco se sitúa un segundo reflector conocido generalmente con el nombre de subreflector. Dicho subreflector será hiperbólico en el caso de una Antena Cassegrain y elíptico en el caso de una Antena Gregorian, La unidad exterior se coloca en el foco del subreflector recibiendo las ondas incidentes después de una doble reflexión primero en el reflector principal y después en el subreflector.

Antena Cassegrain

Antena Plana Cortesía de Televés

•Antenas planas: son antenas construidas en base a agrupaciones de pequeñas antenas elementales de configuración diversa, alimentadas de forma adecuada para conseguir una rendimiento óptimo. Señaladas para recibir satélites de alta potencia 5.3.-Unidades exteriores. •ALIMENTADORES Este dispositivo, colocado en el punto focal de la parábola es el encargado de recibir la radiación electromagnética, una vez reflejada en el reflector de la antena y conducirla convenientemente hacia el siguiente elemento de la cadena. •DISPOSITIVOS DE POLARIZACIÓN Son los encargados de rechazar en cada caso la polarización no deseada. Se sitúan inmediatamente después del alimentador de antena y antes del conversor/amplificador, si se trata de polarizadores lineales, sin son de polarización circular, van introducidos en el propio alimentador.

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Se distinguen los siguientes dispositivos a)Dispositivos de Polarización Lineal: •Polarizador mecánico •Polarizador magnético •Ortomodo Los dos primeros se utilizan en instalaciones individuales y la discriminación de polaridad la hace a través de un tren de impulsos de tensión que se manda desde la unidad interior. El tercero se utiliza en instalaciones colectivas. Presenta dos salidas en cada una de las cuales está presente una polaridad (horizontal o vertical) que es la contraria de la polaridad existente en la otra salida. b)Dispositivos de Polarización Circular: Para el caso de señales polarizadas circularmente (a derechas o a izquierdas), el dispositivo de polarización generalmente utilizado esta compuesto de una lámina de material dieléctrico(teflón) colocado en el propio alimentador de antena.

Ortomodo

Polarizado

Polarizador

Figura: Cortesía de Televés

•CONVERSOR Es uno de los dispositivos más importantes de la instalación. Su misión es recoger la débil señal proveniente de la antena (o del polarizador), amplificarla y convertirla a una señal de frecuencia más baja para su transmisión a través del cable coaxial a las unidades interiores. CONVERSOR

1

2

3

4

5

LNC

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1.Filtro pasa Banda: Se encarga de rechazar las señales captadas que se encuentran fuera de la banda de frecuencias que deseamos recibir. 2. Amplificador: Amplifica la señal, para que sumada a la ganancia de la antena sea suficiente para el tratamiento posterior. Se trata de un amplificador de entrada con muy baja figura de ruido (los niveles a su entrada son muy débiles. Se suelen utilizar transistores HEM o de alta movilidad que permiten en el conjunto figuras de ruido inferiores a 1’3). Conversor de bajo ruido: Compuesto por un mezclador y un oscilador local (5), su misión es convertir la señal de RF entregada por el primer amplificador de bajo ruido en una frecuencia mucho más baja. Con esta conversión conseguimos abaratar la instalación y facilitar su montaje, si no hiciéramos la conversión, la línea de transmisión debería estar constituida por una guía onda de longitud y sección adecuada ya que a estas frecuencias de RF no es posible utilizar cable coaxial, debido a las grandes perdidas que se produciría por metro. Para cumplir el objetivo anterior disponemos de la acción combinada de un oscilador local (la frecuencia oscilante varia en función del satélite) y de un mezclador encargado de mezcla la RF proveniente de la antena (previo paso por el amplificador y el filtro) con la frecuencia del oscilador local. De esta manera a la salida del mezclador tendremos varias frecuencias resultantes, siendo las más fuertes la que resulta de la suma y la diferencia de ambas frecuencias. F salida = F de RF - F oscilador local F salida = F de RF + F oscilador local El rango de frecuencias que cubren los osciladores locales varía en función de la frecuencia utilizada por el satélite a recibir. -

Para satélites emitiendo en la banda DBS (SRS) margen frecuencia: 11,712,5 Ghz.

-

Satélites emitiendo en la banda baja de FSS margen frecuencia: 10,7-11,7 GHz.

-

Satélites emitiendo en la banda alta de FSS margen frecuencia: 12,5-12,75 GHz.

3.Filtro pasa Banda: Selecciona la frecuencia resultante de la diferencia, obteniéndose a la salida del mismo una frecuencia comprendida entre los 950Mhz-2500Mhz, llamada 1ª FI. 4.Amplificador de Salida: Contrarresta las perdidas introducidas por el mezclador, dando a su salida un nivel de señal suficiente para ser llevado por el cable hacia las unidades interiores.

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EL LNB El LNB consiste en un conjunto de dispositivos (alimentador, polarizador, conversor) con un ruido muy bajo que amplifica las señales recibidas en radiofrecuencia y las convierte a frecuencia intermedia (generalmente llamada primera frecuencia intermedia, con un valor comprendido entre los 950-2500 Mhz) para transmisión a una o varias unidades interiores donde tiene lugar la sintonización, demodulación y descodificación de las señales recibidas. CARACTERÍSTICAS : • Ruido de fase del oscilador local: de gran importancia en televisión digital y cuyos valores deben mantenerse entre: - 95 dBc a 100 Khz. - 75 dBc a 10 Khz. - 50 dBc a 1 Khz. • Figura de ruido: Relación entre la señal indeseada con la señal deseada, de gran importancia en televisión digital y cuyos valores tienen que estar comprendidos entre los 1.1 a 0’7 • Planicidad en la respuesta en frecuencia: Su importancia se acentúa cuando tenemos grandes tiradas de cable. Hay que tener en cuenta que inicialmente las modulaciones digitales utilizadas en televisión tienen un espectro plano. Cualquier variación que se produzca en su planicidad puede hacer perder uno o varios transpondedores. • Discriminación de polaridad: importancia atendiendo a la coincidencia de frecuencia de canales en polaridades diferentes. • Frecuencia del oscilador local: de esta frecuencia depende la banda que es capaz de convertir el conversor. •Ganancia: diferencia entre la salida y la entrada. TIPOS: A la hora de elegir un LNB tenemos que tener en cuenta: - Si la instalación es individual o colectiva (varía el numero de salidas). - Que canales deseamos recibir. (varía la frecuencia del oscilador local). Así pues: LNB de 1 salida, que pueden ser: -FSS banda alta

OL ≅ 11Ghz.

-FSS banda baja

OL ≅ 9’75 Ghz.

- DBS

-OL ≅ 11Ghz

Todas se fabrican para antenas tipo offset y foco centrado.

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Llevan incorporados un polarizador que conmuta mediante tensión 13v-vertical y 18v – horizontal. Se utilizan solo para instalaciones individuales. LNB DE DOS SALIDAS. Tienen dos salidas y en cada una de ellas tiene una polaridad que es contraria a la de la otra salida. -FSS banda baja: 2 salidas H/V. Por el número de salida se utilizan para instalaciones colectivas.

1

2

2

LNB

3

• 1.Alimentador • 2.Polarizador • 3.Conversor / Amplificador

Entrada VCC y señales de Conmutación

Salida de FI

Conexión Cable Coaxial

LNB UNIVERSALES Ha sido desarrollado para hacer posible la recepción de todo el ancho de banda cubierto por los sistemas de satélites que operan en nuestro continente. Es esencial para la recepción de servicios digitales debido a su baja figura de ruido.

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Operan tanto en FSS (alta-baja) como en DBS para hacer posible esto llevan incorporados dos osciladores locales de 9’75 Mhz y 10’6 Mhz respectivamente que los conmutan mediante una señal de 0/22Khz. Así mismo llevan incorporados un conmutador de tensión 14/18 v para seleccionar la polaridad deseada.

Ghz

Ghz

Por su número de salidas se utilizan para instalaciones individuales. • LNB universales 2 salidas: Conversor universal doble con dos salidas completamente independientes. Por ser universal tiene las mismas características que el modelo anterior. Se recomienda en instalaciones individuales para dos usuarios. • LNB cuádruple banda: LNB destinadas al suministro simultaneo e independiente por cada salida de H/V, Banda Alta, Banda Baja (FSS-DBS). Así pues 4 salidas con todas las polarizaciones presentes e independientes en cada una de las salidas Tiene las mismas características que el LNB universal y por su número de salidas viene recomendado para instalaciones colectivas. 5.4.-SEÑALES DE CONMUTACIÓN Antes de entran en los elementos que intervienen en el equipo de cabeza es necesario que conozcamos las señales de conmutación que nos manda el sintonizador y que son. Tensión 14/18 V. Permite alimentar el LNB y actuar sobre el polarizador (en el caso de LNB) o sobre conmutadores para seleccionar la polaridad deseada.

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Tono 0/22KHZ. Permite actuar sobre conmutadores para seleccionar entre dos opciones. Ejemplo : - Entre dos parabólicas. - Entre banda alta –banda baja (en el caso de conversores universales).

•Tono DiseqC. El sistema DiseqC fue desarrollado como un método de controlar una amplia gama de dispositivos, montados sobre o cerca de la antena satélite (disco) mediante un solo cable coaxial de bajada hacia el receptor. Posteriores perfeccionamiento de este sistema ofrecen prestaciones tales como la instalación automática (detección automática por parte del receptor de la frecuencia del oscilador local del LNB), posicionamiento. etc. El sistema DiseqC introduce una modulación en la señal de 22Khz para subir más información por el cable coaxial. Dependiendo de las versiones de este protocolo pueden enviarse a través del cable coaxial informaciones como: selección de antena, selección de banda, selección de polaridad, posición de la antena... etc.

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De igual modo que para sacar provecho del tono de 22Khz en instalaciones satélite precisábamos de relés de 22Khz o LNB de tipo universal, para sacar provecho de los comandos DiseqC es preciso disponer de conmutadores, conversores, receptores, compatibles con este sistema. Todos los elementos de conmutación DiseqC dejan pasar la tensión y el tono 0/22Khz convencional. El punto más importante de este sistema es que la instalación realizada es compatible y coherente con los receptores digitales y los futuros sistemas de transmisión /recepción digital. Estructura de datos DiseqC. Básicamente se modula la señal de 22Khz para introducir en ella informaciones que puedan ser decodificadas por el equipamiento adecuado basado en este protocolo. En función del numero de comandos o informaciones distintas que pueden entender los dispositivos tenemos varios niveles o desarrollos de este sistema: •DiseqC 1.0: También llamado simple diseqc, valido para conmutar y para receptores comandados en una sola dirección. • DiseqC 2.0: Para receptores y accesorios, comandados en dos direcciones.

Conmutación

“1” – “0” V TENSIÓN 13 /18 V

D 7

D 6

D 5

D 4

D 3

D 2

1 msg = “0”

D 1

D 0 TONO 0/22 Khz

2 msg = “1”

T (msg)

8 bits x 3ms =24 ms 30 ms

• DiseqC 3.0:Para receptores y sistemas colectivos, comandados en dos direcciones y además control de tuner.

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Capítulo

6

Equipo de cabeza. Es el encargado de tratar y procesar la señal (FM-QPSK) para entregarla en optimas condiciones de reparto a la Red de Distribución. Debido a que el éxito de una instalación (digital o analógica) depende en gran medida de la buena elección del equipo de cabeza nos vamos a parar detenidamente en este apartado. Los elementos más característicos son: •Procesadores de F.I, Conversores de bloques F.I /VHF. ,Transmoduladores digitales transparentes (TDT), Conmutadores, Amplificadores, Procesadores de canales de satélite. 6.1.-PROCESADORES DE F.I./F.I (CONVERSORES F.I/F.I) Un procesador de FI es un dispositivo que convierte un transpondedor, tanto analógico como digital, de cualquier frecuencia dentro de la banda de 950-2300 Mhz (FI) en otro cualquiera dentro de la misma banda, sin cambiar la modulación es decir, permite seleccionar y ordenar los canales de satélite de interés dentro de una banda limitada.

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De una manera muy sencilla permite que nos configuremos nuestro propio satélite. Incluso permite en instalaciones de una sola polaridad superponer transpondedores de otra posición orbital en esa polaridad. Este tipo de instalaciones tiene obviamente una limitación, y es que no podemos procesar mas de 33 transpondedores en QPSK y alrededor de 40 en FM. La instalación de estos equipos se suele hacer en Técnica “Z” teniendo en cuenta: •La entrada se hará por el canal de mayor frecuencia al de menor frecuencia. El motivo es que el paso de la señal por cada módulo y puente sufre una atenuación que es mayor cuanto mayor sea la frecuencia. (entre 0’5-1’2). •Se deberá mantener el nivel de entrada a cada modulo dentro del margen de nivel de entrada marcado por el fabricante. Si se supera el máximo nivel se podrá atenuar mediante los atenuadores adecuados. •En caso de recibir canales con niveles dispares de señal de entrada, colocarlos en base a los diferentes niveles de entrada y atenuaciones que vaya a sufrir en la mezcla. •El nivel de salida del conjunto se reduce con respecto al más desfavorable, en cualquier caso no podemos ajustarlo según norma por encima de los 110dBµ µ v. •Los cálculos del conjunto son similares a los de técnica “z” en terrestre y hay que tenerlos en cuenta a la hora de montar estos equipos (la diferencia estriba en las perdidas de los puentes y mezcladores utilizados). • En caso de procesar canales superpuestos proceder de la siguiente manera: - Si situamos el canal procesado entre dos canales, que no son de interés ajustar este con un nivel de 15 dB superior al de los canales adyacentes (8 dB en digital). En este caso dejaremos de ver los canales adyacentes. - Si situamos el canal procesado encima de otro que no es de interés ajustaremos este con un nivel de 20db superior al del canal pisado (10 dB en digital). En este caso lógicamente dejaremos de ver el canal pisado. • Cuando se distribuyan las señales terrestres mezcladas con la 1ª F.I. sat. , el nivel del transpondedor ajustado a 970 Mhz debe de ser al menos 10 dB inferior al nivel del último canal de UHF distribuido. (en cualquier caso no superior 70 dBµv). • Ajustar el nivel máximo de salida (del conjunto) a 110 dBµv teniendo en cuenta la reducción de la tensión de salida en función del número de canales procesados. Numero de Transpondedores Perdidas en red (db)

10 -7

20 -10

32 -12

Casi todos los modelos de procesadores (según fabricante) poseen un modelo similar de ajuste, en nuestro caso y de forma didáctica veremos el procesador de FI de la marca ALCAD

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PROCESO DE INSTALACIÓN 1.- Hacer un estudio de los canales que queremos procesar. Canal de entrada –Canal de salida. 2.-Conexionar el equipo siguiendo las instrucciones del fabricante, no manipulando la carcasa con el equipo encendido. Conectar la tierra adecuadamente al equipo a instalar

Figura : Cortesía de ALCAD

•Se recomienda ajustar el equipo en modo estándar o automático (Sólo el ajuste Manual para el caso de canales adyacentes o pisados). Conexión Toma de

No manipular con

3.- Introducir la frecuencia central del transpondedor que se desea convertir. 4.-Introducir la frecuencia de salida (se recomienda modo automático o estándar, dependiendo del fabricante). Para las frecuencias de salida, se recomienda utilizar el plan de frecuencias estándar que comienza en 950 Mhz y llega hasta 2110MHz,separando 40 Mhz cada transpondedor. Este plan de frecuencias es válido para transpondedores con un ancho de banda de 27 o 36MHz,y permite distribuir un máximo de 30 transpondedores.

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En caso de no utilizar el plan de frecuencias estándar, la frecuencia de salida de los procesadores se selecciona teniendo en cuenta que la banda de distribución de FI de satélite es de 950 a 2150 Mhz y se deben mantener las separaciones entre transpondedores que nunca será inferior a 36Mhz Es posible aumentar el número máximo de transpondedores, separando30 Mhz los transpondedores con 27 Mhz de ancho de banda. El programa estándar o automático (Dependiendo del fabricante) detecta los conflictos producidos en el plan de frecuencias. Los conflictos se producen cuando se programan las frecuencias de salida de modo que la separación entre transpondedores es menor que el ancho de banda del transpondedor.

5.- Ajustar correctamente la antena parabólica, prestando especial atención al cruce de polaridades (Ver punto correspondiente). Ajustar el nivel de salida de cada transpondedor a 70 dBµv, para ello: Compruebe que los reguladores de nivel de salida de cada módulo están a -0 dB. A continuación, si es necesario, ajuste los niveles de salida de cada módulo mediante el regulador de nivel de salida, de modo que los niveles de los transpondedores estén aproximadamente dentro de un margen de 5 dB.

6.- Ajustar la salida (amplificador de salida) del conjunto con un nivel de salida no superior a 110 dBµv. La salida del amplificador final no debe de ser superior a 105 dBµv. para 30 transpondedores )

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A la hora de medir el conjunto y solo en el caso de modulación QPSK prestar atención a los siguientes parámetros: • B.E.R. tasa bits de error. Esta variable cuantifica el número de errores de bit de una trama. Solo se puede medir con medidores digitales, y tiene que ser lo mas alto posible, pues define la calidad de la imagen Compruebe el B.E.R QPSK en la salida de señal de satélite del último procesador de la desmezcla. El B.E.R medido después de la corrección de errores debe ser inferior a 108, en caso contrario, verifique la instalación y apuntamiento de la antena y la unidad externa LNB. • Nivel de señal (salida o entrada), teniendo en cuenta que si las medidas la hacemos con un medidor de campo convencional (analógicas) hay que hacer las siguientes correcciones : Nivel real QPSK = Lectura del medidor convencional (dBµv) + dB según la gráfica A = Medidor de campo; B = Analizador de espectro.

A (dB)

B (dB)

17

25

14

22

12 11

20 19

500

400 300

200

100

6.2.-CONVERSOR DE BLOQUES FI /VHF- FI /BANDA “S”. Dispositivo (en desuso) que permite convertir un grupo de hasta 10 canales analógicos de FI en bloque de 10 canales de VHF. O bien, un grupo de hasta 8 transpondedores digitales en bloque de 8 canales de bandaS Se utiliza este sistema de cabeza cuando no es posible la distribución en F.I debido al coste económico que esto supone en instalaciones antiguas y con la normativa anterior (No existe duplicidad en la red de Distribución).

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Normalmente suele ser un sistema combinado con los procesadores de F.I .,debido a que solo podemos convertir de 8 a 10 transpondedores ,según el caso ,y tenemos que seleccionar los canales de mayor interés Una vez seleccionados los transpondedores de interés se “S”/”VHF” y se mezcla con la instalación ya existente.

convierten a la banda

En las tomas de usuario es necesario separar de nuevo las señales para convertir los canales que se han situado en la banda “S”/”VHF” en sus frecuencias originales de F.I., para que puedan ser “entendidas” por un receptor satélite (ya sea analógico o digital). Al dispositivo capaz de hacer esta conversión se le denomina: Conversor de bloque VHF/FI-BANDA “S”/FI En conclusión es un equipo económico, pero con la limitación de número de canales que se pueden distribuir. 6.3.- T.D.T. (valido solo para recepción digital) El TRANSMODULADOR DIGITAL TRANSPARENTE convierte la señal modulada en QPSK procedente del satélite en una señal modulada en 64QAM sin alterar por ello el contenido básico de los datos, permitiendo a los operadores de televisión digital por satélite distribuir sus servicios a los usuarios conectados a redes de cable coaxial convencionales (47-862 Mhz) sin necesidad de sustituir o modificar la instalación actual. Esta solución también es valida para edificios de nueva construcción permitiendo un mayor número de tomas (muy superior al de una distribución en FI-QPSK.). Principio El proceso consiste en la demodulación de un transpondedor QPSK de 36 Mhz y la posterior remodulación del conjunto de datos recibidos en formato digital convirtiéndolos a otra modulación 64QAM, que al utilizar un ritmo de sucesión de símbolos hasta 3 veces inferior al QPSK se reduce a tan solo 8 Mhz el ancho de banda ocupado, permitiendo total compatibilidad con los canales terrestres y satélite analógicos. La recepción en el domicilio del usuario se realiza a través de un IRD-64QAM que se ocupará de la demodulación y desencryptado (canales codificados) de las señales digitales.

Figura: Cortesía de ALCAD

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Suelen incorporar un ecualizador ciego que elimina las distorsiones lineales originadas por la red de distribución, tales como retardo de grupo, respuesta amplitud de frecuencia y reflexiones, garantizando un procesado de mayor robustez que la distribución de señales en QPSK.

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PROCESO DE INSTALACIÓN •Consideraciones previas 1.- Hacer un estudio de los canales que queremos procesar. Canal de entrada –Canal de salida. 2.-Conexionar el equipo siguiendo las instrucciones del fabricante, no manipulando la carcasa con el equipo encendido. Conectar la tierra adecuadamente al equipo a instalar Además: •Hay que tener en cuenta que los transmoduladores de las cabeceras TDT normalmente evacuan una gran cantidad de calor con lo que NO se deberían instalar en habitáculos con poca ventilación o donde el calor se pueda acumular, •Colocar los módulos de forma que quedara siempre un espacio suficientemente amplio entre el techo de la habitación y éstos para conseguir una buena disipación de calor. •Siempre que sea posible se ubicarán los bastidores en línea horizontal en lugar de hacerlo verticalmente evitando así el sobrecalentamiento de los módulos superiores. Por los mismos motivos enunciados, se debe evitar la colocación de éstos inmediatamente encima de la cabecera terrestre. •Los sintonizadores digitales son sensibles a vibraciones y golpes violentos, por esta razón evitar colocar la cabecera en soportes sometidos a estas circunstancias, ubicar los equipos en una columna o pared sólida. El efecto producido por esta situación es una pérdida instantánea de la recepción. •Apretar bien todos los puentes de interconexión tanto de la línea derivadora como de la combinadora, así como las cargas y los conectores "F" que existan. •Evitar que los latiguillos, bajadas de cable del LNB, etc., estén demasiado tirantes, dejarlos con suficiente holgura por si en un futuro es necesario realizar modificaciones en la instalación de la cabecera. •Para el ajuste correcto de un equipo de TDT´s debemos distinguir los siguientes pasos: 1.Conexión de los módulos al LNB. Los TDT utilizan desmezcla mediante los puentes que incorporan por lo que seguiremos escrupulosamente las reglas de colocación de los equipos, instalándolos dependiendo de la frecuencia de entrada de mayor a menor para evitar unas pérdidas exageradas en la señal de entrada. Cuantitativamente se recomienda que, si es posible, sólo se conecten en una misma línea un máximo de seis TDT. Comprobar y acondicionar las señales procedentes de la antena del satélite por si no estuvieran dentro de los límites, aceptables por las entradas de los módulos TDT's. Los Módulos tienen un nivel de entrada que se mueven normalmente entre los siguientes márgenes: 44 dBµV < Potencia de señal (75Ω) < 84 dBµV

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Conviene recordar que una señal digital puede ser admisible en el momento de la instalación, trabajando ésta en el límite, y sobrepasar ese límite con el cambio de las condiciones climáticas o atmosféricas (lluvia, día, noche, nubes, heladas, etc.).Por esto es necesario no trabajar en los limites y procurar una reserva de algunos dB's (5), suficiente para cubrir la mayoría de estas eventualidades. Prestar especial atención al ajuste del cruce de polaridad (offset) de la LNB y al BER que debe de ser en condiciones normales de 10-5 2.Programación de cada Modulo Los parámetros se fijan introduciendo el valor de cada dígito que los configura y son los siguientes: • Frecuencia de entrada. • Frecuencia del reloj de bit de entrada. (Mbps), o en su defecto y dependiendo del fabricante el symbol rate (Ksyb/s)(Dato proporcionado por la emisora) • FEC / Tasa Viterbi (Ver punto correspondiente)(Dato proporcionado por la emisora) • Formato I/Q o I/-Q . Muestra si el espectro es normal o invertido. Normalmente I/Q • Frecuencia de salida. Tanto la frecuencia de entrada como la de salida hacen referencia al centro del transpondedor . Debido a la circunstancia expuesta en el punto anterior se recomienda que el módulo que recibe la señal tenga programada la frecuencia más alta, ordenando el resto de módulos de manera descendente. El último paso de la programación es la visualización del B.E.R. antes del decodificador de Viterbi. Este dato nos ayuda a evaluar la calidad de la señal que entra en los TDT, debiendo ser inferior a 10-5. 3.Ajuste de Niveles Los potenciómetros incorporándose en cada TDT ayudan a conseguir una ecualización de las frecuencias de salida. 4.Mezcla de señales Para evitar saturaciones de los sintonizadores de TV, se recomienda que los niveles de QAM estén como de 12dB por debajo de los niveles de canales terrestres

5.Evaluación de la señal La calidad de la señal en QAM distribuida se evalúa en dos parámetros:

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•Nivel de señal. Es el primer parámetro a medir, si la potencia del canal está fuera de los márgenes permitidos, la recepción será imposible, depende del receptor y tiene un margen que oscila entre: 45dBµV y 75dBµV Para medir el nivel de señal en QAM se emplea un medidor de campo. Para que la media sea correcta se ha de programar correctamente los siguientes parámetros: -Sistema de televisión empleado.(digital o analógico) -Ancho de la señal de QAM a medir. •Relación portadora a ruido( Se mide en modo espectro) •Planitud dentro del canal De trata de medir la variación de la señal dentro de un canal de transición, hay que considerar que idealmente las modulaciones digitales tienen un espectro plano, cualquier variación afecta a la calidad de la señal en cuestión. •BER Mediante la tarjeta medidora del B E R que se puede incorporar al medidor de campo, se puede medir el B.E.R. en QAM en cualquier punto de la instalación debe de ser como mínimo de 10-4 Es MUY IMPORTANTE que a la hora de hacer estas medidas, la frecuencia introducida en el medidor sea la frecuencia central del espectro QAM generado. Es decir, que si el TDT está generando un canal QAM en 250 MHz, el medidor tiene que estar haciendo la medida en 250 MHz. 6.4.-CONMUTADORES Son dispositivos que nos permite seleccionar entre varias opciones de entrada generando una sola línea de bajada. Las señales de conmutación empleadas son las descritas en el unto correspondiente no obstante recordaremos que son : TIPOS

• 0/22 Khz.,14/18 V,DiseqC

• Conmutadores de Polaridad: Son dispositivos que permiten la conmutación de sus dos señales de entrada (por ejemplo) polaridad Horizontal / polaridad Vertical, presentando en su salida cualquiera de las dos polaridades de una manera independiente previamente seleccionadas mediante la señal de conmutación de 14/18V. Se recomienda su instalación en instalaciones individuales .

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• Conmutadores 0/22KHZ. Son dispositivos que permiten a un usuario seleccionar entre dos posiciones orbitales (2 parabólicas ) mediante el tono 0/22Khz que proporciona su sintonizador. Si bien permite conmutar entre dos satélites no permite conmutar entre dos bandas con lo que perdemos una gran cantidad de canales. Son transparente a la tensión 14/18V y compatible con conmutadores de polaridad. • Conmutadores DiseqC 1.0 (simple diseqc ). Son dispositivos que permiten a un usuario seleccionar entre dos posiciones orbitales (2 parabólicas ) mediante el tono DiseqC que proporciona su sintonizador. Son transparentes a la señal 0/22Khz-14/18V lo que permite múltiples combinaciones por ejemplo : - Conmutación de dos satélites y 4 polaridades. - Conmutación con un solo sintonizador de 4 satélites y 2 polaridades. Son compatibles con sistemas digitales y son los conmutadores del futuro debido a su versatilidad.( ver capitulo correspondiente ). • Multi-switch. Son dispositivos que utilizando la acción combinada de las señales de conmutación permiten a un usuario o grupo de usuarios la conmutación de varios satélites y varias polaridades. Básicamente es un multiplexor que permite direccionar varias entradas a varias salidas mediante unas señales de control. Podemos distinguir los siguientes tipos: •Repartidores conmutables Permite la conmutación de sus entradas a varios usuarios. Satélite 1 Pol. A Pol. B 14V

18V

Satélite 2 Pol. A Pol. B 14V

0 Khz

18V 22 Khz

Usuarios 1

2

3

4

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El usuario nº 2 ha seleccionado la entrada que corresponde al satélite 2-P.B mediante el envío desde su sintonizador de una señal de 22Khz-18V, sin interferir las señales recepcionadas por el resto de usuarios. Puede permitir la mezcla con señales terrestre, lo que simplifica la instalación al canalizar todas las señales por un solo cable de bajada. Atendiendo al número de entradas y salidas los podemos dividir en: -4 entradas /4a12 salidas.(señales de conmutación 0/22Khz-14/18V) -8 entradas-/4a12 salidas.(señales de conmutación 0/22Khz-14/18V-Tono DiseqC) Se recomienda su utilización para montajes en estrella o árbol. •Derivadores conmutables Permite la conmutación de varias líneas de bajada (convenientemente tratadas)a varios usuarios continuando con las líneas de bajada sin prácticamente afectarlas Su funcionamiento esta basado en el mismo principio que el conmutador anterior, pero permite un mayor numero de tomas y una simplificación de la instalación (puede permitir la mezcla con señal terrestre). Entradas Satélite 1 Satélite 2 Pol.1 Pol.2 Pol.1 Pol.2

Entrada Terrestre

1

2

3

4

Derivador Conmutable Hacia los demás Derivadores

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Se recomienda su instalación para montajes en cascada con un máximo de 10 derivadores Atendiendo al número de entradas y salidas los podemos dividir en: -4 entradas /4 derivaciones.(señales de conmutación 0/22Khz-14/18V) -8 entradas/4 derivaciones (señales de conmutación 0/22Khz-14/18V-Tono DiseqC). 6.5.-AMPLIFICADORES DE F.I. Son dispositivos destinados a amplificar las señales de F.I. en su modulación original bien sea QPSK o FM, se pueden distinguir los siguientes tipos: 1)Amplificador de línea: dispositivos destinados a compensar las pérdidas introducidas por el cable coaxial.(permiten el paso de señal terrestre y se alimentan a través de la tensión que suministra el sintonizador o que proporciona una Fuente de alimentación ). 2)Amplificador de FI : dispositivo destinado a compensar las pérdidas en F.I. de la red de distribución.(Pueden proporcionar alimentación a LNB ) Suele ser perfectamente adaptables a los bastidores de los amplificadores terrestres, permitiendo la mezcla en “Z” con el resto de las señales. 3)Centrales FI: dispositivo de igual cometido que el anterior está diseñado para su utilización cuando existe grandes perdidas en la red de distribución, intercalándose donde el nivel de la señal baje de un mínimo que dependerá del diseño de la instalación Básicamente es un amplificador de banda con amplificación separada que permite ajustar por un lado la FI y por el otro la RF. Como todo amplificador tiene una tensión máxima de salida que no se debe sobrepasar bajo ningún concepto, dicha tensión varia según el numero de canales a amplificar. Numero de Canales 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Reducción del nivel de salida en dB 0 2 3.5 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 También hemos de tener en cuenta la reducción de la tensión de salida dependiendo del numero de amplificadores colocados en cascada, aunque se recomienda no instalar mas de dos amplificadores. Numero de amplificadores en cascada Reducción del nivel de salida en dB

- 2 3 4 5 6 7 0 1.5 2.5 3 3.5 4 5.5

•Las características principales de los amplificadores son las mismas que la de los dispositivos terrestres, destacando la Ganancia y La figura de Ruido

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6.6.-PROCESADORES DE CANALES SATÉLITES. Este dispositivo realiza las funciones de sintonía y demodulación de un canal (tanto digital como analógica) específico dentro del bloque de canales a la salida del LNB Al igual que un sintonizador de los que acostumbramos a utilizar, elige un canal y extrae del mismo la información de vídeo y sonido que deseamos obtener, y lo modula en AM en una frecuencia comprendida entre 47/860 Mhz, que una vez amplificada es entregada a una red de distribución convencional para su visionado como un canal terrestre convencional.(Sin necesidad de Sintonizadores de Satélite). •Esquema de bloques En esencia, una unidad de recepción de satélite está compuesta de tres grandes bloques: 1)Demodulador: encargado de recibir un canal en 1ª FI(950MHz a 2050MH convertirlo a una 2º FI de 479.5 MHz y demodularlo. Puede ser QPSK o FM. Si la señal es digital debe de tratarse convenientemente (Consulta el punto del IRD) 2)Procesador Audio-Vídeo: Separa las señales de audio y vídeo tratándolas por separado y entregándolas al modulador de salida. 3)Modulador: Es el encargado de entregar a su salida una señal de TV modulada a cualquier canal de TV entre 47 y 860 MHz.

TIPOS Sistemas modulares. - Unidad tipo rack - Modulación de BLV (banda lateral vestigial ) en UHF/VHF - Rango frecuencia de entrada 700-2300 MHz

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- Programable mediante ruedas codificadoras en unidad controladora

el propio dispositivo o mediante

Sistema compacto. - Unidad tipo "libro" - Modulación en DBL (doble banda lateral) en UHF - Margen frecuencia de entrada 950-2300 MHz - Programable mediante programador exterior o mando a distancia. En ambos casos: -Pueden llevar amplificador de salida. -Cada módulo corresponde a un canal de satélite, cuantos más pongamos mas canales se distribuyen. -En algunos casos pueden ser unidades telecontroladas lo que permite a cada usuario cambiar de canal según su gusto (moden que lleva las ordenes a la unidad a través del cable coaxial). 6.7.-FUENTE DE ALIMENTACIÓN. Dispositivo destinado a alimentar el LNB en aquellos casos en que no se puede alimentar por el equipo de cabeza (colectivas) o por los sintonizadores de los usuarios (individuales) (Proporciona una tensión de 15V). También se recomienda su utilización en aquellos casos en que hay mucha caída de tensión en la línea de alimentación del LNB (grandes tiradas de cable......) 6.8.-COLOCACIÓN DEL EQUIPO DE CABEZA. A la hora de ubicar e instalar el equipo de cabeza se seguirán las mismas normas de instalación de los equipos y dispositivos terrestres, que ya han sido descritas en el capitulo correspondiente.

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Capítulo

7

Red de distribución. Es la encargada de llevar la señal convenientemente tratada al usuario en optimas condiciones de recepción. Los elementos que intervienen en esta red, difieren muy poco de los utilizados para instalaciones convencionales, si bien cabe reseñar que la banda cubierta por estos elementos debe de ser de 47 a 2500Mhz. Deben de estar perfectamente brindados (normalmente técnica zamag) y cumplir la norma CE de compatibilidad electromagnética. •Elementos de distribución. Repartidores: Dispositivos convencionales de MATV.

similares

a

los

utilizados

en

las

distribuciones

Presentan respecto a estos la diferencia de aumentar su ancho de banda hasta los 2500 Mhz . Pueden permitir el paso de tensión y tono. Se distingue la misma división que los utilizados en instalaciones terrestres y además disponemos de repartidores activos, que no presenta atenuación a su paso, presentado una ganancia mas o menos elevada dependiendo del fabricante. Derivadores: Al igual que en las distribuciones de MATV son dispositivos que producen una o varias ramificaciones en una línea de distribución de bajada tomando parte de la señal que circula por ella sin prácticamente afectarle. Se distinguen la misma división que para instalaciones terrestres, si bien tienen que aumentar su ancho de banda hasta los 2500Mhz. Cajas de paso y tomas. Dispositivos similares a los utilizados en MATV presentando un ancho de banda de hasta 2500 Mhz. Existen diversos tipos en función de las señales (FM, TV, FI) que pueden suministrar directamente al usuario. Las tomas finales pueden presentar paso de tensión y ser transparentes a las señales de control. Displexores.o Mezcladores: Elementos encargado de mezclar las señales presentes en sus entradas (terrestre- satélite) y darnos solo una señal de salida con un ancho de banda comprendido entre los 47 y 2500Mhz. (No afecta a las señales mezcladas, provocándoles solo una leve atenuación).

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Son reversibles, si invertimos el orden de entrada, también es capaz de hacer la de mezcla. Filtros: De iguales características y tipos que los terrestres, pero con un ancho de banda comprendido entre los 47Mhz y los 2500 Mhz. Atenuadores: De iguales características y tipos que los terrestres, pero con un ancho de banda comprendido entre los 960Mhz y los 2500 Mhz. PTR: Dispositivo encargado de recibir las señales de dos líneas de transmisión (según el reglamento de ICT) permitiendo el paso de una de ellas sin prácticamente afectarla y cargando la otra con una resistencia de 75Ω

7.1.-COLOCACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN.

A la hora de ubicar e instalar los elementos de la red de distribución se seguirán las mismas normas de instalación de los equipos y dispositivos terrestres, que ya han sido descritas en el capitulo correspondiente, reseñando la importancia de cargas con una resistencia de 75Ω todas las salidas no utilizadas.

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Capítulo

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Sintonizadores. Dispositivos individuales que permiten al usuario el visionado de un canal satélite (analógico o digital). Principio de funcionamiento: Este dispositivo realiza las funciones de sintonía y demodulación de un canal (tanto digital como analógica) específico dentro del bloque de canales a la salida del LNB. Sintoniza un canal elegido por el usuario y extrae del mismo la información de audio y vídeo, para posteriormente modularlo en AM en una frecuencia comprendida entre 47/860 Mhz que una vez amplificada es entregada al televisor para su visionado. Tiene la función conmutación.

además de alimentar el LNB y de proporcionar las señales de

TIPOS : •Analógicos :Preparados para demodular señales de FM ampliamente estudiado en el punto 3.3.6 (Capitulo III) • Digitales : Preparados para demodular señales de QPSK o 64QAM según el caso. También llamado IRD ampliamente estudiado en el punto 2.3 (Capitulo II)

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Capítulo

9

Sistemas de distribución de señales de TV vía satélite. satélite. A la hora de realizar una instalación y atendiendo al numero de tomas nos podemos encontrar la siguiente división: • Instalaciones individuales. • Instalaciones colectivas.

9.1.-INSTALACIONES INDIVIDUALES. El objetivo de una instalación de TV satélite individual es distribuir canales de satélite a una toma o a un numero reducido de tomas pertenecientes a un solo usuario El tipo de distribución empleado suele ser por “F.I”, caracterizador por distribuir la señal en su formato original (QPSK o FM según el caso), tal y conforme la recogemos del LNB. No obstante podemos hacer una subdivisión atendiendo al sistema captador empleado y al numero de tomas existentes: 9.1.1 Atendiendo al sistema captador. -Sistema motorizado. -Sistema fijo. •Con el primero podremos recibir todas las posiciones orbitales deseadas mediante la reorientación automática de la parabólica al satélite deseado. Con este sistema y utilizando un conversor universal así como un polarizador adecuado podremos tener en un solo cable de bajada todas las polaridades y todas las posiciones orbitales. No obstante, hay que tener en cuenta que este sistema podrá ser gobernado en polarización y posición orbital por un solo usuario. A este sistema motorizado se le denomina: Antena POLAR

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•Con el segundo solo se puede recibir las emisiones de un solo satélite, ya que no se puede variar de forma simple la orientación de la antena. No obstante, existen soportes para varios LNB, que instalados en una antena fija nos permiten recibir las emisiones de varias posiciones orbitales. (Siempre y cuando los satélites no estén separados mas de 6º entre sí). 9.1.2. ATENDIENDO AL NUMERO DE TOMAS. Atendiendo al número de tomas y polaridades a repartir las podemos dividir en : -Una polaridad /una sola toma usuario. -Una polaridad / varias tomas usuarios. -Varias polaridades /una toma usuario. -Varias polaridades/ varias tomas usuarios. -Dos posiciones orbitales /varias tomas usuarios. •En todos los casos anteriores se puede mezclar la señal terrestre, con la satélite. 9.2.-INSTALACIONES COLECTIVAS. El objetivo de un sistema de recepción satélite colectivo es distribuir un determinado número de canales (digitales o analógicos) a las distintas viviendas de un edificio o conjunto de edificios de tal forma que en cada una de las viviendas pueda sintonizarse el canal deseado, a este tipo de instalaciones se les denomina SMATV. Atendiendo al equipo de cabeza podemos dividir este tipo de instalaciones en : •Distribución en Frecuencia intermedia. •Distribución por bloques de F.I en VHF o Banda “S”. •Distribución mediante TDT´s. •Distribución por procesado de canales. 9.2.1 DISTRIBUCIÓN EN F.I. Consiste en distribuir las señales procedentes del satélite en su modulación original, es decir QPSK o FM (según el caso), y dentro de la banda de frecuencias comprendida entre los 950-2500 Mhz. Así pues, el usuario en su toma tendrá la señal tal y como se encuentra a la salida del conversor de la unidad exterior, debiendo disponer de un receptor satélite (sintonizador analógico o digital) que le permita sintonizar, demodular y volver a modular antes de atacar a su receptor de televisión.

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Dentro de este tipo de distribución podemos diferenciar tres configuraciones distintas: Distribución de una sola polaridad. Se trata de distribuir la polaridad de máximo interés en todo un edificio. El equipo de cabeza estará compuesto por un amplificador de F.I. adecuado a las perdidas de la red distribución. Ni que decir tiene que la red de distribución tiene que soportar un ancho de banda comprendido entre 47 Mhz y 2300 Mhz. para poder canalizar tanto los canales terrestres como los de satélite (analógicos y digitales respectivamente).

Satélite Astra

LNB Cuádruple Banda Polaridad Vertical Alta (Canal satélite Digital)

220 V

F.I

220 V

9002500 Mhz

R.F

47-850 Mhz

47- 2500Mhz Hacia la red de Distribución (Ancho de banda 45-2500Mhz)

•Los inconvenientes de este tipo de distribución es el numero limitado de canales que somos capaces de recibir. •Las ventajas por otra parte son el bajo coste de la instalación y la sencillez en su realización

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Distribución de varias polaridades. Esta distribución se realiza con tantos cables de bajada como polaridades a distribuir (de 4 a 8 cables) Dependiendo de los elementos utilizados (repartidores o derivadores conmutables) las podemos dividir en: ÁRBOL- ESTRELLA.

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Características de este sistema son •Inflexibilidad de la instalación una vez realizada (no se puede aumentar de una manera sencilla.). •Emplea de 4 a 8 cables de bajada, con las dificultades de instalación que esto conlleva. •Emplea elementos activos en la distribución, por tanto hay tensión continua en el cable coaxial. •Elementos de distribución no empotrables. •Tenemos a nuestra disposición todos los canales de los satélites escogidos. •El costo de la instalación es elevado. 9.2.2 DISTRIBUCIÓN F.I. MEDIANTE PROCESADORES de F.I. Este sistema de distribución, es la instalación más recomendable para la distribución de señal satélite (digital o analógica) ya que permite obtener el máximo rendimiento a la banda de 950-2500 Mhz. Se trata de realizar una instalación en la banda de 47-2300Mhz, reservando la banda de 47-860 para canales terrestres y la banda de 950-2300 para la distribución de los canales satélite de interés en su modulación original. Para poder elegir los transpondedores que se desea distribuir se utiliza un elemento de cabeza denominado procesador de F.I. (ampliamente explicado en el capitulo correspondiente).

Se caracteriza por: ASTRA

LNB Cuádruple Banda nuestro gusto, con 4 Polaridades

HISPASA

•Permite configurar el satélite a lo que sacamos el máximo rendimiento a la banda empleada. Permite mezclar varios satélites con un solo cable de bajada •Numero limitado de transpondedores (33QPSK-40 FM )

Entrada terrestre Ecualizada

75Ω •La instalación de la red de distribución debe de ser realizada con elementos en F.I.

•Hay que poner un procesador por cada transpondedor que se desea distribuir. •El costo esta en función de numero de transpondedores a procesar. 220V

9.2.3 DISTRIBUCIÓN DE F.I. EN BANDA “S”“S”-VHF Se caracteriza por: •Permite configurar el satélite a nuestro gusto ,con lo que sacamos el máximo Procesadores FI + RFde rendimiento a la banda empleada.dePermite mezclar varios satélitesAmplificador con un solo FI cable bajada Hacia la Red de DISTRIBUCIÓN (47-2500Mhz)

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Se caracteriza por: •

Permite configurar el satélite a nuestro gusto, con lo que sacamos el máximo rendimiento ala banda empleada. Permite mezclar varios satélites con un solo cable de bajada. •Numero limitado de transpondedores (33QPSK-40 FM ) •La instalación de la red de distribución debe de ser realizada con elementos en F.I. •Hay que poner un procesador por cada transpondedor que se desea distribuir. •El costo esta en función de numero de transpondedores a procesar. 9.2.3 DISTRIBUCIÓN DE F.I. EN BANDA “S”-VHF La distribución que nos ocupa no es más que la combinación de procesadores de F.I. y un conversor de bloques que traslade los transpondedores de interés (8-10 ) a las bandas tradicionalmente no ocupadas en las distribuciones actuales (banda “S” o banda VHF.)(En desuso)

LNB Cuádruple Banda

Entrada Terrestre Ecualizada

Procesadores de FI

900Conversor de Bloques “S”

110-175 Mhz

47-

4747-

Toma Usuario

900Reconversor de Bloques “S”/FI

Red de distribución convencional

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• Limitado número de canales. De 8 a 10 según el caso. • Emplea la distribución existente, es decir, elementos de distribución con un ancho de banda de 47-860 Mhz. • Necesita de reconversores VHF/”S”-F.I. en cada toma. • El costo es similar al de una instalación terrestre. 9.2.4 DISTRIBUCIÓN MEDIANTE TDT´s

ASTRA

HISPASA LNB Cuádruple Banda

Entrada Terrestre Ecualizada CARGA 75Ω

220V TDT

TDT

TDT

TDT

TDT

TDT

AMP

47-

Red de Distribución

CONVENCIONAL

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IRD-64QAM

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Hasta este momento todas las distribuciones descritas consistían en distribuir la señal en la modulación original (F.M./QPSK), con este sistema se cambia este concepto y se emplea un elemento denominado TDT (transmodulador digital transparente) (descrito ampliamente en el capitulo correspondiente). Así pues con el empleo del denominado TDT se realiza un cambio de modulación pasando de QPSK a 64QAM que se caracteriza por su mayor eficacia espectral, distribuyendo el transpondedor en un ancho de 7 u 8 Mhz en la banda de 47 a 860 Mhz. Se caracteriza por: •Permite su instalación en cualquier distribución existente, siendo ampliable como el convencional. •Necesita un receptor individual diferente, que “entienda” la modulación 64QAM. •Permite un mayor número de tomas (ideal para grandes comunidades). •Numero de canales limitado aunque elevado. •Necesita un TDT por cada transpondedor a distribuir. •El costo de instalación es elevado y depende del numero de transpondedores a distribuir. •Permite la operación en canales adyacentes digitales o analógicos. •Alta pureza espectral de salida. 9.2.5 DISTRIBUCIÓN POR PROCESADO DE CANALES (F.I.(F.I.-RF) En este caso, la señal o señales procedentes del sistema captador (en modulación FM o QPSK según el caso) son llevadas al equipo de cabeza, donde mediante repartidores o directamente en el caso de entrada “Z” atacan a las unidades interiores de recepción colectiva (descritas en el punto correspondiente) de tal forma que a su salida tendremos un canal de TV modulado en AM con las mismas características y en la misma banda que los canales de TV terrena. A partir de este punto, dicho canal será amplificado y posteriormente mezclado con los demás canales terrestres y distribuidos en la banda de VHF y/o UHF a través de la red de distribución. Se caracteriza: •Red de distribución convencional. •Canales de satélite distribuidos se pueden ver directamente en el televisor. •Limitado numero de canales. •No se tiene acceso a los canales de pago de una forma individual. •El costo es similar al de una instalación terrestre.

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Capítulo

10 Realización Realización de instalaciones. A la hora de realizar una instalación tenemos que considerar a efectos de cálculos y ajustes las siguientes posibilidades: •Instalación (cálculo y ajuste) del equipo del equipo captador de señales •Instalación(ajuste y cálculo) del equipo de cabeza. •Instalación (cálculo y ajuste) de la red de distribución.

10.1.-INSTALACIÓN DEL EQUIPO CAPTADOR DE SEÑALES

INSTALACIÓN DE LA ANTENA Cuando se decide hacer una instalación de satélite hay que considerar dos posibilidades: •Si se desea recibir los canales remitidos por un solo satélite, habrá que utilizar una antena fija, por otra parte obligada en el caso de instalaciones colectivas. •Si se desea recibir canales remitidos por varios satélites, tendremos tres posibilidades: -Utilizar diferentes parabólicas conmutadas o procesadas por el equipo de cabeza. - Antena tipo polar (únicamente instalaciones individuales). -Sistema multisatélite para casos de satélites cuyas posiciones orbitales estén separadas 3,6 ó 9 grados (únicamente instalaciones individuales). INSTALACIÓN DE UNA ANTENA FIJA. A la hora de comenzar a proyecta e instalar una antena Fija tenemos que considerar varios factores: •Diámetro y ganancia de la antena. •Orientación de la antena. •Calculo del diámetro y ganancia de una antena parabólica.

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Para las instalaciones individuales, los tamaños necesarios de las antenas vienen especificados directamente por los mapas de cobertura suministrados por el satélite emisor. No obstante y para ver el proceso, de calculo de la ganancia de una antena colectiva, vamos a poner un ejemplo: Supongamos que estamos en CIUDAD REAL y queremos recibir los canales digitales del satélite Astra, se desea conocer el tamaño y la ganancia mínima de antena para una comunidad, y partimos de los siguientes datos: •Observando el diagrama de cobertura del satélite Astra conocemos el PIRE (potencia isotrópica radiada efectiva. Es el producto de la potencia transmitida por la ganancia de la antena. Pire = Pt x Gt ), que para nuestro caso es de 50dBw. •La distancia entre Ciudad Real y el satélite.D=37869’5 Km D=

35786 1+0’41999 (1-Cosβ)

β =Mirar valor en el calculo de azimut e inclinación. •B = Ancho de banda en Hz del filtro de F.I del receptor (proporcionado por el fabricante del receptor o del equipo de cabeza) normalmente alrededor de 27Mhz •K=Constante de boltmann que viene determinada por el valor 1’38 x 10-23 •La temperatura de ruido en grados kelvin de la antena Ta que para el caso de ASTRA la podemos establecer como una constante de valor 50ºK (Para HISPASAT 90ºK) (valores para un tamaño de antena inferior a 1 metro). •La temperatura de ruido del conversor Tc que viene determinada por la siguiente expresión: Tc=290 x (10Fc/10 - 1 )= 290 x (100,7/10 -1 )= 50’7 ºK Donde Fc =Figura de ruido del conversor. (proporcionado por el fabricante y donde no se recomienda superar los 0’8 para digital y los 1’1 para analógico). En nuestro caso escogemos un conversor de 0’7. •La longitud de onda λ que puede calcularse fácilmente a partir de la frecuencia de entrada de la señal: λ = 30/F = 30/12,75= 2.35 cm. Donde F es la frecuencia máxima de ASTRA. •Las perdidas adicionales en el enlace A que suele tomarse de 0’5 dB para días despejados. •La relación portadora ruido C/N (La relación entre la señal que envía el satélite y es captada por la antena parabólica y el ruido que se le incorpora en el camino). Y que como norma para una antena colectiva tiene un valor de:

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C/N analógica 18 dB

C/N digital 16dB

•La expresión matemática de cálculo del enlace descendente: C/N =PIRE + G +( 92’44+20log (FxD))-10log (KxBxT)-A Donde desconocemos: G = ganancia de la antena (pretendemos calcular) T = Ta+Tc= 50+50’7 =100’7ºK. Así pues y despejando G tendremos: C/N = G - 10log (KxBxT)-A+PIRE+(20log (FxD)+92’44) C/N=G-10log(1’38x10-23x27x106x100’7)0’5+50+(20log(12’7x37869’5)+92’44) G=C/N+22’33 Así pues y para una C/N de 16 nos haría falta una antena de ganancia de: G = 16 + 22’33= 38’33dB, más un margen de seguridad de 2dB con lo que necesitaríamos una antena de 110 cm de diámetro y un conversor de figura de ruido de 0’7db Para Hispasat y siguiendo el mismo procedimiento tendríamos: G=C/N+21’7, por lo que para una C/N de 16db necesitaríamos una antena con una ganancia de 37’7 dB. Aplicando un margen de seguridad de 2 dB necesitaríamos una antena de 85 cm de diámetro y un conversor de figura de ruido de 0’7 dB. Lógicamente el diámetro de antena calculado solo es valido para una antena colectiva, donde también se tendrá en cuenta el numero de tomas y la señal mínima de entrada al equipo de cabeza, para lo que aplicaríamos la siguiente tabla: Número máximo de receptores

PIRE en dBW

51 Diámetro de antena en cm. 1-4 60 5-16 75 16-50 90

49

47

45

75 90 120 90 120 150 120 150 180

Proceso de ajuste de una antena parabólica (fija) Las antenas parabólicas deben ser correctamente posicionadas en el punto que le corresponde para poder tener una buena recepción del satélite deseado.

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Especialmente critico es este posicionamiento para el caso de los canales digitales, (no hay degradación progresiva entre una buena y una imagen con ruido), donde es muy probable que la imagen desaparezca tan pronto como la calidad de la señal recibida se encuentre por debajo de un determinado valor mínimo. Por consiguiente, es importante orientar la antena con la máxima exactitud posible con el fin de obtener un margen elevado en el nivel de la señal, que permita hacer frente a las malas condiciones meteorológicas, envejecimiento del cable etc.

ASTRA 19º ESTE Recepción Analógica

Calidad de la Recepción

Buena

Moderada

Mala -2º

-1º

0º

+1º

+2º

Apuntalamiento de la Antena Recepción Digital

Buena

Calidad de la Recepción

Efecto Muro

Mala -2º

-1º

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0º

+1º

+2º

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A la hora de orientar una antena correctamente debemos conocer 3 parámetros fundamentales: -Elevación: Es el ángulo de orientación entre la antena y el plano vertical. Nos indica la inclinación que le debemos dar a la antena con respecto al plano horizontal para orientarla hacia el satélite deseado. La Elevación viene determinada por la ubicación geográfica de la antena a instalar.

E = Y = arc tang (cosβ -p )/ senβ Siendo: P = Relación entre el radio de la Tierra y el de la órbita del satélite =0’15127. β = arc cos (cosθ x cosδ ) θ = Latitud del lugar de recepción. (las divisiones paralelas al Ecuador, se denominan paralelos y el ángulo considerado latitud). δ = Longitud del lugar de recepción – longitud del satélite. (Las divisiones alrededor de Grenwich se denominan meridianos, y el ángulo considerado longitud). -Azimut (orientación): Es el ángulo de orientación entre la antena y el plano horizontal. El valor de Acimut indicará el punto exacto en el que debemos fijar la antena en el arco Sur-(Oeste/Este).

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A=α = 180º +arc tang ( tang δ / sen θ ) Partimos de 180º por que estamos situados en el hemisferio norte y las antenas tienen que estar orientadas hacia el sur, según podemos observar en la figura: 180º SUR Circulo de CLARKE 270º W

90º E

0º NORTE

Circulo de Clarke es la órbita donde están situados los satélites que nos ocupan, órbita por otra parte que se describe de una manera elíptica en nuestro hemisferio. A la formula anterior hay que sumarle el error de la brújula, puesto que esta mide el norte magnético no el geográfico, así pues: Orientación = α + declinación magnética. Y teniendo en cuenta que: -Longitudes al Este se consideran positivas (+). -Longitudes al Oeste se consideran negativas (-). -Latitudes al Norte se consideran positivas (+).

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-Latitudes al Sur se consideran negativas (-). -Cruce de polaridades(Offset): Se puede definir como el giro que hay que darle al LNB para que el polarizador discrimine correctamente la polaridad no deseada (corrige el plano de transmisión). Φ = arc tang (sen δ / tang θ ) El Plano de Polarización se ajusta girando el Conversor (LNB), respecto a la vertical. Teniendo en cuenta que: Resultado negativo (-) = giro horario al LNB mirando de frente la antena. Resultado positivo (+) = giro anti horario al LNB mirando de frente la antena.

Veamos un ejemplo: Se desea conocer los datos de posicionamiento de una antena que se va a orientar hacia el satélite ASTRA en Ciudad Real. -Datos de partida: •θ=Latitud de Ciudad Real = 38’99º. •Longitud de Ciudad Real = -3’93º. •Declinación de Ciudad Real =4’50º. •Longitud del satélite Astra =19’2º. •P = 0’15127.

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-Proceso de cálculo : δ = longitud de C-Real – longitud del satélite =-3’93º-19’2º=-23’13º Azimut=α= 180º + arc tang (tang δ / sen θ ) Azimut=α= 180º + arc tang (tang –23’13 º/ sen 38’99º) =145’82º. Orientación = α+ declinación magnética = 145’82º + 4’50º =150’32º β =arc cos ( cos δ x cos θ )= arc cos (cos –23’13º x cos 38’99º ) = 44’38º E=Y= arc tang (cos β-P )/senβ Elevación =Y = arc tang (cos 44’38º-0’151269)/sen 44’38º =38’86º Φ = Cruce de polaridades =arc tang (senδ /tang θ )=arc tang (sen –23’13º /tang 38’99º)= -25’88º Instalación y ajuste de una antena fija. Una vez realizado el calculo de los ajustes pertinentes, procedemos a la instalación de la parabólica siguiendo el siguiente proceso: •Para instalar la antena se elegirá una ubicación adecuada, orientada hacia el SUR (comprobar que nada obstaculiza su visión), puede ser el tejado, la azotea..., si dudamos de la ubicación se puede hacer una prueba de recepción con la parábola en la mano y utilizando el medidor de campo. •Buscaremos siempre la mejor posibilidad de anclaje de la antena, e intentaremos instalar el soporte con los tacos adecuados sobre una pared, torreta, etc.; si la ubicación escogida es un mástil de antena (no recomendable) instalaremos la parabólica lo mas baja posible para evitar los efectos del viento, en ningún caso deberá situarse sobre pararrayos ,tuberías de agua o gas •Una vez escogido el lugar de ubicación adecuado, procedemos a la instalación de la base de la parábola. Esta ha de fijarse de manera que quede suficientemente segura para soportar el peso y la carga del viento. •Una vez ubicada físicamente la antena, se procederá a orientarla en elevación y azimut (teniendo en cuenta que son datos orientativos, depende en gran medida del estado del plano donde vamos a instalar el soporte de antena) Para dar el valor de elevación correspondiente a la antena, se actuara sobre el ajuste de elevación situado en el soporte de la antena utilizando un inclinómetro o simplemente la escala graduada que suelen traer las parabólicas. Para realizar el ajuste de azimut giramos la antena (izquierda – derecha) sobre su soporte y con la ayuda de una brújula mediremos el ángulo de orientación de la parábola. •Una vez realizados los ajustes, cogeremos un medidor de campo adecuado a la señal a medir (el medidor digital es imprescindible si se trata de señales digitales) y mediremos la señal en modo espectro a la salida del LNB, para lo que seguiremos los siguientes pasos: • Colocar el interruptor “POWER” en la posición “ON”.

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-Elegir el estándar adecuado televisión QPSK, FM... -Conectar el medidor de campo al LNB, a través de la entrada de RF, con el siguiente esquema de conexiones

-Seleccionar los mandos adecuados en el medidor de campo para enviar tensión y Tono al LNB, teniendo en cuenta que: 13V polaridad Vertical, 14V polaridad horizontal 0 Khz banda baja, 22 Khz banda alta -“Situar” el medidor de campo en la posición “espectro”. Observaremos atentamente la imagen de pantalla, debiendo ajustar la antena en azimut e inclinación en aquellos puntos donde poseamos máxima ganancia.

Proceso de AJUSTE

Nivel de Señal

No tenemos señal de emisión de ningún satélite , únicamente, tenemos el ruido propio del LNB. Procederemos al movimiento suave de la antena

Tenemos la recepción de un satélite, aunque el nivel de señal recogido es muy pobre. Pasaremos el medidor de campo a modo “Picture o imagen” y comprobaremos que el satélite captado es el deseado. Si es así procederemos a tantear suavemente la antena

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Procediendo con suaves tanteos (en inclinación y azimut), se consigue el máximo nivel de señal posible para el satélite en cuestión. Los equipos de recepción satélite normalmente operan entre los 45 a los 70 dBµV.

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-Apretar los tornillos de fijación de la parabólica en ambos ajustes dando leves tanteos al disco. Nos aseguramos de esta manera que la señal no está al limite y poseemos un nivel con un amplio margen de seguridad. -Terminado este paso procederemos al ajuste del cruce de polaridades, poniendo sumo cuidado en ello (critico para canales digitales) (No ajustar nunca en banda DBS).

Ajuste del Cruce de Polaridad

Ajustar el SPAN de manera que se puedan ver en la pantalla algunas portadoras de un satélite, como por ejemplo las que se muestran en la figura, cuando se ven tres portadoras con alto nivel, con dos portadoras de bajo nivel entre ellas, estas portadoras pequeñas corresponden a las de la polaridad contraria a las grandes e indican que la polarización no está bien ajustada, procederemos a girar la LNB en sentido horario o antihorario (según el caso). Comprobaremos máxima diferencia entre “pico y valle” .

-Si la señal es digital procederemos a medir: C/N que tendrá unos valores típicos de 12 a 15 dB para QPSK (Se medirá con un medidor QPSK y la medida se visualizara directamente en el display del equipo). BER que tendrá como mínimo 4.10-4 si es inferior hay que reajustar el cruce de polaridad(Se medirá con un medidor QPSK y la medida se visualizará directamente en el display del equipo). Planitud del canal que se medirá en modo espectro con el ajuste de Span. (Las modulaciones digitales idealmente tienen un espectro plano, cualquier variación afectaría a la calidad de la señal). Proceso de ajuste de una antena Polar (motorizada) Para la instalación de una antena polar se procederá inicialmente de forma similar al caso de la antena fija. Teniendo en cuenta que la parte más crítica de una instalación de este tipo es el ajuste del “arco polar” (Es el movimiento este - oeste que tiene que describir la parábola para recibir todos los satélites situados en el llamado cinturón de CLARKE), ajuste que describimos a continuación:

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1.Ajuste de la elevación del “eje polar”. Elevación eje polar = Latitud del lugar de recepción. Se mide directamente sobre la escala situada en el eje polar. (Dependiendo de la marca 90º-latitud.) .(Latitud de Ciudad Real = 38,99º) 2.Ajuste del ángulo de compensación. El ángulo de compensación es la diferencia entre la elevación del eje polar y la elevación del disco parabólico. Ang.comp.= arc tg (R senL ) / (D+R) (1-cosL) Donde: L = latitud lugar de recepción. R = radio de la Tierra. (6366 Km) D = distancia al satélite. (35806 Km) Siguiendo el procedimiento para el caso de Ciudad Real el ángulo de compensación es 6,14. Ahora bien, como el lugar de recepción no coincide con el Ecuador, no se recorre el cinturón de Clarke, sino una elipse. Por ello hay que aplicar unas tablas de corrección de grados, en el caso de Ciudad Real 0,67º. Así pues, el ángulo de compensación en nuestro caso es: 6,14-0,67=5,47º. 3.Orientación del eje polar. La mediremos con una brújula y será igual a 180º (por estar en el hemisferio norte) más la declinación magnética correspondiente. (4,50 en nuestro caso) Instalación de una antena polar. 1.Instalar la antena en un sitio despejado (E-W), y situarla hacia 180º SUR Es importante que no tengamos obstáculos en el giro (E-W) que describe nuestra parabólica. (Para tener una buena recepción y al mismo tiempo para evitar daños indeseados en el disco y en el motor) 2.Efectuar sobre el disco y eje de la parabólica los ajustes anteriormente descritos. 3.Conectar el kit polar. (conversor, polarizador, motor) siguiendo las instrucciones del fabricante. No confundir las conexiones. Comprobar que el giro del motor es el correcto. (poner el sintonizador en manual y comprobar el sentido del giro, si no es correcto invertir las conexiones del motor)

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4.Fijar los límites de giro. (Tanto mecánicos como eléctricos). (Seguir las instrucciones del fabricante) 5.Orientar la antena hacia el satélite ASTRA (sintonizador en manual), sintonizar una emisora en polarización horizontal, proceder el ajuste del polarizador magnético. (Seguir instrucciones del fabricante) Memorizar. 6.Proceder de igual manera que en el punto anterior, con polarización vertical. Memorizar. 7.Orientar la antena hacia el satélite HISPASAT. Proceder al ajuste de las polarizaciones. (Seguir instrucciones del fabricante). Memorizar. 8.Comprobar el ajuste de elevación del eje polar, así como el ángulo de compensación. Si es necesario retocar. Efectuar la comprobación en los dos satélites memorizados anteriormente. Hacer esta operación tantas veces como sea necesario. Memorizar. 9.Orientar la antena sucesivamente a los demás satélites, memorizando la posición. 10.Si es necesario efectuar el ajuste de la posición neutra (sólo sí tenemos una segunda parabólica de posición orbital fija). Seguir en todo momento las instrucciones del fabricante correspondiente. (Manual de instalación). Proceso de instalación de una antena multisatélite. Los cálculos de ajuste de una antena multisatélite (para dos satélites) son los mismos que los realizados para una antena fija, la diferencia la tenemos a la hora de proceder a su instalación, para lo que vamos a poner un ejemplo: Orientación de una antena multifeed a dos satélites separados no más de 6º, en nuestro caso ASTRA (19’2º ) y EUTELSAT(13º). • El LNB1 se halla en el punto focal de la antena, deberá orientarse siempre hacia el satélite con la menor potencia de emisión; en nuestro caso Eutelsat 13º. •Seleccionar una emisora de Eutelsat, en el medidor de campo. • Orientar la antena hasta que la emisora de eutelsat se reciba de manera optima a través del LNB 1(realiza los ajuste de máxima ganancia y de cruce de polaridades)

ASTRA 19,2º E

EUTELSAT 13º E

1

1

2

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•Una vez ajustado perfectamente el LNB 1, el numero 2 se “orientará” automáticamente hacia ASTRA (retocar el cruce de polaridades y la elevación, sí fuera preciso). 10.2.-INSTALACIÓN DEL EQUIPO DE CABEZA. A la hora de elegir el equipo de cabeza se tendrá en cuenta: •Si los canales a distribuir son analógicos o digitales •El numero de tomas de la red de distribución. •Las perdidas de la red de distribución. •El presupuesto de la instalación. • Inspección del lugar de la instalación. Una vez analizados los puntos anteriores se elegirá el equipo de cabeza ajustándolo según el procedimiento descrito en el apartado correspondiente y teniendo en cuenta: •La tensión máxima de salida no puede exceder de 110 dBµv •La tensión de salida del conjunto viene determinada por la siguiente expresión: Vs conjunto = Vs ampl – 7’5 log (numero de transpondedores – 1) 10.3 CALCULO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN

El proceso de calculo de una red de distribución SAT es exactamente igual que el de una red convencional, teniendo en cuenta: •Margen de niveles permitidos en toma (dBµv) será: FI satélite analógico............................................................47-77 FI satélite digital.................................................................45-70

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Capítulo

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Sistemas de distribución de televisión por Cable (CATV / SCATV) 1.1.- INTRODUCCIÓN La Televisión por cable es un sistema de tele distribución de señales de televisión, radio, vídeo bajo demanda, servicios multimedia interactivos, etc., en urbanizaciones, pueblos y ciudades. La línea de transmisión de estas señales puede ser el cable, la fibra óptica e incluso las ondas hertzianas en los sistemas de distribución punto-multipunto. La característica fundamental es la alta calidad de las señales entregadas al usuario. El sistema captador de señales es único para toda la red y está realizado con equipamiento de alta calidad y profesional. Por otra parte, la red de distribución de la señal desde el sistema de captación hasta la toma de usuario se realiza bajo la premisa de proporcionar la máxima calidad, lo que condiciona la necesidad de realización de un proyecto técnico de configuración de la red. Los sistemas de televisión por cable, además de incorporar un canal de retorno, dotan a todo el sistema de bidireccionalidad (interactividad), que permite que el usuario no sólo sea capaz de recibir señales sino que pueda también enviar información hacia la cabecera de la red, lo que trae consigo que este sistema de tele distribución se convierta en un servidor de telecomunicaciones capaz de proporcionar servicios de Telefonía, Internet, Alarmas , Tele medidas y Telecontrol (agua, energía eléctrica, temperatura, etc.), Pago por visión (Pay per view), y en general cualquier tipo de dato que pueda ser soportado por la red. Las redes de cable utilizan la banda de frecuencias comprendida entre 5 Mhz y 862 Mhz., proporcionando la posibilidad de distribución de un gran número de canales (usualmente 40 ó 60 canales). Los dispositivos que forman las líneas de distribución de las redes de CATV están especialmente diseñados para trabajar en condiciones ambientales hostiles, y por lo tanto han de estar protegidos contra grandes variaciones de temperatura, humedad, etc., teniendo como principal característica su estanqueidad

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Capítulo

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Parámetros y magnitudes principales. 2.1.- RANGO DE FRECUENCIAS E IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA. La banda de frecuencias utilizada es la comprendida entre 5 y 862 MHz Siendo la banda comprendida entre los 5 a 65Mhz para el canal de retorno y el resto de la banda para la transmisión de canales. La impedancia característica es 75 Ω

2.2.- RUIDO. Señal distribuida que puede producir interferencia a la señal principal Existen muchas fuentes de ruido las más importantes son:

2.2.1.2.2.1.- RUIDO DE ANTENA Es el ruido captado por la antena depende de las condiciones atmosféricas y orientación del elemento captador de Cabecera. 2.2.2.2.2.2.- RUIDO TÉRMICO El ruido térmico se muestra por un cambio aleatorio de tensión debido a la inducción de la carga eléctrica con movimiento aleatorio y está presente en los terminales de cualquier resistencia por efecto del calor. La perturbación generada por el ruido térmico es más evidente cuanto más débil sea la señal por amplificar y en la pantalla del receptor de TV es visible en forma de la denominada “nieve”

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2.2.32.2.3- RUIDO DE SEMICONDUCTORES Destacando los siguientes tipos: §

Ruido Térmico

§

Ruido impulsivo: Es un ruido producido por la recombinación huecoelectrón

§

Ruido de exceso: Está producido por las trampas que capturan portadores, depende de la frecuencia y es intrínseco a la difusión semiconductora.

2.2.4.2.2.4.- RUIDO INTRODUCIDO INTRODUCIDO POR LOS AMPLIFICADORES AMPLIFICADORES Todo amplificador genera ruido debido a la existencia en su constitución de resistencias y semiconductores. La figura de Ruido es una característica que proporciona el fabricante. Un aspecto importante de este parámetro, es que si bien todos los elementos de la red de distribución afectan al ruido, para el caso de los amplificadores de varias etapas amplificadoras solo la primera, si su ganancia es suficientemente alta y no existe atenuación importante entre ellas, determina su valor. Se puede calcular aplicando la formula de Friiss detallada en el capitulo numero 2.

2.3.- MEDIDA DE RUIDO Dos parámetros de medida son definidos: •

La temperatura de ruido y la figura de ruido.

2.4.- RELACIÓN PORTADORA / RUIDO (C/N) La C/N es uno de los parámetros más importantes a considerar en las redes de cable ya que proporciona, en cada punto de la red, el valor de diferencia (en dB) que existe entre la señal de radiofrecuencia y el ruido existente en dicho punto. Esta relación se puede medir usando analizadores de espectro.

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2.5.- RELACIÓN PORTADORA / RUIDO Diferencia entre el nivel medido entre la señal portadora de vídeo y el nivel medido de la señal de ruido en un ancho de banda de 4.75 Mhz, expresada en dB

2.6.- DISTORSIONES Un dispositivo que no produce distorsión, es aquel cuya señal de salida difiere de la señal de entrada en una constante (constante en amplitud y en el tiempo). Los dispositivos electrónicos no cumplen esta condición y por tanto modifican considerablemente la señal (la distorsionan), podemos destacar los siguientes tipos: 2.6.1.2.6.1.- DISTORSIÓN DE AMPLITUD (DENOMINADA TAMBIÉN DE FRECUENCIA) FRECUENCIA) Se produce cuando la característica de transferencia de amplitud con la frecuencia del dispositivo no es constante. 2.6.2.2.6.2.- DISTORSIÓN DE FASE Se pueden diferenciar dos tipos: Distorsión de Fase: Se genera cuando la característica de transferencia del dispositivo en fase, es tal que las diferentes componentes frecuenciales de la señal sufren retardos de fase distintos. Su efecto es engañar al receptor a la hora de recomponer la señal 2.6.3.2.6.3.- DISTORSIÓN DE RETARDO DE FASE: SE ORIGINA POR UN RETARDO CONSTANTE DE FASE. Su efecto es similar a la distorsión de amplitud, provocando incrementos o decrementos del valor de pico de la señal.

2.6.4.2.6.4.- DISTORSIÓN NO LINEAL. Cuando en un dispositivo no se puede definir su característica de transferencia, estamos ante un dispositivo que produce distorsión no lineal.

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Todos los dispositivos electrónicos activos cumplen esta condición y al contrario que los dispositivos anteriormente mencionados, generan interferencias dentro y fuera del canal, por lo que esta distorsión tiene una importancia relevante en las distribuciones de cable. Podemos destacar los siguientes tipos: a)Distorsión armónica: Si se inyecta una señal unifrecuencial a un dispositivo y esta señal es una portadora pura, a su salida tendremos además de la señal de entrada amplificada (f1) unas señales interferentes de menor amplitud en 2f1, 3f1, etc., estas señales se denominan armónicos y definen este tipo de distorsión. b)Distorsión de intermodulación: Cuando la señal de entrada no es una portadora pura, sino que son varias portadoras (f 1, f2, . . . ), como ocurre en los amplificadores de Cable, y se introducen en un dispositivo, la señal de salida estará compuesta por la señales de entrada amplificadas (f1, f2, ...) y otras producto de la combinación lineal de dichas frecuencias y sus armónicos, es decir, f1 + f2, 2f1 , 2f1 + f2 ,2f2 +f1 etc., en donde Nfn son componentes armónicas y (Nfn ± Mfm±...) sus productos de intermodulación.

I) Batido de segundo orden (CSO): Son los productos de intermodulación de segundo orden (sumas, restas o productos de 2 frecuencias) generados por las combinaciones portadoras de los distintos canales transportados por la red de CATV, y el segundo armónico de los mismos de manera que el orden de la distorsión sea de orden dos. Son causados por la no linealidad de los elementos activos de la red. Se expresa en dB Afecta a otros canales distintos a la de la frecuencia a medir, ya que sus componentes frecuenciales siempre se generan fuera del canal.

II) Batido triple compuesto (CTB): Son los productos de intermodulación de tercer orden (sumas, restas o productos de 2 frecuencias) generados por las combinaciones de las frecuencias y armónicos de las señales de entrada de manera que el orden de la distorsión sea tres( 2f1 + f2 ,2f2 +f1 , f1 + f2 – f1 ). Son causados por la no linealidad de los elementos activos de la red. Se expresa en dB. Afecta al mismo canal , ya que produce componentes frecuenciales dentro del mismo canal.

III) Modulación Cruzada (XMOD): Se define como la relación entre el nivel de modulación deseado de una portadora de imagen y el nivel de modulación no deseada en dicha portadora por el resto de las señales transmitidas , expresadas en dB. En el espectro aparece como batidos cercanos a la portadora del canal y están producidas principalmente por la modulación de la portadora de la señal de TV de sincronismo horizontal , que son de nivel alto.

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IV) Zumbido (HUM): Se define como la modulación no deseada de la portadora de imagen por señales de baja frecuencia procedentes de la red de alimentación eléctrica y sus armónicos. Se expresa en dB o en %. También se puede definir como la relación entre la modulación de amplitud de pico a pico y el nivel de la portadora de imagen sin modular.

V) Pendiente (TILT): Es la diferencia de nivel entre la portadora de imagen sin modular en toda la banda de frecuencias, según el plan de canales utilizado, en cualquier punto de la red.

VI) Pendiente (SLOPE): Es la diferencia de atenuación entre las señales recibidas en un punto cualquiera de la red , en el ancho de banda del sistema.

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Capítulo

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Topología de la red. 3.1.- INTRODUCCIÓN La red CATV es una red de telecomunicaciones por cable de banda ancha capaz de ofrecer una amplia gama de servicios multimedia, incluyendo todo tipo de señales de vídeo, voz y datos. El diseño de la red es abierto, flexible y transparente al tipo de señales, y debe contar por tanto con una gran capacidad para proporcionar servicios y un elevado grado integración de dichos servicios, que serán suministrados, en general , mediante un único cable. Para un adecuado dimensionamiento de la red debe partirse de la base de que debe dar servicio a todos los hogares de la comunidad y se debe proyectar con las siguientes premisas: • Transparencia: la red será transparente de extremo a extremo, con independencia del tipo de señales transmitidas, lo cual permitirá que sea autónoma respecto de las inevitables evoluciones tecnológicas. • Tecnología: la red deberá cumplir e incluso mejorar, siempre que sea posible, los estándares y normativas nacionales e internacionales, con el objeto de disponer de una “red abierta”. • Capacidad: el equipamiento seleccionado garantizara la máxima capacidad de inserción de servicios, tanto de actuales como futuros. • Capacidad de migración: para que pueda ser actualizada a nuevos requisitos, tanto de calidad como de capacidad, con suma facilidad y nula repercusión en los nodos finales. • Fiabilidad: la alta fiabilidad y disponibilidad del servicio quedará asegurada con el grado requerido de redundancia en equipos, fibras y rutas hasta los nodos finales.

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3.2.- TOPOLOGÍA DE RED. La topología se dividirá básicamente en tres niveles: Red Troncal, Red de Distribución y Red de usuario. A su vez la Red Troncal se dividirá en Red Troncal Primaria, Red Troncal Secundaria y Red Troncal Terciaria. Los elementos o nodos que se enlazarán mediante los diferentes niveles de red son los siguientes: Cabecera Principal, Cabecera Secundaria (en los pueblos alejados), Centro de Distribución, Nodo Primario (dará servicio a unas 40.000 viviendas), Nodo Secundario (unas 2.000 viviendas) y Nodo Final (unas 500 viviendas). 3.2.1.3.2.1.- RED TRONCAL. Será la encargada de realizar el transporte de las señales desde el Centro de Distribución hasta los nodos ópticos finales. La Cabecera de Red es el centro neurálgico de la red, estará enlazada mediante fibra óptica con el Centro de Distribución y desde este último centro se gestionarán y distribuirán todos los servicios de difusión, finales, portadores y de valor añadido. A su vez, la red troncal se subdivide en tres niveles: • Red Troncal Primaria. Estará constituida por anillos de fibra óptica, redundantes en el número de fibras, en equipamiento y en la ruta seguida. Enlazará el Centro de Distribución con los nodos primarios. Los nodos primarios son las ubicaciones en las que se producirá la integración de los servicios y productos tanto de TV como de Telecomunicaciones. En estos nodos, por tanto, deben concentrarse los equipos que permiten la difusión de los servicios de TV, así como la inserción / extracción de señales locales (canales locales de TV, servidores de vídeo, servidores de Internet, telefonía, etc.). También se situarán en los nodos primarios los equipos de transporte de la red de telefonía y datos, es decir, los equipos de la red de Jerarquía Digital Síncrona (SDH). En algunos nodos primarios se ubicarán también las centrales de conmutación telefónica o unidades remotas de éstas, así como las centrales de conmutación de datos. Estos nodos primarios deben dar servicio a áreas de 40.000 viviendas aproximadamente. La red troncal primaria estará constituida por varios anillos redundantes superpuestos, de los cuales uno transportará los servicios de difusión, y otro transportará todos los servicios de telecomunicaciones a través de la red de Jerarquía Digital Síncrona (SDH). • Red Troncal Secundaria. La red secundaria estará constituida por anillos de fibra óptica redundantes que unirán los nodos primarios con los secundarios. Cada nodo secundario debe estar unido a dos nodos primarios, uno principal y otro redundante. Estos anillos transportan los distintos servicios integrados por la misma fibra. Desde cada nodo primario se dará servicio a 4 áreas de 10.000 viviendas aproximadamente, mediante 4 anillos secundarios.

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Fibra Óptica

Nodo Primario

Centro de Distribución

RED TRONCAL PRIMARIA

Nodo Primario

Nodo Primario

Nodo Secundario

Nodo Secundario

RED TRONCAL SECUNDARIA

Nodo Secundario

Nodo Secundario

Fibra Óptica

Nodo Secundario Nodo Final

Nodo Final

Nodo Final RED TRONCAL TERCIARIA

Fibra Óptica

Área residencial

Nodo Final Conjunto de áreas residenciales

Área residencial

Cable Coaxial

Área residencial

Área residencial

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Cada uno de estos anillos secundarios estará formado, en general, por cinco nodos secundarios. Al igual que en la red troncal primaria, estos anillos deben ser redundantes (equipos, fibras y rutas). De cada anillo secundario deberán colgar a su vez cuatro o cinco anillos terciarios que cubrirán áreas de 2.000 viviendas (ver ilustración anterior). En general, los nodos secundarios serán pasivos en el caso de la red HFC, de tal forma que en ellos se realizará solamente una repartición de fibras ópticas hacia los nodos finales y, en el caso de la red SDH y de datos, los nodos secundarios incluirán equipamiento SDH para dar servicio a sus áreas de influencia. • Red Troncal Terciaria. Estará formada por los anillos de fibra óptica (redundantes al igual que el resto de la red troncal) que deben unir los nodos ópticos finales entre sí y con los nodos secundarios. Desde cada nodo secundario se dará servicio a cuatro nodos ópticos finales por dos rutas diferentes que alimentarán a distintos equipos: principal y alternativo. Un nodo óptico dará servicio, normalmente, a un área de unos 500 hogares. Este nodo es el punto en que la señal distribuida a los usuarios pasa de óptica a eléctrica, entrando así en la red de distribución coaxial y también, mediante Multiplexores (MUX) de baja capacidad y repartidores de pares, se proporciona el servicio de telefonía a los usuarios a través de la red de pares . 3.2.23.2.2- RED DE DISTRIBUCIÓN. DISTRIBUCIÓN. La red de distribución debe unir el nodo óptico final con los taps o derivadores situados en las entradas de los edificios. Está basada en una estructura en estrella (árbol-rama hasta el derivador). Cada nodo óptico servirá un área de, aproximadamente, 500 viviendas mediante cable coaxial que transporte de forma integrada todos los servicios. Desde este nodo deben partir hasta cuatro ramas de cable coaxial, cada una sirviendo entre 60 y 125 viviendas.

TAPS

Nodo Final

TAPS

A m p lificador

Líneas de Salida

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Los amplificadores serán bidireccionales.(Amplificando también el canal de retorno) 3.2.3.3.2.3.- RED DE USUARIO. USUARIO. La red de usuario deberá unir el derivador o Taps situado en la entrada de los edificios con la toma final en la vivienda del cliente. Tendrá dos estructuras posibles: • En árbol-rama: se utilizará cuando la red de usuario discurra por el interior de un edificio o cuando existan muchas viviendas por planta. En cada una de estas plantas se colocará un derivador al que se conectarán los coaxiales que deben llegar hasta cada vivienda • En estrella: se accederá a todas las viviendas de las diferentes plantas de un edificio desde un mismo derivador haciendo llegar un cable independiente a cada una de ellas. Esta será la solución que mayoritariamente se implantará y es la que implanta el reglamento de ICT

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Consideraciones Consideraciones técnicas generales. 4.1.- TECNOLOGÍAS UTILIZADAS PARA EL TRANSPORTE DE LAS SEÑALES.

Como se ha comentado anteriormente, desde el Centro de Distribución hasta los Nodos Primarios, coexistirán dos tipos de redes de comunicaciones: la parte óptica de la red HFC, Híbrida Fibra-Coaxial (para los servicios de difusión) y la red SDH (para el resto de servicios de telecomunicaciones). Estas redes transcurrirán paralelas, compartiendo el mismo cable independientes hasta los nodos primarios (por fibras diferentes) con incrementar la fiabilidad y disponibilidad de los servicios y hacer monitorización más sencilla. Así mismo, para aumentar la seguridad dispondrá de redundancia de caminos y de equipos.

pero siendo el objeto de su gestión y de la red, se

Desde los nodos primarios se utilizará la parte óptica de la red híbrida fibra-coaxial (HFC) hasta los nodos finales y partirán cuatro (o cinco) anillos secundarios SDH para la red de telefonía y datos. De esta forma, la red troncal primaria tendrá anillos SDH de jerarquía de transmisión STM-16, y la red troncal secundaria anillos de jerarquía STM-1 (u otra dependiendo del tráfico) en las zonas indicadas. En la siguiente tabla se reflejan las tecnologías que deberán ser utilizadas para el transporte de las señales de televisión y de telecomunicaciones, en función de la parte de la red afectada:

RED Red de Televisión Red Troncal Primaria de Fibra Óptica Red Troncal secundaria, terciaria y Telecomunicaciones

TECNOLOGÍA HFC (Híbrida Fibra Coaxial) SDH(Jerarquía Digital Sincronía) Solución Integrada

4.2.- PLAN DE LONGITUDES DE ONDA Y DE FRECUENCIAS. 4.2.1.- LONGITUDES DE ONDA. Las longitudes de onda empleadas en la red troncal para las distintas aplicaciones de transporte son: • Servicios de difusión de TV:

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en la red troncal primaria se utilizará 3ª ventana (1550 nm, recomendada por las largas distancias que deben cubrirse) desde el Centro de Distribución. En el caso de solución integrada, desde los nodos primarios y hasta los nodos finales, las señales provenientes del Centro de Distribución, así como las generadas e insertadas localmente (telefonía, datos, canales locales de TV, etc.), son integradas y transmitidas a los nodos finales en 2ª ventana principalmente. • Servicios de Telecomunicaciones por la red SDH: en 2ª ó 3ª ventana (según distancias). • Retorno de todos los servicios bidireccionales: en 2ª ventana.

4.2.2.4.2.2.- ESPECTRO DE FRECUENCIAS. Se utilizará una fibra para el camino descendente con equipamiento activo para la banda inicial de 86 a 862 Mhz y fibras de retorno con equipamiento activo para la banda de 5 a 200 Mhz como mínimo. 4.3.- DIFUSIÓN DE TELEVISIÓN. Para la transmisión de las señales de televisión se empleará, como ya se ha dicho, la tecnología Híbrida Fibra Coaxial (HFC). En función del sentido de transmisión puede hablarse del camino descendente, que lleva la señal hasta los clientes, y del ascendente, que transporta las señales procedentes de las aplicaciones interactivas desde los clientes a la cabecera. 4.3.1.4.3.1.- SENTIDO DESCENDENTE DESCENDENTE (DE LA CABECERA A LOS USUARIOS) La cabecera transmitirá la señal de televisión al Centro de Distribución y desde aquí a los nodos de 40.000 viviendas (primarios) por medio de un conjunto de transmisores ópticos. Se emplearán dos rutas ópticas diferentes: principal y alternativa, disponiendo por tanto de redundancia en caminos. En los nodos primarios se recibirá la señal de los dos caminos posibles a través de dos receptores ópticos, y se seleccionará la señal activa en cada momento con un conmutador de RF, en función de la calidad recibida para cada una de ellas. El reenvío de la señal óptica hacia los nodos ópticos finales se efectuará mediante una serie de transmisores ópticos de alta potencia que dan servicio a los nodos finales, por dos rutas ópticas diferentes. A la salida de cada transmisor se colocará un repartidor óptico para distribuir la señal a través de fibras dedicadas hasta los nodos ópticos finales. En cada nodo óptico final de la señal óptica se transformará en eléctrica y se enviará a través de hasta cuatro ramas de cable coaxial troncal, dando servicio cada una de ellas,

Tipo A: Parte IV: La Televisión por Cable.

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generalmente, a unas 125 viviendas. La señal se distribuirá a las viviendas de los clientes mediante amplificadores de radiofrecuencia de banda ancha.

4.3.2.4.3.2.- SENTIDO SENTIDO ASCENDENTE (DEL USUARIO A LA CABECERA) Los equipos de usuario inyectan la señal en la toma correspondiente y llegan al nodo óptico final a través de las redes de usuario y distribución de radiofrecuencia, en la banda de frecuencias de 5-65 Mhz. Los amplificadores del camino directo de red de radiofrecuencia serán bidireccionales, es decir, amplificarán también la señal de retorno para llevarla de vuelta desde el usuario hasta su nodo óptico. En el nodo óptico final las señales provenientes de los distintos ramales de cable coaxial, en la banda de 5-65 Mhz, se agruparán y enviarán por fibra óptica hasta los nodos primarios. La banda disponible en los transmisores ópticos de retorno, de 0 a >200 Mhz, deberá permitir por tanto la concentración adecuada de señales de retorno, en casos de elevado tráfico. Los nodos finales dispondrán de transmisores ópticos de retorno que inyectarán la señal en la fibra óptica principal y en la redundante, puesto que también se dotará de redundancia la camino de retorno. En los nodos primarios se colocarán dos receptores ópticos (por cada nodo final) que reciben la señal por los dos caminos posibles, seleccionando el adecuado mediante un conmutador de RF. La señal elegida será procesada en el nodo primario y transmitida a la red troncal o de distribución según proceda. En el primer caso, la señal alcanzaría la Cabecera donde sería procesada.

4 .4.- RED DE TELEFONÍA.

4.4.1.4.4.1.- CONMUTACIÓN DE LAS SEÑALES Se entiende por red de conmutación el conjunto de centrales de conmutación y módulos remotos de conmutación. La red de conmutación tendrá una estructura jerárquica con dos niveles: -Local -Tránsito 4 .5.- RED DE DATOS. La red de datos tendrá como principio la flexibilidad en la prestación de servicios, soportando una gran variedad de los servicios actualmente utilizados en el mercado de transmisión de datos

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4 .6.- DISTRIBUCIÓN DE LAS SEÑALES. Hasta aquí se ha descrito el funcionamiento de las diferentes redes en lo que respecta a la red troncal primaria. A partir de los nodos primarios, y para unir los nodos finales con el usuario final, se contemplan tres posibles alternativas globales en función del tipo de clientes de cada zona: 4.6.1.4.6.1.- SOLUCIÓN INTEGRADA En esta opción todos los servicios comparten el mismo cable de fibra óptica desde el nodo primario hasta el nodo óptico final, así como el coaxial que une este nodo con el usuario. Dicho de otro modo, a la vivienda del usuario o negocio llega un único cable por el que se prestan todos los servicios (Vídeo, voz, datos) de la red de telecomunicaciones por cable de forma integrada. Requiere la existencia del siguiente equipamiento: Una o varias unidades de interfaz (set-top-box, módem de telefonía o módem de datos) en la vivienda de usuario o negocio, que realizarán el procesado necesario sobre la señal de la red, para enviar y recibir los distintos canales del usuario (voz, datos, televisión, etc.) a sus respectivos terminales. Equipos de interfaz entre la caja de usuario y la red de transporte SDH (estos equipos son diferentes para telefonía y datos), situados generalmente en el nodo primario, cuyas funciones principales son: Concentrar los canales provenientes de los usuarios. Multiplexar dichos canales sobre tramas estructuradas (generalmente tramas de 2 Mbps) para enviarlos a la red SDH. Esta solución será la que mayormente se implante, sobre todo en zonas de baja densidad de clientes.

Cabecera Centro de gestión de Red

NODO PRIMARIO Nodo de 500 Hogares

Unidad de Interfaz de Red

Fibra Óptica

Vivienda

Cable Coaxial

4.6.2.4.6.2.- SOLUCIÓN SEMISEMI- INTEGRADA En este caso, aunque se comparte la fibra óptica y un cierto tramo del coaxial, no se llega con un único cable a la vivienda del usuario o negocio. Es decir, con respecto a la solución integrada, se necesita el siguiente equipamiento:

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Equipo interfaz con la red de coaxial: en este caso se comparte la “caja de usuario” entre un número determinado de clientes. Desde este equipo se llega por un lado, sobre cable de pares (telefonía) y coaxial (TV) hasta la vivienda del cliente, y por otro lado, primero en coaxial y después en fibra (compartidos con la red de TV) al equipo de interfaz con la red SDH, situado en el nodo primario. Esta solución se implantará preferentemente en zonas con alta concentración de clientes o alta penetración. Cable de Pares Cabecera Centro de gestión de Red

NODO PRIMARIO Nodo de 500 Hogares

Unidad de Interfaz de Red

Fibra Óptica

Unidad Interfaz

Cable Coaxial

4.6.3.4.6.3.- SOLUCIONES SUPERPUESTAS En este caso no se comparte el cableado de las redes de distribución de los servicios de televisión y de telefonía y datos, sino que cada red es independiente de la otra y discurre de forma paralela, compartiendo canalizaciones y cables troncales. A continuación se presentan algunas soluciones del tipo superpuesto, que serán las más adecuadas en cada caso: •

Solución basada en multiplexores: Consiste en la instalación de multiplexores para un número determinado de clientes. Desde estos multiplexores se llega por una parte a la red SDH vía fibra óptica punto a punto, y por otra parte hasta los usuarios vía cable de pares tanto para telefonía como para datos.

•

En el caso de datos a alta velocidad la conexión con el cliente se hará mediante un acceso dedicado, siendo el multiplexor, en general, un equipo distinto del de telefonía. Esta solución puede ser muy ventajosa en zonas de alta penetración o grandes áreas de negocio que reclamen conexiones de alta capacidad, es decir, gran concentración de líneas.

CENTRAL

MUX

CONMUTACIÓN

Pares de Cobre o Coaxial

Fibra Óptica

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•

Solución con fibra óptica casi hasta el cliente: Esta solución consiste en llevar una red de fibra óptica casi hasta la vivienda del cliente. Necesita el siguiente equipamiento adicional: Un equipo convertidor de señal óptica a eléctrica próximo al usuario, el cual por una parte recibe la señal de fibra óptica y por otra parte se conecta al usuario vía señal radioeléctrica sobre pares de cobre o incluso coaxial en el caso de la red de datos.

CENTRAL

Conversor

Concentrador

Óptico

Pares de Cobre o Coaxial

CONMUTACIÓN

Fibra Óptica

Un equipamiento que realiza las tareas de concentración de fibras ópticas con tráfico proveniente del equipo opto-electrónico anterior y, por otro lado, concentra estas tramas de 2 Mbps hacia la red SDH. •

Solución superpuesta con Módulos Remotos de Centrales: Consiste básicamente en la ubicación de un módulo remoto de una central de conmutación telefónica en las cercanías de un área de viviendas, y desde ella, mediante cable de pares de cobre, llegar hasta el usuario. Esta solución sólo es válida en el caso de la red superpuesta de telefonía o datos a baja velocidad. Esta solución puede ser adecuada para dar servicio a poblaciones de tamaño medio, ya que evita la instalación de centrales de conmutación local así como la transmisión de todas las llamadas locales de esa población, a través de la red, hasta la central de conmutación (ya que realiza funciones de conmutación local).

Modulo

CENTRAL

Remoto

CONMUTACIÓN

Pares de Cobre o Coaxial

Central

Fibra Óptica

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4 .7.- NIVELES Y TIPOS DE REDUNDANCIA. A continuación se resumen los principales tipos y niveles de redundancia que proporcionan seguridad a la red que se ha de diseñar.

4.7.1.4.7.1.- REDUNDANCIA ESPACIAL (O FÍSICA) La redundancia espacial es aquélla que se refiere a los caminos alternativos que puedan tener las señales transmitidas para llegar desde un transmisor hasta un receptor. Esta redundancia de caminos alternativos se extiende desde la cabecera hasta los nodos primarios, los nodos secundarios y los nodos ópticos finales, asegurando así que áreas de ese tamaño no queden sin servicio.

4.7.2.4.7.2.- REDUNDANCIA EN EQUIPOS Los equipos que se utilizarán, o bien estarán duplicados, o intrínsecamente habrán sido diseñados con una tolerancia a fallos por la duplicidad de sus componentes internos. Sistemas de Reserva: en la cabecera de la red existirá un conjunto de equipos que entrarán en funcionamiento cuando se produzca un fallo en uno de sus homólogos. Centrales de conmutación de reserva: En el diseño de la red se contemplará una duplicidad de centrales de conmutación (en ubicaciones diferentes) y un sobredimensionamiento de las mismas, de tal forma que se produjesen fallos o averías en alguna de ellas, otra pudiese absorber y tratar el tráfico que atendía la primera. Transmisores Ópticos: En los nodos primarios se ubicarán transmisores ópticos suficientes para garantizar la redundancia de caminos y de equipos. Receptores Ópticos: La red dispondrá de redundancia de receptores ópticos como se indica a continuación: En la cabecera: Dos receptores ópticos por nodo primario de 40.000 viviendas En nodos primarios: Dos receptores directos por cabecera y dos de retorno por nodo final existente En los nodos finales: Dos receptores ópticos que reciben la señal por el camino principal y por el secundario Conmutadores de RF: Asociados a los receptores ópticos duplicados, así como a los equipos SDH, existirán una serie de conmutadores de RF capaces de seleccionar entre dos señales recibidas en función de una señal de alarma o del nivel de la señal recibida. Habrá un conmutador de reserva asociado a cada conmutador de RF activo.

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4.7.3.4.7.3.- REDUNDANCIA EN CAPACIDAD ÓPTICA La red de fibra óptica se diseñara con una gran redundancia en el número de fibras ópticas disponibles, basándose fundamentalmente en los siguientes criterios: Fibras ópticas en exceso tanto para la red de televisión como para la de telefonía y datos, con el fin de sustituir a aquellas fibras cuya atenuación supere unos determinados límites máximos o que sufran alguna avería. Fibras ópticas libres, bien para poder proporcionar a los clientes enlaces punto a punto de alta capacidad para transmisión de datos, videoconferencia, y otros servicios que demanden, o bien para aumentar la capacidad de los enlaces propios, por ejemplo, los existentes entre las centrales de conmutación telefónica. Fibras ópticas disponibles para la implantación de futuros servicios, no contemplados en el diseño inicial o no existentes en estos momentos.

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Capítulo

5

Descripción general del sistema. 5.1.- CABECERA Y CENTRO DE DISTRIBUCIÓN. La cabecera se conectará con doble camino al Centro de Distribución que será el centro receptor y difusor de todos los servicios de TV, poseerá todas las capacidades para procesar y gestionar todos los servicios de telecomunicación (telefonía, datos, etc.), y además actuará como centro de interconexión con los demás operadores de redes y proveedores de servicios (televisión terrestre, vía satélite, radio, Internet, red telefónica conmutada, red de conmutación de paquetes, estudios de producción,.... En el Centro de Distribución estarán situadas las centrales locales de conmutación, que cumplirá también las funciones de central de tránsito (punto de interconexión con las redes de otros operadores), así como una central de conmutación de datos. La cabecera actuará también como centro de control y gestión de toda la red de cable. Desde ella podrán monitorizarse y ajustarse todos los equipos y parámetros de la red. Desde la cabecera de red se recibirá y enviará toda la información necesaria para el correcto funcionamiento de los sistemas de información de la empresa: atención al cliente, facturación, gestión de red, etc.

Sistemas Recepción TV / Audio

Otros Servicios

Fibra Óptica 2ª / 3ª Ventana

Sistemas Transmisión HFC

Sistemas Producción

Sistemas de Gestión

Producción Local

Fibra Óptica 2ª Ventana

Fibra Óptica 2ª Ventana

INTERNET

Sistemas Transmisión SDH/ADM

Datos

Fibra Óptica 2ª Ventana

RTC

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Telefonía

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La estructura de la cabecera digital, a modo de orientación, se compone de las secciones que se detallan a continuación: -Sistema de recepción: recepción de señales o generación local. -Demodulación y procesamiento: Convierte a banda base todas las señales procedentes de las distintas fuentes, comprimiéndolas en MPEG-2. -Matriz: Permite permutar las señales procesadas, facilitando la generación de las parrillas de programación. -Central local de conmutación e interconexión con otros operadores. -Central de conmutación de datos e interconexión con otras redes de datos. -Codificación y control: efectúa la codificación de los canales tipo premium, pago por visión, insertando además la señalización. -Sistema de acceso condicional y sistema de gestión de usuarios, que permiten gestionar el control de los clientes, permitiendo o denegando acceso a los servicios ofertados. -Sistema de gestión de retornos procedentes de los decodificadores.

5.2.- NODOS PRIMARIOS. En los nodos primarios se procesaran los contenidos particulares de cada nodo final, como son los servicios de telefonía, datos y canales de vídeo bajo demanda. Desde la cabecera podrán controlarse los contenidos y los servicios que llegan a cada nodo final. En cada nodo primario pueden introducirse canales o servicios locales y discriminar los nodos finales a los que se transmite cada uno de ellos. Para los servicios de televisión y audio, los nodos primarios encaminan la señal hacia los anillos de los nodos finales mediante las redes troncales secundaria y terciaria. La interfaz entre la red de distribución HFC y la red troncal de transmisión digital (SDH) se denomina Host Digital Terminal (HDT). Este equipamiento del nodo primario permite integrar servicios de valor añadido sobre la red HFC, y realiza el procesado, formateado y multiplexación de las señales de telefonía y datos procedentes de la red SDH, con destino a los usuarios, e insertar las ascendentes, vía la unidad HDT. Se recuerda que los HDT de telefonía y datos son equipos distintos. En la ilustración se muestra el diagrama de bloques de un nodo primario con funciones de conmutación telefónica y de datos:

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Fibra Óptica 2ª/3ª Ventana

Canales SISTEM A S

Fibra Óptica 2ª Ventana

Transmisión

HFC

Retornos TV

Gestión

Transm isión M u ltim e d i a IN T E G R A D A

Fibra Óptica 2ª Ventana

Monitorización

SISTEM A S Transmisión

S D H /A D M

IN T E G R A D A HDT(Telefonía)

SUPERPUEST

SISTEM A S Transmisión

S D H /A D M Fibra Óptica 2ª/3ª Ventana

O tros

IN T E G R A D A

Fibra Óptica 2ª Ventana

DATOS SUPERPUEST

En la vía ascendente (retorno), el nodo primario recibe la señal óptica procedente de cada nodo final en fibras dedicadas. Las señales ópticas de retorno procedentes de los usuarios se convierten a señales de radiofrecuencia, se procesan y sé en rutan a los servidores correspondientes o se reencaminan hacia la cabecera o los nodos primarios que correspondan, en función del servicio solicitado. En el servicio de telecomunicaciones (telefonía y transmisión de datos) las señales se extraen y/o introducen en la red SDH desde el nodo primario, para reencaminarlas y procesarlas posteriormente en las ubicaciones de las centrales de conmutación y centrales de datos, colocadas en algunos de los nodos primarios. 5.3.- NODOS SECUNDARIOS. Tal como se ha dicho, los nodos secundarios forman parte de la red troncal secundaria. Cada grupo de cinco nodos secundarios se une formando un doble anillo que cubre un área de 10.000 hogares aproximadamente. Para la red HFC los nodos secundarios son generalmente de carácter pasivo en los que únicamente se produce una repartición óptica (camino directo y de retorno), mientras que para las redes SDH y de datos los nodos secundarios realizan funciones activas, cuentan con un equipo multiplexor que extrae y transmite de/a la red, constituyendo anillos SDH. Estas tramas pueden enviarse directamente a los usuarios finales a través de fibra, o bien demultiplexarlas y multiplexarlas (en sentido contrario) y transmitirlos por pares de cobre. La figura muestra el esquema funcional de los nodos secundarios.

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Fibra Óptica

SISTEMAS TRANSMISIÓN SDH/ADM

1*

SISTEMAS TRANSMISIÓN TELEFONÍA DATOS

Fibra Óptica 2ªVentana

Pares de Cobre

GESTIÓN

SISTEMAS TRANSMISIÓN SDH/ADM

Fibra Óptica 2ªVentana 5 - > 200Mhz

SISTEMAS AMPLIFICACIÓN HFC

Fibra Óptica 2ªVentana 5 - > 200Mhz

Como se ha comentado anteriormente HFC en los nodos secundarios son generalmente de carácter pasivo mientras que para las redes SDH y de datos los nodos secundarios realizan funciones activas. Así pues vamos a estudiar el esquema en bloques de la red SDH con sus principales integrantes:

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NODO PRIMARIO

AMD O D F

DDF

NODO S ECUNDARIO

DIAMUX

MDF

ENLACE PDH F.O

Nodo Final

RED DE DATOS Y TELEFONÍA

200 pares

Nodo Final

ODF

MDF DIAMUX

MDF

800 pares 800 pares

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•ADM Es un Multiplexor que opera en modo inserción / extracción, con módulos de interfaz óptica que le permite conectarse al anillo secundario, así como interfaz eléctrica para conectarse al multiplexor de acceso telefónico. Las funciones comúnmente asignadas a un ADM son las siguientes: -Gestión de alarmas, fechas, mantenimiento, sincronización del sistema, disposición de entradas de alarmas externas y salidas para control remoto. -Realiza la ultima etapa de multiplexación para transmitir la trama de 155Mbps y la de transferencia. •ODF También llamado repartidor coaxial, realiza la unión física mediante puentes coaxiales entre el ADM y el DIAMUX •DIAMUX Es el equipo multiplexor telefónico propiamente dicho, regula el tráfico de llamadas, conmutando las líneas de pares convenientemente. Transmite una señal de gestión que canaliza el ADM sobre su estado, informando así a la cabecera, y al gestor principal o Diamux de gestión ubicado en el nodo primario del trafico existente •MDF Es el armario repartidos de pares de cobre (una vez que han sido multiplexados por el Diamux), realiza la función de enlace mediante cable de pares entre el nodo secundario y el final. Es un elemento pasivo constituidos por regletas de conexión telefónica, a cada una de las cuales se le asigna un cierto numero de pares.

5.4.- NODOS FINALES. Los nodos ópticos finales son el extremo de la red de fibra óptica. En ellos, se convierte la señal óptica a eléctrica para poderla transmitir por la red coaxial, y asimismo, la señal eléctrica de retorno del coaxial se convierte en óptica para transmitirla hacia el nodo primario. Cada nodo óptico final se une por fibra óptica punto a punto a un nodo primario. De cada nodo final pueden salir hasta cuatro ramas coaxiales, por lo que el canal de retorno de 50 Mhz (de 15 a 65 Mhz) sólo es compartido por 60 a 125 hogares. Así en el caso de cuatro ramas coaxiales, en el nodo final se podrán sumar los 4 canales de retornos formando una señal de más de 200 Mhz que es transmitida por los transmisores ópticos de retorno hacia el nodo primario (según figura).

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SISTEMA AMPLIFICACIÓN HFC

GESTIÓN

SISTEMA AMPLIFICACIÓN HFC

COAXIAL RF- 5/860 Mhz SISTEMA AMPLIFICACIÓN HFC

SISTEMA TRANSMISIÓN HFC

SISTEMA AMPLIFICACIÓN HFC

Fibra Óptica2ªVentana

5->200Mhz

En cuanto al equipamiento y funcionalidad de los nodos finales se pueden distinguir dos estructuras de trabajo diferente que pasaremos a detallar a continuación: Nodo final con respecto a la tecnología HFC: En el nodo final se reciben las señales principal y redundante procedentes del nodo Primario correspondiente (pasando por el nodo secundario) mediante un receptor óptico que es el encargado de convertir la señal óptica en 2ª ventana (1310nm) en señal de radio frecuencia. A continuación mediante un conmutador se recibe la vía directa que conmutara a la alternativa en caso de condición de alarma en el receptor al que mira. Esta conmutación no es temporal y aunque se restablezca la señal principal solo se conmutara a esta si hay alguna alarma en la redundante o si se fuerza a ello manualmente, por lo tanto la red recogerá la señal recepcionada de mejor calidad. La señal única resultante de RF atacara al amplificador del nodo, el cual se encarga de amplificar la señal y obtener varias salidas activas que serán distribuidas de la manera mas adecuada al diseño de la Red de Distribución. Dentro del receptor óptico /amplificador las señales toma dos caminos diferentes según su procedencia:

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• Camino Ascendente: Las entradas de RF procedentes de la red de distribución se combinan para obtener una única señal de RF que ataca al amplificador de retorno. La salida se dirige al transmisor óptico de retorno que produce dos señales ópticas (principal y redundante) que parten a los receptores ópticos de retorno del nodo primario. El receptor óptico /amplificador (nodo óptico) genera la información de gestión que informara sobre las tensiones, el estado de la fuente y las baterías. • Camino Descendente: En el nodo final se reciben las dos señales procedentes del nodo primario, mediante sendos receptores ópticos. Estos se encargaran de convertir la señal óptica en 2ª ventana en eléctrica (RF). La señal resultante pasara a un conmutador que conmutara por la vía alternativa en caso de alarma, la señal de banda ancha resultante se amplifica con un amplificador híbrido y se distribuye a los abonados a través de la red de distribución.

NODO ÓPTICO Receptor Óptico

Salidas RF Entradas Canal de Retorno

Ascendente

Descendente

Transmisor

Atenuador Control de Ganancia

Nodo final con respecto a la red de telefonía y datos: Desde el punto de vista funcional el nodo final se limita al reparto de pares mediante el armario MDF, (armario totalmente pasivo, en el se asignan los pares de cada abonado y se efectúan los puentes correspondientes mediante personal especializado) A él le llegan los pares multiplexados del nodo secundario y se limita a repartir los pares al área de 500 hogares encargado de controlar.

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Es posible que en algunos casos y debido a la densidad de clientes el armario de pares sea insuficiente para asignar y repartir correctamente los pares, por lo que se recurriría a un DIAMUX conectado con fibra óptica con el nodo secundario. (Ver figura de estructura del nodo secundario)

5.5.- MÓDULO DE USUARIO. El módulo de usuario es el equipo a través del cual el usuario se comunica con la red. Se contemplan 3 posibles módulos de usuario en función del tipo de servicio: •

Descodificador digital para el servicio de televisión (Digital y Analógica).

•

Módem de telefonía para el servicio de telefonía.

•

Módem de cable para el servicio de datos a alta velocidad.

Con el fin de garantizar accesos seguros la red dispondrá de un Sistema de Acceso Condicional (SAC) para el servicio de TV. El SAC soportará una gran variedad de servicios de acceso que incluyen la Suscripción, Pago Por Visión,, etc. 5.5.1.5.5.1.- DECODIFICADOR DE TV. El decodificador de TV será digital y transparente a los servicios analógicos ofrecidos y además, será capaz de recibir programación digital codificada en MPEG-2 según las recomendaciones de DVB. Utilizará el canal de retorno de alta velocidad sobre la red HFC, que permitirá completar el servicio interactivo en el camino de vuelta a la cabecera. Los decodificadores serán de interfaz abierta, los servicios mínimos que soportará este equipo son: TV codificada, Pago Por Visión, Vídeo Casi Bajo Demanda, Vídeo Bajo Demanda, Radio, Guías Interactivas, Telecompra, Telebanco, Videojuegos y Transmisión de Datos.

5.5.2.5.5.2.- MÓDEM DE TELEFÓNIA. Se utiliza el módulo de telefonía en algunos casos para conectar a los clientes al servicio, por la gran capacidad y flexibilidad que puede ofrecer en el futuro esta solución integrada. Se prevén dos escenarios para el acceso de los usuarios al servicio de telefonía: •

Equipo integrado individual

•

Equipo integrado múltiple

Las funciones de este módem de telefonía son:

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•

En sentido ascendente (hacia la cabecera/central): recibe la señal analógica del teléfono, la digitaliza, la aleatoriza, la encripta, la modula y la sitúa entre 15 y 65 Mhz.

•

En sentido descendente: recibe la señal digital modulada en la banda de 550 a 606 Mhz, la de modula, la desencripta, desaleatoriza, y la convierte analógica para el teléfono.

El módem permitirá la asignación dinámica de segmentos y frecuencias en función de su ocupación y el nivel de ruido detectado, además será configurable para adaptarse a las diversas arquitecturas de red según las densidades y penetraciones esperadas en cada zona: •

Equipo integrado individual: módem individuales (con posibilidad de hasta dos líneas)

•

Equipo integrado múltiple: módem multiunidad, combinando de 8 a 32 líneas.

Como correspondencia al módem en la vivienda del cliente, en cada nodo primario existirá una batería de módem que se comuniquen con aquél, e inserten y extraigan la información digital transmitida, la cual a su vez será transportada vía SDH hasta la Central de Conmutación digital.

5.5.3.5.5.3.- CABLEMÓDEM O MÓDEM DE DATOS Los módem de datos con las técnicas de transmisión en banda ancha de última tecnología , permiten enviar datos a velocidades muy superiores a las que proporcionan las redes telefónicas convencionales. Para ello, también es necesario equipamiento en centralizada. La conexión entre el módem y el equipo del cliente se realizará típicamente a través de una tarjeta Ethernet.

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Capítulo

6

Red de distribución. 6.1.- INTRODUCCIÓN La red de distribución esta formada por los elementos activos y pasivos que llevan la señal al usuario. (solo RF, en telefonía no existe elementos o dispositivos entre el usuario y el nodo Final) Los elementos pasivos son muy similares a los utilizados en las instalaciones terrestres y satélite, la principal diferencia es su grado de profesionalidad (estanqueidad, perdidas de retorno, perdidas de inserción.) y su disposición a trabajar en ambientes hostiles. En cuanto al cable coaxial tiene que tener unas características especiales que pasamos a detallar a continuación: Normalmente se distinguen dos tipos principales de cables: • cables de aluminio • cables de cobre En el caso de CATV, la tendencia es instalar cables de aluminio en las redes troncales y de distribución. Estos cables suelen tener aproximadamente media pulgada de diámetro exterior y estar compuestos de:

Conductor interior: En cables de aluminio, el conductor interior esta fabricado en aluminio recubierto de cobre, esto produce unas mejores perdidas de retorno que las presentadas por cables de cobre, y un menor peso del cable.

Dieléctrico: El dieléctrico es de espuma de polietileno, de estructura microcelular, lo cual redundara en una atenuación menor de la señal por parte del cable.

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Conductor exterior: El conductor exterior es un tubo de aluminio realizado con soldadura continua. Dicha soldadura es llevada a cabo mediante la aplicación de un campo electromagnético de radiofrecuencia. Este procedimiento optimiza la flexibilidad y apantallamiento del cable. Así se mejoran sus características de manipulación y se eliminan las perdidas de señal. Este tipo de cable presenta un radio de curvatura de 10,2cm. En cables rellenos, entre la cubierta y el conductor exterior, y recubriendo a este se incluye un compuesto antihumedad. Así, cuando la cubierta del cable se daña, este compuesto fluye desde el interior, taponando el área dañada y evitando que penetre la humedad al interior del cable ya que, en caso contrario, la humedad puede producir corrosión del mismo. Cubierta La cubierta esta fabricada en polietileno de media densidad, adicionado con las proporciones propias precisas antioxidante para asegurar las mejores condiciones frente a la acción de la intemperie, incluyendo la protección frente a los rayos ultravioletas. Sobre la cubierta del cable pueden llevar impresas referencias de fabricación, metraje, etc.

Conductor interior Dieléctrico

Conductor exterior

Cubierta

En el caso de la red interior de edificio y acometidas de usuario se utilizan los siguientes tipos de cables: Cable red interior de edificio Cable coaxial con conductor central en acero recubierto de cobre, y con un diámetro total de 11mm

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Cable red interior usuario Cable coaxial con conductor central en acero recubierto de cobre, y con un diámetro total de 8mm, existiendo una variante el cable siamés. Cable siamés. Esta compuesto de dos cables adosados:

1 cable de acometida interior +1 cable telefónico trenzado de dos pares.

Cable de Pares

Pantalla Pantalla Malla

Dieléctrico

Vivo Cubierta Estructura de un Cable Siamés

6.2.- CARACTERÍSTICAS DE LOS CABLES Las principales características de los cables de acometida interior se detallan a continuación. 6.2.1.6.2.1.- CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS Conductor interior: En cables de acometida de aluminio, el conductor central esta fabricado en acero recubierto de cobre, para los tres tipos considerados. En el caso del cable siamés, los dos pares trenzados están fabricados en cobre de 0,51 mm. de diámetro. El aislante es de polietileno de alta densidad.

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Dieléctrico: El dieléctrico es de polietileno expandido físicamente, de estructura microcelular. Conductor exterior y pantalla: Los cables son apantallados. Es decir, recubriendo el dieléctrico hay varias capas (pantallas) de aluminio, con el fin de evitar que la señal que viaje por el cable interfiera o sea interferida por otras señales del ambiente circundante, cumpliendo así la norma CE de compatibilidad electromagnética. Típicamente, los cables son de tres pantallas (tri-shield) o cuatro pantallas (quad-shield). Los cables de acometida han de tener las siguientes pantallas: Cable red de distribución interior de edificios: Este cable es quad-shield. Es decir, recubriendo el dieléctrico hay una cinta laminada de AluminioPolipropileno-Aluminio, recubierta por una malla de hilos de aluminio con un porcentaje de recubrimiento del 60%; sobre esta malla se dispone otra cinta laminada de Aluminio-Polipropileno-Aluminio y, por último, sobre ella se encuentra otra malla de hilo de aluminio con un porcentaje de recubrimiento del 40%.

Malla Pantalla Pantalla Malla

Dieléctrico

Vivo

Cubierta Estructura de un cable de Red interior de edificios

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Cable acometida interior de usuario: Es de tipo tri-shield. Así, sobre el dieléctrico se encuentra una cinta laminada de aluminiopolipropileno- aluminio, recubierta por una malla de hilos de aluminio con un porcentaje de recubrimiento del 77% sobre la cual se dispone otra cinta laminada de aluminio-polipreno-aluminio.

Cubierta Pantalla Pantalla Malla

Dieléctrico

Vivo

Estructura de un cable de acometida interior usuario

Cable acometida interior de usuario siamés: Las pantallas del cable de acometida interior de usuario son la misma que las de este cable, la diferencia la encontramos en el cable de dos pares que lleva adosado, y cuyas características se han descrito anteriormente. Cubierta: Cable red de distribución interior de edificios: El material de fabricación de la cubierta será policloruro de vinilo (PVC), estabilizado frente a los rayos ultravioleta para su posible utilización en la intemperie. Cable acometida interior de usuario: Al estar prevista su utilización en interior, la cubierta podrá estar fabricada en un compuesto de baja emisión de humos y libre de halógenos. Alternativamente, podrá estar fabricado en PVC, no siendo necesaria su estabilización frente a emisiones ultravioleta.

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Cable acometida interior de usuario siamés: La cubierta esta fabricada en PVC estabilizado frente a rayos ultravioleta, ya que podrá ser utilizado en exterior cuando la acometida se ejecute por fachada. En caso de ser preciso su empleo en interior, se empleara un compuesto de baja emisión de humos y libre de halógenos.

En cuanto al elemento activo por excelencia, el amplificador, cabe destacar las siguientes consideraciones: • Es el elemento más importante de la red de distribución coaxial. • La función principal del amplificador es la de compensar las perdidas introducidas por el cable como por los diferentes elementos pasivos que se sitúa en la línea. Su principal característica es su respuesta ecualizada, siendo su ganancia mayor a mayor frecuencia, compensando así las perdidas del cable.

Los podemos dividir en: •

-Amplificadores de distribución: Se utiliza para adaptar convenientemente la señal dentro de los parámetros de calidad exigidos para su posterior entrega a través de los elementos pasivos adecuados al abonado.

•

-Amplificadores de línea: Su función es compensar las perdidas introducidas por el cable coaxial. Su salida estará conectada a un amplificador de distribución.

6.3.- MEDIDAS EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN Las medidas que se realizaran serán las siguientes: 6.3.1.6.3.1.- MEDIDAS PREVIAS Las medidas previas son las llevadas a cabo antes de la instalación. Es preciso realizar una inspección visual de todos los elementos consignados en el diseño. Se verificaran las bobinas de cable y de fibra óptica antes de su instalación para observar cualquier anomalía que dificulte su correcta instalación.

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6.3.2.6.3.2.- MEDIDAS DE INSTALACIÓN Son las medidas realizadas durante la instalación de los elementos y están encaminadas a conseguir una correcta ejecución de la instalación.

Se comprobaran antes de la activación de la red , todos los amplificadores y derivadores de las distintas ramas. Se prestara atención a que los últimos derivadores de cada rama estén cargados en su salida con una resistencia de 75Ω, en caso contrario pueden presentarse reflexiones de potencia, que degradan la señal y enmascaran las mediciones reales. 6.3.3.6.3.3.- MEDIDAS FINALES Las medidas finales se realizan al termino de la instalación para comprobar el correcto funcionamiento de la misma y su ajuste. Se efectuaran las siguientes medidas : En el Nodo Óptico: 1.Medidas de la potencia óptica recibida. 2.Medidas de nivel de RF en 4 canales a la entrada y a la salida. 3.Medidas de C/N, CTB, CSO y HUM en dos canales. 4.Espectro de la señal de entrada y salida. 5.Portadoras piloto(Prueba) 6.Medida de la potencia óptica de salida del Nodo. 7.Medida de la tensión de alimentación de los amplificadores de la red de distribución. En los Amplificadores : 1.Medidas de nivel de RF en 4 canales a la entrada y a la salida. 2.Medidas de C/N, CTB, CSO y HUM en dos canales. 3.Espectro de la señal de entrada y salida. 4.Portadoras piloto(Prueba) 5.Medida de la tensión de alimentación de los amplificadores de la red de distribución. 6.Derivadores : Se realizaran medidas de señal en varios canales.

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Capítulo

7

Conectores. 7.1.- INTRODUCCIÓN Debido a las características del cable coaxial los conectores empleados en la conexión de dispositivos y equipos de CATV tienen unas características y técnicas de montaje diferentes a lo normalmente empleados en televisión terrestre y satélite, debido a estas peculiaridades diferentes conviene conocerlos Existen dos tipos de conectores: • •

los de 5/8”; básicamente para cables rígidos los de tipo “F” básicamente para cables flexibles, pudiendo ser rectos o en “codo”(empleados comúnmente en instalaciones de TV terrestre y satélite).

7.1.1.7.1.1.- CONECTORES 5/8” Conector 5/8” recto con pin para el cable coaxial de la red troncal. Permite conectar los cables a equipos de exterior (pasivos, amplificadores e inyectores de potencia). Empalme recto para el cable coaxial de la red troncal. Permite empalmar grandes tiradas de cable .

Adaptadores y cargas 5/8” Adaptador en ángulo recto 5/8” in/out con pin. Se usará para la entrada a 90º a equipos y formar adaptaciones a 180º. Extensor de Longitud L” 5/8” in/out con pin. Se usará para formar adaptaciones a 180º. Adaptador 5/8” in/out tipo hembra-hembra. Se empleará para empalmar cables de igual o diferente tamaño. Carga de 75 Ω 5/8” con pin y voltaje de 60 V. Permiten cargar los puertos de salida sin uso. Adaptador in/out 5/8” tipo macho-macho. Permiten la coinstalación de equipos.

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7.1.2.7.1.2.- CONECTORES F Conector F para cable coaxial de interior de compresión ó crimpado, con pin. Se usará para la conexión de cable coaxial a los equipos de interior.

Adaptadores y cargas F Adaptador F in/out tipo hembra-hembra. Se usará en la acometida de la vivienda entre el conector F y la carga de 75 Ω F con pin. Carga de 75 Ω F con pin. Permiten cargar los puertos de salida sin uso correspondientes a los taps de exterior y a los pasivos de interior. Adaptador in/out F tipo macho-macho con pin. Permiten la coinstalación de taps de interior.

7.1.3.7.1.3.- CONECTORES ESPECIALES Conector tipo Feed-Through. Se usará para suministrar la alimentación al inyector de potencia. Los pasos para la colocación de los conectores en cables coaxiales son los siguientes: •

-Preparación del cable.

•

-Colocación del conector.

•

-Fijación del mismo.

En los apartados siguientes se explica mas extensamente los métodos de instalación.

7.2.- MÉTODOS DE INSTALACIÓN 7.2.1.7.2.1.- HERRAMIENTAS Vaciadora- Peladora: Esta herramienta posee las cuchillas necesarias para, simultáneamente, pelar la cubierta, vaciar el dieléctrico y cortar el conductor exterior. Conviene mantener el perfecto estado de las cuchillas de esta herramienta, así como la lubricación y limpieza de los restos. Limpiadora de conductor central: Para retirar los restos de dieléctrico que queden pegados al conductor central. La parte que limpia es de material plástico o baquelita.

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Vaciadora- Peladora

Limpiadora conductor Central

7.2.2.7.2.2.- CONEXIÓN Y PREPARACIÓN PREPARACIÓN Cortar el cable perpendicularmente a su eje y a continuación: Introducir el cable en la vaciadora-peladora correspondiente al cable utilizado, girando en el sentido de las agujas del reloj y presionando hacia delante. Cuando la vaciadora-peladora gire sin resistencia, dar dos vueltas más y extraerla hacia atrás, girando en el mismo sentido.

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Pelado y Vaciado del Cable

Si se dispone de las herramientas separadas, utilizar primero la peladora para cortar la cubierta girándola hasta que no ofrezca resistencia y después con la vaciadora retirar el dieléctrico girándola y empujando hasta que llegue al final. Proceder a la limpieza del conductor central del cable con la limpiadora

Limpieza del Conductor Central

Comprobar la ausencia de deformaciones de los conductores. Si el cable es flexible retirar hacia atrás la malla 7.2.3.7.2.3.- INSTALACIÓN DE CONECTORES Para instalar conectores se tienen que seguir los siguientes pasos:

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Aflojar el tornillo de contacto en el interior del equipo a conectar. Cortar el pin del conector según las especificaciones del fabricante del equipo. Instalar el cuerpo anterior del conector en el puerto. Enroscarlo a mano y a fondo, apretando posteriormente 1/8 y 3/8 de vuelta con llave. Deslizar la tuerca posterior del conector en el cable e insertar el cable preparado en el conector.

Preparación del conector

Manteniendo la posición del cable, apretar a mano la tuerca posterior en el cuerpo anterior del conector. Mientras se sujeta el cuerpo anterior del conector con una llave, enroscar la tuerca posterior hasta que haga tope, de forma que no quede hueco entre ellos. Es importante mantener el cuerpo fijo durante la operación. Apretar el tornillo de contacto del equipo. Los conectores de pin disponen de marcas en el cuerpo del conector para comprobación de la longitud correcta del conductor central expuesto, variando estas longitudes en función del fabricante. Conexión a puertos 5/8 hembra: Abrir la clema del puerto considerado con ayuda de un destornillador y a continuación: Cortar el pin, dejándolo con la medida adecuada al puerto al que se va a conectar; normalmente existen unas marcas en los elementos poseedores de este tipo de puertos para ayudar a conseguir esta medida. Separar los dos cuerpos del conector del cable, enroscando fuertemente el cuerpo anterior en el puerto. Enroscar el cuerpo posterior y el anterior. Volver a apretar la clema. Es importante que esta operación se haga en ultimo lugar para evitar que, al girar el cable, el conductor central pueda sufrir desperfectos al estar sujeto.

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Conector tipo “F” para cables flexibles: Para conectar y preparar el cable se realizan los siguientes pasos: Dar un corte limpio con alicate de corte perpendicularmente al eje del cable. Redondear el extremo con unos alicates si fuera necesario. Colocar en la herramienta peladora del cable su correspondiente cabezal según tipo de cable, posicionándolo hasta el tope indicado. Girar la herramienta varias vueltas hasta notar que la resistencia del cable desaparece. Retirar la herramienta y desprender la cubierta del cable. Según el tipo de conector y de herramienta, el cable estará listo con sólo volver la malla hacia atrás. Emplear nuevamente la herramienta peladora de cable para liberar el conductor central (con el cabezal adecuado) Retirar la herramienta y desprender el dieléctrico.

Instalación de conectores Para instalar conectores “F” se tienen que realizar los siguientes pasos: Introducir el cable dentro del conector por la parte delantera, girando éste hasta que la malla vuelta se quede bien pegada a la cubierta. Retirar el conector y volver a introducir el cable por la parte trasera. En los conectores que empleen herramienta instaladora, utilizarla para la colocación del conector. Si presenta resistencia, emplear el mango de empuje enroscado en el conector. Empujar el cable girándolo hasta que el dieléctrico alcance el borde del conector. Utilizar la Herramienta de apriete en los conectores de crimpado,(cuando se emplee este sistema) , o bien encinta convenientemente el conector y el cable con una capa de cinta vulcanizable y varias capas de cinta aislante. (si este no tiene que ir crimpado).

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Capítulo

8

________________________________________________________________________

Fibra óptica. 8.1.- INTRODUCCIÓN La fibra óptica se utiliza como hemos visto anteriormente en las redes troncales y juega un papel primordial en las redes de CATV. Por su importancia y “novedad” merece un tratamiento especial.

8.2.- CONCEPTOS BÁSICOS DE LAS COMUNICACIONES ÓPTICAS Comunicación óptica es la aplicación de rayos de luz para enviar y recibir mensajes. En las últimas décadas, la comunicación óptica ha adquirido una importancia cada vez mayor. Los primeros marineros empleaban una forma de comunicación óptica para enviar y recibir señales (banderas y destellos de luz). En comparación, los sistemas modernos tienen capacidad para transmitir millones de veces más información que aquellos marineros. Los modernos sistemas de comunicación óptica utilizan fuentes receptores de luz modulada sensibles a la intensidad de la luz rápidamente variable. Los láseres y los diodos emisores de luz (LED) son los métodos preferidos para la generación de luz modulada, pues tienen un tiempo de respuesta rápido y emiten luz en una estrecha gama de longitudes de onda. La comunicación puede obtenerse en las regiones de infrarrojos y ultravioleta del espectro, así como en la gama visible, siempre que se elija una longitud de onda con una baja atenuación atmosférica (La mayoría de mecanismos ópticos están más relacionados con la longitud de onda que con la frecuencia. Así es mucho más conveniente, y práctico, utilizar la longitud de onda cuando se trabaja con luz. A altas frecuencias, elementos como antenas, líneas de transmisión y cavidades resonantes tienen sus dimensiones físicas relacionadas directamente con la λ siendo más pronunciada esta relación en el caso de las ondas luminosas). A efectos prácticos, las comunicaciones por infrarrojos y ultravioleta pueden considerarse comunicaciones ópticas. La comunicación óptica puede llevarse a cabo directamente por la atmósfera de igual manera que se mantiene los enlaces por microondas. Sin embargo, la propagación óptica es sensible a las condiciones atmosféricas. La lluvia, la nieve, la niebla y el polvo pueden oscurecer la luz e impedir la transferencia de datos. La capacidad de transmisión del aire puro varía también con la longitud de onda. La atmósfera es bastante transparente en longitudes de onda de luz visible, pero se produce una considerable atenuación en amplias zonas de las regiones de infrarrojos y ultravioleta.

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Las fibras de vidrio y de plástico pueden transmitir luz a largas distancias, de igual manera que los cables transportan electricidad. Sin embargo, un solo haz de luz puede transportar mucha más información que la corriente eléctrica, siendo utilizadas cada vez más las fibras ópticas en sustitución de los sistemas por cable. 8.3.- PUNTOS FUNDAMENTALES DE LOS SISTEMAS DE FIBRA ÓPTICA La transmisión por fibra óptica ha surgido como la mayor innovación en las telecomunicaciones. Dichos sistemas de transmisión ofrecen las ventajas de: 1) un ancho de banda extremadamente alto, 2) está libre de interferencias externas, 3) inmunidad de intercepción por medios externos y 4) materias primas baratas (el silicio es el material que más abunda en la Tierra). Las fibras ópticas dirigen las ondas de luz por su interior. Pueden hacerlo porque los rayos de luz se desvían o cambian de dirección al pasar de un medio a otro. Se desvían porque la propagación de la luz en cada medio es distinta. Este fenómeno se llama refracción. Un ejemplo común de la refracción es cuando estamos al borde de un estanque de agua y miramos un objeto en el fondo del estanque. Salvo que nos encontremos directamente sobre el objeto, parecerá más lejos de lo que realmente está. Este efecto se produce porque rayos de luz del objeto aumenta al pasar desde el agua hasta el aire. velocidad hace que los rayos de luz se doblen, cambiando el percibimos el objeto.

encontrarse mucho la velocidad de los Este incremento de ángulo en el cual

L o n g i t u d d e o n d a e n m a n ó m e t r o s ( n m ) m e t r o s x 1 0 -9

L o n g i t u d d e o n d a e n m a n ó m e t r o s ( n m ) m e t r o s x 1 0 -9

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8.4.- FÍSICA DE LA LUZ A lo largo de los años, se ha demostrado que la luz viaja a aproximadamente 300 x l08 m/s en el espacio libre. También se ha demostrado que en materiales más densos que el espacio libre, la velocidad de la luz se reduce. Dicha reducción cuando pasa del espacio libre a un material más denso da como resultado la refracción de la luz. Dicho simplemente, el rayo de luz se desvía en la superficie de contacto, como vemos en la Figura. El grado hasta el cual el rayo se dobla depende del índice de refracción n del material más denso. La ecuación es:

velocidad de la luz en el espacio libre

n= velocidad de la luz en un material especifico

Figura 1

Los valores de n de diversos materiales pueden verse en la tabla que más abajo se muestra. Nosotros estamos particularmente interesados en el índice de refracción del vidrio, pero se incluyen otros materiales a titulo de comparación. Aunque el índice de refracción está influenciado por la longitud de onda de la luz y el grado de inflexión es distinto para cada longitud de onda, la variación es lo bastante pequeña como para poder pasarla por alto para nuestros fines.

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Índices de refracción representativos Material n Vació 1,0 Aire 1,003 Agua 1,33 Cuarzo fundido 1,46 Vidrio 1,5 Diamante 2,0 Silicio 3,4 Arseniuro de galio 3,6 Las tres definiciones siguientes son importantes para comprender la refracción de la luz. Normal es la línea imaginaria perpendicular a la superficie de contacto de los dos materiales. El ángulo de incidencia es el ángulo que forman el rayo incidente y el normal. El ángulo de refracción es el ángulo que forma el rayo refractado con el normal. Estos términos se incluyen en la Figura 1. Otro término importante es el ángulo crítico, que es el ángulo de incidencia que producirá un ángulo de refracción de 90°. En la Figura pueden verse tres casos concretos. El ángulo de incidencia se llama A1 y el ángulo de refracción A2. El material 1 es más denso que el material 2, por lo que n1 es mayor que n2 La Figura (a) demuestra cómo un rayo de luz que pasa desde el material 1 hasta el material 2 se refracta en el material 2 cuando A1 es menor que el ángulo crítico. La Figura (b) muestra la situación que existe cuando A1 está en el ángulo crítico y el ángulo A2 vale 90°. El rayo de luz se dirige por la frontera entre los dos materiales.

n

n

2

2

NORMAL

FRONTERA

A

A

A

2

A

Figura :A

1

1

=90º

Figura :B

1

ANGULO CRITICO

n

n

1

n

2

1

Figura :C

A

A

1

n

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2

2

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La tercera situación, Figura(c), muestra que cualquier rayo de luz incidente con un ángulo mayor que A 1 de la Figura b es decir, mayor que el ángulo crítico- se reflejará de nuevo en el material 1 con A2 igual a A1. Este rayo estará encerrado por el material 1, continuando en zig-zag, suponiendo que el material 1 sea un medio de lados paralelos.

Revestimiento

Núcleo

Figura 2

Fenómeno de Refracción

En la Figura 2 se muestra el principio de reflexión interna total, que forma la base de la propagación de la luz en las fibras, ópticas. La luz que viaja en una fibra óptica cumple la ley de Snell de la refracción (afirma que cuando un rayo luminoso sobre una superficie entre dos medios de distinto índice de refracción n, el rayo viaja por el medio más denso es parcialmente reflejado y parcialmente refractado) que presenta la relación entre el rayo incidente y el rayo refractado: n1 sen A1 – n2 sen A2 Una fuente luminosa emite luz en muchos ángulos en relación al centro de la fibra. El ángulo en el cual los rayos de luz entran en una fibra óptica determinan cómo se propagarán los rayos por ella.

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8.5. DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA DE FIBRA ÓPTICA

Un sistema de comunicaciones por fibra óptica es, básicamente similar a cualquier tipo de sistema de comunicaciones. En la figura se puede observar un sistema general de comunicaciones, cuya función es transportar la señal desde la fuente de información, a través del medio de transmisión hasta el usuario. El sistema de transmisión consta, por tanto, de un transmisor o modulador unido a la fuente de información, un medio de transmisión y un receptor o demodulador unido al usuario. En un sistema de este tipo, la fuente de información proporciona una señal, generalmente derivada de una señal que no es eléctrica, a un transmisor que la convierte para su propagación por el medio de transmisión. Este puede consistir en un par de hilos, un cable coaxial, un radioenlace, una fibra óptica o incluso, la atmósfera como medio de transmisión de radiación óptica, por él se transmite la señal hasta el receptor donde se transforma la señal para ponerla a disposición del usuario.

MEDIO DE

Fuente de Información

TRANSMISOR

Transmisión

RECEPTOR (Demodulador)

USUARIO

MODULADO

SISTEMA DE COMUNICACIÓN

En cualquier medio de transmisión la señal se atenúa o sufre pérdidas y está sujeta a degradaciones debidas a la contaminación por señales aleatorias y ruido, así como posibles distorsiones provocadas por el propio medio de transmisión. Por tanto, en cualquier sistema de comunicaciones hay una distancia máxima permitida entre transmisor y receptor, más allá de la cual el sistema deja de proporcionar una comunicación fiable. Para recorridos largos es necesaria la utilización de repetidores o líneas de amplificación que aumente el nivel de la señal y eliminen la distorsión antes de que la transmisión continúe.

Información

FIBRA USUARIO ÓPTICA EMISOR

Controlador del Emisor Óptico

RECEPTOR

Amplificador

Fuente Óptica

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Fotodetector +Filtro

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En el caso de un sistema de comunicaciones por fibra óptica el sistema se convierte en el de la figura anterior. En este caso, la fuente de información proporciona una señal eléctrica que será la que controle, con la circuitería asociada, a la fuente óptica. La fuente óptica que proporciona la conversión eléctrico-óptica puede ser un láser semiconductor o un LED (Diodo emisor de luz). El medio de transmisión es una fibra óptica y el receptor cosiste en un fotodetector que lleva una etapa que produce la demodulación de la señal óptica. Para la detección de la señal óptica o para la conversión óptico-eléctrica se usan fotodiodos (p-n, p-i-n o avalancha) y en algunos casos fototransistores. La señal óptica se modula utilizando una señal analógica o una digital. En el sistema de la figura anterior la modulación analógica implica la variación de la radiación óptica emitida desde la fuente de una forma continua. El modulador de esta señal se encuentra en el diodo, es decir, la señal sale del diodo emisor ya modulada. Con la modulación digital se obtienen, sin embargo, cambios discretos en la intensidad de la radiación óptica. Aunque un sistema de comunicaciones ópticas con modulación analógica es más sencillo de implementar, se requiere una mayor señal-ruido que un sistema en banda base. Los sistemas analógicos se usan por tanto, para distancias más cortas y anchos de banda menores que los digitales. En la figura se observa el diagrama de bloques de un enlace digital de fibra óptica típico. La señal digital recibida de la fuente se codifica, es decir, se adapta a las necesidades y características de la transmisión por fibra óptica. El código que emplee es función de régimen binario que soporta el sistema. CODIFICADOR

DECODIFICADO

FIBRA

R

SALIDA DIGITAL

CONTROLADOR FUENTE

OPTICA

AMPLIFICADOR ECUALIZADOR

FUENTE DE INFORMACIÓN DIGITAL

Los elementos de un sistema de comunicaciones ópticas se describen en los apartados siguientes, así como sus características asociadas: -Fibra óptica -Emisor óptico -Receptor óptico.

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8.5.1.8.5.1.- FIBRA ÓPTICA La fibra óptica es una guiaonda dieléctrica que trabaja a frecuencias ópticas; tiene forma cilíndrica y confina la energía electromagnética en forma de radiación óptica, guiándola en dirección paralela a su eje longitudinal. Las propiedades de transmisión de una guiaonda óptica vienen dictadas por sus características estructurales; estas características establecen la capacidad de llevar información que tiene la fibra.

NÚCLEO CUBIERTA PROTECCIÓN PRIMARIA

La propagación de la radiación óptica a través de una guiaonda se puede describir como un conjunto de ondas electromagnéticas llamadas modos; solo se transmite un número discreto de ellos. Los modos son las ondas electromagnéticas que satisfacen la ecuación de onda homogénea en la fibra y las condiciones de contorno impuestas por la superficie de la guía. Sin embargo, dada la teoría de modos, se puede utilizar un modelo denominado Teoría de rayos, que es suficiente para comprender los aspectos necesarios para realizar una instalación. Según ésta, un haz de luz queda definido por un conjunto de rayos con distintas orientaciones (ángulos) , y dependiendo de ellas cada uno sigue una trayectoria determinada a lo largo de la guiaonda. La estructura de una guiaonda óptica (F.O) es un cilindro dieléctrico sólido de radio “a” e índice de refracción n 1 que recibe el nombre de NÚCLEO. El núcleo está rodeado por una cubierta sólida que tiene un índice de refracción n2 (
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50

El conjunto núcleo + revestimiento es lo que normalmente se denomina Fibra Óptica (F.O.). El material del que se fabrica la fibra óptica para aplicaciones de telecomunicación es el óxido de silicio (Si O2) dopado con diferentes elementos (P, Be, B, ...), para conseguir índices de refracción idóneos. Existen otros tipos de fibra óptica, por ejemplo fibra de plástico, con aplicaciones en medicina, mecánica, etc. La fibra óptica se recubre con una protección primaria de acrilato o silicona. 8.6.- TIPOS

8.6.1

FIBRA MULTIMODO DE SALTO DE ÍNDICE (MM SI). En este tipo de fibras el índice de refracción del núcleo permanece constante hasta llegar a la cubierta donde cambia de forma brusca pasando de un valor n1 a un valor n2 siendo n1 > n2. En la figura se observa una fibra de este tipo.

r

r

ÍNDICE DE REFRACCIÓ a n (r

NÚCLEO

) CUBIERTA

n2 n2 n1

•Las características estructurales de la fibra de salto de índice son: Para fibra de vidrio o sílice: Diámetro del núcleo................... 50 - 40 µm Diámetro de la cubierta ............. 125 - 500 µm Diámetro protección primaria ... 250 – 1000µm Para la fibra de plástico: Diámetro del núcleo ................ 100 - 500µm Diámetro de la cubierta ........... 300 - 800µm Diámetro protección primaria .. 500 - 1000µm

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Un valor típico del índice de refracción es 1.48. El índice de refracción de la cubierta es algo menor y se pueden relacionar mediante la fórmula: n2 = n1 (1-A) Donde A es la diferencia de índices, un valor típico para ella es 0,01.

8.6.2.- FIBRA MULTIMODO DE ÍNDICE GRADUAL ( MM-IG).

Este tipo de fibras se caracteriza porque el índice de refracción del núcleo varía en función de la distancia al eje de la fibra, disminuye de forma continua según aumenta la distancia al eje. El índice de la cubierta permanece constante. En la figura se puede observar este tipo de fibra. r

n2

n1

a

n(r) NÚCLEO

CUBIERTA

Los valores típicos para este tipo de fibra son: Diámetro del núcleo ..................... 30 - 100 µm Diámetro de la cubierta ................100 – 150µm Diámetro protección primaria ......0, 2 - 0.3µm El índice de refracción, n (r), disminuye desde el eje óptico hasta la cubierta, y los rayos que se propagan más próximos al eje de la fibra son más lentos que los del camino óptico más lejano, por tanto el retardo relativo entre los rayos será menor que en las fibras de salto de índice.

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8.6.3.- FIBRA MONOMODO (SM). La fibra monomodo soporta un solo modo de propagación, mientras que la multimodo puede contener muchos centenares de ellos.

r

CUBIERTA n(r) a

NUCLEO n1

n2

Las fibras monomodo pueden ser de salto de índice o de índice gradual, aunque estas últimas no se suelen utilizar, ya que al transmitirse un solo rayo el problema de la dispersión modal no existe. El núcleo de las fibras monomodo es muy pequeño, entre 3 y 10 µm, para conseguir que por ella se propague un solo modo. Las dimensiones de la cubierta deben ser al menos 10 veces las del núcleo. Valores típicos son: Diámetro del núcleo ......................... 3 10 µm Diámetro de la cubierta .................... 50 - 125 µm Diámetro protección primaria ..........250 - 1000µm

Al propagarse un solo rayo no existe el problema de la dispersión modal, es decir, no existe retardo entre los distintos modos y por tanto aumenta el ancho de banda. La decisión para elegir entre una fibra monomodo o una fibra multimodo con vistas a realizar un sistema de comunicación óptico supone la consideración de diferentes factores. La multimodo ofrece como principal ventaja un núcleo mayor que permite una mayor posibilidad de utilización de la potencia óptica que envía el emisor. Otra ventaja es la facilidad de empalmes y conexiones, y sencillez de emisores y receptores. Aunque hoy día, gracias a los métodos de empalme automáticos, la unión entre fibras monomodo se realiza con gran facilidad.

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8.7.- SISTEMAS DE FIBRA ÓPTICA.VENTAJAS. CARACTERÍSTICAS. 8.7.1 SISTEMAS DE FIBRA ÓPTICA La capacidad de un sistema de transmisión es una función directa de la frecuencia máxima que el sistema puede transportar; por tanto, los progresos en la tecnología de la transmisión se han medido por el ancho de banda de los medios disponibles para transportar señales. Recientes desarrollos en el uso de las fibras de vidrio para transportar señales binarias han demostrado que estos sistemas son muy adecuados para aplicaciones de altas velocidades de datos. Existen varias ventajas, tanto en cuanto al mantenimiento como al precio, en la utilización de fibras ópticas en lugar de cables. • Ventajas: 1. Mayor ancho de banda. Cuanto más alta es la frecuencia portadora de un sistema de comunicación, mayor es el ancho de banda potencial de la señal. Puesto que la fibra óptica funciona con frecuencias portadoras comprendidas entre 1013 y 1014 Hz, en comparación con las radiofrecuencias de 106-108 Hz, los anchos de banda de las frecuencias son teóricamente 106 veces mayores para la fibra óptica. 2. Peso y tamaño menores. Una sola fibra puede sustituir a un enorme mazo de cables de cobre. Por ejemplo, un cable telefónico típico puede contener más de 1.000 pares de hilos de cobre y tener un diámetro transversal de 7-10 cm. Un solo cable de fibra de vidrio con capacidad para la misma señal podría tener un diámetro de sólo 0,5 cm. La fibra real puede medir 50 µm. El tamaño adicional se debe a la cubierta y los elementos protectores. La reducción de peso en este ejemplo es evidente. 3. Menor atenuación. En cuanto a la longitud, la fibra óptica presenta menos atenuación que el cable coaxial o el conductor doble trenzado. Asimismo, la atenuación de la fibra óptica, a diferencia del cable, no depende de la frecuencia de la señal. 4.Libertad de IEM. A diferencia del cable, el vidrio no capta ni genera interferencias electromagnéticas (IEM). Las fibras ópticas no requieren costosas técnicas de protección para insensibilizarlas a los campos de perturbación. 5.Solidez. El vidrio es 10 veces más duro que el acero y, puesto que es relativamente inerte, los entornos corrosivos son menos problemáticos que con los sistemas cableados. 6.Seguridad. En muchos sistemas cableados, el peligro potencial de cortocircuitos entre ellos o a masa requiere precauciones especiales. La naturaleza dieléctrica de la fibra óptica elimina esta necesidad y el problema de las chispas peligrosas durante las interconexiones. 7.Menor precio. Los precios de la fibra óptica disminuyen continuamente, mientras que el coste del cable de cobre aumenta. Hoy en día, en muchas aplicaciones, el coste total de un sistema de fibra óptica es comparativamente menor que el del cableado. A medida que transcurre el tiempo, cada vez habrá más sistemas de fibra óptica a menor precio.

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8.7.2 CARACTERÍSTICAS Y PARÁMETROS ÓPTICOS.(MAGNITUDES). Limitaciones del ancho de banda Las limitaciones del ancho de banda en los sistemas de fibra óptica tienen dos fuentes principales: la dispersión por demora modal y la difusión de los materiales. Anteriormente ya describimos la dispersión por demora modal y es evidente sobre todo en las fibras multimodo. La difusión de los materiales deriva de la variación de la velocidad de la luz a través de la fibra con la longitud de onda. Si la fuente luminosa, como un LED, emite impulsos luminosos a más de una longitud de onda, las diferentes longitudes de onda viajarán a distintas velocidades a través de la fibra. Esto produce la dispersión de los impulsos. A una longitud de onda típica de un LED de 0,8 µm, la variación por demora es de aproximadamente 100 picosegundos (ps) por nanómetro (nm) por kilómetro (Km). Si el ancho del espectro emitido por el LED es de 50 nm, los impulsos de la fuente se dispersarán 5 ns/km. Esto limitará el producto de modulación del ancho de banda a aproximadamente 50-100 MHz/km. Afortunadamente, a determinadas longitudes de onda (cerca de 1,3-1,5 µm para algunos tipos de fibras), esta dispersión es nula en la curva de difusión de los materiales, ofreciendo un rendimiento de modulación del ancho de banda mucho mejor. En la Figura 3 vemos la relación de pérdida en las fibras de vidrio de silicio barnizadas frente a la longitud de onda de la luz. La mayor parte del trabajo de desarrollo actual está dirigido hacia la fabricación de fibras, fuentes luminosas y detectores que funcionen bien con pérdidas nulas :a 1,3 y 1,5 µm Atenuación La pérdida de potencia de la señal a medida que la luz atraviesa la fibra se llama atenuación. Hay cuatro factores principales que determinan la atenuación en las fibras: -la radiación de la luz propagada, denominada dispersión -la conversión de la energía luminosa en calor, denominada absorción -las pérdidas por la conexión en los empalmes y juntas de la fibra -las pérdidas en las curvaturas de la fibra.

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Pérdidas por dispersión Las pérdidas por dispersión se producen a causa de las microscópicas imperfecciones de la fibra, como la inclusión de agua en el vidrio. El efecto de las impurezas en el medio de transmisión es evidente cuando examinamos el cielo y vemos un color azul. De hecho, el espacio profundo no tiene color (parece negro), pero debido a la dispersión de la luz solar por el polvo en la atmósfera, el cielo parece azul brillante. Hay un límite por debajo del cual la dispersión no puede reducirse, independientemente de la perfección con que se haya fabricado la fibra de vidrio, debido a las irregularidades en la estructura molecular del vidrio. Este límite, llamado límite de dispersión de Rayleigh, puede verse gráficamente en la Figura 3. Para la luz con una longitud de onda de 0,8 µm, el límite de dispersión es de aproximadamente 2,9 dB/km. A una longitud de onda de 1,3 ~.m, el valor es de unos 0,3 dB/km., y a 1,55 µm, el límite es de unos 0,15 dB/km. Las fibras de vidrio comercialmente disponibles presentan unas pérdidas de aproximadamente 3,5 dB/km. a 0,8 µm, y de 0,7-1,5 dB/km. a 1,3 y 1,5 µm. Hay menos atenuación en 6 m de vidrio de fibra óptica de buena calidad que en el cristal limpio de una ventana normal.

Pérdidas por absorción Las pérdidas por absorción hacen referencia a la conversión de la energía del haz luminoso en calor en algún material o imperfección que sea parcial o totalmente opaco. Esta propiedad es conveniente, como en la cubierta de la fibra, para impedir que la luz se escape del cable, pero es un problema cuando se produce como inclusión o imperfección en la fibra propiamente dicha. Los actuales sistemas de fibra óptica están diseñados para minimizar la absorción intrínseca cuando se transmite a 0,8, 1,3 y 1,5µm, donde se observan importantes reducciones en la curva de absorción de la luz.

Pérdidas por conexión Las pérdidas por conexión son inevitables y representan una gran fuente de pérdidas en los sistemas comerciales de fibra óptica. Se pierde una cantidad de energía relativamente grande en cada punto de conexión, en particular en los empalmes de reparación. Además de las conexiones de instalación, se efectuarán conexiones de reparación debido a que una línea normal se romperá accidentalmente dos o tres veces por kilómetro en un período de 30 años. La alineación de las fibras ópticas necesaria para realizar la conexión es un logro de precisión mecánica, algo así como enhebrar una aguja con los ojos cerrados. La conexión no tiene eficacia salvo que las piezas estén correctamente alineadas. Los extremos de las fibras deben tener un paralelismo de 1° o menos, y el núcleo ha de estar concéntrico con el revestimiento en 0,5 µm Se han desarrollado técnicas de fabricación para empalmar fibras monomodo cuyo diámetro total sea inferior a 10 µm utilizando un aparato de montaje y un pequeño calentador eléctrico. Se han creado conexiones mecánicas que permiten un eventual acoplamiento de las fibras con pérdidas medias de conexión de menos de 0,3 dB.

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Pérdidas por curvatura Las pérdidas por curvatura se producen porque los rayos de luz en el exterior de una curva pronunciada no pueden viajar con suficiente rapidez como para mantener el ritmo de los demás rayos, y se pierden. Doblar una fibra óptica es algo así como el juego del látigo con los rayos de luz. A medida que la luz recorre la curva, la luz del exterior de la misma debe viajar más deprisa para mantener una fase constante de la onda. Según se va reduciendo el radio de la curva, se llega a un punto en que parte de la onda tendría que viajar más deprisa que la velocidad de la luz, algo obviamente imposible. En ese punto, la luz del guiaondas se pierde. En cuanto a los cables de fibra óptica monomodo que operan a 1,3 y 1,5 µm, la curvatura se produce en la fabricación (las fibras están fabricadas con fibras que se enrollan en espiral en torno a un elemento estabilizador central), de este modo la instalación no provoca un notable incremento de la atenuación.

Apertura numérica y ángulo de aceptación La apertura numérica (AN) de una fibra óptica es la medida de la capacidad de la fibra para recoger luz, muy similar al diafragma máximo del objetivo de una cámara. La energía óptica que acepta la fibra varía con el cuadrado de la apertura numérica pero, a diferencia del diafragma del objetivo de una cámara, la apertura numérica no depende de ninguna dimensión física, en este caso, de la fibra óptica. El ángulo de aceptación es el ángulo mayor en e1 que un rayo de luz puede entrar en la fibra y seguir propagándose por ella. Un ángulo de aceptación grande hace que el alineamiento del extremo sea menos crítico durante los empalmes y conexiones de las fibras.

8.7.3 SUBSISTEMAS Y COMPONENTES DE FIBRA ÓPTICA. La propagación a través de fibras ópticas se realiza en forma de luz o, más exactamente, de radiación electromagnética en la gama del espectro de luz visible o próxima a los rayos infrarrojos. Puesto que los niveles de las señales con los que se va a tratar en general son de naturaleza eléctrica , es necesario convertir la señal de la fuente en luz en el extremo del transmisor, y de luz a TTL (señal eléctrica digital) en el extremo del receptor. Varios componentes pueden llevar a cabo estas conversiones. En las secciones siguientes comentaremos brevemente la fabricación de fibras, pero nos centraremos en los diodos emisores de luz (LED) y en los diodos láser de inyección (ILD) como fuentes, y en los fotodiodos como detectores.

El transmisor óptico. Fuentes luminosas. Las fuentes luminosas de los sistemas de fibra óptica deben convertir la energía eléctrica de los circuitos del ordenador o terminal que llegan a ellas en fotones (partículas de radiación electromagnética en forma de energía luminosa), de forma que la luz pueda adaptarse correctamente a la fibra.

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El componente que genera los impulsos luminosos es un diodo semiconductor en el que la emisión de fotones es debida a la recombinación de pares electrón-hueco provocada al poner un campo eléctrico en la unión p-n. En la figura se observa la curva característica de atenuación por kilómetro con relación a la frecuencia ( Longitud de onda ) para una F.O.SM normal de SiO2. En ella se pueden ver las zonas de trabajo más eficientes, denominadas VENTANAS de Transmisión. Estas ventanas coinciden con mínimos en la curva de atenuación. De ellas la más utilizada en la actualidad es la segunda ventana, con mínimo de atenuación para fibras multimodo entre 0,7 y 1 dB/km. y para fibras monomodo entre 0,3 y 0,4 dB/km. Se están realizando ya proyectos específicos con F.O. SM en tercera ventana, 1550 nm, que presenta menor atenuación por kilómetro que la primera y segunda ventana, aunque se aumenta la dispersión y sobretodo el coste en equipos de transmisión:

LONGITUD DE ONDA (nm)

- 1a ventana, con longitud de onda de 850 nm. - 2a ventana, con longitud de onda de 1300 (1310) nm. - 3a ventana, con longitud de onda de 1550 nm. Este gráfico determinará las características del transmisor del sistema. Una diferencia sustancial entre los LED y los diodos láser es que la luz emitida por un LED tiene una anchura espectral mucho mayor que el láser, lo que dificulta su utilización en fibras monomodo. Los parámetros ópticos fundamentales tanto para LED como para láser son: X (nm) = Longitud de onda de transmisión en nanómetros X (nm) = Anchura espectral de la fuente, medida entre puntos al 50% de la intensidad.

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P (dB) = Potencia media de la señal inyectada en la fibra. y los parámetros eléctricos: - Corriente máxima permitida. - Frecuencia máxima de modulación. Las principales fuentes de radiación óptica usadas para las comunicaciones por fibra óptica son:

DIODO LED E1 LED es un dispositivo de unión p-n polarizada en directa. Cuando por la unión circula una corriente eléctrica directa, se produce una emisión espontánea de fotones, debido a la recombinación de pares electrón-hueco. Los fotones abandonan la superficie del LED en todas las direcciones, dando lugar a un diagrama de radiación muy ancho. Las pérdidas de acoplo entre el LED y la fibra están entre 10 y 20 dB.

Valores típicos de los parámetros de los LED's son: -Parámetros ópticos: Anchura espectral......................................30 -5O nm Potencia máxima emitida ..........................30 mw Longitud de onda de emisión .. ...............800 - 1300 nm -Parámetros eléctricos: Corriente máxima permitida ................. 200 mA Frecuencia máxima de modulación ...... 200 MHz

DIODO LÁSER Un Láser semiconductor es un diodo cuya estructura está especialmente diseñada para favorecer la emisión estimulada de fotones. Las propiedades más interesantes que presenta en régimen estimulado son: - Modulación rápida realizada por la corriente inyectada. - Gran directividad de la radiación emitida, facilitando así la inyección de potencia en la fibra. - Gran pureza espectral de la radiación emitida.

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Para un láser con longitud de onda entre 800 y 900 nm los parámetros más importantes son: Parámetros ópticos: -Diagrama de emisión (puntos de potencia mitad) 10° plano paralelo a la unión. 20° plano perpendicular a la unión -Anchura espectral ...................... 1-3 nm -Potencia máxima emitida ... .......1 W -Pérdidas de acoplo con la fibra... 3-6 dB

Parámetros eléctricos: Impedancia del diodo láser ............1 Corriente umbral .......... 50-200 mA Corriente máxima permitida > Corriente umbral Frecuencia máxima de modulación ......... 1 GHz El receptor óptico. El receptor óptico es un componente esencial de un sistema de comunicaciones por fibra óptica y es uno de los elementos fundamentales que dictan la realización total del sistema. Su función es convertir la señal óptica recibida en una señal eléctrica, que será más tarde amplificada. El detector determina todas las características del sistema cuando se considera la atenuación total de la señal a lo largo del enlace. Dado el papel que juega el receptor, se requiere que cumpla unas condiciones estrictas para el funcionamiento y compatibilidad adecuados de los elementos del sistema. Los requerimientos que marcan la elección de un detector, similares a los de la elección del emisor, son: •

Elevada sensibilidad a las longitudes de onda de funcionamiento.

•

Alta fiabilidad. Debe reproducir la señal recibida con gran fiabilidad (se requiere una menor calidad en transmisión que en recepción).

•

Gran respuesta eléctrica a la señal recibida. El fotodetector debe producir la máxima señal eléctrica para una potencia óptica dada.

•

Bajo tiempo de respuesta para obtener un ancho de banda adecuado.

•

El ruido introducido por el detector debe ser mínimo.

•

Otras características como estabilidad, forma, tamaño son también críticas en la elección.

Los dos tipos de detectores más característicos son: de PIN y APD.

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DIODO PIN. En este tipo de diodo, la zona en que la luz incidente es absorbida por el fotodiodo depende de la longitud de onda y el tipo de material semiconductor empleado. Su funcionamiento es sencillo de comprender. Al incidir los fotones sobre el material, sus electrones son excitados creándose un campo eléctrico en las bornas del diodo, pudiendo de esta forma recoger la señal enviada con los métodos eléctricos conocidos. Valores típicos de sus parámetros esenciales son: Sensibilidad a 1 MHz .......... -58 dBm Responsividad máxima......... 0,4 - 0,7 A/w Tensión de polarización........ 10 - 100 V

FOTODIODO DE AVALANCHA (APD). El fotodiodo de avalancha es un diodo semiconductor polarizado en sentido inverso, que al ser excitado por una potencia óptica incidente genera pares electrón-hueco. Su estructura es tal que permite tener un elevado campo eléctrico en la zona de carga espacial, capaz de dar a los portadores la suficiente energía para ionizar por choques los átomos de la red cristalina y generar pares electrón-hueco. Por el mismo mecanismo, estos portadores pueden generar otros y así sucesivamente (avalancha). Esto provoca una mejor respuesta en la conversión óptica eléctrica que el diodo PIN, y por ello es el componente utilizado en sistemas de gran distancia (> 30 Km).

Enlace de fibra óptica En fibra óptica, un enlace es un conjunto de hardware que conecta la fuente de señal con su destino final. Los elementos que forman el conjunto pueden verse en la Figura. Como indica la figura, una señal de entrada -por ejemplo, una corriente de bits en serie- se utiliza para modular una fuente luminosa, normalmente un LED. Pueden emplearse distintos esquemas de modulación. Aunque se supone que la señal de entrada es una corriente de bits digital, podría ser también una señal analógica, tal vez vídeo. Después, la luz modulada debe acoplarse a la fibra óptica. Ésta es una etapa crítica del sistema. Según el esquema de acoplamiento utilizado, la luz inyectada a la fibra podría tener dos órdenes de magnitud menos que la potencia total de la fuente. Una vez que la luz se ha acoplado en la fibra, se atenúa cuando la recorre, estando también sometida a distorsión. El grado de distorsión limita la velocidad máxima de los datos que pueden transmitirse a través de ella.

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En el extremo de recepción de la fibra, la luz se acopla a un elemento detector (como un fotodiodo). El problema de acoplamiento en esta etapa, aunque sigue siendo delicado, es considerablemente menos grave que en el extremo de la fuente. A continuación, la señal del detector se vuelve a procesar o descodificar para reconstruir la señal de entrada original.

Un enlace como el que se describe en la Figura puede ser totalmente transparente para el usuario. Es decir, todo lo que hay desde el conector de entrada de señal hasta el conector de salida puede estar preinstalado. Así pues, el usuario sólo necesita suministrar una señal de nivel y formato estándar (como TTL) y extraer una señal similar. Un sistema como el "TTL in/TTL out" suprime la necesidad de que el diseñador conozca la fibra óptica. Sin embargo, al analizar los problemas y conceptos inherentes al enlace, el usuario estará mejor preparado para aplicar la tecnología de fibra óptica al sistema si conoce sus principios. 8.8.- SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Los sistemas de transmisión de la fibra óptica pueden ser símplex (sólo una dirección), semidúplex (una dirección u otra pero no las dos simultáneamente), o dúplex (las dos direcciones simultáneamente), como vemos en las Figuras 14 a C respectivamente. Pueden ser de enlace corto (normalmente no más de 1 Km de longitud), de enlace largo (más de 1 Km de longitud), o redes (que incluyen más de dos terminales).

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Fibra Óptica TRANSMISOR

RECEPTOR (A)

TRANSMISOR RECEPTOR

TRANSMISOR RECEPTOR (B)

TRANSMISOR RECEPTOR

RECEPTOR TRANSMISOR (C)

Figura: Métodos de transmisión.

(A) Símplex. ( B) Semidúplex.

(C) Dúplex

Los tres tipos principales de redes son los sistemas en bus, en anillo y en estrella. Las redes pueden clasificarse de varias formas. Por ejemplo, un sistema puede ser una red en anillo de enlace corto semidúplex, o puede ser en estrella de enlace largo dúplex. En las secciones siguientes examinaremos estos tres sistemas de redes típicos. 8.8.1.8.8.1.- SISTEMA EN BUS. En la Figura 1A puede verse un sistema en bus de fibra óptica, que consta de una línea de fibra óptica, varias derivaciones pasivas y una serie de terminales, cada uno con un transmisor y un receptor. En este sistema, todos los terminales están conectados juntos de manera que cualquiera de ellos puede comunicarse con los otros. El terminal emisor transmite su mensaje por la línea y todos los terminales pueden recibir el mensaje. Cómo se identifican los mensajes para distintos terminales, o el método de decidir el orden en el que los terminales pueden transmitir, son distintos de un sistema a otro. En algunos, los terminales pueden escuchar la línea antes de transmitir para determinar cuando la línea está libre. En otros, pueden añadirse direcciones al mensaje para que el terminal previsto preste atención al mensaje. 8.8.2.8.8.2.- SISTEMA EN ANILLO. Un sistema de anillo símplex, que consta de una sola línea de fibra óptica que conecta varios terminales en forma de anillo, puede verse en la Figura 1B. Puede parecer sencillo pero, en general, es más complejo que el sistema en bus. Debido a que los mensajes en este sistema sólo viajan en una dirección, deben pasar de terminal a terminal hasta llegar al indicado. Por tanto, los terminales no sólo deben escuchar la línea en todo momento, sino también retransmitir todos los mensajes que pasen por ella. Este último requisito hace que el sistema resulte complejo en los terminales, puesto que éstos han de llevar a cabo todas las funciones de clasificación y retransmisión de los mensajes. Los enlaces de fibra propiamente dichos son sencillamente un grupo de enlaces símplex colocados entre terminales.

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8.8.3.8.8.3.- SISTEMA EN ESTRELLA. Un sistema en estrella, como vemos en la Figura 1C, consta de un terminal principal central y varios terminales secundarios. Cada terminal secundario está directamente conectado con el principal en modo dúplex punto a punto. En este sistema, el principal puede transmitir a cualquiera o a todos los secundarios, pero los secundarios sólo pueden comunicarse con el principal. Los mensajes de un secundario a otro secundario deben encaminarse a través del principal para su retransmisión.

Figura: Redes de Transmisión. (A) Sistema en Bus. (B) Sistema en anillo.(C) Sistema en estrella

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8.9.- CABLES DE FIBRA ÓPTICA.

Existe un gran número de diseños de cable óptico. Diferentes organizaciones en todo el mundo han adoptado varios tipos de cable. Hasta el momento no hay una definición estándar para los cables de fibra óptica, adoptando para cada aplicación una forma diferente y con un numero de fibras variables En las figuras se tienen dos ejemplos de cable de una sola fibra, uno con protección primaria ajustada y el otro con protección primaria holgada.

Un cable multifibra típico para instalación se muestra en la figura siguiente:

Fibras ópticas Cintas de envoltura Polietileno

Elementos de acero Cubierta de polietileno

Aluminio Polietileno CUBIERTA

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El cable tiene un elemento central de acero con refuerzo; este elemento está rodeado por una estructura de polietileno. La siguiente capa. la compone un número variable de fibras, atendiendo de las necesidades y del tipo de cable todas las fibras disponen de dos protecciones, una primaria y una secundaria (holgada ajustada) . Las fibras irán envueltas en un plástico protector ( cinta de envoltura) . Todo este conjunto va rodeado de una capa de polietileno . Un tubo de aluminio protege la fibra ópticas cara el agua. La placa de aluminio esta rodeada por la cubierta exterior de polietileno. Existen cables que rodeando a esta placa de aluminio llevan una armadura de acero corrugado .El cable puede llevar en su interior un relleno antihumedad. Es importante para continuar, conocer los dos tipos de protecciones secundarias que se utilizan normalmente. -Protección secundaría ajustada. Protege una sola fibra. -Protección secundaria holgada. Protege varias fibras a la vez y va relleno de un gel hidrófugo. Vulgarmente se denomina tubo.

8.10.- EMPALME DE FIBRA ÓPTICA. CONECTORES Y CONEXIONES.

Un factor importante en la instalación de un sistema de fibra óptica es la interconexión para que las pérdidas en la unión sean mínimas. Las distintas uniones que se tienen pueden ser: adaptación fuente óptica-fibra óptica, unión fibra óptica-fibra óptica y adaptación fibra óptica-fotodetector. Cuando se ha de establecer una conexión entre dos puntos separados una distancia mayor a los largos de fibra óptica comercial y siempre que no haga falta la instalación de un repetidor, se realiza un empalme de entre las fibras ópticas. La técnica utilizada para unir las fibras depende de las condiciones en que se quiera el empalme: unión permanente o unión fácilmente desmontable. La primera es el empalme por fusión y la segunda el empalme mecánico y los conectores. Cada una de las técnicas de empalme está sujeta a determinadas condiciones, las cuales pueden causar pérdidas de potencia en la unión. Estas pérdidas dependen de parámetros tales como la distribución de la potencia de entrada en la unión, la longitud de la fibra entre la fuente óptica y la unión, las características geométricas de las dos fibras que se van a unir, los diferentes tipos de desalineamientos mecánicos entre los finales de las fibras en la unión y la calidad de transmisión de las fibras . El empalme por fusión de dos fibras, unión permanente o semipermanente, se utiliza en la mayoría de los sistemas de telecomunicación. El conector es una unión móvil que permite una conexión y desconexión fácil y rápida de las fibras. Ambas técnicas de empalme buscan la optimización en la realización del mismo (por ejemplo: reducir las pérdidas de inserción en la unión) a través de la preparación de la terminación de las fibras y el alineamiento de ambas. Las pérdidas de inserción típicas

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con los actuales métodos de empalme por fusión, están por debajo de 0.1 dB. Para conectores y empalmes mecánicos pueden conseguirse valores entre 0.2 y 0.8 Db. Un requerimiento importante para el empalme es que las fibras tengan una superficie lisa y perpendicular al eje. En general, esta terminación se logra con la utilización de una herramienta apropiada que logre las terminaciones necesarias. Otra cuestión importante es la limpieza de la terminación, dado que para conseguir un buen empalme con pocas pérdidas, es necesario que la terminación de las fibras esté perfectamente limpia.

8.10.1.- DESCRIPCIÓN DE MÉTODOS DE DE EMPALME Y CONEXIONES.

En los siguientes apartados se tratan de exponer los procesos, herramientas y equipos, necesarios y básicos, para la unión de F.O. Todos los métodos constan de tres fases bien diferenciadas: - Preparación. Pelado, limpieza y corte perpendicular al eje. - Ejecución. Alineamiento y unión. - Protección. Contra esfuerzos mecánicos y. contra agentes atmosféricos. Las tres fases se encuentran en los tres métodos usuales de unión de F.O. que ya se han citado. Cada uno tiene su aplicación especifica: - Empalme por fusión. Utilizado para unir secciones de línea de forma permanente. - Empalme mecánico. Se instala en casos de emergencia y provisionalidad. - Conectores. Terminación de línea y conexiones a equipos.

8.10.2.8.10.2.- PREPARACIÓN. PREPARACIÓN. PELADO, LIMPIEZA Y CORTE. Todos los elementos que componen un cable de fibra óptica serán retirados con la herramienta apropiada de forma que no se dañen las protecciones propias de la fibra óptica ,esto es la secundaria y la primaria. Para liberar la protección secundaria se retiran al menos 1.5 m de cubierta de cable , con el fin de trabajar cómodamente durante la ejecución del empalme. Por ello , se deja a cada empalme unos metros de cable que pueden variar entre 10 y 12 ante la posible necesidad de realizar reparaciones por averías, cambios de sección, etc....

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Es este el momento de fijar el cable a la caja de protección , para continuar el proceso de empalme. Es importante que llegado este punto todos los elementos estén totalmente limpios. Es importante para continuar, conocer los dos tipos de protecciones secundarias que se utilizan normalmente. Dependiendo de la utilizada, es distinta la configuración dentro de la caja de empalme de la fibra sobrante: -Protección secundaría ajustada. Protege una sola fibra y al retirarla arrastra a la primaria. Se retiran con la peladora de protección. - Protección secundaria holgada. Protege varias fibras a la vez y va relleno de un gel hidrófugo. Vulgarmente se denomina tubo. Al retirarla las fibras quedaran en protección primaria. A continuación se procede a la eliminación y sujeción a la caja de la protección secundaria. Se elimina con un pelahilos graduado que no marque ni deteriore la fibra, y que garantice la total integridad de las mismas.

Si la protección es holgada, lo normal es pelar el metro y medio de fibra desnuda, sujetando la protección a la entrada de las bandejas que contiene la caja de empalme. Una vez configurada la caja de empalme, esta se colocará de la forma más cómoda posible respecto de la máquina de empalme de que se disponga. Los siguientes pasos se consideran propios de la ejecución del empalme, que para cada caso son:

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-Eliminación de la protección primaria. Esta protección se puede eliminar bien por medios mecánicos o bien por medios químicos. Estos últimos son los más adecuados para no dañar la fibra óptica.

-Mecánicamente se puede eliminar con una herramienta de precisión como la mostrada en la figura . Esta herramienta permite el pelado de fibras, con distintos espesores de protección, gracias a un juego de cuchillas intercambiables.

-Los métodos químicos para la eliminación de la protección primaria consisten en la utilización de cloruro de metileno o alguna sustancia afín, que ablande y elimine el acrilato de las fibras. Tras la inmersión de estas durante algunos segundos, el acrilato desaparece, o bien se ablanda, siendo entonces suficiente frotar la fibra con un trozo de gasa empapada en etanol.

Antes de la realización del corte, se debe limpiar la fibra usando una gasa o papel sin residuo metálico, alcohol etílico puro, como se ve en el dibujo. También es recomendable el empleo de un limpiador de ultrasonidos con alcohol, en él se introduce la fibra durante diez segundos, teniendo la precaución de que el extremo de la fibra no toque los laterales ni el fondo del limpiador. 8.10.3.8.10.3.- CORTE DE LAS FIBRAS. COMPROBACIÓN Y LIMPIEZA. LIMPIEZA Este apartado resulta de especial importancia ya que de él depende que la realización del empalme sea correcta y se minimicen las perdidas. El corte debe ser perpendicular al eje de la fibra y debe estar exento de irregularidades. En la figura se puede observar una clasificación de cortes de fibras. Aquellos que se cataloguen como inaceptables deben ser rechazados y repetirse.

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CEPTA MENOR DE 1º

XCEL

LIGERA ONDULACIÓN

INACEPTABLES

MAYOR DE 1º BORDE O REBABA

ROTURA GRAN ONDULACIÓN

Para realizar el corte debe utilizarse una cortadora de fibra óptica que garantice un ángulo de corte inferior a 1º. Mediante una cuchilla muy afilada, a veces es un diamante, se hace sobre la corteza una pequeña incisión. A continuación se curva la fibra hasta alcanzar un cierto ángulo ya optimizado; de esta forma, la tensión que se produce hace que la fibra se rompa en el punto de la incisión. Antes de realizar al alineamiento de las fibras es conveniente comprobar que el corte presenta las características deseadas, utilizando para ello el microscopio del equipo de empalme. Existen en la actualidad otros modelos que realizan el corte de una forma automática e independiente de la habilidad del operador que lo realice.

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8.10.4.8.10.4.- MECANISMO AUTÓMATICO DEL EMPALME. (EMPALME POR FUSIÓN). Realizadas las operaciones descritas, las fibras están en condiciones de ser empalmadas; se colocan los dos extremos de la fibra en la máquina de empalme para proceder a la fusión. El empalme por fusión de dos fibras lleva consigo el calentamiento de los dos terminales de fibra preparados y limpios. Es necesario, que en el momento de la fusión, exista una presión axial suficiente entre las dos fibras para conseguir una perfecta realización de la unión. Es, por tanto, esencial que las fibras estén perfectamente posicionadas y alineadas para conseguir una buena continuidad del medio de transmisión en el punto de empalme. La técnica más ampliamente utilizada como fuente de calentamiento es el arco eléctrico. En la figura se observa un diagrama de los elementos constituyentes de una máquina de empalme manual.

En primer lugar la máquina aproxima las fibras y realiza una prefusión para limpiar posibles restos de suciedad. A continuación la máquina comienza a realizar el alineamiento de las fibras por el método propio de la máquina utilizada. Alineadas las fibras se produce automáticamente el arco que realiza la fusión. Para finalizar la máquina realiza una inspección del empalme y ofrece una estimación de las pérdidas del mismo.

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Aunque la calidad del empalme sólo puede comprobarse midiendo las pérdidas que introduce, la observación de su aspecto exterior puede aconsejar su rechazo. Así, si se produce un excesivo estrechamiento en el punto de empalme, o si se queda una burbuja de aire en el mismo, deberá repetirse todo el proceso de pelado, limpieza y corte de la fibra para volver a empalmar. Tras la realización del empalme es necesario colocar una protección mecánica al punto de empalme. Uno de los sistemas de protección que se puede utilizar es el tubito termorretráctil con barra de acero mostrado en la figura. Un empalme por fusión se rompe normalmente por tracción o torsión y no por tensión.

Ha de tenerse la precaución de introducirlo en una de las fibras antes de realizar el empalme. Una vez unidas las fibras, se desplaza el tubito, de forma que su punto central coincida, aproximadamente con el punto de empalme. A continuación .se introduce un calentador especial , que aplica el calor necesario para su contracción, desde el centro del tubito hacia los extremos de forma que no quede atrapada ninguna burbuja de aire. 8.10.5.8.10.5.- CAJA DE PROTECCIÓN PROTECCIÓN DE EMPALME. (TORPEDO) Se trata de mostrar el proceso de preparación de la caja de empalme que servirá de protección contra agentes externos del empalme de fibra óptica, así como el acceso y sujeción de los cables.

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Los pasos a seguir se pueden dividir en tres partes: 1.Pelado, limpieza y colocación en la caja de los cables de fibra ópticas. 2.Colocación de la protección secundaria y de la fibra óptica en protección primaria.

3. Ejecución del empalme por fusión (en su caso, mecánico) , colocación en bandejas, y cierre de la caja. El proceso a realizar se puede seguir con los siguientes pasos: -Apertura de la caja y retirada de todas las bandas para facilitar el amarre posterior del cable. -Apertura del cable (1-1.5m) y limpieza interna. Introducción y amarre del cable. -Conexión de puente de continuidad y amarre del elemento central de refuerzo. -Colocación de la protección secundaria y pelado del sobrante. -Ejecución del empalme, cierre de las protecciones colocación de la fibra sobrante(en protección primaria) en las bandejas. -Terminación, cierre de la caja y grapeado del sobrante de cable.

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8.10.6.8.10.6.- EMPALME MECÁNICO. La ejecución de un empalme mecánico, lleva consigo los mismos procesos de pelado, limpieza y corte de la fibra que en el caso de un empalme por fusión. En este tipo de empalme el alineamiento se realiza por medio de unas guías mecánicas de alta precisión que unen las dos caras de las fibras a empalmar quedando los núcleos de ambas enfrentados. El problema de las pérdidas que supone el cambio de índice de refracción (fibra-aire-fibra) se minimiza utilizando líquidos adaptadores de índice, tales como cidra, aceite de silicona, etc. que tienen un índice de refracción aprox. 1,5. 8.10.7.8.10.7.- CONECTORES. CONECTORES. Se puede pensar en ellos como empalmes mecánicos fácil y repetidamente conectables. Por ello tienen una fuerte protección mecánica y un sistema de sujeción, necesitando además una guía de alta precisión para asegurar el alineamiento en las sucesivas conexiones y desconexiones garantizando que las pérdidas sean siempre las mismas y lo menores posible. Los elementos de que consta un conector son los siguientes:

BOOT CASQUILL MUELLE

FERRULE

CUERPO

TAPÓN

• Cuerpo: Sirve para dar fijación mecánica del conector al adaptador .Puede ser de plástico o metálico. • Ferrule: Sirve para ubicar la fibra en su interior para su guiado y fijación. De tolerancia muy critica. Construidos de diferentes materiales (plástico, metal, cerámico, cerámico tipo zirconio). • Casquillo: Sirve para dar cuerpo interior y se ajusta a la aramida. • Boot: Parte final que le da flexibilidad a la fibra para que no se rompa. • Tapón: Para evitar suciedad en la fibra.

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Esencialmente el proceso de montaje consiste en introducir la fibra en el ferrule, sujetarla con un pegamento especial de forma que el extremo cortado de la fibra quede a ras, y posteriormente se procede al pulido a espejo de la superficie del ferrule. Se ha conseguido así una fibra perfectamente cortada con una protección mecánica. El resto de elementos sirven para mantener una seguridad mecánica. Para el alineamiento de dos conectores se diseña una hembra doble, comúnmente conocida como adaptador y que sirve de guía de alta precisión. a los ferrules que quedan unidos y alineados en el centro del adaptador. Es evidente que el mayor causante de pérdidas en una conexión es la suciedad, hay que evitar siempre que los dedos del operador toquen cualquier parte del ferrule. Los distintos tipos de conectores existentes en el mercado se diferencian esencialmente en los sistemas de anclaje y en las dimensiones del ferrule. De estos, depende la pérdida típica del conector

8.11.- TIPOS DE CONECTORES Los distintos tipos de conectores existentes en el mercado se diferencian esencialmente en los sistemas de anclaje y en las dimensiones del ferrule. De estos, depende la pérdida típica del conector. A continuación se muestran diferentes clases de conectores y las características de algunos de ellos. • Conector ST (ST (marca registrada de AT&T)( ST= Straight Tip).) Fue el conector más popular para las redes multimodo. Es un conector de tipo bayoneta con un ferrule cilíndrico. Puede tener el ferrule cerámico, metálico o plástico. El diámetro de la ferrule es de 2,5mm.

• Conectores SC (SC= Suscriber Connector) Es el conector especifico por las normativas internacionales y por EIA/TIA 568,tiene un coste mas elevado que el conector ST, pero compensa por la facilidad de uso. Se trata de un conector de presión disponible en configuración simplex y duplex. El diámetro de la ferrule es de 2,5mm.

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• Conectores FC Fue uno de los mas populares conectores monomodo en los últimos años, utilizado por Telefónica y otras compañías de telefonía. Hay que tener la precaución de alinearlo en la ranura llave antes de fijarlo. La fijación se efectúa roscando el conector sobre la hembra correspondiente.

• Conectores LC Es un conector desarrollado por Lucent con formato RJ45.Presenta polarización. Existen versiones simples y duplex y pueden colocarse en paneles RJ45 estándar. • Conectores D4 Es un conector de presión y fijación por rosca empleado normalmente en aplicaciones monomodo. • Conectores MU Es un conector de presión y fijación por clic, con versiones simples y duplex.

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• Conectores DIN Es un conector que cumple la norma DIN 47256 empleado en aplicaciones monomodo y multimodo. Tiene cuerpo metálico y la ferrule suele ser de tipo cerámico. • Conectores SC DUPLEX Misma características que los conectores SC simples.

• Conectores FDDI.

• Conectores ESCON.(IBM)

• Conectores SMA.

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• Conectores E-2000.

• Conectores Optoclip.

8.11.1.8.11.1.- CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS CONECTORES. CONECTORES. - Buen alineamiento: •

*Tolerancia en el conector.

•

*Tolerancia en la fibra (excentricidad).

•

*Diferentes tipos de fibras.

Adaptadores-Hembras de fibra óptica. Se denominan hembras o Adaptadores pasamuros a los elementos que enfrentan dos conectores. Según el tipo de conector que enfrentan, las hembras pasamuros pueden ser de dos tipos, simétricas o mixtas. Las hembras simétricas son

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aquellas que soportan conectores del mismo tipo y las hembras mixtas o Híbridas conectores de distinto tipo. Las hembras marcadas como SM (Monomodo) se caracterizan por tener sleeve de cerámica-zirconia y las marcadas MM (Multimodo) por tener sleeve metálica-bronce fosforado. Se emplean para las transiciones entre dos conectores: • •

Del mismo tipo. De diferente tipo: Híbridos.

Se deben apuntar conectores con igual tipo de pulido. Requieren una tolerancia reducida (sobre todo en monomodo) para evitar perdidas: - Tolerancia en su diámetro , Tolerancia en distancia entre Ferrules. Existen un Tipo especifico de adaptador en función del conector que se pretender conectar. No se debe utilizar un adaptador multimodo para fibra monomodo, ocasionaría grandes perdidas de inserción por su Tolerancia. Las perdidas en los adaptadores son originadas por: -

Salto entre terminaciones: La luz se pierde entre las terminaciones aumentando las perdidas de inserción y las perdidas de retorno. Mal alineamiento angular: El ángulo de entrada del rayo incide en la fibra contraria originando una dispersión de la señal. Mal alineamiento lateral : Ocasiona unas altas perdidas que en el caso de monomodo pude suponen suponer unas perdidas criticas. Suciedad: Es critica la limpieza de la ferrule y si es necesario conviene utilizar un kit de limpieza de los mismos. Diferente tamaño de los núcleos enfrentados: Se deben enfrentar núcleos de igual diámetro ya que distintos diámetros pueden generar perdidas o “ganancias”

8.12.- TIPOS DE ADAPTADORES • Adaptador ST.

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• Adaptador SC.

• Adaptador OPTOCLIP .

• Adaptador E2000.

• Adaptador SC duplex.

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• Adaptador FDDI.

• Adaptador FC.

• Adaptador SMA.

Y en general a cualquier tipo de conector de los descritos anteriormente le corresponde un Adaptador o Hembra permitiéndose también los conectores híbridos, que combinan la utilización de dos conectores distintos Híbrido ST/ESCON

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8.13.- MEDIDAS DE LAS CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN EN INSTALACIONES DE FIBRA ÓPTICA.

8.13.1.8.13.1.- INTRODUCCIÓN Este capitulo de dedica a una labor necesaria e importante para la buena ejecución de un trabajo de F.O. Comenzando por el momento de recepcionar el cable y durante el proceso de instalación se comprobará que se mantienen las características de transmisión especificadas. Para la realización de estas medidas se dispondrá de dos equipos fundamentales: - Reflectómetro óptico ( OTDR.) - Medidor de potencia. El objetivo será detectar y determinar lo antes posible cualquier fallo en una fase de la instalación. De esta forma se definen cuatro estados de medida: - Medidas previas al tendido, es decir, de recepción de bobinas. - Medidas de secciones tendidas, antes de empalmar, para detectar daños en la fibra por tendido defectuoso. - Medidas en secciones de control, durante la ejecución de los empalmes. - Medidas finales, comprobando las características completas de la línea , entregando documentación. 8.13.2.8.13.2.- INSTRUMENTACIÓN. FUNDAMENTOS. FUNDAMENTOS Reflectómetro ( OTDR.)

Es uno de los equipos más utilizados para caracterizar la fibra durante la fase de instalación del cable óptico.

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Se basa en un método reflectométrico en el dominio del tiempo, enviando un pulso de luz periódicamente por la fibra y detectando la potencia reflejada en cada punto de la misma. La reflexión se produce por dos fenómenos. SCATTERING , dispersión de luz en cada punto y en todas direcciones, provocada por la estructura cristalina del material. FRESNEL , reflexión por cambio en el índice de refracción. Mide también el tiempo que transcurre en llegar la información de cada punto de la línea, mostrando este dato traducido distancias (V=e/t). De esta forma se puede conocer la atenuación y la distancia que exista entre dos puntos de la línea, y por tanto las pérdidas provocadas por empalmes y conectores, y la pérdida lineal de cada sección. El principio teórico del método se fundamenta en el mecanismo de dispersión de Rayleigh. Este mecanismo origina un esparcimiento de la energía luminosa en todas las direcciones con una distribución proporcional a (1 + cos2θ), donde θ representa el ángulo entre la dirección de propagación, en el sentido de transmisión, y la de retroesparcimiento. De la energía que se esparce en cada punto de la fibra sólo una fracción, S, se mantiene dentro del núcleo y regresa hacia el extremo por el que se ha inyectado la luz . Es decir, cuando introducimos por un extremo de una fibra un impulso de luz, una parte de su energía se esparcirá en el sentido contrario al de incidencia en cada punto de la fibra y en consecuencia dará lugar a potencia óptica en la cara por la que se introdujo el impulso inicial, P (t) , de tipo exponencial, cuya constante de tiempo y duración es proporcional a la atenuación y a la longitud física de la fibra respectivamente. C C.t P(t)= S. EO. α . (-------). exp (-2 α (---------)) n 2n Donde S indica la proporción de potencia óptica que regresa hacia el emisor por retroesparcirse dentro del ángulo de aceptación, y α es el coeficiente de atenuación causado por el esparcimiento de Rayleigh. Tanto S como α pueden sufrir variaciones a lo largo de la fibra. Para evaluar el coeficiente de atenuación, basta calcular la siguiente relación: 10 log ( P1 / P2 ) α (dB/km) = -----------------------2 ( L2 – L1 ) Siendo L1 y L2 las longitudes de cable expresadas en kilómetros a las cuales corresponden los niveles de potencia P1 y P2. Este método se denomina aproximación por dos puntos (TPA). Debido al ruido existente en las gráficas, en el cálculo anterior se pueden cometer errores graves, por lo cual es preciso promediar las pérdidas en las secciones. Para ello, se utiliza el método de aproximación por mínimos cuadrados (LSA) . En la figura se puede observar la diferencia en los valores de pendiente utilizando los dos métodos:

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TPA

LSA

Es importante tener en cuenta las zonas muertas existentes en las gráficas del ecómetro. Estas varían dependiendo de factores como anchura del pulso emitido, longitud de onda, perfil de índice de refracción, ... Se producen debido a las alinealidades que introducen los puntos singulares de la instalación (empalmes, conectores, ...) A continuación se muestra una gráfica típica de ecómetro (OTDR), donde se señalan los elementos más representativos.

En el apartado posteriores se explican los métodos y procedimientos normalizados para medir las características de transmisión de una línea de fibra óptica. · Medidor de potencia óptica. Este equipo de medidas consta de dos aparatos, un emisor óptico y un receptor-detector. El emisor, que puede ser un láser o un led está caracterizado por su longitud-de onda y su potencia de salida. El receptor consta de un diodo detector selectivo a la longitud de onda emitida y dará como lectura la potencia entregada por la línea. .

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El objetivo de la medida a realizar es determinar la pérdida total del enlace, el procedimiento a seguir será conectar directamente ambos aparatos y tomar una referencia (dBm, normalmente) que se restará a la medida de potencia tomada entre extremo y extremo, resultando así, la pérdida total en dB. El equipo también se puede utilizar como identificador de la correspondencia extremo a extremo de todas las fibras del cable. Como se podrá ver mas adelante es muy importante realizar esta identificación, antes de medir con el OTDR. Los podemos dividir según la fuente de luz (Led: 850 nm, 1310 nm / Laser: 1310 nm, 1550 nm) y según la capacidad de medir las ventanas.

8.13.3.8.13.3.- PROCEDIMIENTO NORMALIZADO DE MEDIDA DURANTE LA INSTALACIÓN. En este apartado se van a indicar las fases que componen las medidas a realizar para garantizar la calidad de una instalación de fibra SM .El procedimiento constará de las siguiente fases: -MEDIDAS EN BOBINA PREVIAS AL TENDIDO -MEDIDAS DE INSTALACIÓN Medidas en tramos tendidos antes de empalmar Medidas de empalmes durante su ejecución -MEDIDAS FINALES Medidas ecométricas en secciones de regeneración o control Medidas de tramos

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Medidas de empalme Medidas de conectores Medidas de potencia -MEDIDAS DE ACEPTACIÓN Las medidas de transmisión para comprobar la calidad y dar paso a la aceptación de las instalaciones de cables de fibra óptica serán de dos clases: Medidas de retroesparcimiento. Medidas de potencia.

Medidas de retroesparcimiento Las medidas de retroesparcimiento permiten comprobar la continuidad de la fibra, detectar defectos y medir empalmes, conectores, atenuación lineal y longitud. Para su realización se emplean ecómetros ópticos (OTDR). Se deberán realizar en las longitudes de onda especificadas ( 2ª y/o 3ª ventana). Debido al efecto Fresnel los ecómetros presentan al inicio de las trazas una "zona muerta", en la cual no puede realizarse ningún tipo de medida. Es por lo que deberá intercalarse una bobina de fibra , de al menos 800 m. de longitud, como unidad prolongadora. Cuando se realicen medidas de atenuación de empalmes, estas deberán realizarse en los dos sentidos, siendo el valor real la media aritmética de ambas medidas. La resolución espacial de las medidas depende del ancho del impulso utilizado; existe un compromiso entre una mejor resolución y un rango dinámico suficiente. En general, el impulso a utilizar será el menor posible siempre que permita alcanzar la distancia mínima existente en la instalación bajo prueba. Los impulsos a utilizar en función de la distancia son los indicados en la siguiente tabla:

LONGITUD L>20Km 20 Km>L>10Km L<10Km

ANCHO DE IMPULSO <5µ seg <2µ seg <1µ seg

Las medidas de distancias deben realizarse en las condiciones de mayor precisión y resolución. En el equipo, se ajustará el índice de refracción a 1,465 siempre que no se conozca el valor real para la fibra bajo prueba. Medidas de Potencia Las medidas de potencia se efectuarán, con el medidor de potencia (fuente de luz y medidor), por el método de "Inserción" a 1.300 nm y/o 1.550 nm. La longitud de onda de emisión de la fuente de luz será la nominal 1.300 ó 1.550 nm.

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Antes de iniciar la medida se realizará el ajuste del equipo, para lo cual se colocarán el emisor y el receptor en un mismo extremo de la instalación según el siguiente esquema:

ADAPTADOR EMISOR

RECEPTOR

CORDONES DE PRUEBA

En cualquier caso se recomienda realizar este tipo de medidas en un porcentaje del l0% de las bobinas a instalar. A la recepción de las bobinas a pie de obra se realizará una inspección visual, a fin de detectar posibles daños durante el transporte. Cuando como consecuencia de la inspección visual exista sospecha o duda sobre la existencia de un posible daño en el cable, se medirán todas las fibras de la bobina con el ecómetro en 2ª y 3ª ventana. Se comprobará la continuidad de las fibras, así como la existencia de posibles irregularidades puntuales y la atenuación kilométrica que será menor o igual a 0,4 dB/km a 1300 nm y 0,3 dB/km a 1550 nm. Medidas de instalación Estas medidas se efectúan en las distintas fases de la instalación y están encaminadas a conseguir una buena calidad en los trabajos. Medidas en tramos tendidos antes de empalmar Las medidas continuidad de irregularidades kilométrica se realizarán en 3ª ventana comprobándose la continuidad las fibras, la existencia de posibles irregularidades puntuales o el incremento de la atenuación Kilometrica. Medidas de empalmes durante su ejecución La primera comprobación de los empalmes se realiza con la información que proporciona la máquina de empalme (visual y estimación del empalme). Es recomendable realizar empalmes hasta completar secciones no superiores a 25 km. Se debe realizar una comprobación de los empalmes y de la correspondencia al menos cada 2/3 empalmes realizados. Medidas finales Las medidas finales son las que se realizan al terminar la obra, para comprobar las características de la misma, así como su correcta realización.

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Medidas ecométricas en secciones de regeneración o control Se realizarán pruebas de ecómetro en 2ª y 3ª ventana de tramos, empalmes y conectores de todas las secciones de regeneración o control, y en todas las fibras. En general se entiende por sección de control para cada fibra, la sección comprendida entre dos puntos con conectores, salvo en los siguientes casos: a) Cuando la distancia sea superior a 25 km, en cuyo caso deberá dejarse, en la instalación, provisionalmente, un empalme intermedio sin realizar que se considerará como punto de pruebas para la realización de las medidas ecométricas. Una vez terminadas las pruebas se realizará el empalme, midiéndose el mismo individualmente.

b) Cuando la distancia entre conectores sea inferior a 15 km se prolongarán las fibras uniendo los conectores de las mismas "directamente"; estas prolongaciones podrán realizarse en repartidores o puntos de acceso de tal forma que el número máximo de las mismas sea 3 y no se superen los 15 km. La nueva sección se considerará como sección única a efectos de pruebas reflectométricas. Recordar en este caso, que la aparición de FANTASMAS (picos de reflexión no reales que aparecen en la gráfica como consecuencia de reflexiones de Fresnel múltiples), puede falsear todas las medidas si no se tienen en cuenta. Medidas de tramos Se realizarán pruebas en 2ª y 3ª ventana sobre todas las fibras de cada tramo instalado. Ya que normalmente no es posible la medida de atenuación total del tramo, debido a la existencia de zonas ciegas, en el ecómetro, causadas por reflexiones de Fresnel, se dará el valor de la atenuación kilométrica entre dos puntos lo mas alejados posible pero dentro de la zona lineal de la gráfica. El valor de la atenuación por kilómetro será inferior o igual a 0, 4 dB/km para 1300 nm y de 0,3 dB/km para 1550 nm. Si en un mismo tramo existiera diferencia de pendientes, los valores de cada una se darán de forma independiente, especificando la distancia al punto de inflexión. Los valores de cada tramo no deben superar los limites indicados. No podrá existir ningún defecto puntual dentro de un tramo instalado, con un valor superior a 0,1 dB en 2ª ó 3ª ventana o que aún siendo inferior, presente una reflexión o pico. Se debe medir la distancia en metros de cada tramo, especificando el índice de refracción con que se ha medido: Si no se conoce el valor real, la medida se realizará con un valor de n =1,465. Puede admitirse 0,45 dB/km en 1300 nm y 0,35 dB/km en 1550 nm de valor máximo en un 10 % de los tramos, siempre que la media con los restantes valores obtenidos dentro de la fibra y sección de pruebas sea inferior a 0,4 y 0,3 dB/km en 2ª y 3ª ventana respectivamente.

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Medida de empalmes En las secciones de cable (regeneración o control) se medirá la atenuación de todos los empalmes mediante técnicas de retroesparcimiento desde los dos extremos en 2ª y 3ª ventana. El valor de la atenuación del empalme es siempre la media de los valores medidos en ambos sentidos, respetando el signo de los mismos. Los empalmes con pérdidas superiores a 0,3 dB en 1300 y 1550 nm se reharán controlando con el reflectómetro hasta que las pérdidas sean inferiores a este valor. Una vez medidos los empalmes de las secciones de control se empalmarán los puntos de prueba existentes hasta la sección de regeneración . EL valor medio de las pérdidas de los empalmes de la sección de regeneración, o sección entre repartidores ópticos, debe ser menor o igual a 0,1 dB. Este criterio se aplica en secciones con más de 5 empalmes por fibra (excluidos los empalmes de los rabillos) y cuando el número de los mismos sea 5 o menos para el conjunto de empalmes y fibras de la sección. En los cables de 64 o más fibras con secciones entre conectores inferiores a 20 km podrán admitirse valores máximos de empalme de 0,3 dB y medias de 0,15 dB/km.

Medidas de conectores La medida de los conectores se realiza uniendo los mismos con una fibra de pruebas (unidad prolongadora), terminada en un conector del mismo tipo, a través de un adaptador. La unidad prolongadora tendrá una longitud mínima de 800 metros. El esquema típico para realizar esta medida es el siguiente:

LINEA

CONECTORES

OTDR

BOBINA PROLONGADORA

En caso de que para completar una sección de control de pruebas se hayan efectuado prolongaciones a través de conectores (directamente, nunca a través de cordones de prolongación) estos puntos se medirán como un empalme normal.

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Capítulo

1

TIPOS DE CABLES 1.1.- INTRODUCCIÓN Las redes de telecomunicación constituyen la infraestructura básica de transporte para el intercambio de información entre dos puntos. Los servicios o facilidades que se ofrecen al usuario sobre tales infraestructuras podrían de manera básica enmarcarse en dos modalidades de redes de transferencia de información: red de telefonía y red de transmisión de datos. Hoy día dicha clasificación puede resultar excesivamente simplista, ya que las redes son sumamente complejas y, en ocasiones, algunas facilidades disponibles sobre una pueden ofrecerse sobre la otra, como es el caso de la transmisión de datos utilizando la red convencional de voz, red telefónica, proporcionando alta calidad en sus prestaciones. Por otra parte, la existencia de redes específicas, tales como las de radiodifusión, televisión por cable, y por supuesto las redes integradas que interpretan señales de voz, datos e imagen, completan el esquema de las antes citadas, al considerarlas también como redes de transporte de información.

1.2.- SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN TERRESTRES: LÍNEAS DE TRANSMISIÓN

Se denomina con la acepción “líneas” a aquellos elementos o cables de telecomunicación que, constituidos por un número variable de conductores metálicos o de fibras de vidrio, posibilitan la transmisión de señales, bien eléctricas, bien ópticas, con el fin de enlazar entre sí: a) Cada uno de los abonados con la central a que pertenece b) Centrales de igual o distinta categoría.

En el primer caso se habla de Redes de Abonado y en el segundo de Redes de Enlace. La introducción de los cables surgió, frente al anterior empleo de los circuitos de hilo desnudo, de la necesidad de constituir un elevado número de circuitos en un espacio reducido. Esta situación facilitaba y ampliaba las posibilidades de instalación si bien exigía conseguir unos niveles de aislamiento adecuados tanto entre los conductores entre sí como entre éstos y la cubierta utilizada para su protección.

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1.2.1.- TIPOS DE LÍNEAS Las líneas se pueden clasificar según su Constitución (tipo de conductores y aislamientos utilizados, procedimientos para realizar su cableado, características de cada una de las cubiertas empleadas...) y su Funcionalidad (tipo de aplicación a la que está destinada). Atendiendo a los dos criterios expuestos, a continuación se propone un esquema de ambas clasificaciones.

Clasificación de los cables por su constitución: §

Cables de Pares Simétricos Ø Cables de Pares Ø Cables de Cuadretes

§

Cables de Pares Asimétricos (Cables Coaxiales) Ø Terrestres v Cables Coaxiales de Pequeño Diámetro (P.D.) v Cables Coaxiales de Diámetro Normal (D.N.) Ø Submarinos Ø Especiales v Para distribución de TV

§

Cables de Fibras Ópticas Ø Con fibras ópticas multimodo Ø Con fibras ópticas monomodo Ø Submarinos (sólo fibras monomodo)

Clasificación de los cables por su funcionalidad: § § § § § § §

Cables Interiores de Abonado Cables de Acometida Cables Terminales Cables de Alimentación Cables de Distribución Cables de Concentración Cables de Enlaces Ø Urbanos Ø Interurbanos

1.2.2.- CABLES DE PARES Vamos a describir los elementos fundamentales que integran los cables de pares simétricos:

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1.2.2.1.- CONDUCTORES Puede ser de un número variable, dependiendo de las necesidades que se prevea cubrir con el cable. Son normalmente de cobre electrolítico recocido, comercialmente puro, de sección circular uniforme y con una conductividad mínima del l00 % del patrón internacional del cobre. Se identifican en función del calibre (medida del diámetro expresado en milímetros). A continuación se resumen los valores utilizados junto con los de su resistencia óhmica.

Calibre (mm) 0,32 0,40 0,51 0,64 0,9

Resistencia media (Ohmios/Km) 220 137 86 54,5 27,5

La razón de utilizar distintos calibres radica fundamentalmente en la mayor o menor distancia entre los puntos a enlazar y en el tipo de explotación de los cables (alta o baja frecuencia).

1.2.2.2.- AISLANTE Es la capa que rodea cada uno de los conductores, evitando el contacto entre éstos. Debe presentar junto con una elevada resistencia de aislamiento, una adecuada consistencia mecánica, posibilidad de ser coloreado para facilitar la identificación de cada uno de los conductores dentro del conjunto, resistencia al envejecimiento, etc.

Los tres tipos de aislante utilizados actualmente son:

Papel En los cables de pares simétricos no se arrolla directamente sobre el conductor sino sobre un hilo de celulosa dispuesto previamente, lo que da lugar a la formación de una cámara de aire que constituye el verdadero aislamiento, obteniéndose así unos valores suficientemente elevados de la resistencia de aislamiento. Este parámetro, no obstante, decrece considerablemente con la entrada de humedad por lo que para mantener el cable en buen estado de servicio es preciso introducir un flujo de aire seco que evite esta entrada y detecte al mismo tiempo los puntos de avería (Protección Neumática). Además de este inconveniente, al estar el papel arrollado en hélice sobre el conductor,

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en el momento de realizar los empalmes tiende a desenrollarse, haciendo difícil su manipulación, por lo que se utiliza otro tipo de aislamiento como es el de pulpa. Pulpa Posee características similares al anterior y se obtiene a partir de la pulpa de madera que durante el proceso de fabricación se adhiere al conductor como una capa continua. Permite la coloración, y evita el problema presentado por la cinta de papel en su tendencia a desenrollarse pero sigue exigiendo el empleo de sistemas de presurización para paliar los problemas derivados de la entrada de humedad.

Plástico Constituye el tipo de aislamiento más profusamente utilizado en la actualidad. En este caso, el conductor se rodea de una capa continua de este material que convenientemente coloreada facilitará la identificación de cada uno de los hilos. Ante la entrada de humedad su comportamiento es totalmente diferente al de los anteriores: mantiene su aislamiento intacto pero favorece, sin embargo, la migración del agua por el núcleo del cable debido al efecto de capilaridad, provocando un incremento notable de la capacidad mutua de los pares, avería que reviste tanta importancia como la pérdida de aislamiento y que además es más difícil de localizar debido a que como hemos advertido no coincide el punto de penetración del agua y aquél en que se manifiesta la avería. Existen dos tipos de plásticos utilizados como aislamiento: el polietileno (PE) y el policloruro de vinilo (PVC). El primero se utiliza para los cables con aislamiento de plástico instalados en cualquiera de las infraestructuras habituales: fachadas, postes, canalizaciones y zanjas, reservándose el segundo, exclusivamente, para los cables que se conectan a los repartidores de las centrales. 1.2.2.3.- CUBIERTA Una vez aislados todos y cada uno de los conductores, se procede a agruparlos de una determinada manera, dando lugar a la formación del núcleo. Este conjunto así formado necesita ser protegido del exterior, misión que cumplirá el tercer elemento llamado cubierta. Su elección debe responder, entre otros, a los siguientes criterios: aislamiento térmico, impedimento para la entrada de humedad, resistencia mecánica (al rozamiento, a las vibraciones), flexibilidad, etc. Reuniendo en mayor o menor grado estas cualidades, en la actualidad se emplean diferentes tipos de cubiertas que podemos clasificar en dos grandes grupos: cubiertas de plomo (en desuso) y cubiertas metaloplásticas. CUBIERTAS DE PLOMO Pueden a su vez utilizarse sin ningún armado adicional o bien armadas. Las primeras (cubiertas sin armar) están constituidas por una capa de plomo aleado con antimonio, estando éste en una pequeña proporción que oscila

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alrededor del 0.85%. El uso de este aditivo está en razón de la mayor resistencia a la fatiga por vibraciones que se obtiene con su introducción.

Este tipo de cubierta reúne unas excelentes cualidades de estanqueidad frente a la entrada de humedad y de apantallamiento frente a los fenómenos de inducción electromagnética. En caso necesario puede recubrirse la cubierta de plomo con otra de polietileno para impedir la corrosión. Las segundas (cubiertas armadas), se utilizan cuando el cable vaya a ser enterrado directamente y se constituyen arrollando sobre una primera cubierta de plomo, tal como la anteriormente descrita, dos cintas de papel, dos capas de cuerda de yute o esparto, dos flejes de acero aplicados en espiral abierta en el mismo sentido y otras dos nuevas capas de cuerda impregnando todo ello en una mezcla bituminosa para protegerlo de la humedad y recubriendo el conjunto con un baño de cal. CUBIERTAS METALOPLÁSTICAS Se conoce con este nombre a un conjunto variado de cubiertas en cuya constitución intervienen el aluminio y el polietileno como norma general, contando también con el acero cuando el cable requiere de una protección mecánica suplementaria. Las más usuales son las siguientes: CUBIERTA AP: Se forma disponiendo sobre el núcleo de conductores una cinta de aluminio lisa o corrugada (ésta última para grandes diámetros de cable), aplicada longitudinalmente y solapada. Sobre ella se extruye una capa de polietileno al que previamente se ha modificado su composición con distintos aditivos que le dan un color negro y cuyo fin es evitar la degradación de la cubierta por las acciones del calor y de la luz. Actualmente esta en desuso por su escasa estanqueidad ya que la pantalla de aluminio sólo está solapada y la humedad, que puede

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penetrar por alguna rotura del polietileno exterior o bien por efecto de ósmosis, alcanzará el núcleo con relativa facilidad.

Entre el núcleo de conductores y la cinta de aluminio se dispone habitualmente una cinta plástica aplicada longitudinalmente.

CUBIERTA EAP: Presenta mayores ventajas que la cubierta AP, debido a que la cinta de aluminio va recubierta por ambas caras con sendas películas de copolímero de polietileno lo cual permite hacer una soldadura continua en el solape y lograr así la indispensable estanqueidad. Sobre esta cinta de aluminio se extruye, al igual que en el caso anterior, una capa de polietileno negro. Este tipo de cubiertas es el más utilizado actualmente dentro de la gama metaloplástica pudiendo servir de protección a cables de pares simétricos instalados en postes, canalización, fachada o directamente enterrados e incluso a cables de fibras ópticas. La misma representación indicada en la fig. anterior para la cubierta AP podría valernos en este caso sin más que considerar que la cinta de aluminio está recubierta por la película de copolímero. CUBIERTA EAPAP: Sobre la base de la anterior, una vez aplicada la cinta de aluminio con copolímero y una primera capa de polietileno negro, se dispone longitudinalmente y solapada una cinta de acero corrugada, recubriéndola a continuación con un compuesto termoplástico antihumedad. Al conjunto así formado se le aplica, por extrusión, otra capa exterior de polietileno negro. Esta variante de la anterior se utiliza preferentemente en instalaciones que requieran de una protección mecánica complementaria, tales como

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zonas cinegéticas (expuestas a cazadores) o en aquellas frecuentadas por roedores o determinado tipo de aves.

CUBIERTA AAP: Se constituye disponiendo sobre el núcleo una cinta de aluminio corrugada, a continuación una cinta de acero estañado corrugada y soldada por el solape para lograr la estanqueidad (este acero se reviste de un compuesto termoplástico antihumedad) y por fin se extruye la capa exterior de polietileno negro. Su utilización se concentra en el campo de los cables de pares canalizados y con gran numero de pares.

CUBIERTA PAAP: Representa una variante de la anterior. La única diferencia estriba en el recubrimiento del núcleo por una primera capa interna de polietileno negro sobre la cual se disponen sucesivamente la cinta de aluminio, la de acero solapada soldada y revestida del compuesto antihumedad y la

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capa más externa de polietileno. Tanto en este caso como en el anterior, el núcleo se protege, previamente a cualquier operación, con una cinta de papel.

En la misma línea de protección eléctrica existen otros tipos de cubierta tales como la PAP, PEAP, variantes de las ya descritas AP y EAP respectivamente, y que incorporan en su formación una primera capa de polietileno negro, incrementándose de esta forma la rigidez dieléctrica entre el núcleo de conductores y la pantalla metálica.

CUBIERTAS AUTOSOPORTADAS: Son aquéllas que, destinadas a proteger cables aéreos únicamente, se caracterizan por reunir, bajo la misma capa externa de polietileno negro, el núcleo de conductores (con sus pantallas de aluminio, acero, etc.) y el cable soporte. Este último está formado por siete hilos de acero galvanizado arrollados en hélice, siendo el diámetro de cada hilo de 1,6 o 2,1 mm, dependiendo de las sobrecargas que haya de soportar una vez instalado. Para la protección del núcleo podemos utilizar cualquiera de las estructuras recomendadas para instalaciones aéreas: cubiertas EAP, EAPAP. PEAP, etc. 1.2.3.- CABLES COAXIALES. Los cables coaxiales se emplean con profusión en telefonía como medios de transmisión de gran capacidad, uniendo centrales y sirviendo para la constitución de circuitos internacionales, terrestres y submarinos.

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El cable coaxial está constituido por dos conductores de cobre o de aluminio, uno interior cilíndrico y macizo (vivo), insertado dentro de otro exterior (malla) y separado de él por un material aislante llamado dieléctrico.

La principal ventaja de estos cables es que sus pérdidas son bajas, independientemente del ambiente exterior. Por otro lado, al estar apantallado, ni radia ni recibe parásitos, condición importante para evitar interferencias en la señal a transmitir. Los cables coaxiales se pueden dividir con arreglo al tipo de dieléctrico que utilizan:

Ø Con dieléctrico de aire: existen dos variantes de este. En uno se utiliza como soporte y separación de ambos una espiral de PE. El otro dispone de unos canales o perforaciones a lo largo del cable, de modo que el PE sea el mínimo imprescindible. Estos tipos de cables presentan atenuaciones muy bajas. Ø Con dieléctrico de PE esponjoso: presentan más consistencia que los anteriores, pero también más pérdidas. Ø Con dieléctrico de PE macizo: está aconsejado para conexiones cortas y presenta una mayor atenuación.

Hay una variante que se utiliza en comunicaciones de datos (cable twinaxial), que está constituido por dos conductores paralelos dentro de un cilindro conductor exterior y un aislante intermedio. Según la UIT, los cables coaxiales recomendados en telefonía son los siguientes:

Tipo G.621 G.622 G.623

Denominación Microcoaxial Coaxial pequeño Coaxial normal

Relación ∅ (int /ext) 0,7 / 2,9 mm 1,2 / 4,4 mm 2,6 / 9,5 mm

Impedancia 75 Ω 75 Ω 75 Ω

La atenuación que presentan estos cables varía desde 9 dB/Km en el tipo G.621 hasta los 2 dB/Km en el tipo G.623 (para una frecuencia de 1 Mhz).

Tipo A: ParteV: Telefonía.

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Los cables coaxiales individuales se agrupan en mazos para formar cables a su vez mayores, y en el caso de ir colocados bajo el fondo marino (enterrados en el lecho), requieren de técnicas especiales de construcción para evitar las tensiones y la corrosión.

1.3.- PARES DE LÍNEAS 1.3.1.- CLASIFICACIÓN Hemos visto que el aislamiento de los conductores es siempre de cobre; actualmente utilizan como aislamiento bien pulpa, bien plástico, dependiendo de la aplicación a que se destinen. 1.3.1.1.- CABLES DE PARES CON AISLAMIENTO DE PULPA El núcleo se constituye agrupando, por pares, los conductores previamente aislados. En cada uno de los pares se torsionan ambos hilos con objeto de reducir los desequilibrios de capacidad entre éste y todos los demás. Esta tendencia al equilibrio es indispensable para conseguir que todos los pares trabajen en iguales condiciones y no se produzcan perturbaciones entre unos y otros a pesar de estar muy próximos, lo cual desvirtuaría el servicio cursado por cada uno de ellos dificultando la adecuada explotación del cable. En cables de hasta 100 pares inclusive el núcleo se constituye mediante capas concéntricas. Para un número superior se cablean previamente unidades de 25, 50 o l00 pares que convenientemente agrupadas formaran el núcleo del cable. El conjunto se recubre con dos cintas de papel aplicadas helicoidalmente y solapadas. Los cables de hasta 100 pares inclusive contienen un par extra de reserva (piloto), el de 150 pares dos y el resto uno por cada l00 pares. Este par de reserva se sitúa en la capa externa de la unidad que lo incluye. Identificación de los pares y de las unidades. Los cables hasta 100 pares y las unidades de 25, 50 y 100 pares estarán constituidos por un cierto número de capas de pares, en las que sucesivamente, a partir de la capa exterior, el aislamiento de uno de los conductores de cada par estará coloreado de forma continua en verde, rojo o azul, siendo pues uno de estos colores el predominante de cada capa y el otro conductor llevará sucesivamente un rayado negro, un rayado naranja, o irá sin rayar de forma que cada tres pares de la capa considerada se repita la secuencia. Los pares de reserva se identificarán por el color del aislamiento de los conductores que será en todos los casos rojo y verde de forma continua. El color de cada unidad será el predominante de la capa exterior de la misma. Cada unidad estará dispuesta en el núcleo de forma que las unidades verdes se encuentren sobre un radio. En cada capa de unidades, las unidades rojas y azules se colocarán simétricamente respecto de la unidad verde como se indica a continuación.

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..... azul, roja, azul, roja, verde, roja, azul, roja, azul ..... Cada unidad llevará una ligadura, incorporando cada núcleo dos coloraciones en las ligaduras: una para las capas pares y otra para las impares. Estos colores varían con el calibre de los conductores de la siguiente manera:

Calibre 0,32 0,40 0,51 0,64 0,9

N0 de pares 50, 5l y 101 50, 5l y 101 50, 51 y 101 50 y 51 25 y 26

CAPAS EN EL CABLE Exterior y alternas Próxima a la exterior y alternas Negra Negra-Verde Naranja Naranja-Verde Roja Roja-Verde Blanca Blanca-Verde Azul Azul-Verde

FORMACION DE LAS UNIDADES N0 de pares en N0 de pares en el centro y capas sucesivas en la unidad la unidad Centro 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 25 3 8 14 — — — 26 3 9 14 — — — 501 5 9 15 20 — 511 5 9 15 21 10l 3 9 15 21 24 29

FORMACION DE LOS NUCLEOS (CAPAS) Nº de pares en El cable 6 11 16 26 51 76 l01

Nº de pares en el centro y capas sucesivas en el cable Centro 1ª 2ª 3ª 4ª 1 5 — — — 3 9 — — — 1 5 l0 — 3 9 14 — — 1 5 9 15 21 1 4 l0 15 20 3 9 15 21 24

5ª — — — 26 29

1.3.1.2- CABLES DE PARES CON AISLAMIENTO DE POLIETILENO Y NÚCLEO SECO Al igual que los conductores aislados con pulpa de madera, los conductores con aislamiento de polietileno también se reúnen en pares que a su vez son torsionados con 25 pasos diferentes con el fin de reducir, como en el caso anterior, los desequilibrios de capacidad par-par y obtener, por consiguiente, unas características óptimas de atenuación de diafonía o lo que es lo mismo perturbaciones despreciables de unos circuitos en otros.

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Los cables de hasta 25 pares inclusive se cablean en capas concéntricas. Para mayor número de pares, éstos se agrupan en unidades de 25, atando cada una con una ligadura distinta, pudiendo dividirse en subunidades, cuando sea preciso, tratando siempre de obtener un núcleo cilíndrico. Sobre el conjunto de todas las unidades se aplica longitudinalmente una cinta no higroscópica solapada, de material plástico. La distribución de pares piloto es semejante a la indicada para cables aislados con pulpa. Para la identificación de cada uno de los pares dentro de cada unidad, el aislamiento de los conductores será del color que se indica a continuación: IDENTIFICACION DE LOS PARES N0 del par 1 ..... 5 6 ..... 10 11 ..... 15 16 ..... 20 21 ..... 25 Piloto

Conductor 1 Blanco Rojo Negro Amarillo Violeta Negro

Color Conductor 2 Azul, Naranja, Verde, Marrón, Gris ““ ““ ““ ““ Blanco

1.3.1.3.- CABLES DE PARES CON AISLAMIENTO DE POLIETILENO Y NÚCLEO RELLENO Están diseñados básicamente para evitar la entrada de humedad. Varias son las causas que originan la entrada de humedad en los cables, entre ellas podemos citar: deterioros producidos en la cubierta en las operaciones propias de tendido, falta de estanqueidad en el posterior cerrado de los empalmes, perforaciones por descargas eléctricas de origen atmosférico, acción destructiva de los animales (roedores o aves como casos más característicos), del propio hombre en zonas de actividad cinegética, etc. Estos cables, que también se denominan “cables rellenos”, se fabrican rellenando todos los intersticios entre conductores, debidamente aislados, con un compuesto derivado del petróleo y conocido como ‘petrolato. Este compuesto debe reunir, fundamentalmente, las siguientes características: a) Baja constante dieléctrica b) Compatibilidad con el resto de los materiales empleados en la fabricación del cable tales como aislamiento de los conductores, pantallas metálicas, revestimientos plásticos. etc. c) Consistencia suficiente que evite su fluidificación a temperaturas elevadas cuando el cable está en fase de tendido y se encuentra expuesto directamente a la acción de los rayos solares. d) Ausencia de productos tóxicos que pudieran perjudicar al personal destinado a su fabricación o instalación. En un cable de pares simétricos, cada par elemental se comporta como un condensador; cada hilo semeja una de las placas y entre ellos habrá un dieléctrico que será diferente

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dependiendo del tipo de aislamiento: papel, pulpa o plástico, y en este último caso de si el núcleo es relleno o no. Pues bien, en relación con un cable de núcleo seco, la introducción del petrolato provoca un incremento de la capacidad que debe ser compensado de alguna forma para restituir el valor especificado en cualquier tipo de cable de pares -52 ± 4nF/Km. El procedimiento utilizado se orienta a la modificación de las características del aislante clásico de polietileno. diferenciándose tres tipos: a) Aislamiento celular: En su fabricación se emplea un agente de expansión productor de pequeñas celdillas en toda la masa del aislamiento. b) Aislamiento sólido: En este caso se aumenta el espesor del polietileno hasta un valor conveniente. c) Aislamiento dual: Es el resultado de conjuntar los dos mencionados anteriormente (el celular en la zona interna, en contacto con el conductor, y el sólido en la externa). 1.3.1.4.- CABLES DE PARES CON AISLAMIENTO DE POLIETILENO Y PANTALLA INTERNA EN D Su núcleo se halla dividido en dos partes iguales: una encerrada en una pantalla de aluminio con recubrimiento plástico y configuración similar a la de la letra “D”, de donde recibe su nombre, y la otra fuera de esta pantalla. Al conjunto así formado se le aplica una cinta plástica no higroscópica, dotándole a continuación de una cubierta de cualquiera de los tipos EAP, EAPAP o PEAP según su aplicación, con posibilidad de utilizar cubiertas autosoportadas (instalaciones aéreas) o bien de rellenar el núcleo como en el caso anterior (instalaciones enterradas). La separación de los pares a uno y otro lado de la pantalla obedece a la necesidad de mejorar el aprovechamiento del cable cuando éste se destina a la transmisión de sistemas de alta frecuencia de pequeña capacidad (comúnmente de 30 canales) basados en la denominada “Modulación por División en el Tiempo” y a los que normalmente se les conoce como “Sistemas MIC (Modulación por Impulsos codificados)”. 1.3.1.5.- CABLES DE CUADRETES Cuadretes estrella Los cuatro hilos se torsionan conjuntamente a lo largo del cable, siendo los pasos diferentes de unos a otros y con el mismo propósito que en los cables de pares: equilibrar al máximo las capacidades para reducir las perturbaciones entre unos y otros.

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Cuadretes D.M. Aunque menos usual, también se les conoce como cuadretes de pares combinados. En este caso, con dos hilos y un cierto paso de torsión se forma un par. Con los otros dos hilos y otro paso diferente se forma asimismo otro par y a continuación se constituye el cuadrete agrupando las dos combinaciones de pares anteriores con un tercer paso de torsión. De forma similar se haría con el resto de los cuadretes empleando tres pasos de torsión diferentes en cada ocasión.

El calibre de los conductores es siempre de 0,9 mm y para identificar cada conductor se marca el aislamiento con grupos de una a cuatro rayas en colores azul o rojo. Estas rayas se imprimen a intervalos regulares, suficientemente espaciados, para no dar lugar a confusiones. Los conductores señalados con una y dos rayas constituyen el par uno y los señalados con tres y cuatro el par dos. El conjunto de los cuatro hilos se liga con un hilván coloreado que permite su identificación. 1.3.1.6.- CABLE INTERIOR DE ABONADO Está constituido por dos, cuatro o seis conductores pareados de cobre electrolítico recocido, de 0.5 mm de diámetro. La cubierta exterior esta formada por una capa continua de plástico de características ignifugas

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Estos cables se utilizan en toda clase de instalaciones interiores: conexión de los apartados de abonado (entre la roseta y el conectador), timbres, instalación de aparatos supletorios, extensiones de centralitas privadas, etc. 1.3.1.7.- CABLE DE ACOMETIDA Pueden ser los siguientes tipos que se describen a continuación: CABLE DE ACOMETIDA URBANO: Al igual que el de interior de usuario, está formado por dos conductores de 0,5 mm de diámetro si bien en este caso se dispone, paralelamente a los anteriores y en un mismo plano, un alambre soporte de acero de 0,7 mm de diámetro. El conjunto se protege con una cubierta aislante de policloruro de vinilo en color negro para paliar los efectos de la luz solar y de los cambios de temperatura, ya que deberá permanecer instalado a la intemperie.

Se utiliza como unión de las cajas terminales con los conectadores de los abonados pudiéndose tender tanto en fachada como en postes, aprovechando en este caso la resistencia adicional a la tracción que proporciona el alambre soporte de acero. CABLE DE ACOMETIDA URBANO REFORZADO: Compuesto por dos conductores de 0,7 mm de diámetro dispuestos paralelamente y aislados con policloruro de vinilo de color negro a los que se protege con una malla de alambre de acero galvanizado y una cubierta exterior asimismo de policloruro de vinilo y color negro. La identificación de los conductores se realiza mediante una línea continua del color marfil dispuesta longitudinalmente sobre un costado del aislamiento interior, habiéndose utilizado anteriormente un pequeño nervio longitudinal con este mismo fin.

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Este cable se emplea como sustitución del cable de acometida urbano requiere:

cuando se

a) Realizar pasos subterráneos b) Hacer frente a climas extremos o ambientes agresivos. c) Atajar situaciones de emergencia provocadas por averías de suficiente importancia. CABLE DE ACOMETIDA BIMETALICO: Este cable esta formado por dos conductores de alma de acero recubiertos por una delgada capa de cobre en toda su longitud, siendo el diámetro resultante de 1 mm aproximadamente.

El aislamiento es de policloruro de vinilo de color negro y forma una capa continua sobre el conjunto de ambos conductores que se disponen paralelamente. CABLE DE ACOMETIDA INTERURBANO: Constituido por dos conductores de cobre electrolítico semiduro de 1,6 mm de diámetro, estañados y aislados con un compuesto de caucho y una cubierta de policloruro de vinilo de color negro. En esta ocasión, al conjunto se le aplica un cierto paso de torsión. Para identificar los conductores, uno de ellos lleva dos hilos de algodón de color rojo entre el aislante de caucho y la cubierta exterior.

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Su utilización es apropiada en tendidos aéreos sobre líneas interurbanas y para realizar la unión de las cajas terminales de distribución. CABLE DE CAMPAÑA DE UN CUADRETE: Está constituido por un cuadrete estrella con los cuatro conductores cableados concéntricamente alrededor de un núcleo de nylon. Cada uno de los conductores consta de siete hilos finos de cobre electrolítico recocido debidamente arrollados, y aislados con

polietileno (incoloro para los dos conductores de un par y de color marrón para los del otro). Este cuadrete se recubre con una capa de polietileno incoloro envuelta a su vez por una cinta de policloruro de vinilo aplicada longitudinalmente y solapada; sobre esta cinta se dispone una malla de hilos de acero galvanizado que, además de servir como pantalla electrostática, proporciona mayor flexibilidad al cable, protegiéndose finalmente el conjunto así formado mediante una cubierta de policloruro de vinilo de color negro. La instalación de este cable puede efectuarse tanto con carácter permanente (en aéreo, enterrado o fachada), como provisional (solamente en aéreo). En esta última modalidad sirve para dar continuidad al servicio en caso de averías (rotura de hilos en líneas aéreas, averías en cables, etc.).

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Capítulo

2

EQUIPOS DE COMUNICACIÒN 2.1.- INTRODUCCIÓN La señal eléctrica generada por el aparato telefónico es analógica, modulada por la voz y limitada en un ancho de banda comprendido entre 300 y 3400 Hz. Tradicionalmente la transmisión por la red de esta señal ha sido de tipo analógica, pero hoy en día se tiende a aplicarle un proceso de digitalización y codificación (técnicas MIC) para reducir la distorsión y atenuación que sufre en el caso de que fuera transmisión analógica. No hay que perder de vista que la transmisión por el par de abonado es, en todo caso, una transmisión modulada analógica, ya estemos transmitiendo voz por el teléfono o datos a través del módem del ordenador, asumiendo que luego la señal sea tratada digitalmente en determinados tramos de la red. A continuación se verán estos dos equipos de comunicación, que permiten la transmisión de voz y de datos a través de la red telefónica conmutada.

2.2.- EQUIPOS DE TRANSMISIÓN DE VOZ (EL TELÉFONO)) Se entiende por teléfono o aparato telefónico de abonado al equipo constituido por los elementos fundamentales siguientes: un Micrófono, un Receptor y los Dispositivos complementarios para enviar y recibir llamadas, cuya finalidad es establecer comunicaciones habladas entre dos puntos distantes.

2.2.1. COMPONENTES DEL TELÉFONO MICRÓFONO Todos los micrófonos realizan la misma función: convertir sonidos en variaciones de corriente. Esto se puede realizar de varias formas, de ahí los diversos tipos de micrófono. * Micrófono de cinta: Constituido por un imán entre cuyos polos pasa una cinta magnética. Al llegar el sonido al micrófono, modificará la posición de la cinta y, con ello, el campo magnético que produce el imán. Esta variación crea una corriente que variará por tanto de una manera proporcional al sonido. * Micrófono de cristal: Constituido por un cristal de cuarzo comprendido entre dos electrodos. Las ondas sonoras producen deformaciones en el cristal, que son a. su vez causa de variaciones de corriente.

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* Micrófono de condensador: Consta de un condensador, una de cuyas armaduras es móvil y vibra de acuerdo con las ondas sonoras. Al variar la distancia entre las placas, varía la capacidad del condensador y por tanto la corriente que lo atraviesa. * Micrófono de carbón: Constituido por un recipiente que contiene unos granos de carbón (granalla de carbón). El conjunto está tapado por una membrana. El sonido hace vibrar la membrana y estas vibraciones producen deformaciones en la granalla. Al cambiar su forma, cambia la resistencia eléctrica, influyendo así sobre la forma de la corriente que circula por el micrófono.

Los tres primeros tipos de micrófonos que hemos visto son de alta fidelidad, es decir, las variaciones de corriente que producen éstos, están totalmente acordes con los sonidos. Sin embargo producen unas señales eléctricas muy débiles, lo que supone un gasto al tener posteriormente que amplificar esta señal. El micrófono de carbón es menos fiel que los otros, pero produce unas señales eléctricas lo suficientemente grandes corno para que no sea necesaria la amplificación El micrófono de carbón, responde bastante bien a las frecuencias de 300 a 3.400 Hz, que es la gama de frecuencias de la voz humana suficientes para oír con fidelidad, por ello en telefonía se puede emplear este micrófono. No serviría para reproducir los sonidos de un contrabajo (muy graves) ni los agudos de un violín. El micrófono que tienen los teléfonos, está constituido de tres partes fundamentales: la membrana, la granalla y los electrodos. Un electrodo se apoya en la membrana y el otro sobre la granalla de carbón.

RECEPTOR La misión del receptor telefónico es convertir la energía eléctrica en energía sonora, pero no de una manera arbitraria, sino que las variaciones de sonido que produce respondan fielmente a las variaciones de corriente.

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Un receptor se compone: a) De un pequeño imán cuyos extremos sirven de núcleo a un arrollamiento. En cada uno de ellos, estos arrollamientos están arrollados en sentido diferente, de tal forma que al pasar una pequeña corriente por ellos, reforzará el campo N en uno y en el otro el campo S. b) De una membrana magnética cerca de los polos del imán, pero sin llegar a tocarlos. Esta membrana está sujeta por los bordes y debido al imán se encuentra forzada hacia dentro. Cuando llega una señal, es decir, una corriente eléctrica variable, unas veces aumentará el campo y atraerá más la membrana, (de ahí que no esté tocando al imán para que tenga recorrido), otras veces disminuirá el campo y soltará más la membrana. Los movimientos de la membrana entonces, serán proporcionales a las variaciones de intensidad. c) El conjunto de este imán, arrollamientos y membrana se encuentra también encerrado en una cápsula. ELEMENTO SEPARADOR: BOBINA DE INDUCCIÓN En esencia, es un transformador con dos arrollamientos llamados primario y secundario: con ella en el circuito telefónico conseguiremos las siguientes ventajas: 1º Aumenta la eficacia del micrófono. 2º Proporciona el adecuado acoplamiento de impedancias. 3º Se mejoran las condiciones de transmisión de la línea. 4º Mediante un devanado secundario de mayor número de espiras que el primario se obtiene mayor tensión en la línea, es decir, más señal. 5º Se elimina la corriente continua indeseable.

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GANCHO CONMUTADOR Y TECLADO DE MARCACIÓN Gancho conmutador. En el teléfono existen otros elementos necesarios. Uno de ellos es el gancho conmutador. Cualquier teléfono con independencia del sistema telefónico o del modelo de aparato, necesita para su funcionamiento alimentarse de corriente continua cuando está funcionando, bien sea desde una pila que está en el mismo teléfono o desde la central. En uno u otro caso, cuando no se está utilizando, no debemos gastar esta batería. Para ello tenemos un interruptor, el cual toma las siguientes posiciones:

El teclado. Técnicamente los hay de dos tipos: el teclado decimal y el teclado multifrecuencia. El aspecto de ambos es el mismo. El decimal trabaja eléctricamente igual que el disco, es decir, que al apretar el pulsador 4 se envían a la lírica 4 interrupciones, por medio de unos circuitos electrónicos. Por tanto puede sustituir este tipo de aparato a cualquier otro de disco. El otro modelo, el de multifrecuencia, al pulsar un dígito se manda a la central una combinación de 2 frecuencias. Este sistema, por tanto, tiene que tener una central con unos dispositivos capaces de comprender esta señalización. Estos teléfonos no pueden sustituir a los de disco sin previamente efectuar una modificación importante en la central. TECLADO MULTIFREC. (CODIGOS/FREC) Tecla Alta frecuencia Baja frecuencia (Hz) (Hz) 1 1209 697 2 1336 697 3 1477 697 4 1209 770 5 1336 770 6 1477 770 7 1209 852 8 1336 552 9 1477 852 * 1209 941 0 1336 941 # 1477 941 A 1633 697 B 1633 770 C 1633 852 D 1633 941

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2.2.2.- FUNCIONAMIENTO Hoy en día, cada teléfono abonado está conectado a una central que contiene el equipo de conmutación, señalización y las baterías que suministran la c.c. que pone en funcionamiento el teléfono. Cada teléfono está conectado a la central mediante una línea de abonado de dos hilos, llamada par. Uno de los hilos se denomina T y el otro R. Los conmutadores de la central de comunicaciones responden a los impulsos o tonos de marcado del teléfono para conectar el teléfono que hace la llamada con el que la recibe. Cuando se establece la conexión, los dos teléfonos se comunican por líneas acopladas por un transformador utilizando la corriente que suministran las baterías de la central de comunicaciones.

INICIO DE UNA LLAMADA Cuando el auricular está colocado en el soporte, se dice que está colgado, su peso mantiene los contactos hacia abajo y los conmutadores se encuentran abiertos. El circuito entre el auricular y la central de comunicaciones está abierto; sin embargo, el circuito de llamada está siempre conectado a la central de comunicaciones. Existe un elemento (condensador) que bloquea el flujo de c.c. de la batería, pero deja pasar la señal de llamada de c.a. Debido a la alta impedancia presentada a las señales de voz, el circuito de llamada no tiene efecto sobre dichas señales. Cuando se levanta el auricular, es decir, se descuelga, los vástagos accionados por un resorte se levantan y el gancho conmutador se cierra. Esto cierra el circuito con la central y la corriente fluye por el circuito. La señal de descolgado indica a la central que alguien quiere hacer una llamada. La central devuelve un tono de línea al abonado haciéndole saber que está preparada para aceptar un numero telefónico. ENVIO DE UN NÚMERO Los aparatos telefónicos utilizan dos sistemas para enviar los números telefónicos: impulsos de marcado con disco y tonos de audio. Los aparatos de teléfono convencionales, que utilizan impulsos de marcado con disco, tienen un disco giratorio que abre y cierra el circuito de la línea de abonado a una velocidad constante. El número de impulsos resultante del movimiento del disco está determinado por la distancia que recorre el disco antes de soltarlo. HACER LA CONEXION La central tiene diversos conmutadores y relés que conectan automáticamente los teléfonos emisor y receptor. Si el auricular del teléfono receptor está descolgado al intentarse la conexión, la central genera un tono de línea ocupada que escucha el aparato emisor. En caso contrario, se envía una señal de llamada al teléfono receptor para indicarle que hay una llamada esperando. Al mismo tiempo, el emisor recibe un tono que le indica que el otro teléfono está sonando. La señal que se utiliza normalmente es la llamada polarizada, o timbrazo, aunque algunos sistemas emplean un tono melódico. Cuando el receptor descuelga el auricular en respuesta a un timbrazo, el gancho conmutador cerrado cierra la línea de ese teléfono y la corriente de circuito fluye a través del teléfono receptor. A continuación, la central elimina la señal de llamada y el tono de llamada del circuito.

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ECO LOCAL El transmisor es la parte del auricular en el que habla una persona. Este transforma la energía acústica (voz) en variaciones de corriente eléctrica (energía eléctrica) variando (modulando) la corriente de circuito de acuerdo con la voz del emisor. El receptor es la parte del auricular que transforma las variaciones de corriente eléctrica en sonido perceptible. Las variaciones de corriente de circuito transportan la señal producida por el transmisor hasta el receptor de la persona a la que se llama. Asimismo, una pequeña cantidad de señal del transmisor se realimenta en el receptor de la persona que habla. Esta realimentación se llama eco local. El eco local permite a la persona que habla oír su propia voz en el receptor para determinar el nivel en el que debe hablar. El eco local debe estar al nivel apropiado. Un exceso de eco local hará que la persona que escucha reciba un tono de voz muy bajo y un defecto de eco local hará que el tono sea demasiado alto. La llamada finaliza cuando una de las partes cuelga el auricular. La señal al colgar indica a la central que libere las conexiones de la línea. En algunas centrales, la conexión se libera cuando cualquiera de las partes cuelga. En otras, sólo cuando lo hace la parte que ha llamado. 2.3.- EQUIPOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS (ETD) Corresponde a cualquiera de los elementos extremos que configuran la estructura básica de un sistema de transmisión de datos, y se refiere tanto al terminal emisor como al equipo receptor. En cualquier caso, los dos envían datos y tienen capacidad de recibirlos. Los ETD´s pueden ser cualquier equipo informático terminal (ordenador, fax, pantalla,...) que trabaje con ceros y unos. Estos deben de seguir una serie de protocolos necesarios para asegurar el buen entendimiento entre los terminales. Las señales eléctricas de carácter digital transmitidas por el ETD las recibe el equipo de terminación del circuito de datos (ETCD), cuya misión es transformar estas señales en otras de carácter analógico, capaces de ser enviadas a través de la línea telefónica hasta el ETCD distante. En recepción desempeñará la función inversa, es decir, entregará al equipo terminal señales digitales de idénticas características a las enviadas por el otro terminal de datos. Este dispositivo (ETCD) se denomina modem. En esencia un MODEM es un periférico de E/S que tiene como misión modular / demodular las señales que se envían / reciben de la línea.

ETD

ETCD

ETCD

ETD

Transmisión de datos típica

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2.3.1.- FUNCIONAMIENTO DE UN MODEM La transmisión de datos entre sistemas y sus terminales a distancia puede ser en paralelo o en serie. Cualquiera de estos métodos de transmisión necesita un modulador para codificar la información original sobre la portadora y un desmodulador en el receptor para convertir la información de la portadora en la verdadera señal digital. Cada estación puede transmitir y recibir, por lo cual estos dispositivos se incorporan en una sola unidad llamada módem, una contracción de “modulador” y “demodulador”. El módem transforma la entrada en señales transmisibles. Se necesitan dos módem: 1) para convertir los datos de la fuente en una forma que pueda transmitirse por líneas telefónicas y 2) para invertir el proceso en el extremo terminal. Debido a que los módem tienen capacidad para modular y desmodular, los terminales pueden alternarse como fuente y como receptor. El módem, que consta de transmisor y receptor de AF, modula una onda de AF para transmitir datos y desmodula una onda AF de entrada. Algunos módem también pueden transformar los datos en paralelo en datos en serie durante la transmisión y los datos en serie en datos en paralelo durante la recepción. Los módem se describen por su velocidad en baudios Además, los niveles en los cuales funciona un módem pueden medirse en dibits o tribits . Por ejemplo, un módem de 2400 baudios que opere en dibits funciona a 4800 bits por segundo (dos bits en un baudio), y un módem de 3400 baudios que opere en tribits funciona a 9600 bits por segundo (tres bits en un baudio). Los bits por segundo son una función del medio por el cual se hace la comunicación. Los módem de baja velocidad estándar operan en la gama de 0-300 baudios. Otros módem funcionan a 300, 300/1200, 2400, 4800 o 9600 baudios. 2.3.2.- TIPOS DE MODULACIÓN EN MODEM Hay cuatro tipos básicos de modulación que se utilizan en los módem: 1. Modulación de amplitud (AM), o modulación por desplazamiento de amplitud (ASK). 2. Modulación de frecuencia (FM), o modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK). 3. Modulación de fase (PM), o modulación por desplazamiento de fase (PSK). 4. Modulación multinivel, también conocida como modulación de amplitud en cuadratura (QAM). Hasta cierto punto, la técnica de modulación utilizada depende de la velocidad del módem y el nivel de errores que puede tolerarse. La ASK y la FSK se utilizan principalmente en módem de baja y media velocidad (300, 1200 y 2400 bps). La mayoría de los módem de 4800 bps emplean PSK, y la mayoría de los módem de 9600 bps usan QAM.

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La modulación de amplitud. Funciona con dos niveles de amplitud constante; un nivel inferior que representa un 0 binario (o espacio), un nivel superior que representa un 1 binario (o marca). El desplazamiento entre estos dos niveles produce la ASK. Sin embargo, la ASK puede soportar ruido de amplitud, lo que puede falsear los datos. La modulación de fase. Trabaja con dos fases, basándose en el principio de un desfase de 180º entre espacio y marca, produciendo así la FSK. Pero a veces resulta difícil detectar la señal de datos recibida porque no se transmite fase de referencia. Un método utilizado para solventar este problema es transmitir un impulso de sincronización de 90º junto con los datos. Este impulso de sincronización se desfasa +90º para una marca y –90º para un espacio, produciendo así el desfase requerido de 180º. Este planteamiento modificado se denomina modulación por desplazamiento de fase diferencial (DPSK). La modulación multinivel. Utiliza más de dos niveles de modulación. En efecto, este método muestra a dos bits a la vez y produce cuatro amplitudes diferentes, de ahí la designación de modulación de amplitud en cuadratura. La QAM es especialmente idónea para el funcionamiento de módem a 9600 bps.

Modulación por desplazamiento de frecuencia. La modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) es la técnica de modulación más utilizada en módem. Emplea una frecuencia específica para representar la condición ON (1 binario) y una frecuencia distinta para representar la condición OFF (0 binario). La diferencia entre las dos frecuencias es el desplazamiento de frecuencia. En el módem de transmisión, los impulsos generados modulan (cambian) el transmisor entre las dos frecuencias FSK, dando como resultado una señal similar a FM que se transmite por la línea telefónica. Entonces el receptor utiliza un detector de FM para diferenciar entre las dos frecuencias FSK y transformarlas de nuevo en los impulsos de datos originales.

Datos de entrada

Módem transmisor

Señal FSK

Línea telefónica

Datos de salida

Módem receptor

Modulación por desplazamiento de frecuencia

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2.3.3.- PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN Los protocolos pueden regular líneas, tipos de servicio, modos de operación, compatibilidad de circuitos o redes enteras. Esta disposición es análoga a la utilización de las normas de tráfico que controlan la adecuada circulación en las calles de las ciudades y en las autopistas. Los primeros protocolos fueron denominados diálogo. Sin embargo, este término habitualmente significa que se ha establecido una conexión y que la línea de comunicación está lista para el mensaje. En el uso actual, un protocolo incluye el inicio de la comunicación y la disciplina de línea, un término que denota la secuencia de operaciones que implica la transmisión y recepción reales de datos. Muchos proveedores utilizan la disciplina de línea y protocolo como sinónimos. La invitación a transmitir o polling es similar a una conversación bidireccional entre un ordenador y un terminal en la que cada uno confirma al otro el estado de un mensaje. 2.3.4.- DETECCIÓN Y CORRECIÓN DE ERRORES Un problema básico del uso de recursos que se encuentran en la gama de voz para transmisión de datos es la presencia de ruido y distorsión. Los errores resultantes en la transmisión necesitan cierto mecanismo de control de errores. Siempre que se transmitan datos digitales por canales telefónicos utilizando módem, es seguro que se producirán errores. Por tanto, los sistemas y terminales de ordenadores que producen y aceptan datos deben tomar medidas para detectar y, si es posible, corregir, cualquier error de datos. Hay una serie de métodos para detectar los errores: Una de las técnicas más utilizadas es la redundancia (información adicional además del mínimo requerido para enviar los datos originales - CRC -). La información redundante está relacionada con los datos de entrada originales de forma sistemática, de manera que pueda regenerarse cuando se recibe. Si el control de errores regenerado coincide con lo que se envió junto con los datos, se supone que la transmisión no tiene errores. Generar un CRC para un mensaje supone dividir el mensaje por un polinomio, lo que produce un cociente y un resto. El resto, cuya longitud suele ser de dos caracteres (16 bits), se añade al mensaje y se transmite. La información añadida a veces se denomina carácter de control de bloque (CCB). El receptor realiza la misma operación en el mensaje recibido y compara el resto calculado con el resto recibido. Si los restos son iguales, existen grandes probabilidades de que el mensaje se haya recibido correctamente. Otro método de detección de errores es la verificación de paridad, que implica el uso de un solo bit, conocido como bit de paridad. Esta describe una condición en la cual el número total de bits a 1 de cada carácter es siempre par o siempre impar, dependiendo del sistema de paridad utilizado. Cuando se utiliza un sistema de paridad, el equipo de transmisión añade automáticamente un bit que transporta información, llamado bit de paridad, o bit de verificación, a los caracteres que se están transmitiendo. Esta adición permite al ordenador realizar su propia verificación de cada carácter que procesa.

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Capítulo

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EQUIPOS DE COMPROBACIÓN 3.1.- INTRODUCCIÓN Para la comprobación de líneas de transmisión se suelen emplear métodos que consiguen averiguar el valor de la impedancia del cable en un punto determinado de la línea. Uno de ellos es un método directo de lectura, que es menos preciso, y el otro es un método indirecto, con el que se consigue gran precisión.

3.2.- EL POLÍMETRO Es un sistema, de poca precisión y alcance, y que consiste en leer directamente el valor de la resistencia por la desviación de la aguja; el fabricante suele marcar una escala de ohmios en el aparato.

Polímetro analógico

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En este caso el único ajuste que se realiza es por medio de un reóstato, que coloca la aguja a 0 antes de la medición. A continuación se mide directamente la resistencia. Este es el método en los aparatos denominados polímetros o Tester. Las funciones más importantes de un polímetro corresponden con las lecturas de las siguientes magnitudes: • • • • • •

Tensiones continuas Tensiones alternas Intensidades continuas Intensidades alternas Lectura de valores de resistencia e intensidad Ocasionalmente: inductancias, capacidades, comprobación de semiconductores...

3.3.- EL PUENTE DE WHEATSTONE En la actualidad, existen diferentes circuitos puente (Thomson, Wien, etc), pero probablemente el más conocido y utilizado en medidas eléctricas es el denominado puente de Wheatstone. Es un sistema de medida por comparación que se utiliza cuando se requiere una gran exactitud y precisión en los resultados. Está provisto de un galvanómetro sencillo con el cero en el centro de la escala, y por tanto permite desviaciones de la aguja a la izquierda y derecha. Cuando la aguja marca cero, se realiza la lectura por medio de la posición de un cursor, o de la indicación de varios botones. El puente de Wheatstone se usa principalmente para medir el valor de resistencias desconocidas. Su funcionamiento se basa en las variaciones de la aguja del galvanómetro a partir del 0, que se encuentra en el centro de la escala, en función de la modificación del valor de las resistencias. Tal como se observa en la figura anterior, para averiguar el valor de una resistencia desconocida (RX), la hemos de conectar en los bornes del puente de Wheatstone. Al hacerlo, observamos que la aguja se desvía hacia la derecha o hacia la izquierda. A continuación movemos el cursor del reóstato de R4, hasta que la aguja marque 0. En este momento, RX = K. R4. Por tanto, si leemos el valor marcado en la carátula de R4, podemos conocer el valor de RX. En la práctica, con un mismo aparato se pueden medir grandes intervalos de valores de resistencias, desde décimas de ohmio a algunas decenas de megaohmios. Este tipo de medición es imposible de realizar con el desplazamiento de un solo cursor. Debido a ello, se sustituyen R1 y R2 por bloques de resistencias. Estas resistencias, conectadas convenientemente, permiten obtener saltos a decenas, centenas, millares, etc.

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3.4.-FRECUENCIMETRO Como su nombre indica, su misión principal y a veces única es la determinar la frecuencia con la suficiente precisión. Los datos más importantes que debemos de conocer de un frecuencímetro o contador serán el margen de frecuencias y la sensibilidad mínima (tensión que dispara el medidor) Actualmente existen frecuencímetros automáticos hasta las decenas de GHz. con una precisión muy alta. La medida se realizara en paralelo con la línea a medir. En ocasiones espaciales es necesario la colocación de sondas que aumentan la impedancia de entrada de nuestro medidor. 3.5.-VATIMETRO El vatímetro es un medidor de potencia para RF y es capaz de medir también la potencia reflejada. Con estas dos medidas tenemos indirectamente el modulo del coeficiente de reflexión y la relación de ondas estacionarias. Las medidas son realizadas con este instrumento seleccionando adecuadamente la escala de entrada, esto determina el rango de potencia máxima que podemos usar en cada momento, también determina el rango de frecuencia. Debemos seleccionar correctamente la dirección de la medida. Si lo montamos en el sentido transmisor o amplificador a la carga, nos medirá la potencia disponible (PD), si lo montamos en sentido contrario la potencia reflejada (PR). La potencia entregada y

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disipada vendrá dada por la potencia entregada por el transmisor menos la potencia reflejada. P E = PD - P R La relación de ondas estacionarias vendrá determinada por la expresión:

1+

PR/PD

1-

PR/PD

S=

Actualmente ya existen vatímetros capaces de dar directamente estas medidas seleccionando adecuadamente los controles de mando del aparato. 3.6.-ANALIZADORES DE ESPECTROS El analizador de espectros es un instrumento poco conocido, sin embargo es un aparato de medida indispensable en un laboratorio de radiocomunicación. Existen analizadores de espectros de muchos márgenes de frecuencia, desde aquellos destinados a frecuencias de audio (20 hz.-20 Khz.) hasta aquellos destinados al análisis de señales de microondas (hasta las decenas de GHz.) . Repetimos que este instrumento de medida es fundamental, pues permite realizar gran cantidad de medidas diferentes, algunas de las cuales, serían imposibles sin él; (frecuencias, potencia, índices de modulación, distorsión, análisis de armónicos, etc.). En una primera aproximación podría compararse con un osciloscopio, pero mientras este nos muestra la señal en el dominio del tiempo, el analizador nos la muestra en el dominio de la frecuencia.

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Existen tres métodos diferentes para realizar medidas en el dominio de la frecuencia, es decir para hacer un análisis del espectro: tiempo real, transformada de Fourier, y barrido sintonizado.

La técnica de tiempo real: usa un grupo de filtros paso banda fijos; que deben cubrir el margen de frecuencias que se desea medir. Este método es útil desde señal continua hasta las frecuencias de audio. Cualquier suceso puede ser captado totalmente, ya que todos los filtros están conectados a la entrada continuamente. La resolución de señales adyacentes está limitada por el ancho de banda de los filtros. El analizador por transformada de Fourier: Aquí la señal sufre un proceso digital sobre un periodo específico de tiempo, nos da información de frecuencia, amplitud y fase. Esta técnica puede también analizar señales no periódicas. E1 rango superior de frecuencias está, en 100 Khz. El analizador de barrido sintonizado: puede ser realizado por un filtro sintonizable o bien mediante un receptor heterodino. El analizador de filtro sintonizado suele ser mas barato pero no provee las suficientes prestaciones para la mayoría de las medidas de análisis de señal. REQUISITOS DE UN ANALIZADOR DE ESPECTROS. 1 ) Margen de frecuencias El primer punto a considerar de un analizador de espectros es el margen de frecuencias que es capaz de analizar. Por ejemplo si trabajamos con una señal de 200 Mhz. y queremos observar el 5° armónico el analizador debe ser capaz de llegar a 1 GHz. Igualmente cual es la mínima frecuencia que puede + tratar. 2) Resolución de frecuencias En segundo lugar debemos saber cual es la mínima resolución que tiene nuestro analizador. Esta resolución estará asociada con el ancho de banda del filtro FI. y el tipo de filtro, con la estabilidad del oscilador local (medida como FM residual y como ruido en las bandas laterales) 3) Precisión de amplitud Podemos hablar de dos tipos de medidas de amplitud: relativas y absolutas.

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La precisión en medidas relativas depende de la linealidad del TRC y de la fidelidad de los amplificadores. El error puede ser desde décimas de dB para señales de amplitud similares, hasta 1,5 o 2 dB para señales muy diferentes. La precisión absoluta es conseguida con una señal de referencia que incluye el propio analizador. 4) Sensibilidad La sensibilidad de un analizador de espectros, es aquella condición en la que el nivel de señal es igual al nivel medio del ruido representado. En este nivel la señal es representada 3 dB por encima de ese nivel de ruido. La mejor sensibilidad es conseguida con un ancho de banda mínimo y una mínima atenuación de la señal. 3.7.-MEDIDORES DE RESISTENCIA DE TIERRA (TELURÓMETRO) Aparato destinado a medir la puesta a tierra de un escenario concreto que puede ser: • De tierras puntuales (picas aisladas)

•De una red mallas complejas de tierras. El equipo necesario para realizar este tipo de medidas esta compuesto por: - Telurómetro - Picas para usarlas como electrodos de referencia - Cables aislados de distancia suficiente para conectar las piquetas con los aparatos de medida. - Mazo para clavar los electrodos. El método a seguir para realizar las medidas será el que figure en el manual de usuario del fabricante del equipo utilizado.

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Capítulo

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PROTOCOLOS DE MEDIDAS 4.1.- INTRODUCCIÓN Las pruebas y medidas de cables de pares se agrupan en: •

Pruebas de continuidad.

•

Medidas de resistencia ohmica.

•

Medidas de resistencia de aislamiento.

4.2.- PRUEBAS DE CONTINUIDAD Las pruebas de continuidad permiten asegurar la correspondencia en la numeración de pares e hilos, así como la continuidad de los mismos y la ausencia de interrupciones. PROCEDIMIENTO Desde repartidor a caja terminal, se comprobará la correspondencia en la numeración de pares e hilos. Asimismo, se comprobará también la continuidad de pantalla. Estas medidas se podrán realizar con zumbador y auricular o bien con batería y microteléfono, estando conectados los operarios en los dos extremos a través de un circuito de conversación usando un par del propio cable que puede ser el par piloto u otro previamente establecido. Las pruebas de continuidad se realizan en el momento de empalmar el rabillo de las cajas terminales simultáneamente a la numeración y correspondencia de pares con respecto a su posición en el repartidor. Cuando se trata de cajas terminales sin rabillo de conexión, se efectúa el empalme de los pares del cable directamente a los bornes terminales de la caja tras haber realizado el timbrado de los pares y la correspondencia de los hilos "a" y "b", para asegurarse de su correcta continuidad o ausencia de interrupciones.

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4.3.- RESISTENCIA OHMICA Las medidas de resistencia ohmica permiten asegurar que las pérdidas en los pares está dentro de los estándares a cumplir. PROCEDIMIENTO Se medirá la resistencia del bucle formado por los dos conductores que constituyen el par. Lógicamente, en el extremo lejano al de medida, los dos conductores del par deben ponerse en cortocircuito. El equipo de medida utilizado será el puente de Wheatstone u otro medidor con una precisión mínima de + 3%

4.4.- RESISTENCIA DE AISLAMIENTO Las medidas de resistencia de aislamiento permiten asegurar que las interferencias entre pares del mismo cable, así como entre cualquier par y el exterior, están dentro de los estándares a cumplir. PROCEDIMIENTO Se medirá la resistencia de aislamiento de cada conductor con respecto a todos los demás y a la pantalla del cable. La medida se hará a la tensión de 500 Vcc y la lectura se efectuará tras la espera de un minuto para la electrización. Si el valor de lectura alcanza el límite antes de la espera de electrización indicada, se dará la medida como correcta sin necesidad de agotar el tiempo de espera. El extremo lejano al de medida debe estar en circuito abierto. La medida se hará desde el repartidor principal hacia caja terminal. Aunque también podría hacerse desde caja terminal hacia el repartidor, dado que los pares resultan más accesibles desde el repartidor, resulta más operativo actuar desde este. En cada par se realizarán las dos medidas de aislamiento siguientes: Aislamiento entre el hilo "a" y el hilo "b" conectado a la pantalla. Aislamiento entre el hilo "b" y el hilo "a" conectado a la pantalla. Con estas medidas queda comprobada la resistencia de aislamiento existente, tanto entre los dos conductores entre sí, como entre éstos y la pantalla del cable. Cuando en una de estas dos medidas se obtiene un valor que no alcanza el límite establecido, se procede a desconectar la pantalla y probar si el bajo aislamiento está entre los conductores o bien entre conductor y pantalla. Una vez identificada la avería se procederá a su reparación repitiéndose de nuevo la medida de aislamiento del par.

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Existen equipos de medida que efectúan la medida de aislamiento de un par realizando sucesivamente las tres medidas siguientes:

Resistencia de aislamiento entre conductores "a" y "b" Resistencia de aislamiento entre conductor "a" y tierra. Resistencia de aislamiento entre conductor "b" y tierra.

4.4.1.- MEDIDAS POR GRUPO Los valores esperados en las mediciones de los cables de pares son tan altos que se está al borde de las máximas prestaciones de los aparatos de medida. Para reducir el valor medido se pueden realizar medidas "por grupo" de cables, consistentes en medir todos los cables salientes de una regleta de conexiones de una sola vez. Para realizar este tipo de medidas se cortocircuitarán entre sí todos los conductores "a" de una misma regleta de empalme, así como todos los conductores "b". Con esta operación hemos agrupado todos los pares en uno solo, cuya resistencia de aislamiento será el paralelo de las que presentaran los pares aislados. Asumiendo que, por lo general, la resistencia de aislamiento de todos los pares es similar, la resistencia de aislamiento de cada par se puede calcular como: R AISLAMIENTO PAR = R aislamiento medido x Numero de hilos agrupados

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Si agrupamos los diez pares de una misma regleta de conexión, la resistencia de aislamiento medida será diez veces menor a la de un par aislado, por lo que se encontrará dentro de los límites de medida del aparato, pudiendo obtener un valor numérico en lugar de la lectura "infinito".

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Capítulo

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TELEFONÍA EN INTERIOR DE EDIFICIOS (ICT) 5.1.- ACCESO Y DISTRIBUCIÓN DEL SERVICIO DE TELEFONÍA DISPONIBLE AL PÚBLICO EN EDIFICIOS DE NUEVA CONSTRUCCIÓN

ESTABLECIMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE LA RED. • DEFINICIÓN:: Las instalaciones para servicios de telefonía comienzan en la arqueta de entrada y acaba en las Bases de Acceso de Terminal (BAT), o puntos en que se conectan los terminales. Al conjunto de conductores, elementos de conexión y equipos activos que son necesarios para conseguir el enlace entre los BAT y la red exterior de alimentación se denomina red interior del inmueble. La podemos dividir en los siguientes bloques:

-Red de Alimentación Son los cables que enlazan las centrales que proporcionan el servicio con el inmueble, quedando disponibles para el servicio en un punto del interior del mismo. El diseño y dimensionado de esta red así como su realización serán responsabilidad de los Operadores del servicio.

-Red de distribución Son los cables multipares que prolongan los pares de la red de alimentación, distribuyéndolos por el inmueble, dejando disponible una cierta cantidad de ellos en varios puntos estratégicos, para poder dar el servicio a cada posible usuario. La Red de Distribución es única, con independencia del número de Operadores que presten servicio en el inmueble.

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-Red de Dispersión Es la parte de la red formada por el conjunto de pares individuales (cables de acometida interior) que une la red de distribución con cada domicilio de usuario.

-Red Interior de usuario Es la que partiendo de la red de dispersión transcurre por el interior de la vivienda del usuario y termina en los puntos a los que se conectan los terminales telefónicos.

•ELEMENTOS DE CONEXIÓN Son los utilizados como puntos de unión o terminación de los tramos de red definidos anteriormente. Los podemos dividir en:

-Punto de interconexión Realiza la unión entre las redes de alimentación de los Operadores del servicio y la de distribución. Los pares de las redes de alimentación se terminan en unas regletas de conexión (regletas de entrada) independientes para cada Operador de servicio. Estas regletas de entrada serán instaladas por dichos Operadores. Los pares de la red de distribución se terminan, en otras regletas de conexión (regletas de salida), que serán instaladas por la propiedad del inmueble.

-Punto de distribución Realiza la unión entre la red de distribución y la red de dispersión. Esta formado por regletas de conexión, en las cuales terminan por un lado los pares de la red de distribución y por otro los cables de acometida interior de la red de dispersión.

-Punto de terminación de red (PTR) El Punto de Terminación de Red (PTR) es el dispositivo en el que termina la red de dispersión y en el que comienza la red interior del domicilio de abonado,

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permitiendo la delimitación de responsabilidades en cuanto a la generación, localización y reparación de averías. (Suministrado por el operador de telefonía)

-Bases de acceso terminal (BAT) Realizan la unión entre la red interior de usuario y cada uno de los terminales telefónicos analógicos o digitales. Si existen los servicios de televisión analógica o digital, vídeo bajo demanda y vídeo a la carta, incluirán tomas de usuario con las características adecuadas para la conexión de los equipos.

5.2.- CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LA RED •PREVISIÓN DE LA DEMANDA Para que la red interior sea capaz de atender la demanda telefónica a largo plazo del inmueble, se realizará una evaluación de las necesidades telefónicas de sus usuarios. Se aplicará para determinar el número de líneas necesarias, los valores siguientes:

VIVIENDA 2 líneas por vivienda

LOCALES 3 líneas por local

La cifra de demanda prevista para las viviendas (nos pares), se multiplicará por 1,4 lo que asegura una ocupación máxima de la red del 70% para prever posibles averías de algunos pares o alguna desviación por exceso en la demanda de líneas

5.3.- ESTRUCTURA DE DISTRIBUCIÓN Y CONEXIÓN DE PARES. TIPOS DE CABLES •DISEÑO DE LA RED -Red de alimentación El diseño y dimensionado de esta parte de red, así como su instalación será siempre responsabilidad del Operador del servicio telefónico. -Red de distribución Debido al numero de pares a distribuir mas la previsión de la demanda (numero de pares x 1,4) y a la topología de la red podemos tener una o varias verticales, las cuales llevarán desde el RITI(Recinto inferior de Telecomunicaciones) hacia los puntos de distribución los pares necesarios para dar un correcto abastecimiento a las viviendas. -Red de dispersión

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Se instalará un total de n cables por vertical de acometida interior de dos pares, desde los puntos de distribución hasta las viviendas del edificio. La conexión de los cables de acometida se realizará correlativamente de arriba hacia debajo de acuerdo al orden de las viviendas -Red interior de usuario La instalación normal será a dos hilos (un par simétrico), una línea. Se dejará la otra línea en el PAU, en previsión de la instalación de una RDSI. Los pares de cada base se conectarán mediante un cable de 2 hilos (un par pareado) que se llevara hasta la entrada de cada vivienda y se conectará de la manera adecuada al PTR proporcionado por el operador de servicio. 5.4.- NUMERO DE TOMAS El número de tomas necesarias para cubrir la infraestructura necesaria en el reparto de Telefonía y RDSI (básico), será como mínimo de dos tomas por vivienda y en cualquier caso 1 toma por cada dos habitaciones o fracción excluyendo baños y trasteros. 5.5.- DIMENSIONAMIENTO DE:

•Punto de interconexión: -Regletas de salida En el punto de Interconexión situado en el RITI se concentraran las verticales de la red de Distribución La cifra de demanda prevista de la red de distribución (nos pares) se multiplicará por 1,4 lo que asegura una ocupación máxima de la red del 70% para prever posibles averías de algunos pares o alguna desviación por exceso en la demanda de líneas. Esto hace un total de n´ pares, por lo que se instalarán “m” regletas de 10 pares constituyendo a partir de este momento el conjunto de Regletas de Salida del Punto de Interconexión. -Regletas de Entrada Los pares de la Red de alimentación de los operadores del Servicio terminan en unas regletas de Conexión denominadas Regletas de Entrada, independientes para cada operador Estas regletas serán instaladas por los operadores del servicio, y el numero total de pares (para todos los operadores) de las regletas de entrada, será 1,5 veces el numero de pares de las regletas de salida. La unión entre la regleta de entrada (proporcionada por el operador de servicio) y la regleta de salida se realizará mediante hilos puente tal como indica el apéndice 3 de reglamento de Infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones.

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•Punto de distribución: En los puntos de Distribución se instalarán regletas de 5 pares, tantas como requiera nuestra instalación.

•Características de las regletas Están constituidas por un bloque de material aislante provisto de un número variable de terminales. En el proyecto se emplearán regletas de 5 y 10 pares.

Regleta STG de 10pares

Regleta STC de 5 pares

El sistema de conexión es por desplazamiento de aislante, realizándose la conexión mediante herramienta especial.

El proceso a seguir para su instalación es el siguiente:

l.- Se fija el portarregletas y se conecta a tierra. 2.- Se introduce el cable en el Registro principal o Registro secundario(según el caso), y se elimina el aislamiento exterior, en una longitud equivalente a la regleta más alejada añadiendo unos 20 centímetros adicionales de seguridad. Se fija el cable adecuadamente(con cintillos y/o abrazaderas de sujeción).La pantalla del cable debe conectarse a Tierra en algunas de las posiciones dispuestas para tal fin. En los registros secundarios la pantalla del cable, si es cortada, debe conectarse mediante un hilo puente para evitar ruidos o interferencias.

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3.- Una vez los cables dentro del registro correspondiente(distribución o interconexión)y fijados se peinaran grupo de 10 o 5 pares hasta cada una de las regletas, aplicando los correspondientes anillos de identificación. 4.- Se ubican las regletas correspondientes en portarregletas correspondiente. Por cada grupo de 10 regletas según el caso se instalará un marco portarrótulos abatible, que se ubicara en la 1ª regleta de cada grupo, en todo momento se empezara a contar de arriba abajo y de izquierda a derecha respetándose escrupulosamente el código de colores de identificación de pares del cable multipar. 5.- Se inserta el útil de conexión en la posición donde se va a colocar la regleta (se recomienda comenzar por la posición más baja en el portarregletas). 6.- Para cable proveniente de la parte de abajo se pasa un grupo de pares (procedentes del lado de la red) por encima del útil de inserción y del guía cables (Figura A). Si el cable proviene de la parte de arriba se pasan los pares por debajo del útil de inserción y por encima del guía-cables (Figura B).

Figura A

Figura B

7.- Se peina el cable a los contactos a través de las guías auxiliares, en la parte inferior de la regleta.

Figura D

Figura C

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8.- Se conectan los pares mediante la herramienta de inserción combinada (Permite insertar, cortar simultáneamente los cables, extraer pares y puentes con un gancho abatible y extraer las regletas de los soportes) (Figuras C). 9.- Se encaja la regleta sobre las almenas correspondientes del soporte metálico portarregletas. 10.- Para retirar una regleta del soporte portarregletas se emplea la herramienta de inserción. Mediante el gancho plegable se desencaja la regleta en ambos lados del portarregletas, realizando palanca con objeto de separarla de su asiento (Figura D). Características de las Regletas. Las regletas que se emplearán son de corte y prueba, por lo que están preparadas para medir hacia ambos lados sin levantar las conexiones. La resistencia a la corrosión de los elementos metálicos soporta las pruebas estipuladas en la Norma UNE 20501-83 (II-11). ∅ conductores n 0,4 a 0,8 mm ∅ Máximo de aislante: 1,5 mm Rigidez dieléctrica: > 4 500 V Resistencia de los contactos: < 6 mΩ. Resistencia de aislamiento a 500 V: > 10.000 MΩ

STG C (10 p.) ESQUEMA FUNCIONAL

M

Continuidad Corte Visualización Serie Visualización centralizada Prueba paralelo Prueba serie Test de protección múltiple

* * * * * * *

STS C (5 p.)

M M* * * *

Características de los Cables Están formados por pares trenzados con conductores de cobre electrolítico puro de calibre 0,5 mm de diámetro, aislado con una capa continua de plástico coloreada según código de colores.

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La cubierta del cable multipar, empleado en la red de distribución, estará formada por una cinta de aluminio lisa y una capa continúa de plástico de características ignífugas.

AISLAMIENTO CONDUCTOR

Formación de PARES

CABLEADO Capas de 25 pares

LIGADURA

ENVOLVENTE

PANTALLA Aluminio

CUBIERTA

Código de colores -Identificación de pares: Para la identificación de los pares dentro de cada unidad Básica, se detalla el color de cada conductor en la siguiente tabla: PAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

COLOR Cond.1 Blanco Blanco Blanco Blanco Blanco Rojo Rojo Rojo Rojo Rojo Negro Negro Negro

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Cond.2 Azul Naranja Verde Marrón Gris Azul Naranja Verde Marrón Gris Azul Naranja Verde

PAR 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Rx

COLOR Cond.1 Cond.2 Negro Marrón Negro Gris Amarillo Azul Amarillo Naranja Amarillo Verde Amarillo Marrón Amarillo Gris Violeta Azul Violeta Naranja Violeta Verde Violeta Marrón Violeta Gris Negro Blanco

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Rx = Par de Reserva, siempre y cuando sea cable de acometida exterior EAP(sí es interior no lleva el par de reserva) -Identificación de unidades: las unidades básicas se identifican por ligaduras de color, conforme a la gama detallada en la siguiente tabla:

UNID. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

COLOR LIGADURA Blanco Azul Blanco Naranja Blanco Verde Blanco Marrón Blanco Gris Rojo Azul Rojo Naranja Rojo Verde Rojo Marrón Rojo Gris Negro Azul Negro Naranja

PARES 1-25 26-50 51-75 76-100 101-125 126-150 151-175 176-200 201-225 226-250 251-275 276-300

UNID. 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

COLOR LIGADURA Negro Verde Negro Marrón Negro Gris Amarillo Azul Amarillo Naranja Amarillo Verde Amarillo Marrón Amarillo Gris Violeta Azul Violeta Naranja Violeta Verde Violeta Marrón

PARES 301-325 326-350 351-375 376-400 401-425 426-450 451-475 476-500 501-525 526-550 551-575 576-600

Para los cables de tamaño superior a 600 pares, se repite la secuencia de colores de las ligaduras tal y como se detalla en la tabla precedente, por cada nuevo de 600 pares; es decir, desde el 601 al 1200, 1201 al 1800 y 1801 al 2400 pares. Por exigencia de formación (núcleo cilíndrico), las unidades básicas de 25 pares se dividen en 2 ó 3 subunidades, que se identifican por ligaduras del mismo color de la unidad básica a la que pertenecen.

En la red de dispersión y en la red interior de usuario se utilizan cables de 1, 2 o 3 pares respectivamente, cuya cubierta estará formada por una capa continua de plástico de características ignífugas.

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EMPALMES DE TELEFONÍA 6.1.- EMPALMES REACCESIBLES EN FACHADA Este tipo de empalmes permite acceder a su interior para realizar las tareas de mantenimiento, segregación, etc., pudiendo cerrarse de nuevo con el mismo conjunto. La posición de los empalmes en las fachadas se buscará de forma que se tenga un fácil acceso para poder trabajar con comodidad. En ningún caso los empalmes deben interferir en el posicionamiento del resto de los equipos, si esto ocurriera se desplazará el empalme al sitio más adecuado.

6.1.1. Eliminación de la cubierta Una vez instalados los cables a empalmar, colocar sus extremos en posición apropiada para realizar el empalme, midiendo sobre la cubierta, a ambos lados a partir del centro, la longitud que ha de ocupar el empalme, la apertura será la que indica en la Tabla 1. Marcar con la navaja de hoja curva y a presión manual en cada cable el límite de empalme mediante un corte circular y a continuación tirar del hilo de nylon que contiene el cable hasta llegar al límite y separar la cubierta. La elección del manguito y las aperturas vienen definidas según el tipo de cable y su número. En las Tablas 1 y 2, se detallan los diferentes conjuntos, diámetros, aperturas, longitud del manguito y entrada de cables.

Diámetro del Longitud del Apertura máxima Conjunto TIPO Manguito (mm) Manguito (mm) Entrada cables Del empalme (mm) A A 50 72 500 260 A A A A 100 72 650 380 A A B B 200-300 92 800 510 C C D D 400 126 800 510 E E

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Cada tipo de entrada admite los siguientes diámetros de cable: A- Para cables entre 10 y 22 mm de diámetro. B- Para cables entre 10 y 25 mm de diámetro. C- Para cables entre 10 y 32 mm de diámetro. D- Para cables entre 26 y 46 mm de diámetro. E- Para cables entre 10 y 27 mm de diámetro.

En la Tabla 2 se recogen algunas situaciones más frecuentes en función del tipo de cable: Capacidad del cable mayor Numero de Pares Calibre 10-25 0.405 50 0.405 100 0.405 200 0.405 300 0.405 400 0.405

Empalme Recto Múltiple TTRC-50 TTRC-50 TTRC-50 TTRC-50 TTRC-100 TTRC-100 TTRC-200 TTRC-200 TTRC-300 TTRC-300 TTRC-400 TTRC-400

Es importante situar el cable en su posición más idónea para garantizar la estanqueidad del manguito, la grapa del empalme depende del tipo de manguito ver Tabla 1. Nota: Los manguitos de empalme vienen con un kit que incluye los puentes de continuidad.

6.1.2.- CONTINUIDAD DE PANTALLAS La continuidad de pantalla se efectúa mediante un conector diseñado especialmente, consistiendo en un cable formado por hilos de cobre trenzados protegidos por una cubierta aislante y unos terminales que unen eléctricamente el cable a los conectores. Los elementos son los siguientes: Conector: Tipo Sotchlock 4462 (según catalogo "3M") diseñado para tener una resistencia de contacto baja y estable entre la pantalla y el elemento puente utilizado. Puente: constituido por un cable pirepol con cubierta aislante y una sección de cobre de 6 mm2

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6.1.3.- REALIZACIÓN DE LA CONTINUIDAD DE PANTALLA EN CABLES CON CUBIERTA EAP Una vez realizada la apertura del cable se procederá a dar continuidad a las pantallas de los cables, realizando las siguientes operaciones: · Hacer un corte longitudinal de 25 mm en la cubierta y en la pantalla del cable. Levantar las esquinas para facilitar la inserción de la base. · Introducir la base del conector entre la pantalla y la envoltura del núcleo hasta los topes que posee el conector. · Colocar la tapa (parte posterior) del conector, ajustándola sobre el vástago saliente de la base y fijándola con una de las tuercas. · Después de colocar el conector, se cortará la longitud adecuada de cable pirepol, para dar continuidad a las pantallas sin que el puente quede tenso ni forme por otra parte ningún tipo de coca. · Seguidamente se rematará en sus extremos con los terminales de conexión indicados, quitándole antes del cable pirepol 15 mm de cubierta, aproximadamente, en los extremos. · La sujeción de los terminales a los extremos del pirepol, se realizará mediante presión ejercida con la punta de corte del alicate universal, sobre el extremo cilíndrico hueco del terminal. · Se realizarán dos muescas, ejerciendo después tracción con la mano para asegurarse de que el terminal está bien sujeto. · Poner el elemento de puente anteriormente realizado sobre el vástago y fijarlo con la otra tuerca. · En cables de diámetro inferior a 30 mm es conveniente, además, dar otro corte longitudinal suficientemente amplio y de al menos 25 mm en la parte opuesta de la cubierta donde se vaya a colocar el conector con el fin de facilitar la introducción de la base del mismo. · Se debe, además, desplazar la cubierta del cable, hacia la parte superior del conector, para que lo cubra lo más posible y el contacto sea mejor.

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El modo de conexión de la pantalla para empalmes rectos y múltiples se representa en la Figura 2.

Materiales utilizados para la Continuidad de la Pantalla

Figura 1.Conector y borna de conexión

Figura 2.Continuidad de pantalla del cable recto y configuración del empalme

Apertura del Conector

Colocación del Terminar

Figura 3.Colocación de los terminales

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Conexión de la continuidad de la pantalla

Figura 3.Colocación de los terminales

6.1.4.- SISTEMAS DE EMPALMES DE LOS CONDUCTORES La unión de conductores se realiza mediante conectores de presión individuales o mediante conectores modulares. · Conectores de presión Scotchlock tipo UY-2, UR-3 y UB. Se utilizan para empalmes de cables con aislamiento y cubierta de plástico. · Sistema modular MS-2 (Preconectado)

El sistema consiste en colocar los conductores en módulos o conectores de 25 pares, los cuales al ser presionados establecen contacto por medio de láminas metálicas situadas en un cuerpo central. El sistema MS-2 esta diseñado principalmente para el empalme de cables de gran número de pares, en conductores de calibre 0.405 a 0.64 provisto de aislamiento de plástico. Existen módulos de 25 pares para empalmes rectos , empalmes derivados empalmes sangría .

y para

6.1.5.- EMPALMES DE CONECTORES A PRESIÓN TIPO "SCOTCHLOCK" Estos conectores están formados por un cuerpo de policarbonato transparente y una tapa del mismo material con color de identificación, que aloja las cuchillas de conexión. Los conectores están rellenos de un compuesto antihumedad.

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A1 presionar el conector, las cuchillas atraviesan el aislante y muerden los conductores realizando la conexión. Los tipos de conectores y su identificación son: · Conector UY-2: Amarillo. · Conector UR-3: Rojo. · Conector ULG-3: Verde. · Conector UB: Azul (para derivación).

El conector que debe utilizarse en cada caso se indica en la Tabla 3: Tipo de Cable

Numero de hilos

Cable no Relleno Cable Relleno

2 3 2 3

Calibre 40,5;51;64 91 UY UR UR UR UY ULG UR ULG

El conector UB se utiliza para derivar de un hilo sin cortarlo y se puede emplear en cables no rellenos hasta el calibre 0,64 y en cables rellenos hasta el 0,51. La herramienta que debe utilizarse para presionar los conectores es el alicate universal 6.1.6.- EMPALME DE CONDUCTORES El empalme de conductores se realiza teniendo en cuenta siempre el código de colores, la cinta de seda identificativa del núcleo se envuelve junto a la cubierta con 5 vueltas dejando el resto para atar el núcleo una vez empalmado, se empieza empalmando por el núcleo situado en la parte opuesta al empalmador. Empalme de la primera unidad de 25 pares. Marcar torsionando conductor a conductor, los pares que forman la primera hilera (pares 1-5) a 4 cm del extremo izquierdo del empalme y cortar los conductores dejando un rabillo de 8 cm. Marcar los pares de la segunda hilera (pares 6-10) a 2 cm de donde se marcaron los de la primera, es decir, a 6,5 cm del extremo izquierdo del empalme, cortar los conductores dejando un rabillo de 8 cm. Las siguientes hileras (3ª , 4ª y 5ª ) a las que corresponden los pares (11-15, 16-20 y 2125, respectivamente) se procederá de la misma forma, marcando los pares de cada hilera a 2 cm. de los de la hilera anterior.

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Conexión de los conductores. •Seleccionar y disponer rectos los conductores a empalmar. •Introducir hasta el fondo del conector los conductores a empalmar, cada uno por una de las acanaladuras. •Colocar el conector (con la tapa coloreada hacia abajo para poder ver que los hilos están introducidos hasta el fondo) entre las mordazas del alicate y apretar a tope. •Nota: El conector esta bien presionado cuando la tapa queda por completo a ras con el cuerpo del conector. •Una vez terminado el empalme de los conductores, se doblan las conexiones hacia la derecha y se sujetan con el hilo de la atadura de la unidad, agrupando los conectores de cada hilera.

Empalme del resto de las unidades necesarias para completar el número total de hileras del empalme. En el caso de empalmes de 10 ó 15 hileras, estas se completan empalmando de la misma forma que la primera, una o dos unidades más. Los empalmes de la primera hilera de cada unidad se marcan a 2 cm de donde se marcaron los pares de la última hilera de la unidad anterior. Las conexiones se doblan hacia la derecha.

Empalme de las unidades necesarias para completar por segunda vez las hileras del empalme. Se realiza igual que el de las unidades anteriores, pero marcando los pares que forman la primera hilera a 14 cm del extremo izquierdo del empalme y doblando las conexiones hacia la izquierda. La derivación con conector UB, que permite derivar un hilo sin cortarlo, se utilizará fundamentalmente para derivar los pares piloto. 6.1.7.- VENDAJE DEL EMPALME Una vez terminado el empalme de todas las unidades, vendar el conjunto con dos capas de cinta de polietileno transparente a medio solape, procurando que quede tenso, pero sin apretar excesivamente, en la segunda vuelta se venda el puente de continuidad. Los extremos se sujetan con cinta adhesiva plástica.

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6.1.8.- OPERACIONES DE CIERRE Los pasos a realizar en el cierre son los siguientes: · Preparar el empalme del cable de acuerdo con la norma habitual. · Limpiar con la servilleta de alcohol la cubierta de los cables en una longitud como mínimo de 15 cm, a cada lado de los extremos del puente de continuidad de pantalla, y asegurarse que la cubierta está libre de materias extrañas. · Presentar y centrar el cuerpo central sobre el empalme, y marcar los extremos sobre los cables. · Abrir uno de los bloques de gel, presionando y asegurándose que el ajustador este totalmente aflojado. · Colocar el bloque de gel entre los cables, con el ajustador hacia fuera del empalme, alineando el lado exterior del bloque 1 cm hacia dentro del empalme con la marca anterior. Asegurarse que los cables mayores se sitúan en los conductos de mayor diámetro. Colocar los tapones en los conductos libres de los cables. Cerrar el bloque de gel, fijándolo en sus alojamientos. · Colocar el cuerpo central alrededor de los bloques de gel, teniendo cuidado de que queden situados entre las fijaciones interiores del cuerpo central. Asegurarse de que la goma de sellado longitudinal está colocada correctamente en la ranura del cuerpo central. · Cerrar el cuerpo central mediante los broches. · Apretar el ajustador de cada bloque hasta llegar a los topes. · Posteriormente sé grapeará el manguito según Figura 4.

6.1.9.- REAPERTURA DEL EMPALME Los pasos a realizar en la aper2ura son las siguientes: · Aflojar los ajustadores para liberar la compresión en los bloques de gel. · Abrir el cuerpo central quitando los broches. · Retirar el cuerpo central · El grapeado del empalme será según la Figura 4.

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Figura 4.Detalle del grapeado del empalme

6.2.- EMPALMES CON MANGUITOS TERMORRETRACTILES RELLENOS DE ENCAPSULANTE Utilización Este tipo de cierre será empleado en subterráneo para cables secos o rellenos, el número máximo de cables será de 3 cables por cada lado, siempre que el diámetro nos lo permita. Los empalmes en arqueta serán siempre rellenos de GEL. En ningún caso se puede cortar los manguitos de empalme. Operaciones de empalme y cierre El de los conductores y la continuidad de la pantalla se realizara como los empalmes en fachada, con la salvedad de que los módulos de 25 pares se dejaran holgados cortando las cintas identificativas,dejando los módulos identificados con sus colores y con hilos. 6.2.1.- COMPONENTES DEL CONJUNTO Los elementos que componen el KIT para la realización del empalme son los siguientes: -Lámina termoretráctil -Cremallera. -Clip de retención -Cuerpo metálico -Tira de aluminio autoadhesivo

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-Cintas sellantes -Malla interior con lamina -Malla interior con lamina de nylon -Cinta negra DR -Tira abrasiva -Encapsulante -Cinta de aluminio -Toallita limpiadora -Cintillos plásticos -Papel antitérmico -Pinza de derivación. 6.2.2.- PROCESOS EN EL CIERRE DE LOS MANGUITOS

Los pasos a seguir para el cierre de empalmes con manguitos termoretráctiles son los siguientes: 1. Colocar una vuelta de cinta sellante en cada cable, a dos cm del extremo de éste. 2. Para empalmes múltiples. Cortar 5 cm de cinta, enrollándolos sobre si mismo formando un rollo. 3. Colocar los rollos en la zona de derivación en cada lado de cada zona. Comprimirla con la mano para eliminar los huecos. 4. Colocar la malla plástica, solapando al menos 1 cm. 5. Cortar el sobrante de los cintillos de plástico, enrollar los extremos de la lámina de nylon sobre si misma 3 ó 4 veces y presionarla sobre la cinta sellante, repetir esta operación en el otro extremo. Dejar libre 1 cm de cinta sellante. 6. Sujetar la lámina de nylon con dos vueltas de cinta eléctrica en el centro de la cinta sellante. 7. Mezclar el encapsulante de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Rellenar el empalme hasta llegar a cubrir la malla de plástico. Masajear el empalme durante 1 minuto aproximadamente, permitiendo al encapsulante penetrar en el núcleo del empalme. 8. Enrollar la lámina de nylon, sujetar los extremos con cinta eléctrica. Colocar los cintillos sobre la cinta eléctrica, enrollar el sobrante y encintarlos.

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9. Aplicar la cinta transparente E-Z, formando un cono, comenzando en el extremo de la cinta sellante y continuando hacia el interior del empalme aproximadamente 10 cm. Repetir la operación en el otro extremo. 10. Encintar el empalme completo, aplicando en las 2 ó 3 primeras vueltas la mínima presión y 2 ó 3 vueltas más, apretando cada vez con mayor fuerza hasta conformar el empalme. 11. Asegurar los extremos, aplicando cinta eléctrica. Si alguna fuga tuviese lugar, volver a repasar el área de la fuga con cinta transparente E-Z. Si esta fuga fuese a través de la cinta sellante utilizar un cintillo plástico. 12. Colocar la cinta DR, aplicando la máxima tensión. Comenzando en el centro hacia uno dc los extremos. 13. Encintar con papel antitérmico todo el empalme, centrar y cerrar el cuerpo metálico sobre el núcleo de conductores. 14. Con cinta plástica resistente al calor vendar los extremos del cuerpo metálico con un solape del 50%. 15. Fijar el cierre del cuerpo metálico con una vuelta de cinta plástica. Colocar la tira de aluminio autoadhesiva. 16. Marcar los extremos de la lámina sobre el cable centrando la misma con el cuerpo metálico. Limpiar con la toallita de alcohol isopropílico la zona comprendida entre las marcas y el extremo del manguito. Lijar transversalmente las zonas anteriormente limpias. 17. Marcar 2 cm hacia el interior del empalme, colocar la cinta de aluminio autoadhesiva desde la marca sobre todos los cables del empalme. Suprimir las arrugas del aluminio. 18. Precalentar la superficie de los cables con llama amarilla, durante 10 segundos. 19. Retirar el plástico protector del adhesivo del manguito, colocar el manguito, sujetándolo con el clip de retención. Introducir las cremalleras metálicas por cada uno de los extremos en los nervios del manguito. Juntar las cremalleras en el centro, montándolas sobre el clip de retención. La guía metálica deberá estar sobre el cable de mayor diámetro. 20. Colóquese la pinza de derivación entre los cables de tal forma que se introduzca totalmente. El manguito deberá estar dividido proporcionalmente a los diámetros de los cables. La pinza de derivación siempre debe colocarse paralela a la guía metálica de cierre. 21. Comenzar a contraer en el centro del manguito y calentar circularmente hasta que el indicador de temperatura cambie de color verde a negro y la zona de la cremallera esté contraída sobre el cuerpo metálico.

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22. Presionar ligeramente la cremallera con alguna herramienta de tal forma que se amolde a la forma del cuerpo metálico. 23. Comprobar que el adhesivo de la pinza de derivación ha fundido. Si no, aplicar más calor alrededor de la pinza hasta que el adhesivo aparezca por el extremo. 24. Se verá que se ha aplicado calor suficiente en la zona de la cremallera. cuando el material de la lámina aparezca por los agujeros de la cremallera. Si no, volver a calentar hasta que éste aparezca. Nota: Antes de mover el empalme esperar unos 15 minutos para que el manguito se enfríe.

6.2.3.- REAPERTURA DEL EMPALME Los pasos a seguir para la reapertura del cierre de empalme con manguito termoretráctil son los siguientes: 1. Calentar la zona de la cremallera y, retirar está cortando desde los extremos y hacia el centro del empalme. 2. Usando una sierra o navaja cortar circularmente la lámina hasta llegar al cuerpo metálico. 3. Para empalmes con derivación (múltiples). Calentar la zona de la pinza hasta poder retirarla con unos alicates. 4. Retirar los extremos de la lámina con los alicates (sí fuera necesario dar más calor). 5. Retirar la solapa de aluminio del manguito. Si es necesario, volver a calentar. 6. Con el adhesivo en caliente separar los cables con la ayuda de cualquier herramienta, para facilitar la inserción de una nueva pinza cuando cerremos nuevamente el empalme. 7. Repetir los mismos pasos en el otro lado. Localizar una de las bisagras y cortar longitudinalmente el manguito a lo largo de la bisagra. 8. Abrir el cuerpo con ayuda de un destornillador. 9. En caso de nuevo cierre, no retirar el adhesivo que queda sobre los cables. Quitar polvo y grasa con ayuda de la toallita impregnada en alcohol isopropílico. 10. En el proceso de cierre se seguirán los pasos de los cierres como en el Apartado 7.2.2.

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Capítulo

7

TECNOLOGÍA LMDS LMDS Local Multipoint Distribution System, Sistema de distribución local multipunto. Los sistemas inalámbricos son un medio de acceso alternativo al par de cobre o a la fibra óptica. Esta solución propicia y acelera la competencia en el bucle de abonado. La tecnología LMDS permite ampliar el catálogo de productos de los operadores hacia los servicios de banda ancha, pero en principio esta oferta sólo viene siendo rentable en áreas urbanas y suburbanas densas y en especial cuando va dirigida a grandes empresas, PYMES y conjuntos residenciales de viviendas con gran número de habitantes.

¿Qué ventajas tiene la tecnología LMDS? • • • • • • • • • • • • •

Ancho de banda bajo demanda (LAN – LAN, Internet...), superando las prestaciones de los actuales pares de cobre. Servicios Bidireccionales y simétricos (líneas dedicadas, voz, RDSI, etc...) Conexiones multimedia y servicios interactivos. Más y mejores ofertas, ya que se pueden reducir de manera significativa los costes derivados de la implementación de infraestructuras. Minimización de los problemas y los tiempos que lleva la instalación. Posibilidad de llegar hasta donde no llega la fibra y el cable. Calidad equiparable a la fibra óptica

7.1. REQUERIMIENTOS DE LOS SISTEMAS LMDS: Ancho de Banda radioeléctrico: se requiere un mínimo de 56 + 56 Mhz (56 para cada canal, es decir, el de transmisión y el de recepción) para desplegar un sistema. Si se trabaja en zonas muy pobladas, se puede requerir un ancho de banda adicional para prever futuras ampliaciones. Planificación radioeléctrica: es necesario la utilización de herramientas sofisticadas, así como de una cartografía digitalizada.

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Emplazamientos: Los emplazamientos tienen características similares a las estaciones base de redes móviles, pero con la diferencia que su número es muy inferior a las anteriores. Bandas de frecuencia: En España se sigue la recomendación Europea, con una banda comprendida entre 24,5 y 26,5 Ghz.

7.2.INTERFACES DE USUARIO Y SERVICIOS: LMDS puede soportar las siguientes interfaces, cada una con sus correspondientes servicios: •

10BT (10 Mb/s, en banda base y con par tranzado) Interconexión LAN (Red de área local) Servicios

Internet / Intranet de alta velocidad Voz sobre IP (transferencia de voz sobre protocolo de internet)

•

E1/T1 Fraccional (enlace de 2 Mbits/s) Líneas dedicadas Voz a través de PBX. Centralita privada telefónica automática Servicios Datos a través de MUX. Multiplexor, por ejemplo DIAMUX. VPN. Red Privada Virtual.

•

ISDN BRI (enlace básico RDSI, con dos canales de 64 Kb/s más uno de señalización de 16 Kb/s)

Voz Servicios Datos

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7.3.- LA ESTACIÓN BASE La estación Base está formada por la Estación Radiobase y la Estación Digital. La Estación Radiobase será la encargada de dar cobertura a los usuarios. Está formada por un conjunto de antenas omnidireccionales o sectoriales. Se podrán colocar hasta cuatro antenas en cada edificio, cubriendo cada una 90º de haz sectorial. Dispondrá además de una o más unidades de RF de exterior.

La Estación Base Digital dispone de módem e interfaces que se encargan de enlazar la banda base con los elementos de radio, un conversor de RF, fuentes de alimentación y un multiplexor síncrono para acceder a los anillos óptimos de transmisión. En la figura anterior, cada sector da cobertura a un grupo de abonados, convirtiéndose por tanto en una red de acceso Punto a Multipunto (un punto da cobertura a varios). Hay que destacar de que los cuatro sectores se pueden solapar y de que algunos usuarios queden en las zonas de solape. Esto no supone ningún problema ya que basta con

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orientar la antena del usuario hacia uno de los dos puntos para que el otro quede discriminado automáticamente. Las antenas que se instalan en la BTR (en el tejado del edificio o en torretas) poseen un impacto medioambiental mínimo, siendo (aproximadamente) la longitud de las mismas igual a 11,4 cm y su diámetro de 31,8 cm.

7.4.- ARQUITECTURA DEL SISTEMA LMDS: El sistema se compone básicamente de: Red de voz y datos: puede ser la red telefónica conmutada, red digital de servicios integrados, circuitos ATM o circuitos a red pública y ISP... Todas estas redes deben tener acceso hacia el conmutador ATM a través de una red de transporte SDH basada en fibra óptica. Conmutador ATM: elemento o sistema que gestiona o controla las comunicaciones entre las redes y la estación base y viceversa. Está unido a la estación base (BTR) mediante interface STM – 1 / OC – 3c Estación Base: sistema que da cobertura radioeléctrica a los clientes. La distancia de cobertura está entre 2 y 5 Km Clientes: los clientes pueden ser de varios tipos: • • • •

clientes residenciales comerciales, industriales institucionales

La estación receptora - emisora del cliente se denomina CTR y se dispondrá en la cubierta o azotea de los edificios. Se dará acceso a la infraestructura propia del edificio (ICT) a través del RITS, debiendo estar estos cuartos de

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telecomunicaciones preparados para soportar esta nueva tecnología que se implantará en un futuro inmediato. Las antenas que se instalan en el CTR poseen un impacto medioambiental mínimo, ya que la longitud de la antena no es superior a 20,3 cm y su diámetro de 15,7 cm.

7.5.- PROTOCOLO DE PRUEBAS DE ACEPTACIÓN: El objetivo de las pruebas debe ser para demostrar el correcto funcionamiento del enlace en las condiciones de operación y de entorno habituales. Las pruebas que se realicen pueden ser de dos tipos: • •

prueba de estación (prueba local) prueba de enlace (prueba del enlace entre las dos estaciones)

Pruebas a realizar: o o o o o

lectura de los números de serie de los equipos verificación y lectura de la Configuración verificación del nivel de Recepción verificación de las salidas y entradas de alarmas y telemando prueba de calidad del enlace

Para efectuar estas pruebas se debe de utilizar un PC, con un cable de conexión a la radio y utilizar un software específico de comprobación de la red.

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Capítulo

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Control de acceso 1.1.- INTRODUCCIÓN El Control de Acceso nace de la necesidad de limitar el acceso de personas, vehículos u objetos a determinadas áreas de acuerdo a unos criterios previamente establecidos. El sistema debe ser diseñado buscando la máxima integración con la funcionalidad habitual, evitando situaciones de saturación, bloqueo o rechazo inadecuado, lo que acabaría invalidando el sistema. Así mismo, se dispondrán medidas para impedir el acceso cuando éste sea denegado, mediante la intervención humana. 1.2.- OBJETIVOS El objetivo principal de este tipo de control es identificar a las personas que pretenden acceder a un determinado recinto para impedir el paso a las no autorizadas. Además de éste, existen otros objetivos secundarios que permiten dar mayor utilidad al sistema, pero que se deben definir con anterioridad a su implantación, como pueden ser: § § § § §

Control de presencia Información de frecuencia y dirección de paso Conocimiento de accesos denegados Número y tipo de visitantes Estadísticas

Matriz de accesibilidad: Una vez definidos los objetivos, deberemos definir las distintas áreas de acceso diferentes que queremos controlar y los subgrupos humanos del conjunto total de personas que sea preciso controlar. La Matriz de Accesibilidad será una simple tabla que permitirá identificar qué grupo podrá acceder a un área determinada.

A-1

A-2

A-3

A-4

G-1

1

0

0

1

G-2

0

1

0

1

G-3

0

1

1

1

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A = Area G = Grupo de acceso 0 = Acceso denegado 1 = Acceso permitido PROCESO DEL CONTROL DE ACCESO DE PERSONAS

ENTRADA DE DATOS Y CONDICIONES LO QUE ES PROCESAMIENTO DE INFORMACION

TECNOLOGIA DE IDENTIFICACION

LO QUE TIENE LO QUE SABE

OBTENCION DE INFORMES

CONTROL DE PASO

ACCESO PERMITIDO

MEDIOS TECNICOS

ACCESO DENEGADO

MEDIOS TECNICOS Y/O HUMANOS

Un sistema de control de accesos de personas es tal vez, la parte más compleja de desarrollar e implantar de un sistema electrónico de seguridad y tiene una influencia muy importante en el funcionamiento diario de un edificio y en la imagen del departamento de seguridad, Es fundamental que los pasos a dar sean los adecuados para evitar dificultades adicionales e innecesarias. Definición clara de objetivos: El principal ya se ha comentado al principio, pero los secundarios dependen de cada caso y tienen que quedar igualmente claros desde el primer momento. Definición del alcance del sistema: Los grupos humanos de accesibilidad, las áreas o accesos y la funcionalidad, tienen que ser claramente documentadas y planteadas con

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especial atención a las necesidades de frecuencia de paso en todos los momentos y circunstancias y con definición concreta de la matriz de accesibilidad. Selección de la tecnología: Se llevará a cabo basándose en los objetivos y el alcance del sistema, (visto anteriormente), pensando en el mantenimiento y la explotación del sistema y teniendo en cuenta factores de disponibilidad, coste total, adecuación a necesidades concretas, posibilidades de personalización, etc. En todos los casos, van a surgir necesidades adicionales durante la fase de implantación que generarán costes adicionales y que no en pocos casos hacen inviable la continuidad del sistema a medio plazo y a pleno rendimiento. Definición de medios y medidas de implantación y explotación: Un sistema de este tipo siempre necesita recursos humanos de reacción en caso de fallo y de asesoramiento en la implantación y en caso de duda. En los momentos iniciales, los hábitos diarios reciben un fuerte impacto y si no prestamos la atención debida y revisamos la operativa marcada, se originan dificultades imprevistas que pueden dar al traste con el sistema y con la inversión realizada. 1.3.- TECNOLOGÍAS DE IDENTIFICACIÓN La tecnología actual permite la identificación de las personas mediante tres métodos: • • •

Lo que se tiene Lo que se sabe Lo que se es

1.3.1.- IDENTIFICACIÓN POR POSESIÓN DE OBJETOS Es el medio de identificación más utilizado. VENTAJAS: Permite un rápido proceso de identificación. Coste muy variable. INCONVENIENTES: la pérdida o robo que puede dar errores de identificación positiva. 1- Emisores : -

Por infrarrojos Electromagnéticos

-

De banda magnética. Ópticas Efecto Wiegand De circuito eléctrico Pasivas de proximidad por resonancia Activas de proximidad por resonancia Activas con procesador

2- Tarjetas :

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Emisores • • • • • • • •

Son los típicos mandos de apertura automática de amplia difusión. Van equipados con baterías y el usuario los activa a voluntad. Al producirse la activación, emiten un tren de pulsos que deberá ser recibido por el receptor que en caso de identificación positiva dará acceso libre. Si la emisión es de infrarrojo, necesitamos distancia corta, direccionamiento preciso y el nivel de interferencia es muy bajo. Si la emisión es de radiofrecuencia, no se necesita direccionamiento y el alcance es mayor, pero el nivel de interferencia es mayor. La vida limitada de las baterías es un relativo problema. Capacidad de información baja. Dificultad media de falsificación y deterioro. Precio medio y gran número de fabricantes.

Tarjetas de banda magnética • • •

Son placas de material plástico de una o varias láminas, en una de cuyas caras tienen una banda de material magnético con tres pistas. VENTAJAS: Admiten mucha información. Gran número de fabricantes y bajo precio. INCONVENIENTES: Fáciles de falsificar. Fácil deterioro por uso o campos magnéticos.

Tarjetas de tipo óptico • •

Se trata de placas de material plástico, con perforaciones visibles o no, que al ser introducidas en el lector, son atravesadas por haces de luz (normal o infrarroja) que componen el PIN del usuario. En cuanto a capacidad de información, dificultad de falsificación, posibilidad de deterioro y precio, se pueden considerar en un nivel medio.

Tarjetas por efecto Wiegand • • • • •

En el interior de la placa de material plástico, formada por varias láminas, se inserta un número determinado (generalmente 23) de barritas magnéticas. Al pasar la tarjeta por el lector en el inicio se magnetizan las barras y a continuación se leen, componiéndose el PIN del usuario. VENTAJAS: Muy difíciles de falsificar. O se deterioran y los lectores son robustos. Fuerte implantación en niveles medio-alto. Precio razonable. INCONVENIENTES: Baja capacidad de información. Hay pocos fabricantes.

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Tarjetas de Circuito Eléctrico • • • •

Se trata de una forma plástica que dispone en su interior de un circuito impreso con o sin componentes electrónicos y cuyos contactos son visibles. Al insertar la tarjeta en el lector, se cierran los contactos y se produce una corriente eléctrica que genera el PIN correspondiente al usuario que es reconocido por el lector. VENTAJAS: En cuanto a dificultad de falsificación, posibilidad de deterioro y precio se puede considerar en un nivel medio. INCONVENIENTES: La capacidad de información es baja y hay muy pocos fabricantes.

Tarjetas Pasivas de Proximidad • • • •

En el interior de la placa de material plástico se encuentra un circuito resonante. El lector está emitiendo un barrido de frecuencias. Al aproximar la tarjeta al lector, el efecto de resonancia hace que se identifique el PIN del usuario. Fue la primera tecnología de proximidad que permitía evitar el paso por el lector con la correspondiente comodidad de uso y la ventaja de poder ocultar los lectores en los elementos de construcción de los edificios. VENTAJAS: Son muy difíciles de falsificar y no se deterioran. INCONVENIENTES: La distancia admitida de lectura es corta. La capacidad de información es media-baja. Hay muy pocos fabricantes y el precio es alto.

Tarjetas Activas de Proximidad • • • • •

Funcionan igual que las anteriores pero el efecto de resonancia se utiliza para activar un circuito que envía una señal de respuesta al lector. En algunos casos van alimentadas con batería interior, lo cual limita su vida útil. Permiten un campo mayor de actuación por lo que se utilizan en vehículos o sin sacarlos del bolsillo (hasta 100-140cm entre lector y tarjeta). INCONVENIENTES: Capacidad de información media-baja. El precio es alto. Pocos fabricantes. VENTAJAS: Son muy difíciles de falsificar y no se deterioran.

Tarjetas Activas con Procesador • • •

Disponen en su interior de un elemento electrónico de almacenamiento y procesamiento de información que puede ser aumentada o cambiada en cada acción de lectura. La capacidad de información es muy alta y su uso tiende a generalizarse para muy diversas aplicaciones (medio de pago, ficha médica, actividades sociales, identificación personal de carácter público, etc.). Aunque nacieron como tarjetas de contacto con el lector, ya hay en el mercado modelos de proximidad.

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• • •

VENTAJAS: La capacidad de información es muy alta. Muy difíciles de falsificar. No se deterioran. INCONVENIENTES: El precio es alto y hay pocos fabricantes pero es una situación que tiende a mejorar a medio plazo.

1.3.2.- IDENTIFICACIÓN POR PARAMETROS BIOMETRICOS Se basan en el reconocimiento de alguna característica física de la persona mediante su lectura en el momento de controlar el acceso. Las características más utilizadas son • • • • • •

Huella digital Contorno de la mano Rasgos faciales Iris de ojos Voz Firma

La forma de funcionamiento del sistema mantiene pregrabados los parámetros biométricos del usuario mediante complicados algoritmos de compresión y los compara con la lectura directa en el momento del acceso, con un grado de coincidencia que depende del nivel de seguridad requerido. Esto disminuye la necesidad de memoria del sistema, mejora la captura de información y reduce el tiempo total de acceso. La búsqueda de información pregrabada requiere de un código de identificación personal orientador. Los equipos de lectura son caros, los sistemas de información requeridos muy potentes y el tiempo de acceso alto. Esto hace que sólo se apliquen en sistemas de muy alta seguridad. Aparte de los problemas tecnológicos, han chocado con la reticencia de los usuarios a su utilización. Con todo ello, el desarrollo de estos sistemas a medio plazo está recuperando la vigencia que parecía haber perdido. Recientemente, han aparecido en el mercado sistemas biométricos que van asociados a tarjetas activas con procesador y que no tienen los datos pregrabados. 1.3.3.-IDENTIFICACIÓN POR CONOCIMIENTO DE DATOS: En la práctica se limita al uso de teclados para introducir una clave. VENTAJAS: Se pueden asociar a otros sistemas de identificación. Identificación rápida y con bajo índice de errores. Permiten la función de anti-intimidación. INCONVENIENTES: La clave se transmite fácilmente. Con el uso llegan a mostrar los dígitos usados.

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Capítulo

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REGLAMENTO DE INFRAESTRUCTURAS COMUNES DE TELECOMUNICACIONES. ICT. 1.1.1.1.- LEY GENERAL REAL DECRETO 279/1999, de 22 de Febrero, por lo que se aprueba el reglamento regulador de las infraestructuras comunes de telecomunicaciones para el acceso a los servicios de telecomunicación en el interior de los edificios y de la actividad de la instalación de los equipos y sistema de telecomunicaciones. De aplicación conjunta con el Real Decreto-Ley 1/1998, de 27 de Febrero Este Reglamento tiene por objeto establecer la normativa técnica básica de Telecomunicaciones relativa a la infraestructura común de Telecomunicaciones exigible en todo tipo de obra civil. 1.1.1. -Definiciones: Se entiende por infraestructura común de telecomunicaciones: 1. - La captación y adaptación de las señales de radio y televisión terrenas y su distribución a las distintas tomas. 2. - Distribución de las señales de TV-Satélite. 3. - Acceso y distribución al servicio de Telefonía básica. 4. - Acceso (canalización) a los servicios de telecomunicación por cable. OBLIGACIONES DE LA PROPIEDAD: PROPIEDAD: El propietario o comunidad están obligados a la instalación y mantenimiento de la infraestructura de telecomunicaciones. PROYECTO TÉCNICO. Con objeto de garantizar que las redes de telecomunicaciones cumpla con las normas técnicas previstas, deberá contar con el correspondiente proyecto técnico firmado por un técnico titulado en materia de telecomunicaciones que actuará en coordinación con el autor del proyecto de edificación, siendo de carácter obligatorio para la obtención de la licencia de obras.

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EJECUCIÓN DEL PROYECTO TÉCNICO: Finalizado el periodo del proyecto técnico, será certificado por un Técnico titulado en la materia de telecomunicaciones (según el caso) y será imprescindible para obtener la cédula de habitabilidad. RÉGIMEN SANCIONADOR: El incumplimiento de las obligaciones que impone éste reglamento, se sancionará dé acuerdo con lo previsto en el artículo 11 del Real Decreto 1/1998 de 27 de Febrero y en la Ley 11/1998 de 24 Abril, general de Telecomunicaciones. No obstante la imposición de sanciones se llevará a cabo por las Comunidades Autónomas o Ayuntamientos siempre y cuando se tengan transferidas las competencias. ÁMBITO DE APLICACIÓN Las normas contenidas en éste reglamento se aplicarán a los inmuebles comprendidos en el artículo 2 del Real Decreto Ley 1/1998, de 27 de Febrero o a los que se indiquen en la Ley que los sustituya. 1.2.1.2.-REQUISITOS MÍNIMOS DE UNA INSTALACIÓN MÍNIMOS TB+RSDI: La instalación de Telefonía básica + RDSI deberá de tener como mínimo al término de su ejecución: a)

•2 Líneas por vivienda.

b)

•3 líneas en los locales comerciales

c)

•La cifra de la demanda se multiplicará por 1.4 para obtener el número de pares necesarios. Se utilizaran cables normalizados.

d)

• Las regletas en punto de interconexión serán de 10 pares y en el punto de distribución será de 5 pares.

e) f)

•Las tomas de usuario serán de 6 vías. •Deberemos tener 1 toma por cada dos habitaciones (excluidos trasteros y aseos) con un mínimo de dos por vivienda

Mínimos TV: La instalación de Televisión Terrestre y Satélite deberá de tener como mínimo al término de su ejecución: a) •El equipo de cabeza estará compuesto por todos los dispositivos necesarios para la captación y adaptación de los canales terrestres de Radio (FM) y TV (digitales y analógicos) con titulo habilitante en la zona, permitiendo la mezcla de los canales de televisión satélite.

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El equipo salida: g) h) i)

de cabeza se ajustará como máximo con los siguientes valores de tensión de 110dBµV para F.I.(satélite digital y analógico) 120dBµV para UHF / VHF /FM 105dBµV para COFDM(digital Terrestre)

La Red de distribución se ejecutará con un ancho de banda entre 47Mhz-2500Mhz Dispondrá de dos bajadas en la red de distribución principal por cada una de las cuales se distribuirán la televisión terrestre (analógica y digital) + una banda de FI. La red Interior Usuario deberá tener 1 toma por cada dos habitaciones (excluidos trasteros y aseos), con un mínimo de dos por vivienda. Las tomas permitirán un ancho de banda comprendida entre 47Mhz-2500Mhz. Los valores en toma estarán comprendidos entre los siguientes márgenes: Señal Niveles en Toma (dBµV) C/N (dB) AM-TV TERRESTRE 57-80 43 64-QAM 45-70 28 FM-TV SAT 47-77 15 QPSK 45-70 11 FM-RADIO 40-70 38 COFDM 45-68 28 Si la señal es digital deberemos tener un BER superior de 9x10-5 Mínimos TLCA: La instalación de Televisión por cable deberá de tener como mínimo al término de su ejecución: j)

La canalización necesaria para su distribución en estrella desde el RITI por todas las viviendas del inmueble.

Se dejarán guías de plástico o similar en todos los tubos y registros de la instalación La red Interior Usuario deberá tener 1 registro terminación de red por cada dos habitaciones (excluidos trasteros y aseos), con un mínimo de dos por vivienda. Se dejarán guías de plástico o similar en todos los tubos libres de la instalación.

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1.3.1.3.-ESQUEMA GENERAL 1.3.1 RECINTOS DE TELECOMUNICACIONES RITS(Recinto de instalaciones de Telecomunicaciones Telecomunicaciones Superior) De 2 m de ancho x 2 m de fondo x 2,3 m de altura, el recinto dispondrán de espacios delimitados en planta para cada tipo de servicio de telecomunicación. En cualquier caso tendrá una puerta de acceso con apertura hacia el exterior y dispondrán de cerradura con llave común para los distintos usuarios autorizados. El acceso a este recinto estará controlado y la llave estará en poder del presidente de la comunidad de propietarios o del propietario del inmueble, o de la persona o personas en quien deleguen, que facilitarán el acceso a los distintos operadores para efectuar los trabajos de instalación y mantenimiento necesarios. Características constructivas. El recinto de instalaciones de telecomunicaciones, deberá tener las siguientes características constructivas mínimas: •Solado: cemento, terrazo (pavimento rígido que disipe cargas electrostáticas. •Paredes y techos con capacidad portante suficiente. •Ubicación en zona comunitaria (mínimo 2 m del cuarto de ascensores o centro de transformación). •El recinto dispondrá de ventilación natural directa, ventilación natural forzada por medio de conducto vertical y aspirador estático, o de ventilación mecánica que permita una renovación total del aire del local al menos dos veces a la hora. •Estarán equipados con un sistema de escalerillas o canaletas horizontales para el tendido de los cables oportunos. Se dispondrá en todo el perímetro a 30 cm del techo. •Se habilitará una canalización eléctrica directa hasta el cuarto de contadores del inmueble, constituida por cables de cobre con aislamiento hasta 750 V y de 3x6 mm2 de sección ira en el interior de un tubo de PVC, empotrado o superficial con diámetro de 29mm. •La canalización finalizará en el correspondiente cuadro de protección, con las dimensiones suficientes para instalar en su interior las protecciones mínimas, y una previsión para su ampliación en un 50%. Este cuadro dispondrá como mínimo de: Hueco par el posible interruptor de control de potencia (ICP). Interruptor magnetotérmico de corte general(tensión 230/400V-Intensidad 25 A, poder de corte 6Ka.) Interruptor magnetotérmico de corte unipolar para la protección del alumbrado y enchufes del recinto. (15 A)

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Para cada uno de los posibles servicios, el cuadro dispondrá: Interruptor magnetotérmico de corte unipolar de 25 A. Interruptor diferencial. l cuadro se situará lo más próximo posible a la puerta, tendrá tapa y podrá ser instalado de forma empotrada o superficial(grado de protección mínimo IP40). • En cada recinto habrá como mínimo, 2 enchufes con toma de tierra y de capacidad mínima de 16 A.(Sección 2x2.5+T). •Se habilitarán los medios para que exista un nivel medio de iluminación de 300 lux. RITI (Recinto de Instalaciones de Telecomunicaciones Inferior) De 2 m de ancho x 2,7 m de fondo x 2,3m de altura, el recinto dispondrán de espacios delimitados en planta para cada tipo de servicio de telecomunicación. Características constructivas. El recinto de instalaciones de telecomunicaciones inferior, deberán tener las mismas características constructivas del recinto de telecomunicaciones superior. RITU (Recinto de Instalaciones de Telecomunicaciones Único) Para el caso de conjuntos de viviendas unifamiliares el recinto de telecomunicaciones Único deberá ser como mínimo de 2 m de ancho x 2,7 m de fondo x 2,3 m de altura, el recinto dispondrán de espacios delimitados en planta para cada tipo de servicio de telecomunicación. Características constructivas. El recinto de instalaciones de telecomunicaciones único, deberán tener las mismas características constructivas del recinto de telecomunicaciones superior. RITM(Recinto de Instalaciones de Telecomunicaciones Modular) Para los casos de pisos y de conjuntos de viviendas unifamiliares de hasta veinte viviendas, los recintos superior, inferior, únicamente podrán ser realizados mediante armarios ignífugos de tipo modular que deberán tener como mínimo las siguientes dimensiones: 1 m de ancho x 50 cm de fondo x 2 m de altura 1.3.2 CANALIZACIÓN SUPERIOR E INFERIOR. Arqueta de entrada y Canalización Externa. La canalización que soporta las redes de alimentación de TB y la de TLCA por zona de dominio público desde las centrales suministradoras de estos servicios de telecomunicación hasta el Punto de Entrada General del inmueble, se denomina Canalización Externa. La parte de la Canalización externa que se deriva al inmueble

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comenzará en una arqueta de entrada, de 80 cm de ancho por 70 cm. de largo y 82 cm de profundidad (dimensiones internas), tendrá una tapa de hormigón armado o en su defecto de fundición provista de cierre de seguridad, tendrá unos soportes o puntos de tensión situados a cada lado de la arqueta siendo capaz de soportar una presión de 5 KN. Se practicarán 8 agujeros de 63 mm de diámetro en dos lados de la arqueta según dibujo A10 del presente proyecto técnico. La arqueta podrá ser normalizada o bien realizada de hormigón armado. De la arqueta de entrada hasta el punto de entrada general al inmueble, partirán 8 conductos de PVC de 63 mm. de diámetro exterior como mínimo, embutidos en un prisma de hormigón, situado a 45 cm de profundidad. La utilización de estos conductos para los distintos servicios de telecomunicaciones será la siguiente: 4 conductos para TB 1 conducto para RDSI 2 conductos para TLCA 1 conducto de reserva Punto de Entrada General y Registro de enlace. Consiste en un pasamuros capaz de albergar los conductos de 63 mm. de la canalización exterior que provienen de la arqueta de entrada. El Punto de Entrada General terminará por el lado interior del inmueble, en el registro de enlace cuyas dimensiones son 70 x 50x 12 cm Canalización de Enlace Inferior y Superior. La canalización de enlace inferior, soporta los cables de la red de alimentación desde el Punto de Entrada General hasta el Registro Principal (Punto de Interconexión). Está constituida por los conductos de entrada y los elementos de registro intermedios (cajas o arquetas) que fuera preciso para poder facilitar el tendido de los cables de alimentación. Para esta canalización se utilizarán tubos de PVC. Los cuatro tubos destinados a Telefonía Básica serán de 40 mm de diámetro como mínimo(Calculados según tabla) Numero Diámetro del cable de pares mayor Hasta 250 pares Hasta 28mm Entre 250 y 525 Hasta 35mm Entre 525 y 800 Hasta 45mm

Tubo de PVC(4) 40mm 50mm 63mm

Tubo de acero (4) 42,4mm 48,3 mm 60,3 mm

Para los dos tubos destinados a TLCA y para el de RDSI puede suponerse un diámetro del cable no superior a 16 mm. , por lo que el diámetro mínimo de estos, tres conductos, será de 40 mm en el caso de tubo de PVC. El tubo de reserva será de 40 mm como mínimo aunque en cualquier caso su diámetro coincidirá con el del tubo de mayor diámetro. En total se emplearán 8 tubos de PVC de 40 mm

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La canalización de enlace superior es la que soporta los cables de la red de alimentación desde el sistema captador hasta el interior del RITS, estará constituida por 4 tubos de PVC de 40 mm∅. Registro Principal Para Telefonía se ubicará en el Recinto de Instalaciones de Telecomunicación Inferior del edificio. Sus dimensiones serán las necesarias para albergar todos los elementos necesarios para el correcto funcionamiento de la instalación. Para TLCA se ubicará en el Recinto de Instalaciones de Telecomunicación Inferior del edificio y se dejara el espacio delimitado para la posterior instalación de equipos. Para los de TV se ubicarán en el Recinto de Instalaciones de Telecomunicaciones Superior y sus dimensiones serán las necesarias para albergar todos los elementos necesarios para el correcto funcionamiento de la instalación. 1.3.3 CANALIZACIÓN PRINCIPAL Y REGISTROS SECUNDARIOS Canalización principal Es la que soporta la Red de Distribución de la ICT del inmueble, conecta el RITI y el RITS entre sí y éstos con los Registros Secundarios. Se instalaran los siguientes tubos por cada una de las verticales que pudieran existir en la instalación •RTV 2 tubos de 40 mm por vertical (mínimo exigido por la norma técnica de ICT). •Telefonía: 1 tubo de 40 mm (por cable Multipar) •Telecomunicaciones por cable (TLCA): 2 tubos de 40 mm por cada 8 viviendas o fracción (teniendo en cuenta que la distribución de TLCA se ejecutara en estrella) •Reserva: 1 tubo por cada 4 tubos o fracción de los calculados en los puntos anteriores. Registros secundarios Son los registros encargados de comunicar la canalización principal con la canalización secundaria, tendrán unas dimensiones especificas en función del numero de viviendas por planta:

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55x100x15cm para el caso de mas de dos viviendas por planta 45x45x15cm para el caso de viviendas unifamiliares o de dos o menos de 2 viviendas por planta(en el caso de inmuebles) y para alojar amplificadores en la red de distribución Se instalarán a 30 cm del techo en su parte más alta, practicando un hueco de las dimensiones antes especificadas. Las paredes del fondo y laterales deberán quedar perfectamente enlucidas y, en las del fondo, se adaptará una placa de material aislante (madera o plástico) para sujetar con tornillos los elementos de conexión correspondientes. Deberán quedar perfectamente cerradas con tapa o puerta de plástico o metálica y llevarán un cerco metálico que garantice la solidez e indeformabilidad del conjunto. Podrán materializarse también con cajas de PVC o metálicas con las dimensiones antes especificas que deberán empotrarse en la pared. En el caso de que la canalización principal sea subterránea (viviendas unifamiliares), los registros de bifurcación serán arquetas de 40x40x40cm Canalizaciones secundarias Del registro secundario podrán salir varias canalizaciones secundarias que deberán ser de capacidad suficiente para alojar todos los cables para los servicios de telecomunicación de las viviendas a las que sirvan. Esta canalización puede materializarse mediante tubos o canaletas. Si es mediante tubos, en sus tramos comunitarios será de 6 tubos, que se destinarán a lo siguiente: Uno para servicios de TB + RDSI. Dos para servicios de TLCA. Dos para servicios de RTV. Uno de reserva. Sus dimensiones mínimas se determinarán por separado de acuerdo con la siguiente tabla:

Diámetro exterior del tubo (mm)

16 20 32 40

Número de cables de acometida interior para TB + RDSI De 2 De 1 par pares 1-3 4-6 7-12 13-18

1-3 4-5 6-11 12-16

Número de cables de acometida exterior para TD + RDSI

Número de acometida de usuario para TLCA

Número de acometidas de usuario para RTV

1 2 4 6

1 2 6 8

1 2 6 8

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Cuando se precisen cables especiales para servicios de acceso primario de RDSI, éstos se ubicarán por los mismos conductos que la TB, contabilizándolos como tres cables de acometida interior adicionales por cada usuario que tenga este servicio. Para la distribución o acceso a las viviendas en inmuebles de pisos, se colocará en la derivación un registro de paso tipo A del que saldrán a la vivienda 2 tubos de 20 mm de diámetro exterior. Por uno de dichos tubos irán los cables de los servicios de TLCA, y un cable de acometida interior de TB; por el otro, irán los cables de los servicios de RTV y el otro cable de acometida interior de TB. El cable especial de RDSI que eventualmente fuera necesario irá por uno cualquiera de los dos tubos. Antes de llegar a los registros de terminación de red, se colocará un registro de paso tipo B para bifurcar la canalización de TB + RDSI, que continuará con un conducto de diámetro exterior según la tabla de este apartado. La canalización de RTV y TLCA continuará con las mismas características y regla de ocupación que tenía antes del registro. Para el caso de inmuebles con un número de viviendas por planta inferior a seis o en el caso de viviendas unifamiliares, se podrá prescindir de los registros de paso citados, por lo que las canalizaciones se establecerán entre los registros secundarios y de terminación de red mediante 3 tubos cuya utilización y diámetro exterior serán: 1 para servicios de TB+RDSI, con diámetro según la tabla anterior. 1 para servicios de TLCA, con diámetro de 20 mm. 1 para servicios de RTV. con diámetro de 20 mm. Esta simplificación podrá ser efectuada siempre que la distancia entre dichos registros no supere los 15 metros; en caso contrario habrán de instalarse registros de paso que faciliten las tareas de instalación y mantenimiento. Si la canalización es mediante canaletas, en los tramos comunitarios tendrá 5 espacios independientes según las reglas establecidas en el apartado 5.4.1 del reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones. En los tramos de acceso a las viviendas los espacios independientes serán los mismos que el número de tubos en el caso de éstos y se dimensionarán dé acuerdo con las reglas del apartado 5.4.1. del reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones Registros de paso. Los registros de paso son cajas cuadradas con entradas laterales preiniciadas e iguales en sus cuatro paredes, a las que se podrán acopiar conos ajustables multidiámetro para entrada de conductos. Se definen tres tipos:

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Dimensiones (mm) alto x ancho x profundo Tipo A ........... Tipo B ............ Tipo C ............

Número de entradas en Diámetro máximo del cada lateral tubo (mm)

38 x 38 x 12

6

40

10 x 10 x 6

2

20

17 x 17 x 8

4

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Además de los casos indicados en el apartado anterior se colocará como mínimo un registro de paso cada 15 m de longitud de las canalizaciones secundarias y de interior de usuario y en los cambios de dirección de radio inferior a 12 cm para viviendas o 25 cm para oficinas. Estos registros de paso serán del tipo A para canalizaciones secundarias en tramos comunitarios, del tipo B para canalizaciones secundarias en los tramos de acceso a las viviendas y para canalizaciones interiores de usuario de TB + RDSI y del tipo C, para las canalizaciones interiores de usuario de TLCA + RTV. Los registros se colocarán empotrados. Cuando vayan intercalados en la canalización secundaria se ubicarán en lugares de uso comunitario, con su arista más próxima al techo a una distancia del mismo comprendida entre 10y20 cm. En canalizaciones secundarias mediante canaletas, los registros de paso serán los correspondientes a las canaletas utilizadas. Registros de terminación de red. Estarán en el interior de la vivienda, local u oficina y empotrados en la pared y, de manera opcional, podrán ser integrados en un único cuadro. El de TB + RDSI: 1.En viviendas será una caja o registro de 10 x 17 x 4 cm (alto x ancho x profundo)provisto de tapa 2.En oficinas las dimensiones (alto x ancho x profundo) serán de 50 x 40 x 12 cm (hasta 100 m de oficina) y de 60x 60 x 12 cm (hasta 400 m2). El de RTV será una caja o registro de 20 x 30 x 6 cm provisto de tapa. El de TLCA será una caja o registro de 20 x 30 x 6 cm provisto de tapa. Estos registros se instalarán a más de 20 cm y menos de 180 cm del suelo. Los registros para RDSI, TLCA y RTV, dispondrán de toma de corriente o base de enchufe. Los distintos registros de terminación de red. dispondrán de las entradas necesarias para la canalización secundaria y las de interior de usuario que accedan a ellos.

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Canalización interior de usuario. Estará realizada con tubos de material plástico, corrugados o lisos. que irán empotrados por el interior de la vivienda. uniendo los registros de terminación de red con los distintos registros de toma. Para el caso de TB + RDSI acceso básico. Esta unión será mediante un conducto de diámetro 16 mm, como mínimo. Se deberá tener en cuenta que se instalarán, como máximo, tres cables interiores de usuario por cada conducto de 16 mm y seis por cada conducto de 20 mm, colocándose conductos adicionales en la medida necesaria. En locales comerciales y oficinas se instalarán conductos de 20 mm de diámetro. Para el caso de TLCA, la unión se efectuará mediante un conducto de 16 mm de diámetro como mínimo. Para el caso de RTV, la unión se efectuará mediante un conducto de 16 mm de diámetro como mínimo. Registros de toma. Irán empotrados en la pared. Estas cajas o registros serán cuadrados, debiendo disponer. para la fijación del elemento de conexión (BAT o toma de usuario) de al menos dos orificios para tornillos, separados entre sí 6 cm; tendrán como mínimo 4,2 cm de fondo y 6,4 cm en cada lado exterior. En viviendas, habrá tres registros de toma (uno para cada servicio: TB + RDSI acceso básico, TLCA y RTV), por cada dos estancias o fracción que no sean baños ni trasteros, con un mínimo de dos registros para cada servicio. Los de TLCA y RTV de cada estancia estarán próximos. En locales u oficinas, habrá un mínimo de tres registros de toma, uno para cada servicio. Fijándose el número de registros definitivo en el proyecto de ICT, en función de la superficie o de la distribución por estancias. Los registros de toma tendrán en sus inmediaciones (máximo 50 cm) una toma de corriente alterna. Tubos Serán de material plástico ignífugo, salvo en la canalización de enlace, en la que podrán ser, también, de acero. Los de las canalizaciones externas, enlace, principal y secundario serán de PVC rígido, según la norma UNE 53112. siendo de pared interior lisa. La rigidez dieléctrica mínima será 15 kV/mm. Si la canalización de enlace es con tubos de acero, estos estarán galvanizados, tendrán rosca en sus extremos y sus paredes serán lisas. En todos los tubos vacantes se dejará instalado un hilo guía que será de alambre de acero galvanizado de 2 mm de diámetro o cuerda plástica de 5 mm de diámetro sobresaliendo 20 cm en los extremos de cada tubo.

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1.3.4.COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA Tierra local. El sistema general de tierra del inmueble debe tener un valor de resistencia eléctrica no superior a 10 respecto de le tierra lejana. El sistema de puesta e tierra en cada uno de los recintos constará esencialmente de un anillo interior y cerrado de cobre, en el cual se encontrará intercalada, al menos, une barra colectora, también de cobre y sólida, dedicada a servir como terminal de tierra de los recintos. Este terminal será fácilmente accesible y de dimensiones adecuadas. Estará conectado directamente al sistema general de tierra del inmueble en uno o más puntos. A él se conectará el conductor de protección o de equipotencialidad y los demás componentes o equipos que han de estar puestos a tierra regularmente. Los conductores del anillo de tierra estarán fijados e les paredes de los recintos, a una altura que permita su inspección visual y la conexión de los equipos. El anillo y el cable de conexión de la barra colectora al terminal general de tierra del inmueble estarán formados por conductores flexibles de cobre de un mínimo de 25 mm2 de sección. Los soportes, herrajes, bastidores, bandejas, etc., metálicos de los recintos estarán unidos a la tierra local. Si en el inmueble existe más de una toma de tierra de protección, deberán estar eléctricamente unidas. Interconexiones equipotenciales y apantallamiento. Se supone que el inmueble cuenta con una red de interconexión común, o general de equipotencialidad, del tipo mallado, unida a la puesta a tierra del propio inmueble. Esa red estará también unida a las estructuras, elementos de refuerzo y demás componentes metálicos del inmueble. Compatibilidad electromagnética entre sistemas en el interior de los recintos de instalaciones de telecomunicaciones. Al ambiente electromagnético que cabe esperar en los recintos, la normativa internacional (ETSI y UIT) le asigna la categoría ambiental clase 2. Por tanto, en lo que se refiere a los requisitos exigibles a los equipamientos de telecomunicación de un recinto con sus cableados específicos, por razón de la emisión electromagnética que genera, se estará a lo dispuesto en la Directiva sobre compatibilidad electromagnética 89/336/CEE. PPara el cumplimiento de esta Directiva podrá utilizarse como referencia la norma ETS 300 386 del ETSI. El valor máximo aceptable de emisión de campo eléctrico del equipamiento o sistema para un ambiente de clase 2 se fija en 40 dBµV/m dentro de la banda de 30 MHz - 230 MHz y en 47 dBµV/m en la de 230 MHz -1000 MHz, medidos e 10 m de distancia. Estos límites serán de aplicación en los recintos aún cuando sólo dispongan en su interior de elementos pasivos.

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Requisitos de seguridad seguridad entre instalaciones Como norma general, se procurará la máxima independencia entre las instalaciones de telecomunicación y las del resto de servicios. Los requisitos mínimos serán los siguientes: La separación entre una canalización de telecomunicación y las de otros servicios será, como mínimo, de 10 cm para trazados paralelos y de 3 cm para cruces. Si las canalizaciones secundarias se realizan con canaletas para la distribución conjunta con otros servicios que no sean de telecomunicación, cada uno de ellos se alojará en compartimentos diferentes. La rigidez dieléctrica de los tabiques de separación de estas canalizaciones secundarias conjuntas deberá tener un valor mínimo de 15 kV/mm (según norma UNE 21316). Si son metálicas, se pondrán a tierra. Los cruces con otros servicios se realizarán preferentemente pasando las canalizaciones de telecomunicación por encima de las de otro tipo. En el caso de infraestructuras comunes que incorporen servicios de RDSI, en lo que se refiere a requisitos de seguridad entre instalaciones, se estará a lo dispuesto en el apartado 8.4 de le Norma Técnica de Infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones para el Acceso el Servicio de Telefonía Disponible al Público.

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1.4.ESQUEMA GENERAL 1.4.1 Edificio de < 8 viviendas viviendas por planta.

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1.4.2 Edificio de > 8 viviendas por planta.

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1.4.3.Viviendas Unifamiliares: La canalización deberá de ser subterránea y existirán unas arquetas de bifurcación o cambio de dirección.

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1.5.1.5.-.EL PROYECTO TÉCNICO Con objeto de garantizar que las redes de telecomunicaciones en el interior de los edificios cumplan con las normas técnicas establecidas en este Reglamento, aquéllas deberán contar con el correspondiente proyecto técnico, firmado por un técnico titulado competente en materia de telecomunicaciones que, en su caso, actuará en coordinación con el autor del proyecto de edificación. En el proyecto técnico, visado por el Colegio profesional correspondiente, se describirán, detalladamente, todos los elementos que componen la instalación y su ubicación y dimensiones, mencionando las normas que cumplen. El proyecto técnico incluirá, al menos. los siguientes documentos: 1. Memoria: en ella se especificarán, como mínimo, los siguientes apartados: descripción de la edificación; descripción de los servicios que se incluyen en la infraestructura; previsiones de demanda; cálculos de niveles de señal en los distintos puntos de la instalación; elementos que componen la infraestructura. II. Planos: indicarán, al menos, los siguientes datos: esquemas de principio de la instalación; tipo, número, características y situación de los elementos de la infraestructura, canalizaciones de telecomunicación del inmueble; situación y ordenación de los recintos de instalaciones de telecomunicaciones; otras instalaciones previstas en el inmueble que pudieran interferir o ser interferidas en su funcionamiento con la infraestructura; y detalles de ejecución de puntos singulares, cuando así se requiera por su índole. III. Pliego de condiciones: se determinarán las calidades de los materiales y equipos y las condiciones de montaje. IV. Presupuesto: se especificará el número de unidades y precio de la unidad de cada una de las partes en que puedan descomponerse los trabajos, debiendo quedar definidas las características, modelos, tipos y dimensiones de cada uno de los elementos. •Por Orden del Ministro de Fomento podrá aprobarse un modelo-tipo de proyecto técnico que normalice los documentos que lo componen. Un ejemplar de dicho proyecto técnico deberá obrar en poder de la propiedad, a cualquier efecto que proceda. Otro ejemplar del proyecto, acompañado de copia en soporte informático, habrá de presentarse en la Jefatura Provincial de Inspección de Telecomunicaciones que corresponda, a los efectos de que se pueda inspeccionar la instalación, cuando la autoridad competente lo considere oportuno. •Cuando la instalación requiera do una modificación de importancia o se produzca un cambio sustancial del proyecto original, se deberá presentar el proyecto modificado correspondiente, realizado por un técnico titulado competente en material de telecomunicaciones y debidamente visado, siguiendo las directrices marcadas en el presente artículo. 1.5.1 DESARROLLO DEL PROYECTO Para comprender mejor un proyecto de infraestructuras de telecomunicaciones, vamos a poner un ejemplo:

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Ref . del autor 172/00/021

NUM. DE VIVIENDAS : 30

PROYECTO DE INFRAESTRUCTURA COMÚN DE ACCESO A SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES OBJETO DE LA INSTALACION Dotar de los servicios de recepción de Radiodifusión sonora y de imágenes, del acceso al Servicio telefónico básico y a los servicios de Telecomunicaciones por cable a un inmueble. UBICACIÓN: Domicilio : xxxxxx POBLACIÓN : yyyyyyyy PROVINCIA : zzzzzzz PROMOTOR :xyxyxyxy DIRECCION: yxyxyxyxy CIF: 00000000 TLF: 00000000 GABINETE DE INGENIERIA : XXXXXX AUTOR : pppppp CIF : 0000000 DOMICILIO : jjjjjjj TELF/FAX:000000 E-MAIL:xxxxx C.P.:00000 POBLACIÓN : xxxxx PROVINCIA : xxxxxx

xxxxxx, a 16 de JULIO DE 2000

Firmado : VISADO DEL COLEGIO

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ÍNDICE 1. MEMORIA 1.1.- Datos generales 1.2.- Elementos que constituyen la Infraestructura Común de Telecomunicaciones 1.2.1.- Captación y distribución de radiodifusión sonora y televisión terrenal. 1.2.1.1.-Consideraciones sobre el diseño. 1.2.1.2.- Señales de radiodifusión sonora y televisión terrenal que se reciben en el emplazamiento de la antena. 1.2.1.3.- Plan de frecuencias. 1.2.1.4.- Número de tomas. 1.2.1.5.- Elementos necesarios para el dimensionamiento de la red de radiodifusión sonora. 1.2.1.6.- Cálculo de parámetros básicos de la instalación. Respuesta Amplitud-frecuencia. Nivel de señal en toma de usuario en el mejor y peor caso. Relación señal-ruido. Intermodulación. Ruido Térmico. 1.2.1.7.- Descripción de los elementos componentes de la instalación. Sistemas captadores Amplificadores Mezcladores Distribuidores Cable Materiales Complementarios. 1.2.2.- Distribución de Radiodifusión Sonora y Televisión por Satélite. 1.2.2.1.- Selección del emplazamiento de antenas. Parámetros de las Antenas Receptoras. 1.2.2.2.- Previsión para incorporar las señales de satélite. 1.2.2.3.- Mezcla de señales de Radiodifusión Sonora y Televisión, de Sat con la Terrenal. 1.2.2.4.- Amplificación necesaria. 1.2.3.- Acceso y distribución del servicio telefonía disponible al público. 1.2.3.1.- Establecimiento de la infraestructura de la red. 1.2.3.2.- Cálculo y dimensionamiento de la red . 1.2.3.3.- Estructura de distribución y conexión de pares. Tipos de cables. 1.2.3.4.- Número de tomas. 1.2.3.5.- Dimensionamiento de punto de interconexión y punto de distribución de cada planta. 1.2.3.6.- Resumen de los materiales necesarios para la red de telefonía. Cables Regletas de punto de interconexión Regletas de punto de distribución Puntos de Acceso a Usuario Bases de acceso terminal.

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1.2.4.- Acceso y distribución del servicio de telecomunicaciones por cable. 1.2.4.1.- Consideraciones sobre la red. 1.2.4.2.- Número de tomas. 1.2.5.- Canalización e infraestructura de distribución. 1.2.5.1.- Consideraciones sobre el esquema general del edificio. 1.2.5.2.- Arqueta de entrada y canalización externa. 1.2.5.3.- Punto de entrada general y registros de enlace. 1.2.5.4.- Canalizaciones de enlace inferior y superior. 1.2.5.5.- Registros de Instalaciones de telecomunicaciones. Recinto Inferior y Recinto Superior Equipamiento de los equipos. 1.2.5.6.- Registro principal. 1.2.5.7.- Canalización principal y registros secundarios. 1.2.5.8.- Canalización secundaria y registros de paso. 1.2.5.9.- Registros de terminación de red. 1.2.5.10.- Canalización interior de usuario 1.2.5.11.- Registros de toma. 1.2.5.12.- Cuadro resumen de materiales necesarios. 1.2.6.- Conclusiones II. PLANOS 2.1.- Plano general de la situación del edificio (Plano A0). 2.2.- Planos descriptivos de la instalación de los diversos servicios que constituyen la ICT. A-1.-Plano de CANALIZACIÓN PRINCIPAL. A-2.-Plano de CANALIZACIÓN SECUNDARIA Y USUARIO PLANTA BAJA (Portal 3) A-3.-Plano de CANALIZACIÓN SECUNDARIA Y USUARIO PLANTAS 1ª 2ª y 3ª . (Portal 3) A-4.-Plano de CANALIZACIÓN SECUNDARIA Y USUARIO PLANTA ÁTICO (Portal 3) A-5.-Plano de CANALIZACIÓN SECUNDARIA Y USUARIO PLANTA BAJA. (Portal 8) A-6.-PLANO DE CANALIZACIÓN SECUNDARIA Y USUARIO PLANTA 1ª ,2ª Y 3ª (PORTAL 8) A-7.-Plano de CANALIZACIÓN SECUNDARIA Y USUARIO PLANTA ÁTICO (Portal 8) A-8.-Plano de UBICACIÓN RITI A-9.-Plano de UBICACIÓN RITS . A-10.-Plano de DIMENSIONES MÍNIMAS ARQUETA TELEFONÍA Y TLCA

2.3.- Esquemas de principio. B-1/1 Esquemas de la red de distribución principal RTV terrena y por satélite. Equipo de cabeza. Vertical 1 B-1/2 Esquemas de la red de distribución principal RTV terrena y por satélite. Equipo de cabeza. Vertical 2 B-1/3 Esquemas de la red de distribución principal y de dispersión de RTV terrena y por satélite. Vertical 1 B-1/4 Esquemas de la red de distribución principal y de dispersión de RTV terrena y por satélite. Vertical 2 B-2.1 Esquemas de la red de distribución usuario de RTV terrena y por satélite. Portal 3 B-2.2 Esquemas de la red de distribución usuario de RTV terrena y por satélite. Portal 8 B-3.1 Red de Distribución principal y de dispersión de Telefonía. Vertical 1

B-3.2 Red de Distribución principal y de dispersión de Telefonía. Vertical 2 B-3.1 Esquema de la red interior usuario de Telefonía +RDSI. Portal 3 B-3.2 Esquema de la red interior usuario de Telefonía +RDSI. Portal 8

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III. PLIEGOS DE CONDICIONES Objetivo y campo de la aplicación. Ejecución del trabajo. Legislación social. 3.- Características Técnicas. 3.1.- Condiciones particulares. 3.1.1.- Radio difusión sonora y televisión. Características de los sistemas de captación. Características de elementos activos. Características de elementos pasivos. 3.1.2.- Telefonía disponible al público. Características de los cables Características de las regletas 3.1.3.- Infraestructura. Características de las arquetas. Condiciones a tener en cuenta en la distribución interior del RIT. Instalación y ubicación de los diferentes equipos. Características de los registros secundarios y registros de terminación de red. 3.1.4.- Cuadros de medida. 3.2.- Condiciones particulares. Situación, características y fijación de los elementos soporte de antenas. Situación de las antenas en el mástil. 3.3.- Condiciones generales. Normativa sobre protección contra campos electromagnéticos. Compatibilidad electromagnética entre sistemas en el interior de recintos de instalaciones de Telecomunicaciones. Seguridad Eléctrica. Requisitos de Seguridad entre instalaciones. Reglamento de ICT y normas anexas. 3.4.- Recepción de las obras. 3.5.- Secreto de las comunicaciones. IV. ESTUDIO BÁSICO DE SEGURIDAD Y SALUD V. PRESUPUESTOS 4.1.- Radio y Televisión terrena y por satélite

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4.1.l.- Conjunto captador de señales 4.1.2.- Equipos de cabecera 4.1.3.- Redes de reparto y distribución 4.1.4.- Red de usuario 4.2.- Telefonía básica y telecomunicaciones por cable 4.2.1.- Punto de Interconexión 4.2.2.- Puntos de Distribución 4.2.3.- Bases de Acceso Terminal 4.2.4.- Cables 4.3.- Canalización

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Proyecto de instalación de las Infraestructuras Comunes de Telecomunicación (ICT) para el servicio de radiodifusión sonora y de imágenes, el servicio telefónico básico y el acceso a los servicios de telecomunicaciones por cable, para 30 viviendas construidas en 2 portales y desarrolladas en planta baja y cuatro plantas superiores, situadas en C/ xxxx- Portales 3 y8 1.- Datos generales. En la ubicación señalada, xxxxxxx - Portales 3 y 8, la empresa Promotora XXXXX SA, pretende construir 30 viviendas desarrolladas en planta baja y cuatro plantas superiores; la superficie útil de cada vivienda, viene mostrada en la siguiente tabla: VIVIENDA TIPO Planta baja Plantas: 1, 2, 3 Planta ático

A 63m2 66 m2 66 m2

Portal 3 B C 51 m2 45 m2 57 m2 66 m2 57 m2 38 m2

Portal 8 A B 71 m2 63 m2 66 m2 87 m2 66 m2 87 m2

D 51 m2 57 m2 38 m2

La distribución de la superficie de las vivienda Tipo viene mostrado en la siguiente tabla: CUADRO DE DISTRIBUCIÓN DE LA VIVIENDA: VIVIENDA TIPO Cocina Salón Dormitorio 1 Dormitorio 2 Baño

A 2,8 m2 17,9 m2 9,1 m2 7,6 m2 3,5m2

Portal 3 B C 2,8 m2 7,5 m2 17,9 m2 12,5 m2 2 9,1 m 9 m2 2 7,6 m 7,7 m2 2 3,5m 3,3m2

D 8,5 m2 17,8 m2 8,9 m2 7,8 m2 3,5m2

Portal 8 A B 6 m2 7,5 m2 17,8 m2 18,2 m2 2 8,5 m 8,6 m2 2 8,5 m 8,4 m2 2 3,6 m 3,6 m2

Este proyecto diseña la INFRAESTRUCTURA COMÚN DE ACCESO A LOS SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES, de que se dotará a las viviendas de referencia, que comprenderá la recepción y distribución de los sistemas de radiodifusión sonora y televisión terrenal e infraestructura necesaria para la distribución de satélite, el acceso al servicio telefónico básico y el acceso al servicio de telecomunicaciones por cable operativo en su zona. El operador de Cable y/o Telefonía que se haga cargo de la zona será el que ejecute la correspondiente red de acceso hasta el Recinto de Instalaciones de Telecomunicación Inferior (RITI) del conjunto de viviendas.

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El operador de Satélite que se haga cargo del Inmueble será el que ejecute la correspondiente red de acceso y adecuación de la señal hasta los Recintos de Instalaciones de Telecomunicaciones Superiores (RITS) de este conjunto de viviendas. Se da cumplimiento así a lo que dispone el REAL DECRETO LEY DE LA JEFATURA DEL ESTADO 1/1998, DE 27 DE FEBRERO, y demás disposiciones derivadas. 1.2.- Elementos que constituyen la Infraestructura Común de Telecomunicaciones. 1.2.1.- Captación y distribución de radiodifusión sonora y televisión terrenal. 1.2.1.1.- Consideraciones sobre el diseño. •Generalidades La red que se diseña permitirá la transmisión de la señal, entre cabecera y toma de usuario en la banda de 47 a 2150 Mhz. Este diseño permite el cumplimiento de la norma UNE-EN 50083-1 + Amd y UNE-EN 50083-8 en materia de seguridad eléctrica y de compatibilidad electromagnética para este tipo de instalaciones. Las señales que se distribuyan respetarán las bandas de frecuencias que determine el Reglamento de desarrollo de la Ley. Igualmente, esta red dispondrá de los elementos precisos para proporcionar en las tomas de usuario las señales de los diferentes servicios de TV y Radiodifusión sonora vía terrena y satélite, con los niveles de calidad que fije el Reglamento. •Consideraciones La red para la distribución de la señal la podemos dividir en tres grandes bloques: -RED DE DISTRIBUCIÓN Esta compuesta por dos cables que a modo de verticales o horizontales según el caso, enlazaran el equipo de cabeza con la red de dispersión. -RED DE DISPERSIÓN Esta compuesta por dos cables, uno por cada red de distribución, y es la parte de la red que enlaza mediante los elementos adecuados (derivadores,...) las redes de distribución con la red interior usuario. -RED INTERIOR Distribuye las señales de Radio y Televisión por todo el interior del domicilio del usuario.

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Esta compuesta por: -Punto terminación de red: es el elemento en que comienza la red interior usuario, selecciona el cable de la red de dispersión deseado por el usuario. - Toma de usuario: Es el elemento que permite la conexión a la red de los equipos de usuario. •Diseño. Las señales provenientes de los sistemas captadores, se llevarán a los RITS de cada vertical (RITS 1 para vertical 1/portal 3 y RITS 2 para vertical 2/portal 8), donde se adaptarán y se verificará la mezcla entre las señales terrestres y las de satélite, según indican los esquemas B1/1 y B1/2 del presente proyecto. Así pues verificada la mezcla tendremos dos cables por vertical, uno transmitiendo terrena mas una banda de FI y el otro terrena mas otra banda de FI distinta a la anterior, dichos cables formarán a partir de este momento la red de distribución. La red de distribución de cada portal se canalizará a modo de vertical (con una topología árbol-rama) desde la planta ático hasta la planta baja, según indican los esquemas B1/3 y B1/4 del presente proyecto. Se ubicara un registro secundario por planta (55x100x15 cm para vertical 1 y 45x45x15cm para vertical 2) y portal que será el encargado de enlazar la red de distribución principal con las redes de dispersión de cada vivienda (en cada registro se ubicarán los elementos necesarios para hacer esta operación). La red de distribución terminará en el registro situado en la planta baja de cada portal, y se cerrará con una resistencia de 75 Ω y/o con un elemento final. Las redes de dispersión comenzarán en los registros secundarios ubicados en cada planta y enlazarán la red principal correspondiente con los puntos de acceso usuario, situados en el interior de las mismas. La red interior usuario comenzará en los puntos de acceso y terminará en las diferentes tomas que discurren por el interior del domicilio particular, según indican los esquemas B2.1/B-2.2 del presente proyecto. 1.2.1.2.-Señales de radio difusión sonora y televisión terrenal que se reciben en el emplazamiento de la antena. En el futuro inmueble se han medido las siguientes señales de TV terrena (Utilizando una antena tipo Yagi de banda ancha de 14 dB de ganancia dirreccional para todos los canales de UHF) PROGRAMA FM TVE1 T-5 A-3 C+ TVE2 COFDM

CANAL C-61 C-48 C-51 C-54 C-58 C-66 a C-69

SEÑAL 68 dBµV 68 dBµV 68 dBµV 68 dBµV 68 dBµV 68 dBµV 68 dBµV

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1.2.1.3.- Plan de Frecuencias. Observando el cuadro anterior se llega a la conclusión de que debido al nivel de señal existente, resulta obligatorio distribuir los siguientes canales con titulo habilitante en la zona, cumpliendo así lo dispuesto en el RD-1/1998 de 27 de Febrero

CANAL PROGRAMA MODULACIÓN 51 54 48 61 58 66 67 68 69

Antena 3 Canal + Tele 5 TVE 1 TVE 2 -----

AM AM AM AM AM COFDM COFDM COFDM COFDM

PORTADORA DE VIDEO (Mhz) 711,25 735,25 687,25 791,25 767,25 CANALES DIGITALES CANALES DIGITALES CANALES DIGITALES CANALES DIGITALES

PORTADORA DE AUDIO((Mhz) 716,75 740,75 692,75 796,75 772,75 CANALES DIGITALES CANALES DIGITALES CANALES DIGITALES CANALES DIGITALES

1.2.1.4.- Número de tomas. El número de tomas necesarias para cubrir la infraestructura necesaria en el reparto de radiodifusión sonora y televisión satélite/terrenal, viene mostrado en la siguiente tabla.(Según la vivienda Tipo).

Nº de tomas

VIVIENDA TIPO

A

Portal 3 B C

D

Portal 8 A B

Planta baja

3

2

3

2

3

3

Plantas: 1, 2, 3

3

2

3

2

3

3

Planta ático

3

2

2

2

3

3

Se ubicaran en Salón, Dormitorio principal y Dormitorio secundario según el caso. Las tomas empleadas son del tipo terminal de muy bajas pérdidas en la banda de paso y se necesitará un total de 79 TOMAS BS-112 de la marca Alcad o similar. 1.2.1.5.- Elementos necesarios para el dimensionamiento de la red de radiodifusión sonora. • Sistema de amplificación

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Teniendo en cuenta que tenemos 2 RITS y dos independientes uno de otro tendremos que:

sistemas de amplificación

Las señales procedentes de las antenas de TV terrena (digital y analógica), FM y (previsión) del LNB de cuádruple polaridad, en total 1 cable para FM,1 cable para TV terrena y (previsión) 4 o más cables para TV vía satélite, se llevarán al RITS correspondiente, donde se ubicará el equipo amplificador de cabecera de las señales terrenas y satélites. Se instalará un equipo amplificador (por RITS) monocanal con desmezcla y mezcla en Z, que constará de soporte, una fuente de alimentación, 6 módulos amplificadores (53 dB) para UHF, un amplificador multicanal de 4 canales C/66 al 69 de 53 dB de ganancia para los canales digitales (COFDM) ,un módulo amplificador (30 dB) para FM, con dos salidas para la señal de RF-COFDM por cada una de las cuales se distribuirán las señales terrenas. Las señales de RF-COFDM provenientes de las dos salidas del sistema amplificador correspondiente se llevarán a los correspondientes mezcladores, donde se mezclaran con las señales del satélite de referencia, obteniéndose a la salida de los mismos dos cables (por vertical) con señales comprendidas entre los 47Mhz y los 2150Mhz. A partir de este momento la señal obtenida se distribuirá a modo de dos verticales (una por cada portal) por todas las viviendas del inmueble de referencia. (Plano B1/3 y B1/4 del presente proyecto). Una vez montados los “conjuntos” amplificadores de cabecera, deberán ajustarse con los siguientes valores de tensión de salida: -Equipo de cabecera vertical 1: El sistema de FM se ajustará para dar una tensión de salida de 105 dBµ µ V.

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El sistema de amplificadores TERRESTRES se ajustará para dar tensión de salida de dBµ µ V en UHF-AM y 100 dBµ µ V en UHF-COFDM.

El sistema de amplificadores de SATÉLITE (en sus dos redes) se ajustará para dar una tensión de salida de 105 dBµ µ V. (instalación no contemplada en el presente proyecto) -Equipo de cabecera vertical 2: El sistema de FM se ajustará para dar una tensión de salida de 105 dBµ µ V.

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El sistema de amplificadores TERRESTRES se ajustará para dar tensión de salida de dBµ µ V en UHF-AM y 97 dBµ µ V en UHF-COFDM.

El sistema de amplificadores de SATÉLITE (en sus dos redes) se ajustará para dar una tensión de salida de 100 dBµ µ V. (instalación no contemplada en el presente proyecto) •Punto de distribución y dispersión Situado en los Registros secundarios ubicados en cada Vertical, realiza la unión entre la red de distribución y la red de dispersión. Está formado por derivadores de diferentes características según las necesidades del dimensionamiento de la red. Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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En los registros de la vertical 1 se instalaran derivadores de 4 salidas más paso, y en los de la vertical 2 se instalarán derivadores de 2 salidas mas paso; todos ellos serán de diferentes características (según el caso), teniendo en cuenta que tenemos 2 verticales y cada vertical dos cables de distribución, de manera que, mediante la red de dispersión, que estará formada de 2 cables por vivienda, se llevará a cada una las mismas las señales de la red de distribución correspondiente. Los últimos derivadores de cada “vertical” serán cargados en el paso con una resistencia de 75 Ω. Pondremos especial atención en instalar los derivadores adecuados a cada registro y vertical, para lo que observaremos detalladamente los Planos B1/3 y B1/4 del presente proyecto. Se utilizarán por tanto un total de:

DERIVADOR FD-419 FD-413 FD-410 FD-219 FD-213 FD-210

Unidades 4 4 2 4 4 2

Productos Alcad o similar. •Punto de acceso al usuario Situado en el interior de la vivienda estará compuesto por: -Punto de terminación de red.- PTR Es el elemento en el que comienza la red interior del usuario y permitirá a éste, la selección del cable de la red de dispersión que desee (básicamente un PTR permite el paso del cable de la red de dispersión deseado, cargando con una resistencia de 75Ω el cable sobrante). Se utilizarán por tanto un total de 30 PT-001 de Alcad o elemento similar. -Distribución interior de usuario. Es el elemento encargado de distribuir la señal a las diferentes tomas de usuario. Se utilizarán por tanto un total de 30 distribuidores Alcad FI-473 o similar, para servir a 2 o 3 tomas de usuario (según el caso), cuya entrada se conectará mediante latiguillo y conector al PTR, y sus salidas se llevaran directamente hacia cada toma. Las salidas no utilizadas se cargarán con una resistencia de 75Ω. 1.2.1.6.- Cálculo de parámetros básicos de la instalación. •Respuesta Amplitud /Frecuencia Las siguientes tablas muestran las atenuaciones en todas las tomas, tomando cada una su dirección correspondiente. Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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FM 100 UHF (Mhz) FI (Mhz) Mhz 470 862 950 2150 SALÓN 45,62 43,31 40,44 41,66 39,62 VIVIENDA A DORMIT 1 45,79 43,70 40,97 42,47 40,51 DORMIT 2 45,82 43,76 41,06 42,60 40,66 SALÓN 45,60 43,25 40,35 41,52 39,47 VIVIENDA B P. ÁTICO DORMIT 1 45,65 43,38 40,53 41,79 39,77 SALÓN 45,48 42,99 39,99 40,98 38,87 VIVIENDA C DORMIT 1 45,60 43,25 40,35 41,52 39,47 SALÓN 45,48 42,99 39,99 40,98 38,87 VIVIENDA D DORMIT 1 45,60 43,25 40,35 41,52 39,47 SALÓN 46,42 44,66 42,06 43,80 42,46 VIVIENDA A DORMIT 1 46,59 45,04 42,59 44,61 43,35 DORMIT 2 46,59 45,04 42,59 44,61 43,35 SALÓN 46,36 44,53 41,88 43,53 42,16 VIVIENDA B DORMIT 1 46,42 44,66 42,06 43,80 42,46 PLANTA 3 SALÓN 46,25 44,28 41,53 42,99 41,57 VIVIENDA C DORMIT 1 46,36 44,53 41,88 43,53 42,16 DORMIT 2 46,25 44,28 41,53 42,99 41,57 SALÓN 46,25 44,28 41,53 42,99 41,57 VIVIENDA D DORMIT 1 46,36 44,53 41,88 43,53 42,16 SALÓN 41,89 40,44 38,09 40,31 40,15 VIVIENDA A DORMIT 1 42,06 40,83 38,63 41,12 41,05 DORMIT 2 42,06 40,83 38,63 41,12 41,05 SALÓN 41,83 40,32 37,92 40,04 39,86 VIVIENDA B DORMIT 1 41,89 40,44 38,09 40,31 40,15 PLANTA 2 SALÓN 41,72 40,06 37,56 39,50 39,26 VIVIENDA C DORMIT 1 41,83 40,32 37,92 40,04 39,86 DORMIT 2 41,72 40,06 37,56 39,50 39,26 SALÓN 41,72 40,06 37,56 39,50 39,26 VIVIENDA D DORMIT 1 41,83 40,32 37,92 40,04 39,86 SALON 43,16 42,33 40,63 43,12 44,05 VIVIENDA A DORMIT 1 43,32 42,71 41,16 43,93 44,94 DORMIT 2 43,32 42,71 41,16 43,93 44,94 SALON 43,10 42,20 40,45 42,85 43,75 VIVIENDA B DORMIT 1 43,16 42,33 40,63 43,12 44,05 PLANTA 1 SALON 42,99 41,94 40,09 42,31 43,15 VIVIENDA C DORMIT 1 43,10 42,20 40,45 42,85 43,75 DORMIT 2 42,99 41,94 40,09 42,31 43,15 SALON 42,99 41,94 40,09 42,31 43,15 VIVIENDA D DORMIT 1 43,10 42,20 40,45 42,85 43,75 SALON 43,22 41,71 40,66 43,93 45,94 VIVIENDA A DORMIT 1 43,39 42,10 41,20 44,74 46,84 DORMIT 2 43,39 42,10 41,20 44,74 46,84 SALON 43,17 41,58 40,48 43,66 45,64 VIVIENDA B DORMIT 1 43,22 41,71 40,66 43,93 45,94 P. BAJA SALON 43,06 41,33 40,13 43,12 45,05 VIVIENDA C DORMIT 1 43,17 41,58 40,48 43,66 45,64 DORMIT 2 43,06 41,33 40,13 43,12 45,05 SALON 43,06 41,33 40,13 43,12 45,05 VIVIENDA D Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones. DORMIT 1 43,17 41,58 40,48 43,66 45,64 ERTICAL 1

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VERTICAL 2

P. ÁTICO

PLANTA 3

PLANTA 2

PLANTA 1

P. BAJA

SALÓN VIVIENDA A DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA B DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA A DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA B DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA A DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA B DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA A DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA B DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA A DORMIT 1 DORMIT 2 SALÓN VIVIENDA B DORMIT 1 DORMIT 2

FM 100 Mhz 44,71 44,76 44,54 44,54 44,60 44,37 45,38 45,43 45,21 45,21 45,26 45,04 41,49 41,60 41,38 41,38 41,43 41,21 42,26 42,37 42,14 42,09 42,20 41,98 41,52 41,64 41,41 41,36 41,47 41,24

UHF (Mhz) 470 862 43,00 40,70 43,13 40,88 42,62 40,17 42,62 40,17 42,75 40,35 42,24 39,64 43,89 42,04 44,02 42,22 43,50 41,50 43,50 41,50 43,63 41,68 43,12 40,97 38,64 36,69 38,90 37,05 38,39 36,34 38,39 36,34 38,52 36,52 38,00 35,80 39,93 38,43 40,18 38,78 39,67 38,07 39,54 37,89 39,80 38,25 39,29 37,54 39,71 37,66 39,97 38,02 39,46 37,31 39,33 37,13 39,58 37,48 39,07 36,77

FI (Mhz) 950 2150 41,56 39,06 41,83 39,36 40,75 38,17 40,75 38,17 41,02 38,47 39,94 37,28 43,17 41,36 43,44 41,66 42,36 40,46 42,36 40,46 42,63 40,76 41,55 39,57 38,51 37,85 39,05 38,45 37,97 37,26 37,97 37,26 38,24 37,56 37,16 36,36 40,52 40,75 41,06 41,34 39,98 40,15 39,71 39,85 40,25 40,45 39,17 39,26 40,53 41,64 41,07 42,24 39,99 41,05 39,72 40,75 40,26 41,34 39,18 40,15

•Nivel de señal mínimo en la toma más desfavorable La tabla anterior muestra los niveles de atenuación en todas las tomas del edificio. Para calcular el nivel de señal mínimo en la toma más desfavorable, debemos tomar el valor de la toma que tenga más pérdidas, por tanto, obtenemos: Nivel Señal = Nivel señal ajustado cabecera – At en toma Vertical 1 Nivel de señal mínimo en FM ( dormitorio 1, Viv. A, Planta 3 ) Nivel Señal = 105dBµV-46,59= 58,41 dBµ µV Nivel de señal mínimo en UHF ( dormitorio 1, Viv. A, Planta 3 ) Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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Nivel Señal (470Mhz) = 112dBµV- 45,04= 66,96 dBµ µV Nivel de señal mínimo en UHF ( dormitorio 1, Viv. A, Planta 3 ) Nivel Señal (862 Mhz) = 112dBµV- 42,59 = 69,41 dBµ µV Nivel de señal mínimo en COFDM ( dormitorio 1, Viv. A, Planta 3 ) Nivel Señal (862 Mhz) = 100dBµV- 42,59 = 57,41 dBµ µV Nivel de señal mínimo en FI ( dormitorio 2, Viv. B, Planta Baja ) Nivel Señal (950Mhz) = 105dBµV- 44,74 = 60,26 dBµ µV Nivel de señal mínimo en FI (dormitorio 2, Viv. B, Planta Baja ) Nivel Señal (2150 Mhz) = 105dBµV- 46,84 = 58,16 dBµ µV Vertical 2 Nivel de señal mínimo en FM (dormitorio 1, Viv. A, Planta 3 ) Nivel Señal = 105dBµV-45,53= 58,41 dBµ µV Nivel de señal mínimo en UHF (dormitorio 1, Viv. A, Planta 3 ) Nivel Señal (470Mhz) = 110dBµV- 45,04= 64,96 dBµ µV Nivel de señal mínimo en UHF (dormitorio 1, Viv. A, Planta 3 ) Nivel Señal (862 Mhz) = 110dBµV- 42,59 = 67,41 dBµ µV Nivel de señal mínimo en COFDM (dormitorio 1, Viv. A, Planta 3 ) Nivel Señal (862 Mhz) = 97dBµV- 42,59 = 54,41 dBµ µV Nivel de señal mínimo en FI (dormitorio 2, Viv. B, Planta Baja ) Nivel Señal (950Mhz) = 100dBµV- 44,74 = 55,26 dBµ µV Nivel de señal mínimo en FI (dormitorio 2, Viv. B, Planta Baja ) Nivel Señal (2150 Mhz) = 100dBµV- 46,84 = 53,16 dBµ µV Estos valores en toma están comprendidos en el margen que establece el Reglamento para las señales FM, AM-TV ,COFDM-TV ,FM-TVSAT y QPSK-TV que son las que se van a distribuir. •Nivel de señal máximo en toma más favorable Para calcular el nivel de señal máximo en la toma más favorable, debemos tomar el valor de la toma que tenga menos pérdidas, por tanto obtenemos:

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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Nivel Señal = Nivel señal ajustado cabecera – At en toma Vertical 1 Nivel de señal máximo en FM(Salón, Viv. C, Planta Segunda) Nivel Señal = 105dBµV-41,72dB = 63,28 dBµ µV Nivel de señal máximo en UHF(Salón, Viv. C, Planta Segunda) Nivel Señal (470Mhz) = 112dBµV- 40,06 = 71,94 dBµ µV Nivel de señal máximo en UHF(Salón, Viv. C, Planta Segunda) Nivel Señal (862 Mhz) = 112dBµV- 37,56 = 74,44 dBµ µV Nivel de señal máximo en COFDM(Salón, Viv. C, Planta Segunda) Nivel Señal (862 Mhz) = 100dBµV- 37,56 = 62,44 dBµ µV Nivel de señal máximo en FI(Salón, Viv. C, Planta Segunda) Nivel Señal (950Mhz) = 105dBµV- 39,50 = 65,5 dBµ µV Nivel Señal (2150 Mhz) = 105dBµV- 39,26 = 65,74 dBµ µV Vertical 2 Nivel de señal máximo en FM(Dormitorio 2, Viv. B, Planta Segunda) Nivel Señal = 105dBµV-41,21dB = 63,79 dBµ µV Nivel de señal máximo en UHF(Dormitorio 2, Viv. B, Planta Segunda) Nivel Señal (470Mhz) = 110dBµV- 38,00 = 72 dBµ µV Nivel de señal máximo en UHF(Dormitorio 2, Viv. B, Planta Segunda) Nivel Señal (862 Mhz) = 110dBµV- 35,80 = 74,2 dBµ µV Nivel de señal máximo en COFDM(Dormitorio 2, Viv. B, Planta Segunda) Nivel Señal (862 Mhz) = 97dBµV- 35,80 = 61,2 dBµ µV Nivel de señal máximo en FI(Dormitorio 2, Viv. B, Planta Segunda) Nivel Señal (950Mhz) = 100dBµV- 37,16 = 62,84 dBµ µV Nivel Señal (2150 Mhz) = 100dBµV- 36,36 = 63,64 dBµ µV

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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Estos valores en toma están comprendidos en el margen que establece el Reglamento para las señales FM, AM-TV ,COFDM-TV ,FM-TVSAT y QPSK-TV que son las que se van a distribuir. •Relación Señal/Ruido, S/N, en tomas Las señales de TV moduladas en amplitud, AM-TV, con una Red de Cuadripolos conectados en Cascada, ,donde f1/g1 es una Red pasiva y corresponde al cable antena –equipo de cabecera, f2/g2 es una Red activa y corresponde al Equipo monocanal de figura de ruido de 6 dB y ganancia 53 dB, , f3/g3 es pasiva y corresponde a la distribución de la señal, tendrá un factor de ruido total que se obtiene aplicando la formula de Friis , así pues obtendremos: Vertical 1 fT(ud)=f1+(f2-1/g1)+(f3-1/g1.g2) fT(ud)=5,851unidades Expresado en decibelios tenemos: Ft=10.logfT=7,672dB Por tanto, S/N será: S/N =SA-Ruido Térmico de la Antena-Ft Y si queremos una S/N >43 dB que es la mínima que fija el Reglamento para AM-TV, el nivel de Señal a la salida de la antena debe de ser como Mínimo de: SA=43+2+7,672=52,67dBµ µV Análogamente para FM-RADIO tendremos, que si queremos una S/N >38 dB que es la mínima que fija el Reglamento el nivel de Señal a la salida de la antena debe de ser como Mínimo de: SA==45,11dBµ µV Vertical 2 fT(ud)=f1+(f2-1/g1)+(f3-1/g1.g2) fT(ud)=5,80 unidades Expresado en decibelios tenemos: Ft=10.logfT=7,634dB Por tanto, S/N será: S/N =SA-Ruido Térmico de la Antena-Ft Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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Y si queremos una S/N >43 dB que es la mínima que fija el Reglamento para AM-TV, el nivel de Señal a la salida de la antena debe de ser como Mínimo de: SA=43+2+7,634=52,63dBµ µV Análogamente para FM-RADIO tendremos, que si queremos una S/N >38 dB que es la mínima que fija el Reglamento el nivel de Señal a la salida de la antena debe de ser como Mínimo de: SA==45,07dBµ µV •Intermodulación La intermodulación viene limitada por el nivel máximo de tensión de salida, por encima de la cual el amplificador distorsiona (modulación cruzada e intermodulación) (Punto de trabajo marcado por el fabricante) en nuestro caso se plantean dos posibilidades: -Máxima Tensión de salida del Amplificador Principal para AM-TV en ambas cabeceras: Tsal=Tent-PDEMEZCLA+ Ganancia Tsal=68-3+53=118 dBµ µV Donde se puede observar que debido a la tensión de entrada existente la tensión máxima de salida será de 118 dBµV, valor alejado del punto critico de trabajo del amplificador, que estaría situado por encima de 120dBµV, por lo que no existe la posibilidad de intermodulación, ni modulación cruzada. -Máxima Tensión de salida del Amplificador Principal para COFDM-TV en ambas cabeceras: Tsal=Tent-PDEMEZCLAt+ Ganancia Tsal=68-(0,5)+53 =120 dBµ µV Donde se puede observar que debido a la tensión de entrada existente la tensión máxima de salida será de 120 dBµV, valor por encima del punto critico de trabajo del amplificador, que estaría situado por encima de 118dBµV, por lo que actuaremos sobre los atenuadores correspondientes. No obstante es recomendable que la señal Digital modulada en COFDM se encuentre como mínimo 12 dB por debajo de la señal analógica, de este modo garantizamos que los niveles en toma sean los correctos y también la relación portadora ruido, por lo que se extremaran las precauciones, fijándose su ajuste en una señal no superior a 100 dBµV en el caso de la vertical 1 y a 97 dBµV en el caso de la vertical 2. •Ruido térmico El ruido térmico se muestra por un cambio aleatorio de tensión debido a la inducción de la carga eléctrica con movimiento aleatorio y está presente en los terminales de cualquier resistencia por efecto del calor. La perturbación generada por el ruido térmico es más evidente cuanto más débil sea la señal por amplificar y en la pantalla del receptor de TV es visible en forma de la denominada “nieve” Así pues, el ruido térmico producido por una resistencia de 75 Ω es:

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La potencia de ruido térmico viene dada por Pr = K x T x B donde K es la constante de Bolztman en Julios/ºkelvin; T la temperatura absoluta en º kelvin y B el ancho de banda de la señal. Para K=1.38 E(-23) J/ºK

T = 293'K

B= 5 Mhz

Pr = 1.38 E(-23) x 293 x 5E(6) = 202.17E(-l 7) w Para una resistencia de 75 Ω la tensión de ruido es: Pr = Vr 2/75 Vr = 1.232E(-6) voltios; es decir, Vr = 1.232 µV y en dB: Vr(dB) = 1.81dBµV, suele tomarse 2 dBµV 1.2.1.7.- Descripción de los elementos comunes de la instalación. •Sistema captador Es el conjunto de dispositivos encargado de recibir señales que, procedentes de los transmisores, emisores y remisores, se transmiten vía hertziana. En nuestro caso : Antena BU-454 para UHF de Alcad o similar. Antena BU-269 para COFDM de Alcad o similar Antena FM-102 para FM de Alcad o similar. Sus características se ven reflejadas en la siguiente tabla. B GAN ELEM UHF(21-69) 13,6dB 45 COFDM 12,6 27 FM 0dB 1

Z 75Ω 75Ω --

R.O.E APERT REL D/A 34 28dB ≤2 38 20 dB ≤2 360 -≤2

LONG 1155mm 868mm --

RESIS V. 74N 71N 17N

•Amplificador: Es el encargado de recibir las señales provenientes del sistema captador y adecuarlas para la distribución de usuario en las condiciones de calidad requeridas. En nuestro caso: Amplificadores monocanal modulares. Sus características se ven reflejadas en la siguiente tabla. TIPO ZG-401 ZG-201 ZG-669

Banda(Mhz) 470-860 88-108 830-862

A.Banda GAN V máx Sal FR SELEC 8 MHz 53 dB 123 dBµV 6dB 53 dB 20 MHz 30 dB 123 dBµV 5 dB --53dB 118 dBµV ---

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Vcc 24 V 24 V 24V

mA 75 75 75

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REG 20 20 20

Productos Alcad o similar. •Fuente de alimentación. Dispositivos encargados de alimentar los amplificadores de cabecera, sus características vienen reflejadas en la siguiente tabla: TIPO AS-101

Corriente de SAL 1000mA

Tensión de SAL 24V

Tensión de RED 230V+10%

Consumo de RED 40mA

Productos Alcad o similar. •Mezcladores Son dispositivos encargados de recibir señales por sus diferentes entradas y canalizarlas a su salida por un solo cable. El mezclador utilizado es el siguiente. TIPO MF-001

BANDA At. Ins Desacop

Rech Entr

FM/TV FI

>26 dB

1.2 dB ----2 dB >26 dB

Paso de corriente -500Ma

Producto Alcad o similar •Derivadores Son dispositivos que producen una o varias ramificaciones en una línea de distribución de bajada tomando parte de la señal que circula por ella sin prácticamente afectarla. Los derivadores utilizados son FD-219, FD-21 y FD-210 (dos derivaciones y paso) y FD-419,FD413 y FD-410(cuatro derivaciones y paso) cuyas características vienen reflejadas en la siguiente tabla.

TIPO FD-210 FD-213 FD-219 FD-410 FD-413 FD-419

ATENUACIÓN EN DERIVACIÓN ATENUACIÓN DE PASO dBµ µV dBµ µ V SAL 50 Mhz 230 Mhz 860 Mhz 2150 Mhz 50 Mhz 230 860 Mhz 2150 Mhz Mhz 25 22 14,5 9 0.7 0.9 1.5 2.5 2 28 25 17,5 12 0,6 0.7 1.2 2 2 32 30.5 24 17 0.5 0.5 0.8 1.4 2 25 23 15 10.5 1.5 1.5 2.5 4.5 4 28 26 18.5 13.5 1 1.3 2 3 4 33 31 24 18.5 0.5 0.8 1 1.8 4

Productos Alcad o similar •Distribuidores

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Son dispositivos que distribuyen la señal de entrada en múltiples salidas permitiendo la generación de varias líneas de bajada a partir de una entrada. Los distribuidores utilizados son el FI-473 cuyas características se ven mostradas en la siguiente tabla. MODELO FI-473

Paso DC 500mA/34V

SAL 4

DESACOPLO dB FM UHF SAT >20 >20 >16

A. DISTRIBUC dBµV FM UHF SAT 8 8.5 10

Productos Alcad o similar •Cable Es la línea de transmisión encargada de distribución de señales. Los cables utilizados se muestran en la siguiente tabla: MODELO NK11-AB

ATENUACIÓN dB/100m FM UHF FI 4 14.4 29.8

Producto NKF o similar •Tomas Son los elementos que permiten al usuario obtener la señal de línea para aplicarla a la entrada de su televisor. Las tomas terminales de usuario utilizadas son las BS-112 y presentan una atenuación de derivación: Rango Frecuencia 13-862Mhz/TV-R 930-2400Mhz/sat

Select PasoDC ATENUACIÓN >15TV-R 34V FM VHF UHF SAT >15 SAT 500mA 0,2 0,3 1 1,2

DESACOPLO FM-VHF UHF SAT >45 >14 >14

Productos Alcad o similar •Punto de terminación de red (PTR) Es el elemento encargado de recibir las señales de dos líneas de transmisión dando paso a una de ellas cargando la otra con una impedancia de 75Ω. El PTR utilizado es el PT-001de Alcad o similar con características: MODELO PT-001

ATENUACIÓN DE INSERCIÓN 0.3 dB

RANGO FRECUENCIAS 0-2400Mhz

•Cuadro resumen de materiales Cantidad 2 2 2 2 2

Descripción Antena UHF 21/69 Antena COFDM Antena Omnidireccional de F.M. Mástil 3x35mm Base Torreta

Referencia BU-454 BU-269 FM-102

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2 24 2 10 2 2 2 4 22 4 4 2 4 4 2 30 79 45 30 161 90 944

Tramo Torreta con aro m. Cable coaxial intemperie Amplificador monocanal FM Amplificadores monocanales de UHF Amplificador multicanal C/66 a 69 Fuente de Alimentación conmutada Bastidor soporte amplificadores Mezcladores 47MHz-850MHz/950-2150MHz Puentes de mezcla- desmezcla Derivadores Derivadores Derivadores Derivadores Derivadores Derivadores Distribuidores Tomas de TV Cargas blindadas 75Ω conector F Puntos de terminación de Red Conectores “F” Conector macho rápido Cable coaxial NK-11AB

ZG-201 ZG-401 ZG-669 AS-101 ZG-001 MF-001 ZG-002 FD-219 FD-213 FD-210 FD-419 FD-413 FD-410 FI-473 BS-112 RF-077 PT-001

* Productos Alcad ,NKF o Similar 1.2.2- Distribución de Televisión y Radio difusión sonora por satélite. 1.2.2.1.- Selección del emplazamiento de antenas. Parámetros de las antenas receptoras de señal satélite (cuando proceda).Cálculo de los soportes. Debido a las condiciones físicas del edificio y su orientación respecto al sur geográfico, es conveniente para la fijación de antenas Parabólicas, utilizar mástiles de 1,5m 40mm de sección 2 mm de pared, que serán embutidos 0,5 metros en una zapata de hormigón previamente construida en la Cubierta del torreón de ascensores. Los mástiles (dos por cada RITS) irán colocados en la Cubierta del Torreón de ascensores correspondientes, en lugar comunitario, de fácil acceso y con libre orientación hacia el Sur(Detalle en plano A1 del presente Proyecto). Estarán fijados en una zapata de hormigón, sobresaliendo 100cm del suelo, dimensiones suficientes para poner al menos una parabólica. Un mástil de estas características proporciona una carga vertical, horizontal y un momento sobre la base lo suficientemente grandes para soporta antenas parabólicas, que en nuestro caso tendrán un diámetro máximo de 1,20m. (no deben esperarse esfuerzos superiores a los 128 Kg; por lo que el sistema de fijación debe garantizar la absorción del mismo. 1.2.2.2.- Previsión para incorporar las señales de satélite.Debido al tipo de Tipología de la red (47-2150Mhz), es necesaria la distribución en F.I., ya sea por distribución de una polaridad, o por procesado de canales.

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En nuestro caso, debido al numero de redes de dispersión (2),y suponiendo la distribución de canales digitales (modulación QPSK) estamos asegurando la distribución de un mínimo (dependiendo del ancho de banda) de 33 transpondedores por cable de bajada y vertical. Capacidad mas que suficiente para atender las necesidades del mercado actual (Vía Digital y CSD). La discriminación de la red de dispersión no deseada se efectuara conectando una u otra de la manera adecuada en el PTR del usuario, y según las preferencias del mismo. 1.2.2.3.- Mezcla de señales de radio difusión sonora y televisión, de satélite con la terrenal. Las señales procedentes de los LNB de cuádruple banda se llevarán al RITS correspondiente donde se ubicarán los equipos adaptadores y amplificadores de estas señales (Procesadores de FI. y Amplificadores.) obteniendo a la salida de los mismo una señal convenientemente tratada y comprendida en la banda que va desde los 950Mhz a los 2150 Mhz, y que a partir de este momento denominaremos FI .(Instalación no comprendida en el presente proyecto) Como los equipos de cabecera Terrestre utilizados son equipos con desmezcla y mezcla en Z, con dos salidas de RF/COFDM cada uno, se hace necesaria la utilización de mezcladoresdisplexores (dispositivos encargados de recibir señales por sus diferentes entradas y canalizarlas a su salida por un solo cable). Dichos Mezcladores-Displexores convenientemente blindados se utilizarán para canalizar las señales de RF/COFDM (47-900Mhz procedentes de las salidas del amplificador) y las de FI(950-2150Mhz), obteniendo a la salida del mismo señales comprendidas entre 472150Mhz dando así cumplimiento al Real Decreto 1/1998 de 27 de Febrero. 1.2.2.4.- Amplificación necesaria. Realizados los cálculos pertinentes en el punto 1.2.1.5 del presente proyecto se llega a la conclusión de que el sistema amplificador de cabecera que se instale debe dar como máximo una salida de 105 dBµV para la Vertical 1 y 100 dBµV en el caso de la Vertical 2. (Instalación no comprendida en el presente proyecto) . 1.2.3.- Acceso y distribución del servicio de telefonía disponible al público 1.2.3.1.- Establecimiento de la infraestructura de la Red. •Definición: Las instalaciones para servicios de telefonía comienza en la arqueta de entrada y acaba en las Bases de Acceso de Terminal (BAT), o puntos en que se conectan los terminales. Al conjunto de conductores, elementos de conexión y equipos activos que son necesarios para conseguir el enlace entre los BAT y la red exterior de alimentación se denomina RED INTERIOR DEL INMUEBLE.

La podemos dividir en los siguientes bloques: -Red de Alimentación

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Son los cables que enlazan las centrales que proporcionan el servicio con el inmueble, quedando disponibles para el servicio en un punto del interior del mismo. El diseño y dimensionado de esta red así como su realización serán responsabilidad de los Operadores del servicio. -Red de distribución Son los cables multipares que prolongan los pares de la red de alimentación, distribuyéndolos por el inmueble, dejando disponibles una cierta cantidad de ellos en varios puntos estratégicos, para poder dar el servicio a cada posible usuario. La Red de Distribución es única, con independencia del número de Operadores que presten servicio en el inmueble. -Red de Dispersión Es la parte de la red formada por el conjunto de pares individuales (cables de acometida interior) que une la red de distribución con cada domicilio de usuario.

-Red Interior de usuario Es la que partiendo de la red de dispersión transcurre por el interior de la vivienda del usuario y termina en los puntos a los que se conectan los terminales telefónicos. •Elementos de conexión Son los utilizados como puntos de unión o terminación de los tramos de red definidos anteriormente. Los podemos dividir en: -Punto de interconexión Realiza la unión entre las redes de alimentación de los Operadores del servicio y la de distribución. Los pares de las redes de alimentación se terminan en unas regletas de conexión (regletas de entrada) independientes para cada Operador de servicio. Estas regletas de entrada serán instaladas por dichos Operadores. Los pares de la red de distribución se terminan, en otras regletas de conexión (regletas de salida), que serán instaladas por la propiedad del inmueble. -Punto de distribución Realiza la unión entre la red de distribución y la red de dispersión. Esta formado por regletas de conexión, en las cuales terminan por un lado los pares de la red de distribución y por otro los cables de acometida interior de la red de dispersión. Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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-Punto de terminación de red (PTR) El Punto de Terminación de Red (PTR) es el dispositivo en el que termina la red de dispersión y en el que comienza la red interior del domicilio de abonado, permitiendo la delimitación de responsabilidades en cuanto a la generación, localización y reparación de averías. (Suministrado por el operador de telefonía). -Bases de acceso terminal (BAT) Realizan la unión entre la red interior de usuario y cada uno de los terminales telefónicos analógicos o digitales. Si existen los servicios de televisión analógica o digital, vídeo bajo demanda y vídeo a la carta, incluirán tomas de usuario con las características adecuadas para la conexión de los equipos.

1.2.3.2.- Cálculo y dimensionamiento de la red. •Previsión de la demanda Para que la red interior sea capaz de atender la demanda telefónica a largo plazo del inmueble, se realizará una evaluación de las necesidades telefónicas de sus usuarios. Se aplicará para determinar el número de líneas necesarias, los valores siguientes:

VIVIENDA 2 líneas por vivienda La demanda prevista para el edificio es por tanto: 30 viviendas x 2 líneas = 60 líneas 1.2.3.3.- Estructura de distribución y conexión de pares. Tipos de cables.•Diseño de la red -Red de alimentación El diseño y dimensionado de esta parte de red, así como su instalación será siempre responsabilidad del Operador del servicio telefónico, quedando fuera del alcance de este proyecto. -Red de distribución Debido al numero de pares a distribuir y a la topología de la red tendremos dos verticales, las cuales llevarán desde el RITI hacia los puntos de distribución los pares necesarios para dar un correcto abastecimiento a las viviendas.

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Hay que considerar los siguientes pares por vertical y planta:

PLANTA PLANTA ÁTICO PLANTA 3º PLANTA2º PLANTA1º PLANTA BAJA

VERTICAL 2 Nº DE PARES 4 4 4 4 4

CALCULO 2 viviendas x 2 pares 2 viviendas x 2 pares 2 viviendas x 2 pares 2 viviendas x 2 pares 2 viviendas x 2 pares

Observando el cuadro anterior, tenemos que la cifra de demanda prevista en esta vertical para las viviendas (20 pares), se multiplicará por 1,4 lo que asegura una ocupación máxima de la red del 70% para prever posibles averías de algunos pares o alguna desviación por exceso en la demanda de líneas. Esto hace un total de 28 pares, que redondeando al cable multipar normalizado más próximo, obtenemos un valor de 30 pares para la vertical 2. La longitud aproximada de cable necesario para la red de distribución es de 47 m

PLANTA PLANTA ÁTICO PLANTA 3º PLANTA2º PLANTA1º PLANTA BAJA

VERTICAL 1 Nº DE PARES 8 8 8 8 8

CALCULO 4 viviendas x 2 pares 4 viviendas x 2 pares 4 viviendas x 2 pares 4 viviendas x 2 pares 4 viviendas x 2 pares

La cifra de demanda prevista en esta vertical para las viviendas (40 pares), multiplicado por 1,4 hace un total de 56 pares. Redondeando al cable multipar normalizado más próximo, obtenemos un valor de 75 pares para la vertical 1. La longitud aproximada de cable necesario para la red de distribución es de 20 m -Red de dispersión Se instalará un total de 30 cables de acometida interior de dos pares, desde los puntos de distribución(situados en cada portal y vertical) hasta las viviendas del edificio. La longitud aproximada de cable de 2 pares necesario para la red de dispersión es de 109 m La conexión de los cables de acometida se realizará correlativamente de arriba hacia debajo de acuerdo al orden de las viviendas, SEGÚN INDICA EL PUNTO 3.1.2 del pliego de condiciones. -Red interior de usuario La instalación normal será a dos hilos (un par simétrico), una línea. Se dejará la otra línea en el PAU, en previsión de la instalación de una RDSI. Los pares de cada base se conectarán mediante un cable de 2 hilos (un par simétrico) que se llevara hasta la entrada de cada vivienda y se conectará de la manera adecuada al PTR proporcionado por el operador de servicio. La longitud aproximada de cable necesario para la red interior es de 752 m

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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1.2.3.4.- Nº de tomas El número de tomas necesarias para cubrir la infraestructura necesaria en el reparto de Telefonía y RDSI(básico), viene mostrado en la siguiente tabla.(Según la vivienda Tipo)

Nº de tomas

VIVIENDA TIPO

A

Portal 3 B C

D

Portal 8 A B

Planta baja

3

2

3

2

3

3

Plantas: 1, 2, 3

3

2

3

2

3

3

Planta ático

3

2

2

2

3

3

Se ubicaran en Salón, Dormitorio principal y Dormitorio 2 según el caso Las tomas empleadas son bases tipo Bell de 6 vías y se necesitaran un total 79 Bases.

1.2.3.5.- Dimensionamiento de: •Punto de interconexión: -Regletas de salida. En el punto de Interconexión situado en el RITI se concentraran las 2 verticales de la red de Distribución, en total 60 pares. La cifra de demanda prevista de la red de distribución (60 pares) se multiplicará por 1,4 (84) lo que asegura una ocupación máxima de la red del 70% para prever posibles averías de algunos pares o alguna desviación por exceso en la demanda de líneas. Esto hace un total de 84 pares, por lo que se instalarán 9 regletas de 10 pares con las que se puede distribuir hasta 90 pares (9 regletas x 10 pares/regleta = 90 pares) constituyendo a partir de este momento el conjunto de Regletas de Salida del Punto de Interconexión. -Regletas de Entrada. Los pares de la Red de alimentación de los operadores del Servicio terminan en unas Regletas de Conexión denominadas Regletas de Entrada, independientes para cada operador y fuera de alcance de este proyecto Técnico. Estas Regletas serán instaladas por los operadores del servicio, y el número total de pares (para todos los operadores) de las regletas de entrada, será 1,5 veces el numero de pares de las regletas de salida. Así pues y en nuestro caso el número total de pares a instalar en las regletas de entrada será de 126 pares. -Cálculo del Punto de Interconexión. En Resumen, en el punto de interconexión se instalara un chasis soporte de regletas ,capaz de albergar en una vertical los pares de las regletas de salida 84 pares (9 regletas, instalación contemplada en el presente proyecto), y en otra vertical los pares de las regletas de entrada 126 pares (13 regletas instalación no contemplada en el presente proyecto) , sumando Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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los pares de entrada y de salida tendremos un chasis soporte capaz de dar capacidad a 210 pares. La unión entre la regleta de entrada (proporcionada por el operador de servicio) y la regleta de salida se realizará mediante hilos puente tal como indica el apéndice 3 de reglamento de Infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones. •Punto de distribución: En los puntos de Distribución se instalarán regletas de 5 pares, tantas como requiera nuestra instalación. En nuestro caso y según la vertical tendremos: VERTICAL 1: El número adecuado para recoger los pares correspondientes a cada punto de distribución será de 8*1,4 pares por planta =11.2 pares que dividiendo entre la capacidad de las regletas y redondeando obtenemos un total de 3 regletas por planta (plantas: 1, 2, 3, ático y baja). VERTICAL 2: El número adecuado para recoger los pares correspondientes a cada punto de distribución será de 4*1,4 pares por planta =5,6 pares que dividiendo entre la capacidad de las regletas y redondeando obtenemos un total de 2 regletas para las plantas 1ª ,2ª ,3ª , ático y baja. Es obligatorio dejar conectados como mínimo el numero de pares calculado anteriormente por vertical y planta. 1.2.3.6.-Resumen de los materiales necesarios para la red de telefonía •Cables Referencia 75 pares 30 pares 2 pares 1 par simétrico

Nº de conductores 150 60 4 2

Diámetro de conductor 0,5 mm 0.5mm 0,6mm 0,6mm

Cable necesario 20 m 47 m 109 m 752 m

•Chasis repartidor punto de interconexión 1 chasis repartidor con capacidad de 210 pares. 1 unidad Tapa de cubrición opaca en ABS para chasis repartidor. •Regletas de punto de interconexión. 9 unidades de regletas STG de 10 pares 9 unidades de marco portarrótulos de 10 pares 2 juegos de cifras insertables de 1/10-10/100 84 unidades de tapones de identificación SOR. Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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•Regletas de punto de interconexión 25 unidades de regletas de corte STS de 5 pares. 25 soportes metálicos de regletas. 25 Marcos portarrótulos de 5 pares. 1 juego de cifras insertables. •Bases de acceso terminal 79 unidades de toma mural de 6 vías. 1.2.4.- Acceso y distribución del servicio de telecomunicaciones por cable. 1.2.4.1.- Topología de la red.Para el servicio de telecomunicaciones por cable (TLCA), la infraestructura común se limitará a la canalización destinada a albergar la red interior del inmueble. La red de distribución de cable comenzará según el operador del servicio en la arqueta situada en el exterior del inmueble o en la cubierta del edificio con los elementos captadores necesarios para realizar esta operación y terminará en las cajas de mecanismos universales situadas en el interior de los domicilios particulares. En el RITI o en el RITS según el caso y en el espacio reservado para ello se colocarán todos los elementos necesarios para adaptar la señal proveniente de la arqueta o de las antenas exteriores, y adecuarla a las características del inmueble.(Si los elementos están situados en el RITS, una vez procesados, y a través de la canalización de la ICT, partirán los cables de unión con el RITI donde se encuentra situado el punto de interconexión, o distribución final). Del RITI partirán los cables necesarios (topología en estrella)(2 verticales) para dar abastecimiento a todas las viviendas del inmueble, pasarán por los registros secundarios ubicados en cada planta, y de aquí se enlazará con los puntos de acceso usuario. En la red interior de usuario de dejará una guía entre el PAU y toma para la posterior utilización de éste servicio. El diseño y dimensionamiento de esta parte de red, así como su instalación será siempre responsabilidad del Operador del servicio, quedando fuera del alcance de este proyecto. 1.2.4.2.- Número de tomas. El número de tomas necesario para cubrir la infraestructura del inmueble viene mostrado por la siguiente tabla (según la vivienda tipo):

Nº de tomas

VIVIENDA TIPO

A

Portal 3 B C

D

Portal 8 A B

Planta baja

3

2

3

2

3

3

Plantas: 1, 2, 3

3

2

3

2

3

3

Planta ático

3

2

2

2

3

3

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Se ubicaran en Salón, Dormitorio principal y Dormitorio 2 según el caso Observando la anterior tabla es necesario colocar 79 cajas de mecanismos universales ubicadas en el interior de la vivienda y situadas junto a las tomas de Radio y Televisión. 1.2.5.- Canalización e infraestructura de distribución. 1.2.5.1.- Consideraciones sobre el esquema general del edificio. Constará de 2 recintos superiores (RITS) y un recinto inferior (RITI) unidos mediante dos verticales de 10 y 9 tubos de PVC de 40 mm de diámetro cada una de las mismas, dando así un total abastecimiento a todas las viviendas. En plantas 1ª , 2ª , 3ª , ático y Baja portal 3, se situará un registro secundario de 55 x 100 x 15cm del que partirán una canalización secundaria de 3 tubos de PVC (2 tubos de PVC de 20mm de diámetro más uno de 16mm de diámetro) hacia cada vivienda. En plantas 1ª , 2ª , 3ª , ático y Baja portal 8, se situará un registro secundario de 45 x 45 x 15cm del que partirán una canalización secundaria de 3 tubos de PVC (2 tubos de PVC de 20mm de diámetro más uno de 16mm de diámetro) hacia cada vivienda. En planta sótano “vertical”2 además se instalara 1 registro secundario de 45x45x15cm, que servirá de paso hacia el RITI. La red interior de usuario dispondrá de la siguiente estructura dependiendo de la vivienda tipo y de la distancia desde la toma hasta el PAU. *Distancia desde la toma hasta el PAU inferior a 15 m Se materializará mediante una canalización directa de tubo corrugado de 16 mm de diámetro desde el PAU correspondiente hacia cada toma de servicio. *Distancia desde la toma hasta el PAU superior a 15 m Se situarán dos registros de paso, uno de 10x10x8 cm para TB y otro de 17x17x8 cm para RTV y TLCA. Se materializará con tubo corrugado de doble capa de 16 mm de diámetro desde el PAU hasta los registros de paso situados en el distribuidor; desde aquí y hacia cada una de las tomas se continuará con tubo corrugado de 16mm de diámetro. 1.2.5.2.- Arqueta de entrada y Canalización Externa. La canalización que soporta las redes de alimentación de TB y la de TLCA por zona de dominio público desde las centrales suministradoras de estos servicios de telecomunicación hasta el Punto de Entrada General del inmueble, se denomina Canalización Externa. La parte de la Canalización externa que se deriva al inmueble comenzará en una arqueta de entrada, de 80 cm de ancho por 70 cm. de largo y 82 cm de profundidad (dimensiones internas), tendrá una tapa de hormigón armado o en su defecto de fundición provista de cierre de seguridad, tendrá unos soportes o puntos de tensión situados a cada lado de la arqueta siendo capaz de soportar una presión de 5 KN. Se practicarán 8 agujeros de 63 mm de diámetro en dos lados de la arqueta según dibujo A10 del presente proyecto técnico. La arqueta podrá ser normalizada o bien realizada de hormigón armado.

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De la arqueta de entrada hasta el punto de entrada general al inmueble, partirán 8 conductos de PVC de 63 mm.de diámetro exterior, embutidos en un prisma de hormigón, situado a 45 cm de profundidad. La utilización de estos conductos para los distintos servicios de telecomunicaciones será la siguiente: 4 conductos para TB 1 conducto para RDSI 2 conductos para TLCA 1 conducto de reserva 1.2.5.3.- Punto de Entrada General y Registro de enlace. Consiste en un pasamuros capaz de albergar los conductos de 63 mm. de la canalización exterior que provienen de la arqueta de entrada. El Punto de Entrada General terminará por el lado interior del inmueble, en el registro de enlace situado en planta sótano y cuyas dimensiones son 70 x 50x 12 cm (detalles en el plano A1 del presente proyecto).

1.2.5.4.- Canalización de Enlace Inferior y Superior.(Plano A1) La canalización de enlace inferior, soporta los cables de la red de alimentación desde el Punto de Entrada General hasta el Registro Principal (Punto de Interconexión). Está constituida por los conductos de entrada y los elementos de registro intermedios (cajas o arquetas) que fuera preciso para poder facilitar el tendido de los cables de alimentación. Para esta canalización se utilizarán tubos de PVC. Los cuatro tubos destinados a Telefonía Básica serán de 40 mm de diámetro, con capacidad hasta 250 pares y cables de 28 mm de diámetro. Para los dos tubos destinados a TLCA y para el de RDSI puede suponerse un diámetro del cable no superior a 16 mm, por lo que el diámetro mínimo de estos, tres conductos, será de 40 mm en el caso de tubo de PVC. El tubo de reserva será de 40 mm (pues esta medida corresponde al tubo de mayor diámetro). En total se emplearán 8 tubos de PVC de 40 mm La canalización de enlace superior es la que soporta los cables de la red de alimentación desde el sistema captador hasta el interior del RITS(teniendo en cuenta que tenemos dos Recintos superiores) y estará constituida por 4 tubos de PVC de 40 mm∅. En todos los tubos libres se dejara una guía de alambre o de plástico siendo este apartado de obligado cumplimiento. 1.2.5.5.- Registros de instalaciones de telecomunicaciones.

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•Recinto inferior y superior De 12,42m3 y 1m3 de volumen, los recintos para instalaciones de Telecomunicación inferior y superior, respectivamente, RITI y (2)RITS, deberán cumplir la NORMA BÁSICA DE LA EDIFICACIÓN EN MATERIA DE TELECOMUNICACIÓN. Se recomienda expresamente el cumplimiento de los requisitos referentes a toma de tierra y protecciones. Referente a la ventilación de estos recintos, en el caso de que deba ser forzada, la norma establece el uso de dispositivos de ventilación que renueve totalmente el aire del local, al menos seis veces a la hora. Esto equivale a que el dispositivo de ventilación mueva un caudal de unos 92 m3/hora, en ambos recintos para simplificar. Dado el pequeño caudal a mover, puede elegirse un ventilador axial. Conocido el caudal Q, en las curvas caudal-presión, en función de la presión estática pe, que facilitan los fabricantes, observamos aquel punto donde el cruce del caudal Q con una pe, punto de trabajo, se encuentre en la zona central del diagrama del ventilador que estemos seleccionando, punto de rendimiento óptimo, debiendo huirse de las zonas extremas ante la posibilidad de ventiladores de bajo rendimiento e inestables. Hay que tener en cuenta que estas curvas características están determinadas para una temperatura del aire de 20ºC y una presión barométrica de 760 mm de Hg, lo que equivale a una densidad de 1.2 Kg/m3. Para otras condiciones de presión atmosférica y temperatura existen tablas que facilitan el coeficiente de corrección adecuado. Es recomendable elegir ventiladores, que cumpliendo el requisito de caudal especificado, tengan las mínimas velocidades del rotor posibles, lo cual contribuir a disminuir el ruido. •Equipamiento de los recintos - Equipamiento eléctrico Se habilitará una canalización eléctrica directa hasta el cuarto de contadores del inmueble, constituida por cables de cobre con aislamiento hasta 750 V y de 2 x 6 + T mm2 de sección, irá en el interior de un tubo de PVC, empotrado o superficial, con diámetro mínimo de 29 mm. La citada canalización finalizará en el correspondiente cuadro de protección, que tendrá las dimensiones suficientes para instalar en su interior las protecciones mínimas suficientes para instalar en su interior las protecciones mínimas, y una previsión para su ampliación en un 50%, que se indican a continuación: Hueco para el posible interruptor de control de potencia (I.C.P.) Interruptor magnetotérmico de corte general: Tensión nominal 230/400 Vca, Intensidad nominal 25 A, Poder de corte 6 kA.

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Interruptor magnetotérmico de corte unipolar para la protección del alumbrado y enchufes del recinto: Tensión nominal 230/400 Vca, Intensidad nominal 15 A, Poder de corte 6 kA. Para cada uno de los posibles servicios, el mencionado cuadro de protección dispondrá de espacio suficiente para que cada operador instale los siguientes elementos: Interruptor magnetotérmico de corte unipolar: Tensión nominal 230/400 Vca, Intensidad nominal 25 A, Poder de corte 6 kA. Interruptor diferencial de corte unipolar: Tensión nominal 230/400 Vca, Frecuencia 50-60 Hz, Intensidad nominal 25 A, Intensidad de defecto 30 mA, Resistencia de cortocircuito 6 kA. El citado cuadro de protección se situará lo más próximo posible a la puerta de entrada, tendrá tapa y podrá ir instalado forma empotrada o superficial. Podrá ser de material plástico autoextinguible o metálico. Deberá tener un grado de protección mínimo IP 40. Dispondrá de un regletero apropiado para la conexión del cable de puesta a tierra. En cada recinto habrá, como mínimo, dos bases de enchufe con toma de tierra y de capacidad mínima de 16 A. Se dotará con cables de cobre con aislamiento hasta 750 V y de 2 x 2,5 + T mm2 de sección. -Alumbrado. Se habilitarán los medios para que en los RIT exista un nivel medio de iluminación de 300 lux, así como una aparato de iluminación autónomo de emergencia. 1.2.5.6.- Registro Principal Para Telefonía se ubicará en el Recinto de Instalaciones de Telecomunicación Inferior del edificio. Debido al nº de pares a distribuir (84 pares), se instalará un repartidor mural con 2 verticales y capacidad hasta 210 pares, una vertical se empleará para salida donde se montarán las 9 regletas de 10 pares con sus correspondientes porta etiquetas de identificación, estando la otra reservada para las regletas de entrada que situará el Operador que vaya a proporcionar el servicio de telefonía. El repartidor llevará una tapa de cubrición opaca, en ABS o armario similar. Sus dimensiones serán las necesarias para albergar todos los elementos descritos en el párrafo anterior. Para TLCA se ubicará en el Recinto de Instalaciones de Telecomunicación Inferior del edificio y se dejara el espacio delimitado para la posterior instalación de equipos. Para los de TV se ubicarán en los Recintos de Instalaciones de Telecomunicaciones Superiores de cada uno de los portales y sus dimensiones serán las necesarias para albergar todos los elementos descritos en el apartado correspondiente.

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1.2.5.7.- Canalización Principal y Registros Secundarios - Canalización principal Es la que soporta la Red de Distribución de la ICT del inmueble, conecta el RITI y el RITS entre sí y éstos con los Registros Secundarios. En nuestro caso, la canalización principal, la dividimos en dos verticales donde emplearan los siguientes tubos por cada una de ellas: •RTV: 2 tubos de 40 mm por vertical (mínimo exigido por la norma técnica de ICT). •Telefonía: 1 tubo de 40 mm (por cable Multipar) •Telecomunicaciones por cable (TLCA): 2 tubos de 40 mm por cada 8 viviendas o fracción •Reserva: 1 tubo por cada 4 tubos o fracción de los calculados en los puntos anteriores. Así pues el número de tubos por vertical y según servicios será el mostrado en la siguiente tabla, teniendo en cuenta que la topología de las telecomunicaciones por cable es en estrella:

VERTICALES

TELEVISIÓN

TELEFONÍA

TLCA

RESERVA

TOTAL

1 2

2 2

1 1

6 4

3 2

12 9

• Resumen : La canalización Principal estará compuesta por Tubos de PVC de 40 mm de diámetro, con un numero de tubos dependiendo de cada vertical.(Plano A1) En todos los tubos libres se dejara una guía de alambre o de plástico siendo este apartado de obligado cumplimiento. - Registros secundarios Son los registros encargados de comunicar la canalización principal con la canalización secundaria, tendrán unas dimensiones de 55x100x15cm para el caso de la vertical 1 y de 45x45x15cm para el caso de la Vertical 2. Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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Se instalarán a 30 cm del techo en su parte más alta, practicando un hueco de las dimensiones antes especificadas. Las paredes del fondo y laterales deberán quedar perfectamente enlucidas y, en las del fondo, se adaptará una placa de material aislante (madera o plástico) para sujetar con tornillos los elementos de conexión correspondientes. Deberán quedar perfectamente cerradas con tapa o puerta de plástico o metálica y llevarán un cerco metálico que garantice la solidez e indeformabilidad del conjunto. En todos los tubos libres se dejara una guía de alambre o de plástico siendo este apartado de obligado cumplimiento. 1.2.5.8.- Canalización Secundaria y Registros de Paso. Es la que soporta la Red de Dispersión. Esta formada por las canalizaciones secundarias propiamente dichas y los registros de terminación de red. Conecta los registros secundarios con los registros de terminación de red. La canalización secundaria une directamente los registros secundarios de cada vertical y planta con los PAU correspondientes (no hay registros de paso) y consta de tres tubos por vivienda cuyas dimensiones mínimas se determinarán en la siguiente tabla.

PORTALES 3 y 8 Todas las viviendas Tubo TB+RDSI 16 mm de ∅ Tubos de TLCA 20 mm de ∅ Tubos de RTV 20 mm de ∅ mm ∅.

En total se utilizarán 218 m de tubo de PVC de 20mm ∅ y 109 m de tubo de PVC de 16

En todos los tubos libres se dejara una guía de alambre o de plástico siendo este apartado de obligado cumplimiento. 1.2.5.9.- Registros de Terminación de RED. Estarán en el interior de la vivienda y empotrados en la pared, siendo: El de TB+RDSI será una caja de 10x17x4 cm . Estará provista de tapa. En RTV será una caja de 20x30x6 cm provista de tapa. El de TLCA será una caja de 20x30x6cm provista de tapa. En total se instalarán 60 cajas de 20x30x6 y 30 cajas de 10x17x4 cm, Todos los registros de terminación de red dispondrán de toma de corriente de 220V y una sección de cable de 2x1,5mm

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Estarán situados entre 20 y 180cm del suelo. 1.2.5.10.- Canalización interior de usuario Es la que soporta la Red Interior de Usuario. Está formada por las canalizaciones interiores de usuario propiamente dichas y los Registros de Toma. Se materializa con tubos del material corrugado de doble capa. La red interior de usuario dispondrá de la siguiente estructura dependiendo de la vivienda tipo y de la distancia desde la toma hasta el PAU. *Distancia desde la toma hasta el PAU inferior a 15 m Se materializará mediante una canalización directa de tubo corrugado de 16 mm de diámetro desde el PAU correspondiente hacia cada toma de servicio. *Distancia desde la toma hasta el PAU superior a 15 m Se situarán dos registros de paso, uno de 10x10x8 cm para TB y otro de 17x17x8 cm para RTV y TLCA. Se materializará con tubo corrugado de doble capa de 16 mm de diámetro desde el PAU hasta los registros de paso situados en el distribuidor; desde aquí y hacia cada una de las tomas se continuará con tubo corrugado de 16mm de diámetro. En total se emplearán: 2256 m de tubo corrugado de 16 mm de diámetro. 9 Registros de paso de 17x17x4cm 9 Registros de paso de 10x10x4cm En todos los tubos libres se dejara una guía de alambre o de plástico siendo este apartado de obligado cumplimiento. 1.2.5.11.- Registros de toma. Irán empotrados en la pared, son cuadrados y dispondrán de al menos dos orificios separados entre sí 6cm para la fijación de la toma de usuario. Se instalaran en Cocina Salón y Dormitorio Principal (según la vivienda tipo) En total se emplearán 237 cajas de mecanismos. Los registros de toma tendrán en sus inmediaciones (máximo 50 cm) una toma de corriente alterna.

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1.2.5.12.- Cuadro resumen de materiales necesarios: CANTIDAD (m/unidades) 32 632 109 218 2256 237 9 9 60 30 1 1 5 6

MATERIAL Tubo de PVC de 63 mm ∅ Tubo de PVC de 40 mm ∅ Tubo de PVC de 16 mm ∅ Tubo de PVC de 20 mm ∅ Tubo corrugado de 16mm ∅ Caja universal de mecanismos, en PVC Caja de PVC de 10 x 10 x 4 cm Caja de PVC de 17 x 17 x 4 cm Caja de PVC de 20x 30 x 6 cm Caja de PVC de 10 x 17 x 4 cm Tapas de acero lacado de 70 x 50 x 12 cm Arqueta de entrada 80 x 70 x 82 cm Tapas de acero lacado de 55x100 x15 cm Tapas de acero lacado de 45 x 45 x 15 cm

1.2.6.- CONCLUSIONES Considerando que cuanto acabamos de exponer aclarará suficientemente las instalaciones que nos ocupan sometemos el presente proyecto a la consideración de los Organismos Oficiales correspondientes en espera que merezca la aprobación. La obra será ejecutada y se verificará mediante personal especializado y provisto de la correspondiente autorización de la Dirección General de Telecomunicaciones.

XXXXX a Julio de 2000

Fdo: XXXXXXX

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- Objetivo y campo de la aplicación. El presente pliego de condiciones, determina las exigencias mínimas requeridas para la ejecución de una I.C.T. en un edificio de nueva construcción. - Ejecución del Trabajo. Corresponde al contratista la responsabilidad en la ejecución de los trabajos y el cumplimiento de la ordenanza de Seguridad e Higiene en el trabajo. - Legislación social. Igualmente está obligado el contratista al cumplimiento de la Reglamentación del Trabajo y demás disposiciones que regulan la relación Patrono-Obrero, accidentes de trabajo, seguro obligatorio, subsidios y todas aquellas de carácter social vigente.

3.1.- Condiciones particulares. 3.1.1.- Radiodifusión sonora y Televisión •Características de los sistemas de captación. -Antena de UHF Tipo Yagi canales terrestres con modulación AM Ganancia direccional de al menos 14 dB entre 460 y 850 Mhz. Relación D/A de al menos 28 dB Dotadas de adaptador de impedancias-asimetrizador Deben estar adecuadamente protegidas contra la corrosión. Deben presentar una superficie útil al viento de menor de 310cm2 Las condiciones de seguridad de las antenas, mástiles y torreta se fijan en apartado de condiciones particulares. -Antena de UHF Tipo Yagi canales terrestres con modulación COFDM Ganancia direccional de al menos 12,6 dB entre 460 y 850 Mhz. Relación D/A de al menos 20 dB Dotadas de adaptador de impedancias-asimetrizador Deben estar adecuadamente protegidas contra la corrosión. Deben presentar una superficie útil al viento de menor de 310cm2 Las condiciones de seguridad de las antenas, mástiles y torreta se fijan en apartado de condiciones particulares. -Antena de FM De tipo circular ,polarización H/V con una ganancia menor de 1,relación D/A 0 dB Deben estar adecuadamente protegidas contra la corrosión. •Características de los elementos activos.

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-Amplificación Los amplificadores modulares de cabecera serán de 53 dB de ganancia en UHF y 30 dB en FM, figura de ruido <5 dB en FM; y menor de 7 en UHF con control automático de ganancia(CAG) Deben ser regulables en una margen de 20 dB. con rechazos del canal adyacente >30 ó >45 dB. en FM y UHF respectivamente y proporcionar una señal de salida de 120 dBµv, cumpliendo las normas de calidad de señal que establece el Reglamento en cuanto a Ganancia y Fase Diferenciales, interferencias de Frecuencia Única, intermodulación simple e intermodulación múltiple. El amplificador multicanal “OFDM” de cabecera deberá tener un rango de frecuencia de trabajo comprendido entre 830Mhz y 862 Mhz, con una ganancia en los canales comprendidos en dicho margen de 53dB. Deben ser regulables en una margen de 20 dB. y proporcionar una señal de salida de 120 dBµv, cumpliendo las normas de calidad de señal que establece el Reglamento en cuanto a Ganancia y Fase Diferenciales, interferencias de Frecuencia Única, intermodulación simple e intermodulación múltiple. -Fuentes de alimentación El tipo de regulación deberá de ser conmutado, con una tensión de red (50Hz) de 207 a 253 Vca, siendo capaz de proporcionar una tensión de salida de 24Vdc + 5%,corriente máxima de salida de 1A •Características de los elementos pasivos. -Tramos de red de distribución. dispersión, de usuario y PTR El cable coaxial que se utilice, así como los demás elementos pasivos, derivadores, distribuidores y tomas, deberán reunir los requisitos de ancho de banda e impedancia y la instalación deberá cuidarse con vistas a conseguir la perfecta adaptaci6n de impedancias, de modo que se cumplan los requisitos de respuesta Amplitud-frecuencia en canal y en banda, y las Perdidas de retorno en cualquier punto de la red que establece el Reglamento, concretamente una ROE máxima de 1.925 ó de 3.07 para V/U ó FI. - Derivadores De 75 Ω. de impedancia y pérdidas mínimas de retorno de 10 y 6 dB en V/U y FI, Io que equivale a ROE máximas de 1.925 y 1,66 respectivamente. Ondulación de banda: +1,5%,desacoplo direccional >23dB. El rechazo entre salidas en todos los derivadores es mayor de 22 dB. Debe de estar debidamente blindados, según normas CE -Tomas Se utilizarán tomas finales separadoras, que separan las señales de TV/FM y FI mediante filtros de banda. El desacoplo entre 2 tomas cualesquiera de un usuario, deberá ser >= 20 dB , como fija el Reglamento, aunque con la instalación prevista, a la atenuación inversa de la toma terminal, Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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debe sumarse la producida por cable y distribuidor del PTR, lo que facilita el desacoplo, resultando mayor de los 20 dB. preceptivos. Con paso de corriente de hasta 500mA y deben de ser transparentes a las señales de control (Diseq-0/22Khz).

-Cable •Red principal, Red de dispersión y Usuario El cable a utilizar, de 75 Ω. de impedancia característica, deberá cumplir los demás requisitos técnicos que sobre atenuación, pérdidas de retorno, velocidad relativa de propagación y apantallamiento, que determine el Reglamento, no debiendo sobrepasar su atenuación los 17,8dB/100m a 850 Mhz y los 29,8dB/100m a 2150Mhz. -Torreta Deben de tener como mínimo las siguientes exigencias: Tramos de 3m. sección recta equilátera de 180 cm. Tubos de acero principales de 20x2 mm. Varillas de acero transversales de 6 mm. Riostras con cable de acero de carga de ruptura de 140 a 150 Kg/mm2 Juegos de riostras colocados en la torreta a 4 y 9m. del suelo y sujetados mediante grilletes. Juegos de riostras sujetas a la argolla del pilón base mediante tensores Base de placa rígida de empotrar no basculante. -Mástil antenas terrestres Deben de tener como mínimo las siguientes exigencias: Tramos máximo de 3m. sección 40 mm, pared interior de 1,5mm Tubos de Acero Zincado o Galvanizado. Momento máximo de 170Nm -Mástil antenas Parabólicas Deben de tener como mínimo las siguientes exigencias: Tramos máximo de 1,5m. sección 40 mm, pared interior de 2mm reforzada. Tubos de Acero Zincado o Galvanizado. 3.1.2.- Telefonía disponible al público •Características de las regletas Están constituidas por un bloque de material aislante provisto de un número variable de terminales. En el proyecto se emplearán regletas de 5 y 10 pares. El sistema de conexión es por desplazamiento de aislante, realizándose la conexión mediante herramienta especial.

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Características de las Regletas. Las regletas que se emplearán son de corte y prueba, por lo que están preparadas para medir hacia ambos lados sin levantar las conexiones. La resistencia a la corrosión de los elementos metálicos soporta las pruebas estipuladas en la Norma UNE 20501-83 (II-11). ∅ conductores n 0,4 a 0,8 mm ∅ máximo de aislante: 1,5 mm Rigidez dieléctrica : > 4 500 V Resistencia de los contactos : < 6 mΩ. Resistencia de aislamiento a 500 V : > 10.000 MΩ STG C (10 p.)

M

ESQUEMA FUNCIONAL Continuidad Corte Visualización Serie Visualización centralizada Prueba paralelo Prueba serie Test de protección múltiple

STS C (5 p.)

* * * * * * *

M * *

* *

•Características de los Cables Están formados por pares trenzados con conductores de cobre electrolítico puro de calibre 0,5 mm de diámetro, aislado con una capa continua de plástico coloreada según código de colores. Red de Distribución La cubierta del cable multipar, empleado en la red de distribución, estará formada por una cinta de aluminio-copolímero de etileno y una capa continúa de polietileno colocada por extrusión para formar un conjunto totalmente estanco. Red de Dispersión En la red de dispersión se utilizan cables de dos pares, cuya cubierta estará formada por una capa continua de plástico de características ignífugas. Red Interior En la red interior de usuario se utilizan cables de 1 par, cuya cubierta estará formada por una capa continua de plástico de características ignífugas. Las capacidades y diámetros exteriores del cable serán: Nº DE PARES DIAMETRO MÁXIMO (mm) 75 25 30 18 2 5 1 4 Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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•Bases de acceso terminal (BAT) para el Servicio Telefónico Básico Conector hembra tipo Bell de 6 vías, cumpliendo lo especificado en el RD 1376/89. 3.1.3.- Infraestructura. -Tubos Los de canalización principal y enlace deberán ser de PVC rígido, según la Norma UNE 53112 con la pared interior lisa y rigidez dieléctrica de 15 Kv/mm . Los de canalización secundaria serán de pared interior lisa y flexibles. El espesor de los tubos de la canalización de enlace será 2,4mm y 1,8mm para el resto. Los de canalización interior usuario serán corrugados de doble capa cumpliendo lo especificado en el RD 11/1998 - Registro Principal Para TB y TLCA es una caja de material aislante.(con las dimensiones necesarias para albergar la previsión de servicios para el inmueble.) - Registros Secundarios Se instalarán en lugar comunitario de fácil acceso a 30 cm del techo en su parte más alta, practicando un hueco de las dimensiones antes especificadas. Las paredes del fondo y laterales deberán quedar perfectamente enlucidas y, en las del fondo, se adaptará una placa de material aislante (madera o plástico) para sujetar con tornillos los elementos de conexión correspondientes. Deberán quedar perfectamente cerradas con tapa o puerta de plástico o metálica y llevarán un cerco metálico que garantice la solidez e indeformabilidad del conjunto. El acceso a estos registros estará controlado y la llave estará en poder del presidente de la comunidad de propietarios, o de la persona o personas en quien deleguen, que facilitarán el acceso a los distintos operadores para efectuar los trabajos de instalación y mantenimiento necesarios. Cajas o registros de paso, terminación de red y toma Son de PVC rígido, con una rigidez dieléctrica de 15 Kv/mm, un espesor de 2 mm y grado de protección IP 335. Están provistas de tapa del mismo material Los registros de toma tendrán en sus inmediaciones (máximo 50cm) una toma de corriente alterna. •Recintos de instalaciones de telecomunicaciones. Los recintos dispondrán de espacios delimitados en planta para cada tipo de servicio de telecomunicación En cualquier caso tendrán una puerta de acceso con apertura hacia el exterior y dispondrán de cerradura con llave común para los distintos usuarios autorizados. El acceso a Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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estos recintos estará controlado y la llave estará en poder del presidente de la comunidad de propietarios o del propietario del inmueble, o de la persona o personas en quien deleguen, que facilitarán el acceso a los distintos operadores para efectuar los trabajos de instalación y mantenimiento necesarios. • Características constructivas. Los recintos de instalaciones de telecomunicaciones, deberán tener las siguientes características constructivas mínimas: Paredes y techo con capacidad portante suficiente El sistema de toma de tierra se hará según lo dispuesto en el apartado 6 del presente pliego de condiciones. • Ubicación de los recintos. Los recintos estarán situado en zona comunitaria sobre la rasante; de estar a nivel inferior se le dotará de sumidero con desagüe que impida la acumulación de aguas. En los casos en que pudiera haber un centro de transformación de energía próximo, caseta de maquinaria de ascensores o maquinaria de aire acondicionado, los recintos de instalaciones de telecomunicaciones se distanciarán de estos un mínimo de dos metros, o bien se les dotará de una protección contra campo electromagnético prevista en el punto 7.3 del real decreto ley 1/1998, del 27 de febrero. Se evitará en la medida de los posible, que los recintos se encuentren en la proyección vertical de canalizaciones o desagües y, en todo caso, se garantizará su protección frente ala humedad. • Ventilación. Los recintos dispondrá de ventilación natural directa, ventilación natural forzada por medio de conducto vertical y aspirador estático, de ventilación mecánica que permita una renovación total del aire del local al menos dos veces a la hora. • Arquetas de entrada. Deberán soportar las sobrecargas normalizadas en cada caso y el empuje del terreno. La tapa será de hormigón armado o fundición. Las arquetas de entrada, dispondrán de dos puntos para tendido de cables en paredes opuestas a las entradas de conductos, que soporten una tracción de 5 kN, y su tapa estará provista de cierre de seguridad.

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3.1.4.- Cuadros de medida. •Televisión Terrenal y Satélite

AM-TV TERRESTRE OFDM-TV TERREST 64-QAM FM-TV SAT QPSK FM-RADIO

SEÑAL dBµV 57-80 47-70 45-70 47-77 45-70 40-70

RELACION C/N 43 33 28 15 11 38

Una vez terminada la instalación, debe comprobarse que la respuesta amplitud frecuencia en cualquier punto de la instalación, está dentro de los márgenes que determina el punto 4.4 del Reglamento; para ello, deben anotarse los valores, en dBµv, de las portadoras de vídeo y sonido de cada canal, restar los valores obtenidos y comprobar que los datos del mismo tipo que se obtengan en las tomas de usuario, para estos canales, están dentro de los +-3 dB. que establece la Norma. Una respuesta amplitud-frecuencia defectuosa denota mala adaptación de impedancias en uno o varios puntos de la red, por lo que, en este caso, deberá realizarse la medida del párrafo anterior a la salida de todos los elementos pasivos afectados, hasta encontrar el defectuoso o la conexión defectuosa si así ocurriese. Igualmente, debe comprobarse el correcto ajuste del equipo de cabecera y de los equipos de banda ancha, respetando las señales de salida máximas que fija el fabricante y que están marcadas en los correspondientes esquemas del presente proyecto técnico, en evitación de intermodulaciones y saturaciones, para lo que deberá cuidarse e) nivel de señal máximo que recibe cada módulo amplificador, según la ganancia del módulo. En cualquier caso los valores en la toma del usuario, deberán de estar entre los limites mostrados en la tabla anterior •Telefonía Las pruebas a realizar sobre la infraestructura de telecomunicación para telefonía son las siguientes: -Red de Distribución Continuidad eléctrica y correspondencia entre los pares del punto de interconexión y los Puntos de Distribución. -Red interior de usuario Con la red interior desconectada del PTR y sin equipos terminales conectados: Resistencia óhmica entre conductores al cortocircuitar un BAT no ha de ser mayor de 50Ω. Esta prueba ha de cumplirse efectuando el cortocircuito sucesivamente en todos las BAT.

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Resistencia de aislamiento medida con 500 V de tensión continua entre los conductores de la red interior o entre cualquiera de estos y tierra no debe ser menor de 100MΩ 3.2.- Condiciones generales. •Normativa sobre protección contra campos electromagnéticos. Se debe garantizar el cumplimiento de las siguientes normas: -UNE-EN-50083-1. -UNE-EN-50083-2. -UNE-EN-50083-8. •Compatibilidad electromagnética entre sistemas en el interior de recintos de instalaciones de telecomunicaciones. Al ambiente electromagnético que cabe esperar en los recintos, la normativa internacional (ETSI y UIT) le asigna la categoría ambiental clase 2. Por tanto, en lo que se refiere a los registros exigibles a los equipamientos de telecomunicación de un recinto con sus cableados específicos, por razón de la emisión electromagnética que genera, se estará a lo dispuesto sobre la Directiva sobre la compatibilidad electromagnética 89/336/CCE. Para el cumplimiento de ésta Directiva podrá utilizarse como referencia la norma ETS 300 386 del ETSI. El valor máximo aceptable de emisión de campo eléctrico del equipamiento o sistema para un ambiente de clase 2 se fija en 40 dBµV/m dentro de la banda 30 Mhz – 230 Mhz y en 47 dBµV/m dentro de la banda 230 Mhz – 1000 Mhz, medidos a 10 metros de distancia. Estos límites serán de aplicación en los recintos aún cuando sólo dispongan en su interior de elementos pasivos. •Seguridad eléctrica La torreta soporte de las antenas, se conectará por su parte inferior, utilizando cable de cobre de 6 mm de sección a la toma de tierra del edificio en el RITS correspondientes. Análogamente, los mástiles soportes de las antenas parabólicas se conectará a tierra con cable de igual sección, y al mástil soporte de las antenas. El sistema general de tierra del inmueble debe tener un valor de resistencia eléctrica no superior a 10 Ω respecto de la tierra lejana. El sistema de puesta a tierra en el recinto constará esencialmente de un anillo interior y cerrado de cobre, en el cual se encontrará intercalada, al menos, una barra colectora, también de cobre y sólida, dedicada a servir como terminal de tierra del recinto. Este terminal será fácilmente accesible y de dimensiones adecuadas, estará conectado directamente al sistema general de tierra en uno o más puntos. A él se conectará el conductor de protección o de equipotencialidad y los demás componentes o equipos que han de estar puestos a tierra regularmente. Los conductores del anillo de tierra estarán fijados a las paredes del recinto, a una altura que permita su inspección visual y la conexión de los equipos. El anillo y el cable de conexión de la barra colectora al terminal general de tierra estarán formados por conductores

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flexibles de cobre de un mínimo de 25 mm2 de sección. Los soportes, herrajes, bastidores, bandejas, etc. metálicos del recinto estarán unidos a la tierra local. •Requisitos de seguridad entre instalaciones. Como norma general, se procurará la máxima independencia entre las instalaciones de telecomunicación y las del resto de servicios. Los requisitos mínimos serán los siguientes: La separación entre una canalización de telecomunicación y las de otros servicios será, como mínimo, de 10 cm para trazados paralelos y de 3 cm para cruces. Si las canalizaciones secundarias se realizan con canaletas para la distribución conjunta con otros servicios que no sean de telecomunicación, cada uno de ellos se alojará en compartimentos diferentes.

La rigidez dieléctrica de los tabiques de separación de estas canalizaciones secundarias conjuntas deberá tener un valor mínimo de 15 kV/mm (según norma UNE 21316). Si son metálicas, se pondrán a tierra. Los cruces son otros servicios se realizarán preferentemente pasando las canalizaciones de telecomunicación por encima de las de otro tipo. En el caso de infraestructuras comunes que incorporen servicios de RDSI, en lo que se refiere a requisitos de seguridad entre instalaciones, se estará a lo dispuesto en el punto 8.4 de la Norma Técnica de Infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones para el Acceso al Servicio de Telefonía Disponible al Público. •Reglamento de ICT y normas anexas. El presente proyecto, así como su ejecución, se encuentra bajo el amparo de las siguientes leyes, debiendo garantizar en todo momento el cumplimiento de las mismas. - Real Decreto –Ley 1/1998, de 27 de febrero (B.O.E. 28-2-1998), sobre infraestructuras comunes en los edificios para el acceso a los servicios de telecomunicación. - Real Decreto 279/1999, de 22 de febrero (B.O.E. 9-03-1999), por el que se aprueba el Reglamento regulador de las infraestructuras comunes de telecomunicaciones para el acceso a los servicios de telecomunicación en el interior de los edificios y de la actividad de instalación de equipos y sistemas de telecomunicación. - Orden de 26 de Octubre de 199. (B.O.E. 09-11-1999), por la que se desarrolla el Reglamento regulador de las infraestructuras comunes de telecomunicaciones para el acceso a los servicios de telecomunicación en el interior de los edificios y la actividad de instalación de equipos y sistemas de telecomunicaciones, aprobado por el Real Decreto 279/ 1999, de 22 de febrero. - Ley 38/1999, de 5 de noviembre (B.O.E. 6-11-1999), de Ordenación de la Edificación. - Ley 11/1998, de 24 de Abril (B.O.E. 25-04.98), General de Telecomunicaciones. - Real Decreto 2413 de 20-09-73, Reglamento Electrotécnico para baja tensión.

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3.3 Condiciones particulares •Situación, características y fijación de los elementos soporte de antenas. El soporte de la torreta irá embutido en una zapata de hormigón realizada en la cubierta del torreón de ascensores correspondiente(teniendo en cuenta que tenemos dos RITS y dos cabeceras) de dimensiones 40 x 40 x 40 cm, sobresaliendo 10 cm del suelo. Las argollas de los vientos se embutirán en zapatas igualmente construidas y situadas a 120 º unas de otras y a 4,05 m de distancia de la base de la torreta. La torreta se arriostrará con un piso de riostras en total 3; el juego de riostras será de cable de acero de 3 mm, se situará en la torreta justo debajo del aro. El cable de riostras debe tener una carga de rotura de 140-150 kg/mm2 y su sujeción a la torreta será mediante grilletes.

El mástil de 45 mm de diámetro 2mm de espesor y 3 m de longitud, se colocará en la torreta introduciéndolo en la misma hasta medio metro, de forma de que queden libres 2,5 m para instalación de antenas. En su parte superior irá provisto de un tapón de plástico para evitar la entrada de aguas y debe estar tratado adecuadamente contra la corrosión. Una torreta de estas características proporciona una carga máxima admisible del viento en las antenas de 471 N (48 Kg); una carga vertical sobre la base de 8.730 N (890Kg.); una carga horizontal sobre la base de 179 N (18Kg) y un momento en la base nulo. En cuanto a los pilotes de sujeción de los vientos, tienen un tiro vertical máximo de 2.835N (289 Kg) y un tiro horizontal máximo de 1.677 N (171 Kg). Las torretas en su conjunto: tramos de torreta, grilletes sujeta vientos, tensores, base empotrada de apoyo, así como el cable de acero para vientos, deberán estar tratados eficazmente contra la corrosión. •Situación de las antenas en el mástil En la parte superior del mástil y teniendo en cuenta que tenemos dos cabeceras, se colocarán las antenas receptoras, 1 tipo Yagi de banda ancha para todos los canales de UHFAM en la parte superior del mismo, 1 metro por debajo se colocara la antena Yagi de banda ancha para todos los canales con modulación COFDM y otra omnidireccional para la recepción de las señales de FM un metro por debajo de la 2º antena Yagi. El mástil elegido, tiene un momento flector máximo admisible en la zona de sujeción de 112 N x m. Como la antena de FM no producirá momento flector en dicha zona, resulta que si C en Newton es la carga del viento de las antenas Yagi a instalar, debe verificarse que: 112 N m = C x2.5 +C 1 de donde C = 32 N, es la máxima carga del viento que se admitirá para esta antena Yagi. •Estudio mecánico del esfuerzo del viento sobre las antenas.- Presión dinámica del viento

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El Reglamento establece que las antenas y su estructura soporte deben poder resistir las velocidades del viento siguientes: Para alturas menores de 20m. sobre el suelo: 130 Km/h Para alturas superiores de 20m. sobre el suelo 150 Km/h La velocidad del viento origina una presión dinámica dada por la fórmula: γ v2 Pd = ---------- Kg/m2 2 g donde γ = 1.2 Kg/m3 es la densidad del aire, v es la velocidad del viento en m/s, g = 9.8 m/s es la aceleración de la gravedad 2

Para las velocidades indicadas, las presiones dinámicas que se obtienen son 80 y 107 kg/m2 Por lo tanto, la presión de 107 Kg/m2, multiplicada por la superficie útil que las antenas presenten al viento, nos dará el esfuerzo a que estarán sometidas. Como de las Yagi sabemos que no deberán soportar más de 3.27 Kg. de fuerza para no sobrepasar el momento flector del mástil, deducimos que la superficie útil que presentarán al viento no sobrepasará los 310 cm2, lo que establece un límite al tamaño de estas antenas y, por lo tanto, a su ganancia. 4.1.-Secreto de las comunicaciones A la infraestructura común de telecomunicaciones para el acceso a los servicios de telecomunicación le será de aplicación la Ley General de Telecomunicaciones 11/98 de 24 de abril, en sus artículos 49, 50, 51, 52, 53 y 54, La Directiva 97/66/CE del parlamento Europeo, así como la Ley Orgánica 18/1994 de 23 de Diciembre, siendo de obligado cumplimiento dichas leyes y artículos para garantizar el secreto de las comunicaciones. El presente proyecto, así como su ejecución debe garantizar en todo momento el cumplimiento de los artículos antes citados. SECRETO DE LAS COMUNICACIONES Y PROTECCIÓN DE LOS DATOS PERSONALES Y DERECHOS Y OBLIGACIONES DE CARÁCTER PÚBLICO VINCULADOS CON LAS REDES Y SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES Art. 49. Secreto de las comunicaciones.- Los operadores que presten servicios de telecomunicaciones al público o exploten redes de telecomunicaciones accesibles al público deberán garantizar el secreto de las comunicaciones, de conformidad con los artículos 18.3 y 55.2 de la Constitución y el artículo 579 de la Ley de Enjuiciamiento Criminal. Para ello, deberán adoptar las medidas técnicas que se exijan por la normativa vigente en cada momento, en función de las características de la infraestructura utilizada. Art.50. Protección de los datos de carácter personal.- Los operadores que presten servicios de telecomunicaciones al público o exploten redes de telecomunicaciones accesibles al público deberán garantizar, en el ejercicio de su actividad, la protección de los datos de carácter Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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personal, conforme a lo dispuesto en la Ley Orgánica 5/ 1992, de 29 de octubre, de Regulación del Tratamiento Automatizado de los Datos de Carácter Personal, en las normas dictadas en su desarrollo y en las normas reglamentarias de carácter técnico, cuya aprobación exija la normativa comunitaria en materia de protección de los datos personales. Art. 51. Interceptación de las telecomunicaciones por los servicios técnicos.- Con pleno respeto al derecho al secreto de las comunicaciones y a la exigencia, conforme a lo establecido en la Ley de Enjuiciamiento Criminal, de autorización judicial para la interceptación de contenidos, cuando para la realización de las tareas de control para la eficaz utilización del dominio público radioeléctrico establecidas en el Convenio internacional de telecomunicaciones, sea necesaria la utilización de equipos, infraestructuras e instalaciones técnicas de interceptación de señales no dirigidas al público en general, será de aplicación lo siguiente: La administración de las telecomunicaciones deberá diseñar y establecer sus sistemas técnicos de interceptación de señales en forma tal que se reduzca al mínimo el riesgo de afectar a los contenidos de las comunicaciones. Cuando, como consecuencia de las interceptaciones técnicas efectuadas, quede constancia de los contenidos, los soportes en los que éstos aparezcan no podrán ser ni almacenados ni divulgados y serán inmediatamente destruidos. Las mismas reglas se aplicarán para la vigilancia del adecuado empleo de las redes y la correcta prestación de los servicios de telecomunicaciones. Lo establecido en este artículo se entiende sin perjuicio de las facultades que a la Administración atribuye el artículo 61.2. Art. 52. Cifrado en las redes y servicios de telecomunicaciones.-1. Cualquier tipo de información que se transmita por redes de telecomunicaciones, podrá ser protegida mediante procedimientos de cifrado. Podrán establecerse condiciones para los procedimientos de cifrado en las normas de desarrollo de esta Ley. 2.El cifrado es un instrumento de seguridad de la información. Entre sus condiciones de uso, cuando se utilice para proteger la confidencialidad de la información, se podrá imponer la obligación de notificar bien a un órgano de la Administración General del Estado o a un organismo público, los algoritmos o cualquier procedimiento de cifrado utilizado, a efectos de su control de acuerdo con la normativa vigente. Esta obligación afectará a los fabricantes que incorporen el cifrado en sus equipos o aparatos, a los operadores que lo incluyan en las redes o dentro de los servicios que ofrezcan y, en su caso, a los usuarios que lo empleen. 3.Los operadores de redes o servicios de telecomunicaciones que utilicen cualquier procedimiento de cifrado deberán facilitar a la Administración General del Estado, sin coste alguno para ésta y a efectos de la oportuna inspección, los aparatos decodificadores que empleen, en los términos que se establezcan reglamentariamente. Art. 53.Redes de telecomunicaciones en el interior de los edificios.-1.Con pleno respeto a lo previsto en la legislación reguladores de las infraestructuras comunes en el interior de los edificios para el acceso a los servicios de telecomunicación, se establecerán reglamentariamente las oportunas disposiciones que la desarrollen. El reglamento determinarán, tanto el punto de interconexión de la red interior con las redes públicas, como las condiciones aplicables a la propia red interior. Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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2.Sin perjuicio de las competencias de las Comunidades Autónomas sobre la materia, la normativa técnica básica de edificación que regule la infraestructura de obra civil en el interior de los edificios deberá tomar en consideración las necesidades de soporte de los sistemas y redes de telecomunicaciones a que se refiere el apartado anterior. En la referida normativa técnica básica deberá preverse que la infraestructura de obra civil disponga de capacidad suficiente para permitir el paso de las redes de los distintos operadores, de forma tal que se facilite la posibilidad de uso compartido de estas infraestructuras por aquellos. Asimismo, el reglamento regulará el régimen de instalación de las redes de telecomunicaciones en los edificios ya existentes o futuros, en todos aquellos aspectos no previstos en las disposiciones con rango legal reguladoras de la materia. Art. 54. Derechos de los usuarios.-1. Los operadores de telecomunicaciones y los usuarios podrán someter las controversias que les enfrenten al conocimiento de Juntas Arbitrales de Consumo, de acuerdo con lo dispuesto en la Ley 26/1984, de 19 de julio, sobre Defensa de los Consumidores y Usuarios, y en sus normas de desarrollo. Para el supuesto que no se sometan a la Juntas Arbitrales de Consumo, el Ministerio de Fomento establecerá, reglamentariamente, el órgano competente de dicho Departamento para resolver las repetidas controversias, si así lo solicitan voluntariamente los usuarios y el procedimiento rápido y gratuito al que aquél habrá de sujetarse. La resolución que se dicte podrá impugnarse ante la jurisdicción contencioso-administrativa. 2.Las normas básicas de utilización de los servicios de telecomunicaciones accesibles al público en general que determinarán los derechos de los usuarios se aprobarán por reglamento que, entre otros extremos, regulará: La responsabilidad por los daños que se les produzcan. Los derechos de información de los usuarios. Los plazos para la modificación de las ofertas. Derechos de desconexión de determinados servicios, previa solicitud del usuario. El derecho a obtener una compensación por la interrupción del servicio. 3.Sin perjuicio de lo establecido en el artículo 37.b la elaboración y comercialización de las guías de abonados a los servicios de telecomunicaciones se realizará en régimen de libre competencia, garantizándose, en todo caso, a los abonados el derecho a la protección de sus datos personales, incluyendo el de no figurar en dichas guías.

4.En todo caso, los usuarios tendrán derecho a una información fiel sobre los servicios y productos ofrecidos, así como sobre sus precios, que permita un correcto aprovechamiento de los mismos y favorezca la libertad de elección. 5.El Gobierno o, en su caso, la Comisión del Mercado de las Telecomunicaciones, podrán introducir cláusulas de modificación de los contratos celebrados entre los operadores y los usuarios, para evitar el trato abusivo a éstos.

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5.Estudio básico de Seguridad Y Salud Se deberá realizar un estudio de seguridad y salud evaluando los riesgos que pudieran surgir en la ejecución del presente proyecto técnico. 6.-Recepción de las obras. Durante las obras, una vez finalizadas las mismas, el Director de obra podrá verificar que los trabajos realizados están de acuerdo con las especificaciones de este pliego de condiciones.

En la recepción de la instalación, se deberá garantizar el cumplimiento del proyecto base en todo su contenido, siendo susceptible de mejorar cualquier detalle, siempre en consonancia con los vigentes reglamentos y normas anexas relacionados con estas obras.

XXXXX a Julio de 2000

El Ingeniero Técnico de Telecomunicaciones. Fdo: xxxxxxx

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PRESUPUESTO ICT C/ XXX,2º FASE

1 Radio y Televisión terrena y por Satélite 1,1 Conjunto captador de señales Cantidad 2 2 2 2 2 2 24

Descripción Antena Yagi de UHF de banda ancha Antena Yagi de UHF de banda ancha Antena Omnidireccional de F.M. Base Torreta Mastil 3x35mm Tramo de Torreta con Aro Metros de Cable coaxial intemperie

Referencia P.neto unid BU-454 5.660 BU-269 4.180 FM-102 2.260 1.645 MA-335 2.550 9720 NK-11AB 74 Subtotal

P.Total 11.320 8.360 4.520 3.290 5.100 19.440 1.776 34.126

Referencia P.neto unid ZG-201 7.340 ZG-401 10.355 AS-101 10.165 ZP-001 1.155 1.200 ZP-002 355 40 ZG-669 12500 130 Subtotal

P.Total 14.680 103.550 20.330 2.310 4.800 7.810 6.440 25.000 5.850 190.770

Referencia P.neto unid NK-11AB 79 FD-419 1.980 FD-413 1.980 FD-410 1980 FD-219 1.535 FD-213 1535 FD-210 1535

P.Total 74.576 7.920 7.920 3.960 6.140 6.140 3.070

1,2Equipo de cabecera Cantidad 2 10 2 2 4 22 161 2 45

Descripción Amplificador monocanal FM Amplificadores monocanales de UHF Fuente de Alimentación conmutada Bastidor soporte amplificadores Mezcladores 47MHz-850MHz/950-2150MHz Puentes de mezclaConectores F Amplificador multicanal C/66 a 69 Cargas blindadas 75ohm,con conector "F"

1,3 Redes de reparto y distribución Cantidad 944 4 4 2 4 4 2

Descripción m. Cable coaxial Derivadores Derivadores Derivadores Derivadores Derivadores Derivadores

Subtotal

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109.726

70

1,4 Red de Usuario Cantidad 30 79 79 90

Descripción Distribuidores Tomas de TV Punto terminación de red Conector macho rápido

Referencia P.neto unid FI-473 2.575 BS-112 965 PT-001 130 60 Subtotal TOTAL

P.Total 77.250 76.235 10.270 5.400 169.155 471.427

2Telefonía Básica 2,1Punto de interconexión Cantidad 1 1 9 2 9

Descripción Chasis Repartidor con capacidad de 210 pares Caja de distribución para chasis de 210 Pares Regleta de corte y prueba de 10 pares STG Juego de cifras insertables de 1/10-10/100 Unidades de marco portarrótulos de 10 pares

Referencia P.neto unid 3.220 12.280 840 186 220

Subtotal

P.Total 3.220 12.280 7.560 372 1.980

22.192

2,2Punto de distribución y red interior de usuario Cantidad 79 25 25 25 1

Descripción Toma mural 6 vías Regletas de corte STS 5pares Soporte metálico regletas 5 pares Marcos portarrótulos de 5 pares Juego de cifras insertables

Referencia P.neto unid P.Total 315 24.885 609 15.225 240 6.000 186 4.650 5301 5.301 Subtotal 31.176

Descripción Metros de Cable multipar apantallado de 75 pares Metros de cables multipar apantallado de 30 pares Metros de cables de acometida exterior de 2 pares Metros de cable de acometida interior de 1 par

Referencia P.neto unid

2,3Cables Cantidad 20 47 109 752

P.Total

891

17.820

452

21.244

33 25 Subtotal

3.597 18.800 61.461

TOTAL

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

92.637

71

3

Canalización

3,1 Canalización Principal-Secundaria Cantidad 32 632 218 109 5 6 1

Descripción Metros de Tubo de PVC de 63mm Metros de Tubo de PVC de 40 mm Metros de Tubo de PVC de 20mm Metros de Tubo de PVC de 16 mm . Tapas de acero lacado de 55x100x15 + marco + cerradura Tapas de acero lacado de 45x45x15 + marco + cerradura Tapas de acero lacado de 80x70x82 + marco + cerradura

Referencia P.neto unid 350 220 105 95

P.Total 11.200 139.040 22.890 10.355

7500

37.500

6.500

39.000

11200

11.200

Subtotal

271.185

Canalización Interior Usuario

3,2 Cantidad 2.256 60 30 237 9 9

Descripción Metros de tubo de 16 mm corrugado , Cajas de registros de PVC de 20x30x6 Cajas de registros de PVC de 10x17x4 Cajas de mecanismos universales Cajas de registros de PVC de 10x10x4 Cajas de registros de PVC de 17x17x4

Referencia P.neto unid P.Total 37 83.472 1.100 66.000 7.500 250 34 8.058 1.170 130 294 2.646

170.016 441.201

Subtotal TOTAL

4

Cuadro Eléctrico Cantidad 3 3 3 40 1 24 3 3 3

Descripción Referencia Cuadros de dimensiones mínimas para las protecciones básicas y una previsión para su ampliación en un 50% Interruptores magnetotérmicos de corte bipolar

P.neto uni

P.Total

2.712

8.136

2.200

6.600 4.500 5.000

Interruptores magnetotérmicos de corte unipolar Metros de tubo de PVC de 29mm de Diámetro Metros de línea directa desde contador hacia cada cuadro de 2*6+T mm Metros de cable de tierra de 6mm Bases de enchufe de 16A Lampara de 300 lux Emergencia

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

1500 125

12.000 2.200 1.275 3.600 16.500 45.075

425 1200 5500 TOTAL

72

*Todas las cantidades económicas ,están expresadas en pesetas. MANO DE OBRA

150.000 Pts

TOTAL PRESUPUESTO SIN IVA

1.200.340 Pts

TOTAL PRESUPUESTO CON 16% DE IVA (Pesetas)

1.392.394 Pts

TOTAL PRESUPUESTO CON 16% DE IVA (Euros)

8.368,46 €

NOTA: El presupuesto de mano de obra puede sufrir alguna variación debido a las dificultades que se pueden presentar a pie de obra.

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

73

6.CERTIFICACIÓN 1.Finalizados los trabajos do ejecución del proyecto técnico mencionado en el artículo anterior, se presentará, en la Jefatura Provincial do Inspección de Telecomunicaciones que corresponda, bien un certificado, expedido por un técnico titulado competente en materia de telecomunicaciones y visado por el Colegio profesional correspondiente, de que la instalación se ajusta al proyecto técnico, o bien un boletín de instalación, firmado por el instalador de telecomunicaciones (siempre y cuando el numero de viviendas sea inferior a 20) dependiendo de la complejidad de la misma. La forma y contenido del certificado o del boletín de instalación y los casos en que sea exigible uno u otro, en razón de la complejidad de ésta, se establecerán por Orden ministerial. En caso de cambio sustancial del proyecto técnico original, se deberá presentar certificado o boletín, según proceda, do la modificación correspondiente. 2.Cuando, a petición de los constructores o promotores, para obtener la cédula de habitabilidad o licencia de primera ocupación, se solicite de las Jefaturas Provinciales de Inspección de Telecomunicaciones la acreditación del cumplimiento de las obligaciones establecidas en este Reglamento, dichas Jefaturas expedirán una certificación en la que se haga constar la presentación del correspondiente proyecto técnico que ampara la infraestructura, elaborado con arreglo a normas y del certificado o boletín de instalación, según proceda, de que ésta se ajusta al proyecto técnico. 3.La comunidad de propietarios o el propietario del edificio y el instalador, en su caso, tomarán las medidas necesarias para asegurar a aquellos que tengan instalaciones individuales la normal utilización de las mismas durante la construcción de la nueva infraestructura, o la adaptación de la preexistente, en tanto éstas no se encuentren en perfecto estado de funcionamiento. Equipos y materiales utilizados para configurar las instalaciones. Tanto los equipos incluidos en el proyecto técnico de la instalación como los materiales empleados en la ejecución de la misma, deberán ser conformes con las especificaciones técnicas incluidas en este Reglamento y con el resto de normas en vigor que les sean de aplicación. Veamos un ejemplo:

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

74

Ref.de autor 172/00/004

CERTIFICACIÓN DE FIN DE OBRA DE INFRAESTRUCTURA COMÚN DE TELECOMUNICACIONES

D XXXXX Ingeniero Técnico de Telecomunicación de la empresa YYYYY, con nº de colegiado 00000 CERTIFICA: Que el día 25 de Enero de 2000, ha sido finalizada la ejecución de la Instalación de Infraestructura Común de Telecomunicaciones, realizada bajo mi dirección, correspondiente al edificio cuyos datos se especifican a continuación: Proyecto de Infraestructura Común de Telecomunicaciones para: edificio de 4 plantas más planta baja, de 4 viviendas DESCRIPCIÓN por planta, en total 20 viviendas Calle: xxxx SITUACIÓN Localidad: yyyyy Nombre o Razón Social: XXXX, SL NIF: XXXXX PROPIEDAD Dirección: XXXXX C.P. XXX Teléfono: Apellidos y Nombre: XXXX Titulación: Ingeniero Técnico de Telecomunicación Dirección: YYYY AUTOR DEL PROYECTO C.P: 0000 Población: xxxx Provincia: xxx Teléfono / FAX: xxxxx Nº de Colegiado: xxxx Nº de Expediente: xxxx AYUNTAMIENTO JEFATURA PROVINCIAL DE Provincia: xxxxxx Nº de Registro: CRINSPECCIÓN Nombre o Razón Social: xxxxx INSTALADOR DE Nº de Registro: En Tramites TELECOMUNICACIONES Nº: xxxxx VISADO DEL COLEGIO Y que la ejecución se ha llevado a cabo de manera conforme al Proyecto Técnico correspondiente, con los datos específicos del material instalado, los valores obtenidos en la medición y las verificaciones realizadas reflejadas en el Protocolo de pruebas adjunto.

Firmado: xxx Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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PROTOCOLO DE MEDICIONES Y VERIFICACIÓN DE SITUACIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA COMÚN DE TELECOMUNICACIONES 1.- PROMOTOR Y CARACTERÍSTICAS DEL INMUEBLE

1.- Promotor

Nombre o Razón Social: xxxxx NIF: xxxxxx Dirección: CP: Tel: FAX:

1.2.- Descripción del inmueble

Edificio de 4 plantas más planta baja, de 4 viviendas por planta, en total 20 viviendas. Todas las viviendas de las plantas superiores constan de cocina, salón y 4 dormitorios, salvo la vivienda tipo D que consta de salón, cocina y 3 dormitorios y las tipo D planta primera con salón cocina y 2 dormitorios. Para la planta baja todas las viviendas disponen de cocina, salón y 2 dormitorios.

1.3.- Relación de materiales instalados

Los materiales utilizados vienen detallados en los apartados posteriores correspondientes.

2.- CAPTACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE RADIODIFUSIÓN SONORA Y TELEVISIÓN TERRENAL. 2.1.- Equipos de medida utilizados: Marca

Modelo

Medidor de campo

ROVER

DLM.4

Medidor de resistencia de Toma de Tierra

KYORITSU

4102

Equipo multímetro Generador de FI

FINEST

Observaciones Con monitor: 4 ´

B/N

205

ROVER

TS1-CNG

Analógico Banda 950-2150 Mhz

2.2.- Calidad de las señales terrenales que se reciben en el emplazamiento de la antena. ( ) Excelente ( X ) Satisfactoria ( ) Interferencia ( ) Nieve

( ( ( (

) Imágenes fantasmas ) Rebordes en los contornos ) Distorsiones ) Mala

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

76

2.3.- Elementos componentes de la instalación. Antenas Marca ALCAD ALCAD

Modelo/Tipo BU 454 FM102

Nº Elementos 1

Longitud (m) 2,5

Antenas Antenas Mástil /Torreta Tipo ALCAD Amplificación

Marca ALCAD -

Equipo de cabecera Amplificador de FI

Modelo/Tipo 905 ZP -

Tipo de mezcla: Elementos instalados: Mezclador MF-001 ALCAD Distribución Derivadores Derivadores Derivadores Derivadores Derivadores Distribuidores

Tipo 4D+P 4D+P 4D+P 4D+P 4D+P 4S

Marca ALCAD ALCAD ALCAD ALCAD ALCAD ALCAD

Modelo DF 425 DF 419 DF 419 DF 419 DF 413 DF 473

Ubicación R. Secundario, P-Cuarta R. Secundario, P-Tercera R. Secundario, P-Segunda R. Secundario, P-Primera R. Secundario, P-Baja PAU

Número de tomas: ( X) El número de tomas instaladas coincide con lo indicado en el proyecto 2.4.- Niveles de señales de R.F. en la instalación. 2.4.1.- Señales de R.F. a la ENTRADA Y SALIDA de los amplificadores (dBµV).

Banda/Canal IV/25 IV/28 IV/22 IV/32

Frecuencias Portadoras del emisor (Mhz) 503,25 508,75 527,25 532,75 479,25 484,75 559,25 564,75

NOMBRE EMISIÓN (Empresa) Canal + Tele 5 Antena 3 TVE 1

P.V P.S P.V P.S P.V P.S P.V P.S

Señales de R.F. en dBµV/75Ω Entrada del Salida del amplificador amplificador 65 105 76,8 11.8 AV 65 105 71 6 AV 65 105 59,6 -5,4 AV 68 108 95.7 17,6 AV

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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607,25 612,75 88,9

IV/38 FM

TVE 2

P.V P.S

69 78.1 60

109 9.1 AV 90

2.4.2.- Niveles en la peor y mejor toma de F.M. y T.V. de cada vivienda según Proyecto. 2.4.2.1.- Banda 47 – 950 Mhz. Niveles de las señales en dBµV de las portadoras de vídeo y sonido. Toma menos favorable: Empresa Emisora

Canal

Canal +

25

Tele 5

28

Antena 3

22

TVE 1

32

TVE 2

38

FM

Frecuencia Portadora (Mhz) P.V.: 503,25 P.S.: 508,75 P.V.: 527,25 P.S.: 532,75 P.V.: 479,25 P.S.: 484,75 P.V.: 559,25 P.S.: 564,75 P.V.: 607,25 P.S.: 612,75

P.V. P.S. P.V. P.S. P.V. P.S. P.V. P.S. P.V. P.S.

Niveles de señal en la vivienda. ( en dBµV/75Ω ) Viv. B PLANTA 4ª SALON 60 5,5 AV 58 8,7 AV 59 -7,1 AV 65 15 AV 62 11,9 AV

P.S.: 88,9

P.S.

51

P.V. P.S. P.V. P.S. P.V. P.S. P.V. P.S. P.V. P.S. P.S.

Niveles de señal en la vivienda. ( en dBµV/75Ω ) VIV. D PLANTA BAJA DORMIT. 66 8,3 AV 64 5,5 AV 62 -10,1 AV 70 16 AV 67 13 AV 56

Toma más favorable: Empresa Emisora

Canal

Canal +

25

Tele 5

28

Antena 3

22

TVE 1

32

TVE 2

38

FM

Frecuencia Portadora (Mhz) P.V.: 503,25 P.S.: 508,75 P.V.: 527,25 P.S.: 532,75 P.V.: 479,25 P.S.: 484,75 P.V.: 559,25 P.S.: 564,75 P.V.: 607,25 P.S.: 612,75 P.S.: 88,9

2.4.2.2.- Banda 950 – 2150 Mhz. Medida en los terminales de los ramales: 950 Mhz: Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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Toma menos favorable (VIVIENDA B PLANTA 4ª SALÓN): 58 dBµV Toma más favorable (VIVIENDA D PLANTA BAJA DORMITORIO): 65dBµV 2150 Mhz: Toma menos favorable (VIVIENDA B PLANTA 4ª SALÓN): 55 dBµV Toma más favorable (VIVIENDA D PLANTA BAJA DORMITORIO): 62 dBµV Respuesta Amplitud – Frecuencia: +/- 4 dB

2.5.- Continuidad y resistencia de la toma de tierra. Continuidad: Correcta Resistencia: ≤ 4 Ω Sección del cable de toma de tierra (mm): Conexión: ( 16 ) a tierra general del edificio ( 6 ) a tierra exclusiva ( - ) otras circunstancias 2.6.- Respuesta en frecuencia: La respuesta en frecuencia, para cualquier Canal de T.V. desde la entrada de amplificadores está dentro de los límites de ± 3dB cualesquiera que sean las condiciones de carga de la instalación. 3.- DISTRIBUCIÓN DE LAS SEÑALES DE TELEVISIÓN Y RADIODIFUSIÓN SONORA POR SATÉLITE. 3.1.- Bases para las antenas parabólicas. ( X ) Situación respecto al plano. ( ) Construcción de acuerdo al pliego de condiciones.

4.- ACCESO AL SERVICIO DE TELEFONÍA DISPONIBLE AL PÚBLICO Y A LA RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS (RDSI). 4.1.- SERVICIO DE TELEFONÍA DISPONIBLE AL PÚBLICO. 4.1.1.- RITI Registros principales de operadores. ( X ) Espacio disponible debidamente señalizado. ( X ) Canalización de acometida instalada y equipada con hilo guía. Registro principal de la comunidad.

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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Contenido: Regletas de interconexión Cantidad Tipo de regleta Marca: Modelo:

6 STG 10 pares KRONE STG

4.1.2.- Red de distribución •Cables: Número Tipo de cubierta Calibre/ Nº pares Características específicas

30 CABLES DE 2 PARES PVC 0,6 / 2 UTP 5

•Pares conectados en el RITI: 56 4.1.3.- Regletero de conexión. Tarjetero: ( X ) Instalado. ( X ) Correctamente marcado.

Planta Regletas de distribución. Cantidad Tipo Modelo Características específicas

1ª -

2ª -

3ª -

4ª -

BAJA -

3 STG 5 KRONE

3 STG 5 KRONE

3 STG 5 KRONE

3 STG 5 KRONE

3 STG 5 KRONE

-

-

-

-

-

4.1.4.- Red de distribución: Medidas en puntos de Distribución: Planta Baja, Vivienda A, par nº 1: a 500 V > 1010 Ω Planta 1ª , Vivienda A, par nº 1: a 500 V > 1010 Ω Planta 2ª , Vivienda A, par nº 1: a 500 V > 1010 Ω Planta 3ª , Vivienda A, par nº 1: a 500 V > 1010 Ω Planta 4ª , Vivienda A, par nº 1: a 500 V > 1010 Ω

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

80

4.1.5.- Número de tomas: ( X ) Existen las tomas indicadas en el proyecto para cada vivienda, su ubicación se corresponde con lo indicado en el mismo, están correctamente conectadas y es correcta la continuidad desde el Registro de Toma. 4.1.6.- Medidas eléctricas a realizar. Continuidad y correspondencia: Nº de par 1y2 3y4 5y6 7y8 9 y 10 11 y 12 13 y 14 15 y 16 17 y 18 19 y 20 21 y 22 23 y 24 25 y 26 27 y 28 29 y 30 31 y 32 33 y 34 35 y 36 37 y 38 39 y 40

Vivienda Planta Baja Vivienda: A Planta Baja Vivienda: B Planta Baja Vivienda: C Planta Baja Vivienda: D Planta Primera Vivienda: A Planta Primera Vivienda: B Planta Primera Vivienda: C Planta Primera Vivienda: D Planta Segunda Vivienda: A Planta Segunda Vivienda: B Planta Segunda Vivienda: C Planta Segunda Vivienda: D Planta Tercera Vivienda: A Planta Tercera Vivienda: B Planta Tercera Vivienda: C Planta Tercera Vivienda: D Planta Cuarta Vivienda: A Planta Cuarta Vivienda: B Planta Cuarta Vivienda: C Planta Cuarta Vivienda: D

Estado B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B

4.1.7.- ( X ) Medidas de la red interior de usuario conforme al reglamento. Resistencia óhmica.- La resistencia óhmica medida entre los dos conductores de la red interior de usuario, cuando se cortocircuitan los dos terminales de línea de una Base de Acceso Terminal es: Máxima medida: 6 Ω Mínima medida: 2 Ω 5.- ACCESO PARA EL SERVICIO DE TELECOMUNICACIONES POR CABLE 5.1.- Datos del equipamiento:

Acceso por la parte inferior

RITI

Acceso por la parte superior

RITS

Registro principal de Operador. ( X) Espacio acotado y señalizado para cada operador Registro principal de Operador. ( X) Espacio acotado y señalizado para cada operador

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

81

5.2.- Hilo guía en los conductos:

( ) Cuerda plástica

( X ) Alambre

5.3.- Número de tomas de usuario y características específicas ( ) Base preinstalada ( X ) Tapa ciega: 60 ( ) Base de registro

6.CANALIZACIONES, RECINTOS TELECOMUNICACIÓN Y REGISTROS.

DE

INSTALACIONES

DE

6.1.- Arqueta de Entrada Tipo Dimensiones Ubicación Características constructivas

80 x 80 x 72 Según Proyecto De Hormigón Armado

6.2.- Canalización Externa. Tipo de tubos 63 mm / PVC

Nº de tubos 8

6.3.- Canalización de Enlace. No se hace necesaria Tipo de tubos -

Nº de tubos -

6.4.- Recinto de Instalaciones de Telecomunicación Inferior. CARACTERÍSTICAS GENERALES Dimensiones 1m x 1m x 55 cm Características constructivas Norma básica Edificación Ubicación del recinto Según Proyecto Ventilación Natural Canalizaciones eléctricas 2 x 6 mm + T Cuadro de protección Sí Alumbrado, incluyendo emergencia Sí REGISTROS PRINCIPALES TB + RDSI Registro Principal para TB+RDSI (Comunidad) Previsión para Operador 1 Previsión para Operador 2 REGISTROS PRINCIPALES PARA TLCA Previsión para Operador 1 Marcado Previsión para Operador 2 Marcado

Sí Sí Sí

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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6.5.- Recinto de Instalaciones de Telecomunicación Superior: CARACTERÍSTICAS GENERALES Dimensiones 1x3x2 Características constructivas Norma básica Edificación Ubicación del recinto Según Proyecto Ventilación Natural Canalizaciones eléctricas 2 x 6 mm + T Cuadro de protecciones Sí Alumbrado, incluyendo el de emergencia Sí Registro Principal para RF + TV Sí Registro Principal (Previsión) Marcado

6.6.- Canalizaciones y Registros:

Canalización Interior de Usuario

Dimensiones 40 ∅ 55 x 100 x 15 cm 23 ∅ 500 x 300 x 7 200 x 130 x 7 16 ∅

Registros de Toma

4,2 x 6,4 cm

Canalización Principal Registros secundarios Canalizaciones Secundarias Registros de Paso Registros de Terminación de Red

Cantidad 12 5 3 por vivienda 20 20 1 Por toma de servicio 60

Tipo A: Parte VII: Reglamento de infraestructuras comunes de telecomunicaciones.

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---------------------------------------------------------------------Bibliografía parte A •Redes de Telecomunicaciones: José María Huidrobo •Sistemas electrónicos de Telecomunicaciones: Frank R.Dungan •Sistemas para recepción de TV analógica y Digital: Ediciones Televés •Instalaciones de Antenas de TV: Alberto Bandini •Instalaciones de Antenas de TV: I. Berral Montero •Dossier Técnico sobre infraestructuras de Telecomunicaciones: Fringe •Documentación Técnica Alcatel • Documentación Técnica de Krone • Documentación Técnica de 3M Agradece la colaboración prestada a: •ALCAD: Productos Electrónicos •ROVER España: Aparatos de Medida •Gabinete de ingeniería: Ingeniería Colegiada de Telecomunicaciones SL e-mail : [email protected]

Tipo B: Parte I: Multiplexación

1

Capítulo

1

Introducción. Para realizar una transmisión de datos entre dos puntos, se ha de disponer de un enlace que permita el intercambio de información. Normalmente consiste à en un circuito telefónico y una pareja de módem El máximo rendimiento se consigue aprovechando al máximo su capacidad, y también mediante el empleo de multiplexores. La técnica de multiplexación consiste en compartir el canal físico de comunicaciones por varios circuitos lógicos, consiguiendo así reducir el coste de líneas y de módem, aumentando su utilización, siendo imprescindible su transparencia para que no se vea alterada la información transmitida.

Mediante la técnica de multiplexación un canal físico de comunicaciones admite varios circuitos lógicos, cada uno transportando un flujo de información de forma transparente. La información procedente de distintas fuentes se muestrea y estas muestras se envían alternativamente, recomponiéndose la señal en el extremo receptor sin que la información original se vea alterada. Así, se reduce el coste de líneas y módems. Básicamente, existen dos técnicas bien diferenciadas que son:

· Multiplexación por división en frecuencia (FDM). · Multiplexación por división en el tiempo (TDM).

Cada una presenta ventajas e inconvenientes, teniendo campos de aplicación específicos.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

1

Capítulo

2

Técnicas de multiplexación. 2.1.- MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN EN FRECUENCIA

Esta técnica (FDM), de tipo analógico, se desarrolló antes que la técnica (TDM), encontrando su campo de aplicación y una amplia difusión en la telefonía y en la radio, aunque poco a poco va cediendo terreno a la multiplexación por división en el tiempo (TDM), que emplea una tecnología digital. Básicamente, consiste en dividir el ancho de banda (frecuencia alta) de la línea de transmisión entre un cierto número de canales de menor ancho de banda (frecuencias menores); las señales procedentes de distintas fuentes se modulan y convierten en ondas portadoras dentro del rango de frecuencias asignado. Por ejemplo, en telefonía, se asignan 4 KHz de ancho de banda a cada canal vocal - entre 300 y 3.400 Hz multiplexándose grupos de 12 canales (48 Kbit/s) para constituir un grupo primario.

Las características básicas de esta multiplexación pueden resumirse en los siguientes puntos:

-

Se divide el ancho de banda en canales consecutivos. La anchura de banda de cada subcanal es directamente proporcional a la velocidad. La capacidad del canal esta limitada por el ancho de banda. Empleo de bandas de guarda para evitar interferencias entre subcanales.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

2

Multiplexación por división en frecuencia (FDM) 2.2.- MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN EN EL TIEMPO

Su característica básica, es que emplea una técnica digital, y sólo por esta razón cabe pensar que es adecuada para usarse en transmisión de datos entre ordenadores y terminales, que se comunican mediante el envío de datos binarios (bits). Se obtiene transmitiendo bloques de caracteres por la línea, teniendo cada subcanal asignado una posición de carácter (fracción de tiempo) en el bloque. Esta multiplexación se utiliza mucho en las redes telefónicas, donde los canales de voz se muestrean, cuantifican y codifican según la técnica MIC, originando canales de 64 Kbit/s que se agrupan en un canal de orden superior (primario: 2 Mbit/s) para su transmisión, decodificándose en la recepción. Sus características básicas son: -

División del tiempo en intervalos. Muestreo secuencial de las líneas. Tiempos de guarda para evitar interferencias. Recomposición de señales en el extremo remoto. Necesidad del empleo de módem o adaptadores de terminal.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

3

Atendiendo al tipo de protocolo utilizado en la transmisión podemos hacer la distinción: · entre síncronos y · asíncronos y dependiendo del tipo de muestreo que realicen en: · TDM de bits o · TDM de caracteres.

Multiplexación por división en el tiempo (TDM)

2.3.- MULTIPLEXACIÓN ESTADÍSTICA (STDM)

Un caso particular de la multiplexación por división en el tiempo es la “estadística”, consistente en no asignar intervalos de tiempo fijos a cada canal – rígidamente-, sino en hacerlo en función del tráfico existente en cada momento en cada uno de ellos – inteligentemente-. Sus características son: -

Tramos de longitud variable. Muestreo de líneas en función de su actividad. Intercala caracteres en los espacios vacíos. Fuerte sincronización. Control inteligente de la transmisión.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

4

La multiplexación estadística es una variante de la TDM.

2.4.- MULTIPLEXORES T1/E1

Este tipo de equipos, de uso bastante común en Estados Unidos para la constitución de redes troncales (backbone) y no tanto en Europa, son multiplexores TDM estadísticos, dotados de inteligencia suficiente para proporcionar una serie de funciones adicionales. Teniendo en consideración que una red constituida por este tipo de multiplexores, se asemeja bastante a las constituidas por líneas punto-a- punto, muchas de sus características serán semejantes. Al no existir «conmutación de red», el número de puertas que se necesitan es exactamente el mismo que si se utilizasen líneas punto-a-punto (una por cada dispositivo asociado: FEP, Nodo X.25, PABX, etc.), pero la diferencia radica en que: Sí se da el establecimiento de rutas alternativas à lo que aumenta la seguridad o permite el desbordamiento de tráfico en caso de congestión. Las llamadas se establecen de forma rápida y las velocidades que se soportan son altas, típicamente 1,544 Mbit/s, en el caso de los T1 y 2,048 Mbit/s en los E1. Por ejemplo, hasta un total de 24 canales vocales pueden multiplexarse temporalmente sobre un enlace T1.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

5

Este tipo de multiplexores asigna ancho de banda bajo demanda, lo que lo hace muy efectivo para el tratamiento de tráfico a ráfagas, por lo que también se denomina GRT (gestores de recursos de transmisión).

Un gestor de ancho de banda o GRT es un equipo capaz de soportar, administrar y optimizar la utilización de los medios de transmisión digitales de las redes de telecomunicaciones empresariales («dedicadas» o «virtuales»), tanto nacionales como internacionales.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

6

Capítulo

3

Ventajas de las distintas técnicas. La principal ventaja derivada del uso de multiplexores estadísticos radica en el hecho de poder realizar una óptima utilización del enlace, ya que la asignación de tiempos a cada línea no es fija, sino que se hace en función de su actividad, pudiéndose así asignar los recursos disponibles, es decir la capacidad en bit/s de la línea de enlace, de la mejor forma posible. En un multiplexor TDM a cada línea se le asigna una cierta velocidad y por tanto, una cierta ocupación del canal de enlace fija, independiente de que esté en servicio o no; este hecho nos impone una gran limitación que no se da en los STDM, ya que en un principio a cada canal se le puede asignar la velocidad máxima, y sólo habrá que tener en cuenta los porcentajes medios de utilización para no sobrepasar el límite del canal de enlace. Estos equipos, que son inteligentes, a la entrada de cada línea disponen de un buffer, en donde se almacenan temporalmente los datos verídicos, realizándose la regulación del flujo mediante procedimientos de control tales como XON/XOFF o RTS/CTS. Su propia inteligencia les permite el control y recuperación de errores, pidiendo la retransmisión en caso de ser necesario. La utilización de multiplexores está muy extendida y, prácticamente cubren cualquier necesidad y rango de velocidades, tanto para aplicaciones de redes privadas como públicas. Los multiplexores denominados T1/E1, para las velocidades de 1,5 y 2 Mbit/s propia, circuitos digitales proporcionados por los operadores americanos y europeos, que ofrecen a los usuarios velocidades de 64 Kbit/s o inferiores En la Infraestructura de las redes públicas, también se emplean diversas técnicas de multiplexación, dando origen a las jerarquías plesiócrona, o síncronas, según la manera de proceder

Tipo B: Parte I: Multiplexación

7

Capítulo

4

Escenario de utilización. Las comunicaciones en el ámbito de una corporación son realmente variadas. Suelen coexistir, entre otras: · Comunicaciones vocales en modo telefonía, · Comunicaciones de datos en modo síncrono o asíncrono y · Comunicaciones para la interconexión de redes de área local entre diferentes localizaciones. Las empresas suelen hacer uso de los medios de transmisión que las operadoras ponen a su disposición siendo éstos en modo conmutado o dedicado. Los medios de transmisión dedicados se utilizan principalmente para la interconexión de dependencias entre las que existe un tráfico moderado que hace económicamente interesante su aplicación, mientras que los medios conmutados se utilizan para conexiones esporádicas con un flujo de tráfico mucho menor; así, estas últimas se utilizan como soporte de comunicaciones corporativas, como las telefónicas, y en el caso de transporte de servicios de datos, cuando el tráfico no es elevado o su interconexión a otras redes y usuarios, tanto nacionales como internacionales, las hace necesarias. Si evaluamos conjuntamente los recursos de todas las comunicaciones empresariales, es razonable pensar que una utilización compartida de los recursos de transmisión conllevará una serie de ventajas que se pueden asociar, principalmente, con un ahorro en la factura mensual. Esta compartición permite, asimismo, una gestión única de los medios de transmisión, siendo posible, en función de su utilización, asociar su capacidad a unas o a otras fuentes de tráfico, en función de las necesidades concretas. La manera de solventar esta utilización compartida de medios de transmisión es muy variada, existiendo en el mercado diferentes equipos que permiten mezclar información vocal y de datos sobre líneas dedicadas de transmisión.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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Capítulo

5

Caracterización de los equipos. Los equipos GRT son los encargados de constituir redes de transmisión suficientemente capaces y robustas para permitir sobre ellas la creación de toda una serie de servicios y facilidades para la constitución de la red de una corporación. Servicios tales como los: De transmisión de datos, Telefonía privada, Transmisión de imágenes Y cualquier otro que haga uso de medios de transmisión digitales Se beneficiará de las prestaciones de estos equipos. Las redes formadas por estos equipos permiten que todas las comunicaciones de una corporación compartan los medios de transmisión, con el consiguiente control de los recursos y disminución de los costes.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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Las redes corporativas constituidas por nodos GRT ofrecen un conjunto de funciones sofisticadas que las caracterizan, tales como:

-

Arquitectura a prueba de fallos. Encaminamiento inteligente. Gestión del ancho de banda. Compatibilidad con aplicaciones, equipos y servicios.

Estos equipos no son, pues, simples multiplexores, sino que al soporte propio de diferentes fuentes de información unen otras facilidades, entre las que se encuentran: Redundancia de los equipos.

-

Inteligencia distribuida y control de red. Encaminamiento dinámico adaptativo. Encaminamiento alternativo automático en caso de «caída» de enlaces. Asignación dinámica del ancho de banda. Asignación de ancho de banda bajo petición. Compresión de voz (con rangos desde 2:1 hasta 8:1). Señalización interna de red basada en canal común número 7. Gran capacidad, tanto en accesos como en enlaces de red. Soporte directo de LAN (router integrado).

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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Capítulo

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Redundancia para una mayor fiabilidad. La arquitectura a prueba de fallos de los equipos GRT permite soportar de una manera eficiente las comunicaciones estratégicas de cualquier entidad. Esto se logra mediante la redundancia adecuada de los módulos hardware y software que los constituyen. La estructura hardware de estos sistemas, basada en una arquitectura de conmutación temporal-espacial-temporal (T-S-T), permite la constitución de entidades diferenciadas dentro de los propios nodos, formadas por «estantes». Ésta, con redundancia en los buses de comunicaciones, pone en comunicación los diferentes módulos que se encargan de soportar los interfaces de acceso, de red y de realizar funciones determinadas (por ejemplo, compresión de voz). Un nodo consta, generalmente, de uno o más estantes con un equipamiento común, módulos de acceso de usuario y de enlaces.

Estructura con una arquitectura de conmutación T-S-T

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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Los módulos que constituyen un nodo permiten su redundancia, la cual tendrá rangos diferentes. Así, esta podrá ser 1:1 o 1:N en los distintos elementos: fuentes de alimentación, equipamiento común (reloj, buses y memoria), módulos de acceso de usuario desde centralitas digitales, módulos de enlaces, módulos procesadores (CPU), módulos de compresión de voz, etc.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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Capítulo

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Inteligencia distribuida y control de red. Cada nodo dispone internamente de información de la topología de la red, esto es, del estado de los nodos y enlaces entre ellos que mantiene y actualiza en tiempo real. Los equipos utilizan esta información para realizar un rápido y eficiente encaminamiento de las comunicaciones. Mediante la inteligencia y control de red distribuido cada nodo es capaz de funcionar con total independencia, impidiendo la aparición de puntos críticos en la red, obteniendo un rendimiento óptimo en el encaminamiento de las llamadas. Su modo de operación, dependiendo del fabricante, puede eliminar la necesidad de disponer de un centro de gestión para el control de las comunicaciones, siendo éstas, en este caso, gestionadas autónomamente por los nodos de la red.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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Encaminamiento inteligente. Los nodos GRT poseen funciones de encaminamiento inteligente basadas en algoritmos de encaminamiento dinámico que permite la utilización más eficiente de los recursos de transmisión. Determinan dinámicamente el camino óptimo entre los usuarios implicados en la comunicación, cada vez que ésta se establece. Además, las facilidades de gestión de los equipos permiten parametrizar los encaminamientos con el fin de ajustarlos a las diferentes clases de llamadas que puede cursar la red. La asignación de llamadas a los usuarios y sus prioridades implícitas determinan qué comunicaciones son encaminadas en primer lugar y cuales son prioritarias sobre otras. La elección de la ruta se efectúa en tiempo real mediante el análisis de parámetros, tales como niveles de prioridad de llamadas, atributos de encaminamiento, topología de la red y recursos disponibles en cada momento. Los nodos permiten que el operador de la red controle los parámetros anteriores estableciendo sus propios criterios, incluso asignando rutas «preferenciales» o «costes» de esas rutas (para optimizar el uso de medios terrestres antes de utilizar, por ejemplo, enlaces vía satélite).

8.1. ENCAMINAMIENTO ALTERNATIVO AUTOMÁTICO

Las facilidades de gestión incluyen el reencaminamiento automático de las comunicaciones en caso de «caída» de elementos de la red (nodos o enlaces), con lo que las aplicaciones más críticas no se ven afectadas por los fallos en la red. La topología de la red se halla referenciada en cada nodo de la red, se actualiza de manera dinámica cada vez que las condiciones varían. Ante cualquier problema de disponibilidad de enlaces o nodos, la red automáticamente reencamina las llamadas lo que permite recuperar las conversaciones telefónicas que se estén produciendo y mantener las sesiones de datos antes de la expiración de los temporizadores.

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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Arquitectura hardware con redundancia en los elementos más críticos

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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Asignación dinámica del ancho de banda. El ancho de banda de los enlaces dedicados entre nodos se asigna dinámicamente en base a los requerimientos de las llamadas. El nodo utiliza dinámicamente sólo el ancho de banda que necesita para las llamadas de voz, datos o vídeo que tiene establecidas en cada momento, transportándose información de la utilización del ancho de banda usado en cada tramo de la red por la señalización interna por canal común. El ancho de banda de los enlaces entre nodos se utiliza de forma libre, de manera que, por ejemplo, varias comunicaciones (de voz o de datos) de velocidades menores de 64 Kbit/s comparten el mismo canal de 64 Kbit/s hasta el completo «llenado» de éste. El establecimiento de las comunicaciones se puede realizar de manera automática mediante el descolgado de un teléfono en comunicaciones vocales o la activación de un circuito del interfaz de datos- o bien de forma manual por el operador de red llegando, incluso, a reservar un determinado ancho de banda en un día y hora establecido (por ejemplo, para una videoconferencia). En este caso, el sistema irá reservando el ancho de banda necesario, no aceptando nuevas llamadas o liberando las existentes de menor prioridad, si fuese necesario. En caso de disponer de ancho de banda y en función de las prioridades de las llamadas, así como de las comunicaciones que estén siendo cursadas en ese momento por la red, los equipos GRT procederán a su establecimiento con la PABX de destino o al rechazo de la llamada.

Encaminamiento alternativo automático

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Los canales de voz pueden ser comprimidos en diferentes rangos mediante los módulos de compresión de voz. En el caso de señalización digital por canal común (CCS), el ancho de banda para las comunicaciones entre PABX deberá ser reservado teniendo en cuenta la necesidad de tratar la señalización entre PABX (64 Kbit/s) de una manera transparente. El resto de canales de voz, al igual que en el caso anterior, podrán comprimirse si se requiere, a través de los módulos de compresión de voz.

Asignación dinámica del ancho de banda

Tipo B: Parte I: Multiplexación

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10 Señalización Señalización interna de la red. Todas las facilidades anteriores se ofrecen gracias al sistema de señalización por canal común interno de red, basado en el CCITT número 7, que es inherente a la RDSI. La potencia de dicha señalización sitúa al nodo en condiciones de ofrecer facilidades avanzadas, como:

La asignación del ancho de banda a petición. Encaminamiento dinámico. Gestión dinámica de la topología de la red. Implantación de centros de gestión de red (centralizados o distribuidos). Creación de «redes privadas virtuales» dentro de la propia red, etc.

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11 Capacidad en accesos y enlaces. El GRT es compatible con un amplio rango de aplicaciones al ser transparente a los protocolos específicos de éstas y disponer de una amplia variedad de interfaces para voz, datos e imágenes. Desde el punto de vista de voz, permite la interconexión de centralitas analógicas y digitales al soportar diferentes tipos de señalización. Entre estos tipos se encuentran de manera genérica todo tipo de señalización por canal común (CCS) y canal asociado (CAS). En cuanto a interfaces de datos, suelen soportar la casi totalidad de los existentes (V.24/V.28, V.35, G.703, etc.) y, en todo caso, al menos los más comunes, tanto en modo asíncrono como síncrono. Los enlaces entre nodos permiten trabajar a velocidades que van desde los 64 Kbit/s a los 45 Mbit/s (T3).

11.1.- SOPORTE DIRECTO DE LAN.

Un aspecto a destacar por algunos fabricantes, es el soporte directo de comunicaciones entre redes de área local (LAN), Ethernet o Token Ring, ya que sus nodos pueden incorporar módulos de datos que real funciones de «routers» y «bridges». Igualmente, otros protocolo transporte de datos como “Frame Relay” se pueden soportar mediante módulos específicos.

11.2. COMPRESIÓN DE VOZ

Mediante la compresión adecuada de la información vocal, en rangos de 32, 24, 16 u 8 Kbit/s, los equipos GRT optimizan el ancho de banda utilizado para este tipo de comunicaciones. Las técnicas empleadas son: - ADPCM (Adaptative Differential Pulse Code Modulation) que consigue 32 kbit/s (CCITT) o 24 kbit/s (ANSI). -

VAPC (Vector Adaptative Predictive Coding), con la que se obtiene 16 u 8 kbit/s, con buena calidad.

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Compresión de voz, en enlaces internacionales.

Las dos técnicas empleadas para la codificación de la voz con modulación MIC son las conocidas como Ley-A, para Europa, y Ley-u, para Estados Unidos y Japón. La compresión de voz, llegando hasta rango 8:1, permite la utilización eficiente en este entorno de trabajo, reduciendo sensiblemente los costes telefónicos. Ambas leyes son parecidas, con diferencia de que en la Ley-A se usa una relación lineal dentro del margen de pequeñas amplitudes, superando ambas los requisitos mínimos de reducción de distorsión en las señales de niveles más bajos. La compresión de voz se puede realizar en cualquier punto de la red, facilidad que se puede utilizar en aquellos enlaces con un menor ancho de banda disponible o cuyo coste sea mayor Asimismo, puede haber diferentes rango compresión conviviendo en una misma red. El envío de fax tiene una especial importancia, ya que este tipo de información es sensible a la compresión de voz. Así cuando se comprime información de Fax Grupo 3 a 16 Kbit/s la velocidad efectiva de transmisión se reduce a 2,4 Kbit/s llegando a no ser posible la transmisión cuando el rango de compresión es de 8:1.

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La manera de solventar la transmisión de fax es variada. Una de ellas consiste en la selección en la PABX de canales fijos por donde circulará información de fax. De esta manera dichos canales no serán comprimidos y se tratarán transparentemente en la red.

Se permite así disponer de las siguientes velocidades de transmisión en función del rango de compresión:

- 4:1 (16 Kbit/s): - 6,6:1 (9,6 Kbit/s): - 8: 1 (8 Kbit/s):

velocidad de Fax 9,6 Kbit/s velocidad de Fax 9,6 Kblt/s velocidad de Fax 7,2 Kbit/s

Un hecho a tener en cuenta a la hora de trabajar con voz digital comprimida es la necesidad de disponer de equipos canceladores de eco asociados debido al retardo que introduce este proceso y que supera los 25 ms. Esta es la barrera definida por la recomendación G.131 del CCITT a partir de la cual es necesario la presencia de dichos canceladores de eco.

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Circuito de transmisión de datos. De acuerdo con lo que hemos descrito en los apartados anteriores, para transmitir datos sólo hace falta un par de ordenadores, un par de modems y un cable o una línea telefónica que los una.

Circuito de transmisión de datos

Sin embargo, cuando hablamos de transmisión de datos en general, no siempre es un ordenador el que es origen o destino de la información, sino que a veces el terminal destino de la información es una simple impresora, o un complicado actuador de un sistema de telecontrol. De la misma forma, no siempre es un equipo modulador-demodulador el utilizado para adaptar la señal a la línea de transmisión. Por ese motivo, cuando se habla de forma general de la transmisión de datos, la terminología más exacta para hacer referencia a los elementos que intervienen en el sistema son los siguientes: ETD: Equipo terminal de datos. También llamado en inglés DTE o Data Terminal Equipment. Este término hace referencia a cualquier equipo que sea fuente o destino final de los datos. También es misión del ETD el controlar la comunicación. Un ordenador puede ser un ETD. ETCD: Equipo de terminación del circuito de datos. Llamado en inglés DCE o Data communications Equipment. Este término hace referencia al equipo que se encarga de transformar las señales portadoras de la información procedentes del ETD en otras que sean susceptibles de ser enviadas hasta el ETD distante a través de los medios de comunicación existentes. Un módem es un ETCD.

Tipo B. Parte II: Transmisión de datos.

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LINEA:Se le da el nombre de línea a cualquier medio de transmisión que une los dos ETCD. El término general de línea se le puede aplicar tanto a un simple cable como a un circuito de la red telefónica. ED:

Enlace de datos. Se le aplica el término de enlace de datos al conjunto de medios que unen la fuente original y el destino final de los datos transmitidos. El enlace de datos está formado por los controladores de la comunicación (programas), el ETCD y la línea.

CD:

Circuito de datos. El circuito de datos lo forman los elementos necesarios para entregar en el ETD destino los datos emitidos por el ETD origen. EL CD se refiere al conjunto formado por los ETCD y la línea.

Tipo B. Parte II: Transmisión de datos.

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Unidades de medida. Siempre que se habla de transmisión de datos se habla de la transferencia de información entre dos puntos o dos soportes cualesquiera, utilizando para ello un medio físico que los interconecte. Si queremos hacer comparaciones entre los distintos equipos o procedimientos que permiten dicha conexión, nos harán falta ciertas unidades de medida que evalúen los distintos resultados. En un circuito de transmisión de datos podemos medir, por un lado, la velocidad con la que los datos son transmitidos, y por otro, la capacidad de transmisión que tienen los medios físicos o lógicos utilizados.

2.1. VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN

En cuanto a la velocidad de transmisión, tenemos que diferenciar distintos conceptos. Primero, en cualquier terminal de transmisión de datos podemos diferenciar dos partes:

La fuente o colector de los datos y El controlador de la comunicación. La fuente de la información es el lugar del terminal emisor donde está almacenada la información original que pretendemos transmitir. El colector es el lugar del terminal receptor donde se guardarán los datos que se van recibiendo del terminal distante. El controlador de la comunicación es el programa encargado de llevar a cabo la transmisión; este software existe tanto en el terminal emisor como en el receptor. Los controladores de la comunicación de los terminales emisor y receptor, como su propio nombre indica, son responsables de que la transmisión se realice de una forma eficaz y sin que haya errores.

Para poder hacer eso, ambos controladores se intercambian información de control que no forma parte de la información original a transmitir. La información de control es introducida por el controlador emisor en el propio mensaje transmitido, y es eliminada por el controlador receptor antes de entregar dicha información al colector.

Tipo B. Parte II: Transmisión de datos.

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Como es lógico, un controlador de comunicación, un protocolo, es más eficiente cuanto menos información de control añada a la transmisión. En general, la velocidad de transmisión de información se mide por el número de bits transmitidos en un segundo. Esta medida recibe el nombre de bits por segundo o bps. Según lo que hemos visto anteriormente, existen dos posibles medidas de transmisión. Por un lado, podemos medir la velocidad con la que son transmitidos los bits de la fuente; a esta medida se le llama velocidad de transferencia de datos, y representa la cantidad de información (no de control de la comunicación) que se transmite por unidad de tiempo. Por otro lado, podemos medir la velocidad con la que son transmitidos los bits por el terminal; a esta medida se le llama velocidad de transmisión serie, y representa la cantidad de bits de información y de control que el terminal, el ordenador, le entrega al módem por unidad de tiempo. La velocidad de transmisión serie es siempre mayor que la velocidad de transferencia de datos, siendo esta diferencia mayor o menor, dependiendo de la eficiencia del protocolo. Desde un punto de vista teórico, la medida que nos interesa es la velocidad de transferencia de datos, pero esa medida es difícil de realizar, ya que depende del protocolo utilizado. Desde un punto de vista práctico la medida que siempre utilizamos es la velocidad de transmisión serie, ya que no sólo representa la velocidad con la que el ordenador tiene que enviarle los datos al módem, sino también la velocidad con la que el módem tiene que transmitir dichos datos. La velocidad de transmisión serie es la que siempre se utiliza para configurar un programa de comunicaciones o par definir las características del módem. De hecho si se habla de velocidad, o de bps, sin especificar nada más, siempre nos referimos a la velocidad de transmisión serie. Para ilustrar la diferencia entre ambos tipos de velocidades, veamos un pequeño ejemplo: Supongamos que utilizamos un módem que es capaz de transmitir 1200 bits por segundo. Supongamos también que utilizamos un protocolo que añade 200 bits de control por cada 1000 bits de información transmitidos. En este caso, la velocidad de transmisión serie es de 1200 bps, y la velocidad de transferencia de datos, 1000 bps.

2.2. CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN

La transmisión de datos siempre se basa en la existencia de una línea que une el terminal emisor con el receptor. Dicha línea puede ser, desde un simple cable que une dos ordenadores cercanos hasta un medio de transmisión público, como puede ser la red telefónica o los circuitos alquilados punto a punto.

Tipo B. Parte II: Transmisión de datos.

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Todos los medios de transmisión que envían señales a largas distancias utilizan equipos especiales de transmisión para asegurar que las señales introducidas por el extremo lleguen al otro en buenas condiciones. Antiguamente, todos los equipos de transmisión eran analógicos, quiere esto decir que estaban pensados para transmitir señales analógicas. Lo que caracteriza a un medio de transmisión analógico (independientemente de otras consideraciones) es su capacidad para transmitir frecuencias. Una línea telefónica, la cual es un medio de transmisión analógico, es capaz de transmitir cualquier frecuencia entre 300 Hz y 3400 Hz. Si introducimos una frecuencia mayor de 3400 Hz o menor de 300 Hz en dicha línea, esas frecuencias no aparecerán en el otro extremo. Para medir la transmisión de un medio analógico, se utiliza la unidad del ancho de banda. El ancho de banda es la diferencia entre la frecuencia mayor y la frecuencia menor que puede ser transmitida por un medio de comunicación. En el caso de una línea telefónica, el ancho de banda es 3400-300 = 3100 Hz. En la actualidad, aunque todavía existen medios de transmisión analógicos, todos los nuevos sistemas de transmisión que se instalan son medios digitales. Un medio de transmisión digital se caracteriza porque recibe información digital binaria en un extremo y la transmite al otro extremo. El típico medio que siempre se pone de ejemplo de la transmisión digital es la fibra óptica, sin embargo también existe transmisión digital vía radio, cable o satélite. La capacidad de un medio transmisión digital se mide en bits por segundo. En el caso de la fibra óptica, son muy normales capacidades de 140 o 512 Megabits por segundo (Mbps). Una vez visto esto, nos podríamos preguntar: ¿Si una línea telefónica tiene ancho de banda de 3100 Hz, cuántos bits por segundos pueden ser transmitidos como máximo por dicha línea? O también, ¿una fibra óptica de 140 Mbps cuántos canales telefónicos de 3100 Hz. Puede transmitir? Pues bien, para ver la relación existente entre un medio de transmisión analógico y otro digital, la relación entre el ancho de banda en Hz y la capacidad en bps, existe lo que se llama Ley de Shannon, que nos dice lo siguiente:

C=W.LOG2(1 +S/R) donde

C es la capacidad máxima en bps, W es el ancho de banda en Hz y S/R es la relación entre la potencia de la señal (S) y la potencia del ruido (R) de la línea utilizada.

Tipo B. Parte II: Transmisión de datos.

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Examinando esta fórmula, resulta evidente que un incremento del ancho banda, un aumento de la potencia de la señal o una disminución de los niveles de ruido permitiría una mayor capacidad de transmisión de información en bits por segundo. En el caso de una línea telefónica o, hablando más propiamente, en el caso de un canal telefónico, si suponemos una relación señal/ruido de 1000, el mayor número de bits por segundos que podemos transmitir es de: C=3100 . LOG2 (1+1000)=31000 BPS

2.3. PRINCIPIOS DE TRANSMISIÓN DIGITAL.

Para el intercambio de datos a distancia uno de los medios de transmisión más utilizados es la Red Telefónica Básica (RTB), con una amplia cobertura y un coste bajo; puesto que ésta ha sido concebida para la transmisión de señales vocales -analógicas- y no de datos -digitales-, se hace necesario transformar las señales proporcionadas por los ordenadores o terminales con el fin de adaptarlas a las características de los circuitos telefónicos. Esto se consigue mediante el empleo, en ambos extremos, de los módems, palabra derivada de MOdulador/DEModulador. Los módems son, desde los años 70 cuando se permitió su conexión directa a la línea telefónica, el dispositivo de comunicaciones por excelencia; son millones las unidades en servicio y millones el número de usuarios que cada día los emplean. A pesar de todos los adelantos de la tecnología, la invasión de las LANs, etc., los módems forman parte esencial de cualquier sistema de comunicaciones, avanzando en prestaciones -mayor velocidad y seguridad- para cubrir las nuevas aplicaciones que demandan mayor ancho de banda. La desaparición del módem, en su versión actual, se puede decir que tardará muchos años en llegar, cuando sean reemplazados por los adaptadores de terminal de la RDSI u otros dispositivos equivalentes, pero aún entonces conservarán una cuota del mercado, ya que de una manera muy simple siempre será posible establecer una comunicación de datos desde cualquier lugar en que se disponga de una toma de teléfono.

Transmisión de datos a través de la red telefónica mediante el empleo del módem.

Tipo B. Parte II: Transmisión de datos.

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2.4. CARACTERÍSTICAS USUALES

A pesar de que suelen ser conocidos, antes de pasar a analizar el mercado, conviene recordar ciertos aspectos relativos a las características de las señales, los modos de transmisión y de explotación, así como otros factores que influyen en la comunicación, ya que a veces existe cierta confusión. El envío de una secuencia de datos entre dos dispositivos se puede realizar de dos maneras diferentes: Serie à cuando los datos se transfieren bit a bit utilizando un único canal. Paralelo à en el caso de que todos los bits de un carácter se transfieran simultáneamente, utilizando tantos canales como bits lo formen.

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Dúplex y semidúplex. Hablando de comunicación en general, no sólo de transmisión de datos, podemos decir que existen tres formas de llevar a cabo una comunicación: Símplex: En la que la comunicación de información se realiza en un sentido. A este tipo de comunicación también se le conoce como unidireccional. Un ejemplo de comunicación símplex son las emisiones de los canales de televisión, las cuales se producen siempre en el sentido estudio de TV televidente. En telemática tenemos el ejemplo de los sistemas de telecontrol o telemedida. Semidúplex (half-duplex): En la que la comunicación de la información se lleva a cabo en ambos sentidos, pero no simultáneamente. Esto es, se trata de una comunicación bidireccional, donde no hay cruce de información en la línea. La información circula en un sentido o en otro, pero no en los dos a la vez. El ejemplo típico de una comunicación semidúplex son las comunicaciones de radioaficionados o con walkie-talkie. En transmisión de datos es utilizado corrientemente el modo semidúplex, incluso sobre circuitos que permiten el modo dúplex. Dúplex (full-duplex): En la que la comunicación se puede producir en ambos sentidos simultáneamente. El ejemplo típico de una comunicación dúplex son las comunicaciones telefónicas, donde las dos personas que intervienen en la comunicación pueden hablar en cualquier momento, incluso simultáneamente.

Hay que aclarar que el hecho de levar a cabo una comunicación en modos dúplex o semidúplex es independiente del numero de hilos que tenga el circuito. Ya se sabe que las líneas telefónicas siempre tienen dos hilos, pero los circuitos de transmisión de datos punto a punto (circuitos alquilados) pueden estar establecidos sobre cuatro hilos o sobre dos hilos. Es frecuente caer en el error de asociar los circuitos de cuatro hilos con las transmisiones dúplex y los circuitos a dos hilos con las transmisiones semidúplex. En los circuitos a cuatro hilos siempre se mantienen comunicaciones dúplex, pero en los circuitos a dos hilos pueden establecerse tanto comunicaciones dúplex como semidúplex o símplex. A veces también se confunde el término eco local (local echo) con el modo dúplex. La confusión se debe al hecho de que a veces, cuando se establece una comunicación dúplex entre un terminal (PC) y un host, este último produce un eco de la información que recibe; esto es, reenvía al terminal la información que éste le manda.

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Este efecto, llamado eco-plex, permite a los usuarios del PC verificar la calidad de la transmisión. Cuando la comunicación se establece en semidúplex, no existe ningún eco del ordenador host al PC; eso hace que algunos usuarios identifiquen el modo dúplex con el hecho de recibir un eco y el modo semidúplex con la no recepción del eco; sin embargo, en el modo semidúplex puede haber lo que se llama eco local, mediante el cual el propio PC muestra en pantalla la información que envía al host.

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Sincronización de la comunicación. Como hemos visto anteriormente, dos ordenadores pueden ponerse comunicación bien en modo serie o bien en modo paralelo. El modo paralelo, utilizado exclusivamente cuando los ordenadores están próximos el uno al otro, siendo el modo serie el adecuado para comunicaciones donde interviene algún tipo de red pública; esto es, para las grandes distancias. Pues bien, uno de los procesos más importantes que intervienen e transmisión de datos en modo serie es la coordinación de la transmisión recepción de los datos. Son tres los factores a tener en cuenta: 1. El primero es que los bits son enviados por el terminal origen de forma secuencial y con cierta cadencia. Si el terminal de destino tiene un mínimo error en la cadencia de lectura, puede llegar a leer un mismo bit dos veces o saltarse algún bit sin leer. 2. El segundo factor es que el terminal receptor recibe los bits unos tras otros por lo que tiene que tener algún procedimiento para diferenciar cada uno de los caracteres o bytes que componen la información transmitida. Este problema no lo tiene la transmisión en paralelo, donde los bits son transmitidos de ocho en ocho, no quedando dudas de la asociación de dichos bits para formar cada carácter. 3.

Por último, cuando se tienen que transmitir grandes volúmenes de información, ésta no se transmite toda de una vez, ya que eso provocaría que de haber un error se tendría que retransmitir todo desde un principio. Para evitar eso, la información no se transmite de un solo golpe, sino que se divide en secciones más pequeñas (grupos de, por ejemplo, 512 caracteres), llamadas tramas, bloques o paquetes. Eso quiere decir que hay que establecer un procedimiento que nos permita identificar qué carácter, de todos los recibidos, es el primero de cada trama.

Según lo visto, una comunicación entre ordenadores debe con procedimientos que le permitan segregar los bits, los caracteres (bytes) y las tramas. La técnica que nos permite llevar a cabo esta segregación se conoce con el nombre de sincronismo, existiendo el sincronismo de bit (segregación de bits), sincronismo de carácter (segregación de caracteres) y sincronismo de trama (segregación de tramas).

Tipo B. Parte II: Transmisión de datos.

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Importancia de la sincronización

El sincronismo de bit es responsabilidad del módem, mientras que el sincronismo de carácter y de trama es responsabilidad del protocolo de comunicaciones utilizado (el software). Existen dos métodos para llevar a cabo el sincronismo de bit: el método asíncrono (también llamado de arranque y parada o start-stop) el método síncrono.

4.1. TRANSMISIÓN ASÍNCRONA

El método de transmisión asíncrona fue establecido para los terminales TTY (teleimpresoras o Teletypewriters) usados en los años cincuenta y sesenta.

Teleimpresor

Tipo B. Parte II: Transmisión de datos.

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Esos terminales utilizaban sistemas electromecánicos, por lo que su mayor problema era el de ajustar la velocidad de los terminales emisor y receptor de la información. Para solucionar ese problema la transmisión asíncrona utilizaba un bit de arranque (start bit), bit 0, que ponía en funcionamiento a los dos motores simultáneamente. A continuación eran emitidos los bits de información, limitando esos bits a cinco (código baudot). La idea era que por mucho desajuste de velocidad que tuviesen ambos motores, no se notaría con tan sólo cinco bits. Hay que tener en cuenta que a mayor número de bits por carácter, más tiempo están girando los dos motores de forma autónoma, y por tanto, más probabilidad hay de desajuste. Después de los bits de información se transmitía un bit de parada (stop bit), bit 1, para a continuación poder volver a transmitir el bit de arranque del nuevo carácter. Como puede ver, el bit de parada no es un bit normal de información, sino que es un estado que debe permanecer a 1 durante un tiempo equivalente a entre 1,5 y 2 veces el tiempo de un bit para asegurar que al teleimpresor le diese tiempo de volver a la posición inicial Hoy en día, aunque los terminales utilizados para transmitir datos son mucho más potentes que los antiguos teleimpresores, se sigue utilizando el sencillo método asíncrono por razones históricas y de compatibilidad. Lo único que se ha actualizad ha sido el código, ya que se ha sustituido el código baudot, de 5 bits por carácter, por el código ASCII, de 7 u 8 bits por carácter. En una transmisión asíncrona tenemos, por tanto, que para cada carácter emitido se necesita transmitir un bit de arranque (bit 0) seguido por 7 u 8 bits de información que identifican al carácter de acuerdo con el código ASCII, y termina con el bit parada (bit 1). Con el sistema asíncrono de transmisión, se resuelve simultáneamente problema de la sincronización de bit y de la sincronización de carácter. Cada bit identifica sin problemas debido a que el bit de arranque sirve de ajuste de la base de tiempos. Por su lado, el primer bit de cada carácter es siempre el bit siguiente al bit arranque. El inconveniente del sistema asíncrono es que por cada carácter enviado, por cada 7 u 8 bits de información, se necesitan 2,5 o 3 bits de control. Esto es, el sistema asíncrono desperdicia entre el 23,8% y el 30% del tiempo en enviar caracteres control de sincronismo de bit. Antes de la aparición de los ordenadores personales de tipo PC, la teleinformática era practicada con terminales tontos que se comunicaban con los ordenadores mainframe mediante este sistema asíncrono TTY. Con la aparición de los ordenadores personales, éstos también se conectaron a los mismos ordenadores mainframe utilizando el mismo sistema de comunicación. Por ese motivo, el software utilizado en los PC para comunicarse en modo asíncrono recibe el nombre de programa emulador TTY (TTY emulator program). Hoy en día, esos programas de comunicaciones son los más comúnmente utilizados en los ordenadores personales.

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4.2. TRANSMISIÓN SÍNCRONA

La búsqueda de mayores velocidades de transmisión llevó a los diseñadores de sistemas de comunicaciones de datos a idear un sistema que aprovechase mejor el tiempo de lo que lo hace el sistema asíncrono. La idea es producir dispositivos que envíen el máximo posible de bits por unidad de tiempo utilizando un mismo canal de comunicación. El resultado fue el sistema síncrono. Recordemos que el problema que se pretende resolver es cómo hacer que la base de tiempos (señal de reloj) utilizada por el terminal receptor para fijar la cadencia con la que debe leer los datos, sea lo suficientemente parecida a la base de tiempos del terminal emisor como para que no se produzcan errores de lectura. Al utilizar los terminales origen y destino distintas bases de tiempos, distintas señales de reloj, y dado que los circuitos electrónicos no son perfectos, una pequeñísima desviación puede producir, como se ha indicado anteriormente, una doble lectura de un bit o el salto de un bit sin leer. Con el sistema asíncrono, los terminales emisor y receptor utilizaban sus propias bases de tiempo, sincronizando éstas al comienzo de cada carácter mediante el bit de arranque. Con el sistema síncrono, la base de tiempo que genera el terminal emisor para transmitir los datos es recogida por el terminal receptor a partir de los propios cambios de estado de los datos recibidos. Esto es, la sincronización se lleva a cabo utilizando para ello los mismos cambios de estado de las señales transmitidas. Para asegurar la sincronización, antes de empezar a transmitir los datos de información, el terminal emisor transmite uno o más caracteres de sincronización llamados SYN. Esos caracteres están formados por una combinación de 0 y 1 alternos (0101010). Por otro lado, los bytes de información son enviados agrupados en tramas, de forma que después de cada trama se envía de nuevo el carácter SYN. La ventaja de los sistemas asíncronos es que no se desperdicia tiempo en realizar el sincronismo, como ocurre en los sistemas asíncronos.

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Normativa del CCITT. La normalización internacional establecida por el CCITT (renombrado ahora como ITU- lnternational Telecommunications Union-Telecoms) en su serie de recomendaciones "V" define y fija, para cada tipo de módem, una serie de características de forma que puedan conectarse entre sí -compatibilidad- productos de diferentes fabricantes, aún habiendo utilizado tecnologías diferentes. Los tres parámetros principales que definen un tipo de módem son: · Velocidad de transmisión. · Tipo de línea de transmisión. · Tipo de modulación. Es bastante usual denominar a los módems por la serie "V" del CCITT a la que pertenecen; entre éstas tenemos las siguientes: V.21:

300 bit/s en dúplex; prácticamente en desuso Su principal ventaja es su rápida velocidad de establecimiento de la conexión.

V.22. 1.

200/600 bit/s en dúplex. utilizada en los viejos portátiles y superada por la V.22bis.

V.22bis

2.400/1.200/600 bit/s en dúplex; utilizada por ser la máxima velocidad de algunos servicios que utilizan la red telefónica básica.

V.23.

1200 bit/s 75 bit/s en dúplex; tiene su máximo interés en aplicaciones interactivas tal como el videotex.

V.26

2.400/1.200 bit/s tanto en sus versiones bis o ter no ha sido un módem popular. debido al empleo del V.22bis.

V.27ter

4.800/2.400 bit/s en semidúplex. Utilizada Como fallback del V.29. en caso de mala calidad de la línea en las comunicaciones de FAX.

V.29

9.600 bit/s en semi-dúplex. Utilizada principalmente en las comunicaciones de FAX. Está previsto que sea reemplazada por la V.17 114.400 bit/s

V.32

9.600/7.200/4.800 bit/s en dúplex. Consigue una velocidad muy alta sobre las líneas telefónicas. Ha sido muy popular. junto con el V.32bis.

V.32bis

14.400 bit/s en dúplex. Con bajada a 12.000 bit/s Como back.up.

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V.32terbo

19.200 en dúplex. No ratificado por el CCITT. Extiende e1 rango del V.32.bis en líneas digitales.

V.34

28.800 bit/s en dúplex sobre líneas analógicas a 2 hilos Es muy popular.

V.34bis

Es una versión posterior del V.34 que permite alcanzar hasta los 33.600 bit/s. Se está convirtiendo en el estándar para el acceso a Internet.

5.1. EL ESTÁNDAR V.34.

El V.34 es uno de los últimos estándares para módems con corrección de errores y compresión de datos a una velocidad de 28,8 kbit/s. Soporta entre otras funciones ajuste automático de velocidad en función de la calidad de la línea. Entre las funciones añadidas se encuentra un canal auxiliar facultativo, codificación reticular y capacidad de "toma de contacto". El canal auxiliar, con una velocidad de señalización de datos síncrona de 200 bit/s, está previsto para transportar los datos de control del módem independientemente del canal primario, que funciona a velocidades entre 2.400 y 33.600 bit/s

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Detección y corrección de errores. En una comunicación a través de un medio real existe una cierta probabilidad mayor o menor- de que ocurran errores (alteración de la información transmitida) por diversas causas, normalmente debidas a dos tipos de fenómenos: · Interferencias electromagnéticas que producen ruido en el medio físico. · Incorrecto funcionamiento del módem. La calidad del canal se mide en base a la tasa de error (BER/Bit Error Rate), y que se calcula como el resultado de dividir el número de bits recibidos erróneos entre el total de bits transmitidos. La detección y corrección de errores se realiza gracias a un protocolo que establece un conjunto de normas para ordenar y sincronizar las tramas de datos, a la vez que define procedimientos para determinar cuándo se ha producido un error de transmisión y cómo debe corregirse.

6.1. PROTOCOLOS MNP .

El principal impulso dado a las técnicas de detección y corrección de errores en módems lo dio la empresa Microcom, con el desarrollo del protocolo MNP (Microcom Net working Protocol) para su incorporación a los módems como parte del software básico del equipo. Las distintas versiones que se han venido sucediendo se han denominado niveles, englobando cada una las ventajas y opciones de las anteriores. Veamos algunos de ellos: MNP3:

Protocolo de corrección a nivel de bit, en modo síncrono SDLC para dúplex. El terminal transmite en asíncrono hacia el módem y éstos trabajan en modo síncrono.

MNP4:

Protocolo de corrección de errores, de mayor difusión, a nivel de paquete de longitud variable y adaptable en función de la calidad de la línea, para ser empleado con módems asíncronos.

MNP5:

Protocolo de corrección y compresión, para módems asíncronos, que utiliza un algoritmo de repetición de caracteres y consigue una eficacia de 2:1. Niveles de compresión más avanzados se definen en MNP7 y MNP8.

MNP7:

Nivel de compresión hasta 3:1, aunque está obsoleto.

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MNP9 y 10:

Servicios extendidos; por ejemplo, para simular líneas dúplex sobre enlaces semidúplex. MNP10 está indicado para transmisiones celulares, donde hace un uso óptimo de las líneas con mala calidad.

6.2. NORMAS V.42N.42 BIS.

El CCITT ha definido, recientemente, las normas: V.42 para el control y detección de errores y V.42 bis para la compresión de datos. Veamos a continuación en qué consiste cada una de ellas. 6.2.1.6.2.1.- Norma V.42. Emplea el protocolo LAP M (Link Access Prococol M), derivado del HDLC, consistente en un cálculo polinomial, para prever los detalles de establecimiento de la comunicación, la corrección de errores, la notificación de anomalías, etc. Contempla los protocolos MNP, niveles 2 y 4. 6.2.2.6.2.2.- Norma V.42 V.42 bis. Trata los aspectos relativos a la compresión de datos asíncronos, técnica que en ocasiones es capaz de mejorar el rendimiento de la transmisión hasta en un factor de 4:1, por lo que, por ejemplo, un módem V.34 puede llegar hasta 115.200 bit/s como límite. En la práctica, se alcanzan factores de incremento de dos o tres, dependiendo del ruido en la línea, del tipo de fichero y de la capacidad del terminal para soportarlo; lógicamente, con ficheros ya comprimidos su eficacia es muy baja.

6.3. CÓDIGOS CRC.

El CRC (Cyclic Redundancy Code) o Código de Redundancia Cíclica, es uno de los códigos más empleados, con distintos protocolos, para la detección de errores, reemplazando al método Checksum o suma de comprobación. Su mecanismo es muy simple, siendo una división de polinomios con coeficientes 0 o 1, y exponentes desde el número de orden del bit más significativo hasta el menos significativo; el código CRC está dado por los coeficientes del polinomio que resulte como resto de esta división. Existen distintas variantes, tales como el CRC-16 y CRC-32, según la longitud de los bits de comprobación.

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Programa de transferencia de ficheros. Para realizar una comunicación a través de módem es necesario, además del mismo, un programa (software) encargado de establecer la comunicación, controlar la misma y finalizarla. Dependiendo de que la transmisión se realice en forma síncrona o asíncrona se utilizará uno u otro tipo, siendo de uso común el modo asíncrono entre PC y el síncrono para HOST. Mencionaremos, brevemente, algunos de los más usuales entre PC, en los que el uso de los comandos Hayes es esencial además de disponer de alguno/s de los protocolos de transferencia de ficheros y de emulación de terminal más usuales, tales como XMODEM, YMODEM, ZMODEM, KERMIT, etc.

7.1. XMODEM

Es uno de los primeros programas de comunicaciones existentes (Ward Christiensen lo ideó en 1977 para sistemas que funcionaban bajo el sistema operativo CP/M de 8 bit, antecesor del MS-DOS), que transmite paquetes de 128 bytes en modo semidúplex y realiza la comprobación (checksum) de todos ellos, por lo que resulta muy lento, incorporando las últimas versiones el CRC; no conserva el nombre ni la longitud del fichero enviado, así como otros atributos, pudiendo enviar un único fichero cada vez y debiendo iniciar el operador el proceso de recepción. Por contra, su implementación resulta sumamente sencilla.

7.2. YMODEM

Deriva de XMODEM pero emplea paquetes de 1.024 bytes, lo que lo hace más eficaz si la línea no es muy ruidosa, conservando el nombre y la longitud (también se conoce como Xmodem 1k). Las variantes más conocidas son la denominada Ymodem batch, para el envío de varios ficheros de una sola vez, y la denominada Ymódem-G que no realiza comprobación alguna, por lo que debe ser evitada si la línea de transmisión no es 100 % segura.

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7.3. ZMODEM

Se emplea sobre líneas libres de errores - sin ellos o con módems que los corrija -, por lo que al evitar las comprobaciones el emisor no espera el ACK del receptor para enviar el siguiente paquete- resulta mucho más eficaz; en caso de ruptura del enlace recupera a partir el momento de fallo. Al igual que el Ymodem batch soporta la modalidad batch para la transferencia multifichero, conservando sus atributos.

7.4. KERMIT

Es un protocolo muy útil fuera del entorno de los PCs Macintosh, Unix, micros CP/M y mainframes, al recomponer los caracteres de 7 a 8 bits- que emplea un formato del paquete variable (sliding window) según las condiciones de ruido en la línea. Es un protocolo multifichero que conserva el nombre y la longitud de los ficheros. Suele tener éxito cuando otros fallan.

7.5. ASCII

No es en realidad un FTP, sino que es un método muy simple de enviar texto ASCII entre terminales, sin ninguna comprobación o acción. Es muy útil para aplicaciones de correo electrónico o envío de texto plano, ya que no pierde ningún carácter de control.

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Sistemas de telefonía. La red telefónica. Una red telefónica se puede definir como el conjunto de sistemas de transmisión que, mediante la utilización de recursos de gestión adecuados, permite establecer el intercambio de información a dos usuarios distantes entre sí, manteniendo la conexión entre ambos el tiempo deseado. En un principio, la transmisión era totalmente analógica y los equipos multicanales, y sus equipos de línea estaban unidos mecánicamente. Posteriormente, esta unión comenzó a realizarse de forma automática por medio de repartidores de alta frecuencia. Para la transmisión de las señales telefónicas se utilizan las líneas aéreas y pares de cables para circuitos en baja frecuencia, utilizándose los cables coaxiales para agrupaciones de circuitos en alta frecuencia y mayor número de canales. Para largas distancias y pocos canales existen · los sistemas de radioenlace de onda corta, · radioenlaces en las bandas de VHF y UHF para pequeñas agrupaciones de canales · radio enlaces de microondas para mayores agrupaciones de canales. El desarrollo de los semiconductores y concretamente del transistor, introduce las técnicas de transmisión digital en el transporte de la señal telefónica, apareciendo los primeros equipos que multiplexan canales por división en el tiempo (TDM), que fueron la base de la jerarquía digital. Las agrupaciones de canales son cada vez mayores, por lo que se necesitan canales de transmisión con mayor ancho de banda, lo que motiva la utilización de la fibra óptica, medio de transmisión que se está empleando masivamente en la actualidad. Los primeros sistemas telefónicos transmitían únicamente señales de frecuencia vocal, pero para satisfacer las necesidades de comunicación que han surgido posteriormente, como los sistemas de transmisión de datos, las redes telefónicas han sufrido un considerable desarrollo. Además de las señales vocales, propias del servicio telefónico, se pueden citar las señales de programa, telegráficas, de datos, de televisión y las de alarma y telecontrol. Por ello, toda red telefónica debe constar de tres elementos básicos:

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terminales, medios de transmisión y sistemas de conmutación.

Estructura básica 1.1. ESTRUCTURA DE LA RED TELEFÓNICA

La estructura de una red telefónica o, en general, de una red de comunicaciones, de voz o de datos, vendrá determinada por la necesidad de conectar entre sí terminales remotos, dentro de un conjunto que contenga un elevado número de ellos. Por ello, las redes telefónicas se pueden clasificar en función de su topología como redes en anillo, en bus, en árbol, en malla y mixtas.

Red en malla

Desde el punto de vista de efectividad, en una red telefónica la topología ideal sería en malla, de tal manera que las conexiones entre origen y destino pudieran seguir distintos caminos.

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Puesto que cada nudo o nodo de conexión debería estar conectado con todos y cada uno de los demás nodos de la red, esto implicaría un aumento exponencial del coste de dicha red lo que, en la práctica, la hace inviable.

C=N(N -1)/2 C = número de nodos a conectar N = número de conexiones

Por ello, se introduce el concepto de conmutación de circuitos, de forma que un único nodo gestione todo el flujo de información, conectado a través de un circuito único y dedicado al emisor y receptor, liberando el circuito al final de la comunicación para que otros usuarios puedan utilizarlo posteriormente. Evidentemente, esto provoca una disminución importante del coste de la red, aunque supone incluir una etapa de concentración, al tener menor número de circuitos que de terminales,

Nodo de comunicación aunque estadísticamente se demuestra que nunca están todos los usuarios de una red telefónica conectados a la vez y, por tanto, el correcto diseño de la etapa de conmutación permitirá una gestión adecuada de todos los terminales conectados a la red. 1.2. CARACTERÍSTICAS DE LA RED TELEFÓNICA

Un sistema telefónico debe estar realizado de tal manera que permita comunicarse a cualquier pareja de terminales, con un grado de calidad suficiente, independientemente

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del lugar donde se encuentren. Por ello, las características que una red telefónica debe cumplir serán: 1.- Conectividad. - Establece una conexión permanente o temporal, entre dos terminales. 2.- Topología. - Las redes en malla resultan adecuadas cuando se prevé que el flujo de información o tráfico puede ser alto, con distancias entre terminales pequeñas, mientras que la red en estrella resulta más adecuada cuando el tráfico es bajo y las distancias elevadas. 3.- Principio de jerarquización. - Establece que cada unidad inferior dependerá única y exclusivamente de otra unidad de orden superior. En una red telefónica, todos los usuarios de la red no pueden estar conectados a una sola central, debido, entre otros, a la capacidad limitada de conexiones de la propia central, la situación geográfica, etc. Este hecho provoca que se agrupe un determinado número de usuarios en torno a una central, otros en torno a otra y así sucesivamente. Para que todos estos usuarios puedan conectarse entre sí, será necesario conectar estas centrales a otra central de orden superior, que gobierne el tráfico entre usuarios de distintas centrales. Si esta situación se repite en otros ámbitos geográficos, será necesario unir estas centrales de orden superior entre sí para hacer posible la comunicación con otros usuarios y así sucesivamente hasta cubrir la posibilidad de cualquier comunicación entre usuarios, independientemente del lugar en donde se encuentren.

Niveles de jerarquía 4.- Calidad. - Como ya se ha tratado, una red telefónica no va a disponer del mismo número de circuitos para establecer una comunicación que de usuarios. Esto puede provocar que en un momento determinado exista bloqueo, como consecuencia de un número de peticiones de conexi6n muy elevado, por lo que un atributo para medir la calidad de una red telefónica será la disponibilidad de la misma y determinará la máxima capacidad de tráfico que es capaz de asumir sin bloquearse.

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Por otra parte, una vez establecida la comunicación, es necesario que la señal que emite un terminal sea recibida por el receptor en buenas condiciones y éste, a su vez, reproduzca de forma fidedigna la comunicación. Para ello, se utilizan dos parámetros que indican la calidad de la señal transmitida: - Inteligibilidad de la red para señales analógicas. - Tasa de ruido para señales digitales. 5.- Naturaleza de la señal. - Inicialmente la comunicación se realizaba con señales analógicas y, por tanto, la transmisión se completaba de una sola vez. La aparición de técnicas digitales provocó un avance muy importante, tanto en el tratamiento de la señal como en su transporte. 1.3. LA RED TELEFÓNICA BÁSICA (RTB)

La red telefónica básica sigue la estructura de área primaria y se puede dividir en dos grupos, según la función que realiza cada uno: - Subred de acceso o bucle de abonado, que es la parte del sistema que comprende el terminal y los elementos necesarios para unirlo a la central telefónica de conmutación que le corresponda. Actualmente, la transmisión de señales vocales es analógica y se realiza en la banda 300- 3400 Hz. -

Subred de tránsito o transporte, que engloba a todas las centrales existentes en la red y los enlaces o circuitos de conexión entre ellas.

Estructura de área primaria En la subred de tránsito existen varios tipos de centrales de conmutación según la función que realizan, entre las que se pueden destacar las siguientes: - Central Local (CL o CT). - Es la central a la que se conectan los terminales mediante el bucle de abonado. También se le denomina central terminal cuando

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actúa como central de conexión de pequeños núcleos de población, o central urbana si el servicio se efectúa para abonados de una misma población. - Central Tándem. - Realiza la interconexión de centrales locales, rompiendo con el principio de jerarquización. Da servicio de tránsito. - Central Primaria (CS). - Es la Central a la que se conectan las centrales locales de uno o varios núcleos urbanos. También es denominada Central de Sector. - Central Secundaria.- Es la central a la que se conectan las centrales primarias de una provincia, dando Única- mente servicio de tránsito. También se la denomina Central Automática Interurbana (CAl). - Centrales Terciarias.- Son centrales de orden superior que conectan, en estructura dé malla, centrales secundarias pertenecientes a distintas áreas provinciales. Estas centrales también se denominan Centrales Nodales y están conectadas entre sí y con las de orden superior mediante enlaces directos. - Centros Cuatemarios. - Son centrales a las que se conectan las centrales nodales, formando una estructura de malla. Cursan tráfico entre distintas provincias en países de extensión geográfica media. En España están situadas en Madrid, Barcelona, Valencia y Sevilla. - Centros Quinarios. - Son centros que se forman al conectarse varios centros cuatemarios y son necesarios en países de gran extensión geográfica.

Estructura de la RTB

Como se observa, en la RTB no se cumple estrictamente el principio de jerarquización, puesto que si el tráfico es suficientemente alto, puede justificar la interconexión de centrales del mismo orden entre sí o con otras centrales de orden superior, distintas de la que le corresponde.

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Estos enlaces evitarán la conexión de nuevas centrales, que podrían introducir mayor coste y complejidad. Esta nueva red de interconexión, que no cumple con el orden jerárquico de una red telefónica, recibe el nombre de red complementaria. Para la conexión entre las centrales descritas anteriormente se utilizan distintos tipos de enlace, dependiendo de las necesidades de tráfico telefónico existentes en cada caso: - Bucle de abonado. - Está formado por hilo paralelo de dos conductores. Es un circuito dedicado, puesto que cada abonado lo posee en exclusiva. - Circuitos de enlace directo. - Son líneas dedicadas utilizadas para realizar la conexión entre centrales de la misma categoría o de categoría superior distinta de la de su jerarquía. Estos circuitos pertenecen a la red complementaria. - Circuitos de enlace intertándem.- Son circuitos de enlace entre centrales tándem y son necesarios en función del tráfico existente entre centrales locales. - Circuitos de enlace local-tándem.- Son circuitos de enlace entre una central local y una central tándem. Pertenecen también a la red complementaria. - Circuitos locales.- Son circuitos que realizan la conexión de centrales locales con centrales primarias. - Circuitos interurbanos.- Se denomina de esta manera al resto de los circuitos de enlace existentes en una estructura de red telefónica. En zonas de escasa población, se suelen utilizar concentradores remotos, que realizan la función de central local remota recibiendo la conexión de los terminales a través del bucle de abonado. Estos concentradores se conectan a una central local que es la que efectúa la interconexión entre abonados de distintos concentradores remotos.

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Sistemas de conmutación. Desde que en 1876 Graham Bell inventara el teléfono, se ha mantenido el problema de conectar muchos usuarios entre sí, ya sea de forma local o distante. Al principio se pensó que la solución podía ser la utilización de una red con estructura en malla que uniera a todos los usuarios entre sí. Pero el rápido aumento del número de conexiones a realizar haría inviable esta estructura de conexión, debido a la complejidad de los enlaces y al alto coste que esto implicaba. Por esta razón, es necesario introducir el concepto de conmutación entre las funciones que debe realizar una central telefónica, de forma que pueda establecerse un camino para la comunicación entre dos usuarios y que, una vez terminada, se pueda liberar para ser utilizada por otros usuarios.

2.1. REDES DE TELECOMUNICACIÓN

Debido a ello, se han creado redes de comunicación que permiten realizar la función de interconexión entre usuarios de una manera eficaz, económica y fiable. Para realizar dicha función, una red de telecomunicación constará básicamente de tres elementos:

- Terminales. - Son los componentes del sistema que actúan como receptor y/o emisor de la señal que se desea transmitir. Pueden ser de muy distintas características, tanto por la tecnología con la que funcionan como por la función del servicio que realizan. Algunos tipos de terminales pueden ser el teléfono, fax, ordenador, etc. - Medios de transmisión. - Son los medios físicos que se utilizan como soporte para la transmisión de las señales por la red, tales como pares de cables, cables coaxiales, fibra óptica, radioenlaces o enlaces de microondas.

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- Nodos de conmutación.- Es la parte de la red de telecomunicación que se encargará de gestionar las conexiones necesarias para que se establezca la comunicación entre dos terminales.

Red básica de conmutación 2.2. TÉCNICAS DE CONMUTACIÓN

En un principio, las redes de telecomunicación únicamente soportaban servicios de telefonía, pero la aparición de nuevas formas de comunicación basadas en técnicas digitales, como por ejemplo el ordenador, ha hecho que las redes evolucionen para ofrecer nuevos servicios como la transmisión de datos. Las técnicas de conmutación utilizadas en las redes de telecomunicación son dos: · Conmutación de circuitos. - Es la más adecuada en ser- vicios de telefonía. · Conmutación de paquetes. - Es la utilizada para la transmisión de datos.

Los nodos de conmutación o, en general, los sistemas de conmutación, son los elementos de la red de telecomunicación encargados de establecer la comunicación utilizando estas técnicas.

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Sistemas de conmutación Aunque con una eficacia menor, también es posible dar servicio de datos utilizando la técnica de conmutación de circuitos. Actualmente se están implantando nuevos sistemas de conmutación, capaces de ofrecer servicios de telefonía con conmutación de paquetes.

2.3. CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS

Esta técnica se caracteriza por la existencia de dos fases para realizar una comunicación. En una primera fase, se establece la comunicación mediante el intercambio de información entre los terminales y los nodos de conmutación de la red. La comunicación queda establecida, existiendo un circuito permanentemente dedicado, en exclusiva, a la conexión entre los terminales. Cuando un terminal 1 desea comunicarse con otro terminal 2, se envía información de señalización a la central y, en caso de que existan recursos suficientes, se indica al terminal l que puede efectuarse la conexión, solicitando la identificación del terminal al que se llama.

Conexión entre terminales

A partir de este momento, la central a la que está conectado el terminal 1 lleva a cabo el encaminamiento más adecuado, seleccionando la ruta hacia la central de destino,

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procesándose la señal en distintos nodos, hasta que la central destino selecciona al otro terminal, avisándole de la comunicación. Una vez establecida la comunicación, se dispone de un canal de uso exclusivo por parte de los comunicantes. Finalmente, si algún terminal desea dar por terminada la comunicación, envía la señal correspondiente a su central y ésta se encarga de liberar los recursos y notificárselo al resto de las centrales implicadas en la comunicación.

2.4. CONMUTACIÓN DE PAQUETES

La aparición de ordenadores actuando como terminales para la transmisión de datos, dado que éstos se agrupan en mensajes representados por bits, hizo necesaria una red de comunicación específica para su interconexión. Este tipo de red necesita nodos inteligentes, a menudo constituidos por ordenadores, capaces de recibir datos, almacenarlos y retransmitirlos hacia su destino. Los mensajes originados en los ordenadores o terminales de datos en general, necesitan ser divididos en paquetes de menor tamaño, a los cuales se les dota de la información necesaria para su correcto enrutamiento. En este caso, cada paquete puede ser transmitido por una ruta diferente, ya que es el nodo el que establece la ruta más adecuada para cada uno de ellos, en función de los recursos que estén disponibles en la red de telecomunicación y de la información contenida en cada paquete. La conmutación de paquetes puede realizarse utilizando dos técnicas diferentes, en función del volumen de información que debe ser transmitido: · Datagrama. · Circuito virtual. En el datagrama, cada paquete lleva información necesaria para su enrutamiento, por lo que cada uno es tratado como una llamada individual y el nodo puede realizar su encaminamiento por rutas diferentes, dependiendo de los recursos que estén disponibles en cada momento o del camino más adecuado. En el modo circuito virtual, se establece un camino a lo largo de la red entre los terminales, a través del cual se enrutan todos los paquetes que forman parte de la comunicación. Este modo es especialmente útil cuando el volumen de la comunicación es elevado, como, por ejemplo, en comunicaciones entre organismos oficiales o grandes empresas. En la actualidad, es necesario que existan sistemas de conmutación que soporten ambas técnicas, siendo capaces de determinar la más adecuada para cada caso.

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2.5. SISTEMAS DE CONMUTACIÓN EN CENTRALES TELEFÓNICAS

La necesidad de establecer la comunicación entre usuarios, ya sea de forma local o distante, hace que en las centrales telefónicas se introduzcan las funciones de conexión entre circuitos, para establecer un camino por el que se transmita la información. En las centrales telefónicas es donde se establece el camino físico que debe seguir la señal transmitida, mediante la aplicación de las técnicas de conmutación vistas anteriormente. Las primeras conexiones se realizaban manualmente a través de operadoras, utilizando clavijas y conectores, hasta que Strowger diseñó el primer sistema de conmutación mecánico automático, denominado Rotary, instalándose en España a partir de 1926. Este sistema efectúa movimientos de rotación, realizando la conmutación de circuitos por medio de grupos de contactos mecánicos situados en diferentes niveles. Posteriormente, Betulander diseñó los sistemas de conmutación de barras cruzadas, que utiliza relés electromecánicos y se caracteriza por poseer un sistema de control que es independiente del de conmutación, lo que permite utilizarlo para otras conexiones entre terminales una vez se ha establecido la comunicación demandada. Finalmente, fue Vaughan quien diseñó los primeros sistemas electrónicos de conmutación basados en transistores y dotados de un órgano central de control, en el que se sustituye la lógica cableada por procesadores en los que se introduce, programas informáticos, que gestionan la conexión y desconexión de circuitos en función de distintas variables. Actualmente son conmutadores digitales, que actúan como nodos inteligentes gestionando la información adicional que se introduce en la propia comunicación para aprovechar al máximo las posibilidades de una red telefónica. Los interfaces permiten conectar el sistema de conmutación con el exterior y están formados por líneas de abonado analógicas y digitales, enlaces de conexión, etc. Otros elementos internos soportan un conjunto de funciones diversas, como emisores y receptores de tono, señales para líneas, etc.

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Conmutación digital

La red de conexión digital realiza el papel de establecer las conexiones entre los bloques del sistema, enlazando una entrada con una salida del mismo y permitiendo el establecimiento de una comunicación a través de la central. La misión de esta red será, por tanto, la conmutación de circuitos, independientemente del contenido de éstos, proporcionando unas características (tasa de errores, retardos, fiabilidad) fijadas previamente, de forma que el sistema de comunicación pueda soportar servicio tanto de voz como de datos.

El sistema de control soporta las funciones de control y participa prácticamente en todas las funciones del sistema de conmutación. En la actualidad, dicho control se realiza por programa almacenado (SPC) y se materializa físicamente por un conjunto de procesadores trabajando según diferentes métodos de redundancia, de reparto de tráfico y de funciones.

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Si se entiende el proceso de conmutación como aquel en el que se realizan todas las operaciones necesarias para el encaminamiento de una señal que contiene información de un único terminal, bastaría con establecer el camino físico para que la comunicación se llevara a cabo. Es decir, sería suficiente con realizar la conmutación espacial (S) de la señal telefónica. Pero si se entiende, además, que un canal telefónico puede transportar señales procedentes de varios terminales agrupadas en formatos adecuados, se hace necesario introducir el concepto de conmutación temporal (T).

Evolución de los sistemas de conmutación 2.6. CONMUTACIÓN ESPACIAL

La conmutación espacial (S) trata únicamente de establecer el camino físico de la señal, conectando una entrada con una salida de la central al efecto de conseguir una conexión entre usuarios. Si este proceso se produce en un único paso se formarán Redes Monoetapa, en las que el punto de conexión o punto de cruce es único para cada entrada. Si el punto de cruce puede ser utilizado por varias entradas, la arquitectura que se forma es de Red Multietapa. La estructura más simple de una red de conmutación monoetapa es una matriz rectangular con N entradas y M salidas y se utiliza para comunicaciones de tránsito en pequeñas centrales, en concentradores remotos y distribuidores de llamadas. Permite una accesibilidad total y fácil expansión.

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Matriz de conmutación rectangular El principal inconveniente que presenta esta red de conmutación es el elevado número de puntos de cruce y la baja utilización que se hace de ellos. Además, como cada punto de cruce tiene asociada una conexión, si éste falla, la conexión asociada no puede ser establecida y la comunicación entre entrada y salida no es posible, quedando sin servicio. Si la conexión se realiza a cuatro hilos, la estructura que se utiliza es la de matriz cuadrada. Dado que la emisión y la recepción se realizan por circuitos diferentes, existirá un punto de cruce para la comunicación en cada sentido. Con el propósito de aumentar la utilización de los puntos de cruce y disminuir el número total de ellos, debe existir la posibilidad de que un punto de cruce sea utilizado por más de una entrada, por lo que se deberán realizar Redes Multietapa constituidas por un conjunto de Redes Monoetapa conectadas entre sí. De esta forma, pueden proveerse caminos alternativos para una conexión, gestionando el sistema de manera que se pueda minimizar la posibilidad de bloqueo o de fallo. La Red Multietapa espacial más utilizada es el conmutador de 3 etapas y está constituida por un conjunto de redes rectangulares conectadas entre sí, con N entradas y N salidas, utilizadas en sistemas comerciales como el conmutador 1240. Las entradas y salidas están divididas en subgrupos de n canales de entrada por cada una. La 1 a y 3. etapa la forman N matrices rectangulares con n entradas, cuyas salidas se conectan a las k matrices que forman la 2. etapa, permitiendo la conexión de cualquier entrada n con cualquier salida n. Como se observa, se puede realizar dicha conexión por distintos puntos de cruce. De esta manera, se obtiene un sistema con mayor capacidad de conexión de circuitos, ya que: · Se proporcionan caminos alternativos a través del conmutador entre entrada y salida. · Se reduce significativamente el número de puntos de cruce. · Se eleva la utilización de cada punto de cruce.

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Conmutador de tres etapas 2.7. CONMUTACIÓN TEMPORAL

La conmutación temporal (T), basada en la técnica de multiplexación por división en el tiempo, tiene como objetivo compartir los puntos de cruce durante intervalos cortos de tiempo. En la conmutación espacial, una vez asignado un punto de cruce para una comunicación, éste se mantenía hasta el final de la conexión. Ahora, ese mismo punto de cruce puede ser compartido por distintas comunicaciones, manteniéndose ocupado por alguna de ellas durante un tiempo determinado. La conmutación temporal puede aplicarse tanto a señales analógicas como digitales, pero las limitaciones que se producen al utilizarse para señales analógicas hace que se aplique prácticamente en exclusiva a señales digitales. Estas señales, cuando se tratan en los nodos de conmutación, se regeneran, aumentando la calidad de la transmisión, por lo que, actualmente, la práctica totalidad de centrales utilizan esta técnica. Si la información se envía formando tramas que contienen varios canales de información de señales provenientes de distintos terminales, un conmutador temporal TSI permitirá la conexión de un canal cualquiera de una trama o múltiplex de entrada a un canal cualquiera de una trama o múltiplex de salida. En el conmutador temporal TSI se realizará la lectura de un determinado canal "b" de la trama de entrada y se depositará la información que contiene en una memoria temporal, denominada memoria de datos. Posteriormente, se leerá el contenido de dicha posición

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de. memoria, depositando la información original en el canal "e" de la trama de salida. Los tres bloques funcionales en los que está basado el TSI son la memoria de control, la memoria de datos y el contador. La memoria de datos almacena temporalmente cada uno de los canales que componen la trama de entrada en una posición de memoria, en el mismo orden con el que van llegando, hasta su reubicación en la siguiente trama de salida. La memoria de datos deberá ser, por tanto, lo suficientemente grande como para almacenar una trama completa y en el caso de la trama MIC 30+2, en la que se organiza en 32 posiciones de 8 bits cada una, debe ser de 256 bits. La memoria de control se utiliza para direccionar la posición de la memoria de datos que indica su contenido, utilizándose este último como dirección de lectura en la memoria de datos del canal que debe escribirse en la trama de salida. Siguiendo con el ejemplo anterior, en la posición de memoria de control "b" se tendrá como contenido "e", que es el canal en el cual se debe escribir la información almacenada en la posición "b" de la memoria de datos. El contador se utiliza como puntero para acceder a ambas memorias, por lo que debe estar sincronizado con los enlaces de entrada y salida, mediante, por ejemplo, marcas de sincronismo en el principio y final de cada trama.

Conmutación temporal

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2.8. CONMUTACIÓN BIDIMENSIONAL

En la práctica, los sistemas de conmutación que se utilizan en las centrales telefónicas son bidimensionales. Es decir, se produce la conmutación temporal de la información contenida en uno o más canales de una trama y, además, se establece espacialmente un camino entre una entrada y una salida para la transmisión de una señal de voz o datos. Puesto que existen dos tipos de conmutadores, se pueden formar dos estructuras de conmutadores bidimensionales: · Estructura STS. · Estructura TST.

Conmutador STS Un conmutador bidimensional STS está compuesto por dos conmutadores espaciales, uno de entrada y otro de salida, y un conmutador temporal intermedio con capacidad de memoria suficiente para almacenar, al menos, una trama completa de entrada. De igual manera, la comunicación sólo será posible si existe un canal libre de lectura durante la trama de salida. La siguiente figura muestra la estructura de un conmutador STS:

Conmutador TST

El conmutador bidimensional TST esta formado por N conmutadores temporales, tanto de entrada como de salida.

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El conmutador bidimensional TST es el más utilizado en los conmutadores comerciales, ya que si la ocupación de los canales es elevada, la expansión temporal puede conseguirse con un menor coste que la expansión espacial.

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Sistemas de transmisión. Los sistemas de transmisión son la parte de la red telefónica que permitió la conexión física entre terminales. En función de la naturaleza de la seña! a transmitir por la red telefónica, los sistemas de transmisión pueden clasificarse en analógicos y digitales. Los sistemas analógicos se utilizan principalmente para la transmisión de voz, ya sea en banda base para una sola señal, denominada transmisión en baja frecuencia, o por multiplexación por división de frecuencia, modulando varias señales para su transporte por un único medio de transmisión, también denominada transmisión en alta frecuencia. Estos sistemas quedan limitados al bucle de abonado y actualmente están desapareciendo, siendo sustituidos por sistemas digitales. Los sistemas digitales permiten un mayor número de servicios telefónicos, tales como la transmisión de datos, señalizaciones, etc. También se puede realizar la multiplexación de varias señales a un solo medio de transmisión, mediante la multiplexación por división de tiempo, con la ventaja adicional de que estas señales pueden ser tratadas para conseguir una mejor utilización de la red telefónica. Según el tipo de conexión entre elementos de la red telefónica que se realice, se pueden distinguir dos bloques: · Red de acceso. · Enlaces entre centrales.

3.1. RED DE ACCESO

La red de acceso la constituye principalmente el bucle de abonado, que actualmente está constituido por un par de hilos de cobre o acero cobreado, a través de los cuales se realiza una comunicación analógica de tipo full-duplex. En un futuro relativamente próximo, se prevé que, debido a la introducción de los teléfonos digitales, se sustituirá el par de hilos por otros medios de transmisión, cable coaxial o fibra óptica, que ofrezcan mayor ancho de banda para la transmisión y, por tanto, mejor calidad del servicio y mayor número de servicios avanzados. Los circuitos telefónicos que emplean el mismo par de hilos para los dos sentidos de transmisión se denominan circuitos a dos hilos. Los pares simétricos de hilos se utilizan para la distribución interior y para la acometida exterior desde la caja de distribución.

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Los cables de pares simétricos multipar o trenzados son utilizados para realizar la conexión con la central de abonado. Ambos tipos de cables poseen una resistencia elevada, presentando una impedancia que varía con la frecuencia, por lo que introducen atenuación y distorsión por retardo. Para evitar este efecto se practica la pupinización, que consiste en acoplar los pares mediante bobinas de carga a intervalos regulares de línea.

Cables de pares 3.2. ENLACES ENTRE CENTRALES

Para la transmisión de señales telefónicas a grandes distancias o para la interconexión de centrales telefónicas es necesario utilizar cables que permitan transportar mayor cantidad de información. Los cables coaxiales pueden cumplir con este objetivo, puesto que presentan capacidades de transmisión para señales telefónicas entre 100 Mbps y 300 Mbps respectivamente. Los cables coaxiales están constituidos por dos conductores concéntricos, separados por un aislante, siendo el conductor interior macizo y el exterior formado por hilo trenzado constituyendo una malla. Tiene la ventaja de poseer una impedancia fija de 75 ohmios y un buen apantallarniento frente a interferencias exteriores que, además, evita pérdidas por radiación al exterior.

Cable coaxial

Aun utilizando este tipo de cables, se hace necesario utilizar amplificadores, para conseguir que la señal telefónica alcance el receptor con un nivel adecuado. Una de las

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características comunes a todo tipo de amplificador es la unidireccionalidad, por lo que para poder amplificar la transmisión de una señal telefónica es necesario separar los dos sentidos de la transmisión, amplificando cada uno de ellos independientemente. Esto se consigue mediante un dispositivo denominado BOBINA HÍBRIDA o transformador diferencial. De esta forma se obtiene el circuito a 4 hilos, configurando un circuito en el que los circuitos de emisión y de recepción están separados, consiguiendo que las señales correspondientes puedan ser amplificadas por separado.

Terminación de 2 a 4 hilos Con la ayuda de las terminaciones de 2 a 4 hilos y con amplificadores es posible un equipo que amplifique las señales telefónicas en ambos sentidos. Dado que cada conversión de 2 a 4 hilos y viceversa conlleva pérdidas de potencia, lo que se hace es, una vez que se pasa el circuito de 2 a 4 hilos, conservar el circuito de esta manera hasta el extremo distante, donde nuevamente se convierte a 2 hilos. Por un cable coaxial pueden llegar a transmitirse hasta 2.700 canales telefónicos, con frecuencias de transmisión que pueden alcanzar los 12.380 KHz. El cable más sencillo utiliza la banda de 60 a 1.300 KHz y permite transmitir hasta 300 canales, utilizando amplificadores situados a una distancia de 6 Km unos de otros. Otro tipo es el que puede transmitir hasta 900 canales, con frecuencias de transmisión entre 60 y 4.028 KHz, colocando amplificadores cada 4,8 Km. Finalmente, el cable de mayor capacidad de transmisión puede transportar hasta 2.700 canales utilizando la banda de transmisión de 60 a 12.380 KHz, con amplificadores cada 4,8 Km. Los circuitos de baja frecuencia constituidos a 4 hilos tienen la ventaja respecto de los de 2 hilos de que son mucho más estables. En cambio, presentan el inconveniente de utilizar 2 pares de transmisión en lugar de uno solo. La fibra óptica es el soporte físico del medio de transmisión de señales digitales que presenta mayores ventajas frente a los clásicos hilos de cobre. Las principales ventajas de los cables de fibras ópticas son las siguientes:

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· Mayor ancho de banda.- El empleo de la luz como vehículo de transmisión permite anchos de banda 100 veces mayores que los utilizados en los cables coaxiales, lo que proporciona capacidades de información más elevadas. · Alta inmunidad a las radiaciones electromagnéticas. - Las interferencias que se producían en los sistemas de transmisión debidas a los campos magnéticos, ya fueran creadas por los propios cables o por ruidos eléctricos generados por motores, contactores y otros elementos eléctricos, no perturba la información que circula por estos cables. · Menor atenuación.- Las bajas pérdidas de potencia debidas a valores de atenuación del orden de 0,2 dB/Km hacen que la instalación de amplificadores/repetidores pueda distanciarse hasta 30 km, reduciendo el coste y mantenimiento de la instalación· Características constructivas.- Tanto el tipo de material utilizado en su construcción, generalmente plástico o vidrio, como su peso y tamaño, facilita su instalación, permitiendo realizar tendidos de mayor longitud y, por tanto, menor número de empalmes. Otras ventajas del cable de fibra óptica son el aislamiento eléctrico, lo cual evita tener que utilizar un cable de masa común, y la elevada confidencialidad de las transmisiones, al no producirse radiación electromagnética. El cable de fibra óptica está compuesto por un núcleo central, realizado con plástico o vidrio, y un revestimiento exterior o envoltura, que determinan el índice de refracción con el que se transmite la onda luminosa a lo largo del cable. A los cables de fibra óptica se les dota, además, de una cubierta de refuerzo y otra exterior que mejoran sus propiedades mecánicas y pueden estar compuestos por una o más fibras, denominándose monofibra y multifibra respectivamente. La transmisión se realiza convirtiendo la señal eléctrica en luminosa por medio de las denominadas fuentes ópticas, tales como los láser de semiconductor y los diodos electroluminiscentes LED con frecuencias de emisión de 850 nm y 1.300nm.

Fibra óptica Si un haz luminoso se enfoca hacia el núcleo con un determinado ángulo, denominado ángulo de incidencia, incidirá en el borde del revestimiento, que al poseer distinto

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índice de refracción que el núcleo, se reflejará de nuevo hacia el núcleo, repitiéndose el proceso indefinidamente y provocando que el haz luminoso se transmita a lo largo de todo el cable. Esta señal tendrá que ser recuperada al final del cable con el mismo ángulo de incidencia con el que entró, por lo que sí se hacen incidir varios haces luminosos con distintos ángulos, cada uno de ellos puede transportar información independiente, aumentando considerablemente la capacidad de comunicación.

3.3. TRANSMISIÓN DIGITAL

El término transmisión digital se refiere al conjunto de operaciones y dispositivos que es necesario utilizar para la transmisión de señales eléctricas digitales desde un punto a otro distante. En el caso de utilizar un terminal telefónico de tecnología analógica, habrá que convertir esta señal a digital para poder realizar la transmisión utilizando medios de transmisión de mayor capacidad. Esta operación la realiza el interfaz de línea y genera una cadena de bits, que dan lugar a las palabras digitales con las propiedades deseadas. Si se utiliza un terminal inteligente, como un ordenador por ejemplo, el propio terminal genera la señal eléctrica digital necesaria para la transmisión.

Proceso de conversión analógico digital La señal analógica se muestrea, obteniendo las denominadas muestras PAM (Pulse Amplitud Modulation) y, a continuación, se cuantifica, de forma que se obtengan un número finito de valores de la señal. En el caso de telefonía vocal, las señales a transmitir tienen un ancho de banda de 3 KHz y se toma una frecuencia de muestreo de 8 KHz, lo que supone que se produce una muestra cada 125 microseg.

Posteriormente, cada uno de estos valores finitos se codifica con 8 bits para obtener la palabra binaria que contiene la información de la señal analógica original. Este proceso

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lo realizan circuitos especializados denominados conversores analógico/digitales (A/D). Si las muestras de la señal analógica se obtienen con una cadencia de 125 microseg, resulta que el canal de transmisión sólo estará ocupado en esos instantes, dejando espacios desocupados que pueden ser utilizados para introducir información de muestras de otras señales distintas. Se denomina Multiplexación Temporal al proceso por el cual se generan las señales eléctricas digitales en un formato adecuado para su transmisión, de tal forma que el receptor sea capaz de recuperar la información de la señal original. La modulación por impulsos codificados (MIC o PCM, en inglés) es la técnica de modulación de señales más utilizada para la transmisión de varias señales multiplexadas en el tiempo. El formato de trama normalizado por la CCI1T para telefonía es el MIC 30+2, que puede soportar 30 canales de ancho de banda vocal más 2 canales de control y señalización. Las palabras binarias contenidas en cada canal se representan con 8 bits, por lo que cada trama estará compuesta por 256 bits y contendrá una y sólo una muestra de cada una de las señales que estén compartiendo el medio de transmisión. De esta manera, cada trama se repetirá cada 125 microseg coincidiendo el final de una de ellas con el principio de la siguiente.

Trama MIC 32+2

Los únicos canales que no llevan información de la señal original son los canales 0, 16 y 30 que se utilizan respectivamente para sincronismo, señalización y como canal de datos o conversación.

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El canal 0 transmite una marca de sincronismo que envía al receptor y cuando éste la detecta, sólo tiene que hacer cuentas de 8 bits para acceder al canal de información deseado. El canal 16 se utiliza para enviar información de señalización asociada a cada uno de los canales de la trama, tal como el número del abonado de destino, el estado del abonado, etc. Como esta información varía relativamente poco durante una comunicación, se ha convenido en enviarla una vez cada 16 tramas. Por esta razón, es necesario introducir un nuevo nivel de sincronismo multitrama, que permita detectar el principio de las 16 tramas que componen cada multitrama. La velocidad de transmisión de un sistema MIC 30+2 será, por tanto: 8 bits x 32 canales x 1/125 microseg = 2.048 Mbps.

En el receptor, una vez se ha establecido la comunicación, hay que realizar el proceso contrario con el fin de obtener la señal analógica original, es decir, hay que obtener las muestras PAM a partir de las palabras binarias. Primero, será necesario demultiplexar la señal y extraer las muestras ordenadas de cada señal, decodificarlas y asignar a cada palabra binaria una muestra PAM. Irán conformando una señal en forma de escalera que, al hacerla pasar por un filtro pasabajo, permitirá que se recupere la señal original.

Jerarquía de multiplexación

La multiplexación temporal puede realizarse en distintos niveles, dando lugar a un máximo de 7.680 canales de voz multiplexados para el quinto nivel.

Otra operación muy importante en la transmisión digital es la regeneración. La señal eléctrica digital transmitida por la línea se va atenuando y deformando a lo largo de la misma, de tal manera que si el centro distante está lo suficientemente alejado, los impulsos podrían llegar al mismo totalmente irreconocibles.

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Por ello, es necesario restaurar la forma de los impulsos cuando han alcanzado un cierto grado de deformación. Esta restauración o regeneración se efectúa en los repetidores regenerativos o regeneradores de señal.

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Comunicaciones móviles. La telefonía móvil consiste en establecer una comunicación entre usuarios, cuando al menos uno de los terminales utilizados es móvil. Para ello es necesario que la transmisión se realice vía radio, utilizando a tal efecto la asignación de frecuencias determinada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), que para la región 1 en la que está situada España ha asignado 6 bandas, comprendidas entre los 30 y los 2.655 MHz. El espectro de frecuencias o banda de frecuencia reservada para las comunicaciones va desde los 9 KHz hasta los 50 GHz y comprende todas las frecuencias asignadas a las transmisiones vía radio. Este aspecto implica que el espectro radioeléctrico sea un recurso limitado, por lo habrá que estudiar cómo se puede realizar el aprovechamiento máximo en función del servicio telefónico que se preste. Un sistema de comunicación móvil lo componen básicamente los siguientes elementos: · Terminales. - Son los encargados de emitir y/o recibir la señal telefónica entre usuarios del servicio, actuando como estaciones móviles que se desplazan dentro del área de cobertura del sistema. · Estación base. - Son elementos fijos del sistema y están constituidos por un conjunto de transceptores que cubren una determinada superficie denominada área de cobertura, dentro de la cual se realiza el análisis de la señal recibida del terminal y se efectúan operaciones de supervisión y control de la misma. Un sistema de estación base está constituido por un controlador de estación base de la cual dependen una o más estaciones base. · Central de conmutación móvil. - Es una central encargada de todas las funciones de conmutación de las estaciones base situadas dentro de su área de cobertura, permitiendo la conexión con otras redes de telefonía públicas o privadas. También realiza funciones de asignación de recursos de radio y traspaso de llamadas en curso, cuando el terminal móvil se desplaza dentro de su zona de influencia. · Medio de transmisión. - En principio, es el espectro radioeléctrico, aunque hay que considerar también la posibilidad de interconexión con otros medios de transmisión, como los de telefonía fija. Dado que la banda de frecuencias asignada para las comunicaciones móviles no es muy amplia, habrá que recurrir a la posibilidad de reutilizar las frecuencias dentro del área de cobertura, evitando que puedan interferirse entre ellas.

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Dentro de la telefonía móvil hay que distinguir dos grupos en función de la cobertura que ofrecen: · Sistemas celulares. - Son de amplia cobertura y basan su funcionamiento en la reutilización de frecuencias y la división en células o celdas del área de cobertura. Soportan los servicios de telefonía móvil automática. · Sistemas de telefonía sin hilos. - Se utilizan para servicios de telefonía con área de cobertura limitada, generalmente en desplazamientos cortos de algunos centenares de metros. Soportan servicios de uso residencial, telepunto y las nuevas aplicaciones del sistema DECT.

4.1. TELEFONÍA MÓVIL AUTOMÁTICA (TMA)

La telefonía móvil automática es el servicio de comunicación móvil que utiliza una red de tipo celular propia, con una estructura que puede dar servicio tanto a particulares como a empresas y conectar con otras redes de telefonía como la red telefónica básica. Los servicios que ofrece esta red son análogos a los ofrecidos a los usuarios del servicio básico telefónico y permite establecer la comunicación de voz y datos entre terminales, independientemente del lugar donde se encuentren y ya sea entre terminales móviles o de terminal móvil a fijo o viceversa. Inicialmente, en los llamados sistemas de 1ª generación, la tecnología utilizada para realizar la comunicación era analógica, realizando la multiplexación por división de frecuencia para la transmisión de señales. El primer servicio de este tipo que se instaló en España, en la década de los años 60, con ser- vicios telefónicos básicos y un sistema de asignación de canales dedicados, provocaba que la comunicación, a menudo, fuera imposible. La amplia aceptación de este servicio hizo que pronto se saturase el sistema y provocó que se desarrollasen nuevos sistemas como el NMT-900 o TACS-900, también analógicos, que utilizan la banda de los 900 MHz, para poder dar servicio a nuevos usuarios. Estos dos sistemas se utilizan conjuntamente, pero no son compatibles, por lo que el usuario no puede conectar con una u otra red según lo necesite, optando por alguna de ellas y limitando su autonomía de comunicación. Este problema es extensible al resto del territorio europeo, pues los sistemas adoptados en el mismo, aun con bandas de frecuencia similares, utilizan tecnologías muy diferentes.

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Sistemas de TMA La elevada utilización de este servicio y las limitaciones propias de los sistemas de comunicación analógicos y, especialmente, la compatibilidad entre ellos, han obligado a desarrollar sistemas de comunicaciones móviles que utilicen tecnología digital con multiplexación por división de tiempo, y también a adoptar un modelo estándar paneuropeo denominando GSM (Groupe Speciale Movile) dando lugar ala denominada 2ª generación de telefonía móvil. El sistema GSM utiliza la banda de los 890 a 915 MHz para los enlaces entre las estaciones móviles y las estaciones base (enlace ascendente), y la de 935 a 960 MHz para la comunicación entre estación base y estación móvil (enlace descendente). La separación entre portadoras es de 200 KHz, estableciéndose una banda de guarda de otros 200 KHz a cada lado de las bandas GSM. De esta manera se obtienen 124 canales posibles por portadora, con un ancho de banda de 25 KHz, lo que supone un total de 992 canales de tráfico disponible. La red GSM ha sido diseñada para ofrecer servicios compatibles con la red de servicios integrados (RDSI) y ofrece una gran variedad de servicios telefónicos avanzados, tales como la transmisión de datos (hasta 9.600 bps), facsímil del grupo III, correo electrónico y envío de mensajes cortos alfanuméricos. En el sistema de comunicación digital GSM es posible la interconexión a redes internacionales, gracias al roaming o itinerancia, que identifica al operador de telefonía de cada país, permitiendo la utilización de sus redes al tratarse de un sistema estándar compatible con todas ellas. En lo referente a la confidencialidad de las comunicaciones, se han introducido importantes novedades respecto a los sistemas analógicos, como el empleo de tarjeta de usuario, que permite la verificación de la llamada, o el encriptado, que imposibilita que la conversación pueda ser escuchada por terceras personas.

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En la actualidad, el espectacular crecimiento de los sistemas celulares ha hecho resurgir el problema más importante en las comunicaciones móviles, la escasez de espectro radioeléctrico para planificar adecuadamente las transmisiones, principalmente en los núcleos urbanos, donde la concentración de terminales es elevada. Por esta razón, se impulsó una adaptación del sistema GSM a la banda de los 1.800 MHz, denominada GSM 1800, totalmente compatible con la de 900 MHz, dando paso a un nuevo tipo de terminales denominados duales, capaces de funcionar en ambos sistemas. Para un futuro, se está desarrollando un estándar de comunicaciones móviles que recoja todas las características de los distintos sistemas de telefonía móvil, al que se denomina UMTS (Universal Mobile Telecommunicacion System). 4.2. SISTEMAS CELULARES

La utilización de las ondas eléctricas se reveló hace mucho tiempo como el único medio eficaz de establecer la comunicación con terminales móviles. Pero, por desgracia, el espectro de frecuencias radioeléctricas no es ilimitado, y su utilización racional ha hecho que la telefonía móvil avance hacia sistemas que permiten aprovechar al máximo este recurso, abandonando la idea de asignar canales en exclusiva para cada abonado. El primer avance fue la introducción del TRUNKING automático, que consiste en la asignación de un canal libre dentro de un conjunto de canales disponibles, que se mantiene únicamente durante el tiempo que el canal está siendo utilizado en la transmisión. Una vez finalizada ésta, el canal pasa al estado de disponible para otro usuario, permitiendo que pueda ser compartido para establecer nuevas comunicaciones. De esta manera, el número de canales disponibles dentro de una banda de frecuencias aumenta considerablemente y, por tanto, disminuye la posibilidad de saturación del espectro radioeléctrico. Este principio es el denominado REUTILIZAClÓN DE FRECUENCIAS y consiste en la división de un determinado área en celdas o células continuas. Cada una de estas celdas se cubre con una estación base a la que se le asignan un subgrupo de canales del total disponible para todo el área de cobertura. La reutilización de frecuencias no es posible en celdas contiguas, ya que podría dar lugar a que se produjeran interferencias entre comunicaciones distintas, pero sí en otras más alejadas. El número de veces que un canal puede ser utilizado es tanto mayor cuanto más pequeño sea el tamaño de las celdas, existiendo patrones de repetición, denominados claustros, que establecen el orden en la distribución de celdas dentro de un determinado área de cobertura. La norma GSM únicamente especifica entidades funcionales o interfaces normalizados. Con ello se consigue la utilización de cualquier red de comunicaciones por cualquier estación móvil, aunque no sean del mismo suministrador, y la interconexión de equipos de distintos suministradores a través de los interfaces normalizados.

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Distribución celular 4.3. RADIOMENSAJERÍA

Los sistemas de radiomensajería, radiobúsqueda o paging son servicios de telefonía unidireccionales, transmitidos vía radio, de manera que el usuario pueda recibir un mensaje acústico o alfanumérico siempre que se encuentre dentro del área de cobertura del sistema. Los terminales móviles utilizados en radiomensajería más sencillos y conocidos son los buscapersonas o beepers, en los que mediante la emisión de un sonido se produce el aviso de que existe alguien que desea establecer una comunicación. Según el tipo de terminal o servicio contratado, el aviso puede ser un simple sonido que advierte al usuario de que debe realizar una llamada a la central emisora, donde se le comunica el mensaje, o bien un mensaje corto alfanumérico que permite realizar la llamada directamente al comunicante.

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4.4. TELEFONÍA MÓVIL PRIVADA

Los sistemas de telefonía móvil privada ofrecen el servicio de telefonía móvil a un grupo de usuarios cerrado, permitiendo la realización y recepción de llamadas dentro de la zona de cobertura que, generalmente, suelen ser un área no muy extensa, como mucho de ámbito local. Este servicio es utilizado normalmente por grandes empresas o flotas de vehículos de ámbito local. El servicio puede realizarse de manera privada, siendo la propia empresa quien instala y gestiona el servicio, o puede contratarse a una empresa especializada en este servicio, para que aporte y gestione la infraestructura necesaria. Estos sistemas utilizan técnicas analógicas para la transmisión de las señales telefónicas, con señalización digital y modulación en frecuencia. Operan en distintas bandas según el servicio y pueden ir de los 30 a 40 MHz para los servicios de buscapersonas hasta los 400 a 470 MHz para algunos servicios públicos. La estructura de una red de este tipo es sencilla, pues sólo dispone de una estación fija, donde se realiza todo el proceso de gestión de llamadas realizadas por los terminales móviles que están conectados a ella. Existen dos tipos de redes según el servicio que prestan: · Red de frecuencia fija.- Se caracteriza por permitir la comunicación en cualquier situación, seleccionando el canal en el momento de establecer la comunicación y, en caso de que no exista ninguno libre, el sistema retiene la llamada hasta que encuentre alguno. Es utilizado en servicios públicos de seguridad y emergencia, donde cada uno tiene asignado una determinada banda de frecuencia. · Red troncal o compartida (TRUNKING). - Son redes en las que los canales son compartidos por todos los usuarios de la red, realizándose una asignación dinámica de los mismos, siendo el sistema el que se encarga de la gestión de las llamadas, estableciendo una lista de espera con las llamadas pendientes, ordenadas según criterios de prioridad establecidos de antemano. 4.5. TELEFONÍA SIN HILOS

La telefonía sin hilos es un servicio telefónico móvil utilizado para poner en comunicación a usuarios que realizan desplazamientos cortos, a menudo dentro de un mismo edificio o zona de servicios comunes. Los primeros teléfonos inalámbricos (Cordless Telephone) utilizaban tecnología analógica y se regían por las normas CT-0 y CT-l, con modulación por división de frecuencia. Este tipo de terminales proporcionaba una transmisión de baja calidad y muy limitada por el escaso número de canales de que disponía. Posteriormente, con la introducción de la norma CT-2, de tecnología digital y que ya utiliza la técnica de modulación por división en el tiempo, se amplía el número de canales y permite la utilización de equipos distintos, al utilizar un interface aéreo normalizado. Al igual que Tipo B. Parte III: Sistemas de comunicación.

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otros sistemas de telefonía móvil, disponen de una estación base o centralita que realiza la gestión de los terminales móviles a ella conectados.

Sistema de telefonía sin hilos Actualmente, se está desarrollando un estándar europeo denominado DECT (Digital Enhanced Cordless Telecomunications) para las comunicaciones sin hilos de voz y datos, con radio de cobertura entre 25 y 50 metros en interiores y de alrededor de 200 metros en exteriores, operando en la banda de los 1.880 a 1.900 MHz. En el sistema DECT el usuario realiza sus llamadas desde un teléfono inalámbrico conectado a una estación base mediante señales de radio. La estación base realiza la función de centralita, y puede estar conectada a una red pública de telefonía. Las características de una comunicación de este tipo son similares a las prestadas por el estándar GSM para telefonía celular, utilizando picocélulas con radiación de señal omnidireccional y permitiendo la encriptación de la información que se transmite, lo que asegura la confidencialidad de la misma.

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Telefonía sin hilos

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Servicios telefónicos. La función básica de cualquier red de telefonía es poner en comunicación a dos usuarios situados a una cierta distancia uno del otro. El espectacular avance en la tecnología utilizada para realizar dicha función ha hecho que sea posible ofrecer toda una nueva serie de servicios muy útiles para los usuarios. Como consecuencia de todo ello, aparece el concepto de red inteligente (RI), en la cual los elementos que la componen incorporan aplicaciones informáticas soportadas por nuevos nodos de comunicación interconectados entre sí, con potentes sistemas de señalización y de bases de datos que pueden ser consultadas en tiempo real. La red inteligente ha incorporado nuevos servicios para el usuario, distintos de los ya ofrecidos por la RTB, y que son fundamentalmente de tipo de gestión y control de la comunicación. Los servicios ofrecidos se pueden agrupar en cuatro grandes bloques: 1. Servicios de tarificación especial. - Son los conocidos como números 900 y permiten que el coste de la llama- da se reparta entre los usuarios que establecen la comunicación, y en algunos casos, cargar una cuota por el servicio ofrecido. Todos estos servicios han de contratarse previamente con la compañía suministradora.

2. Servicios de tratamiento de llamadas. - Son servicios avanzados de enrutamiento que necesitan potentes sistemas de señalización que permitan realizar una gestión complementaria de la comunicación. Estos servicios son múltiples y permiten que el usuario aproveche las facilidades que ofrece el tratamiento personalizado de cada llamada. Entre los servicios que ofrece está el desvío de llamada, por el cual el usuario puede hacer que las llamadas a un número se desvíen hacia otro que elija, facilitando su localización. Otros servicios son la llamada en espera, conferencia múltiple, marcación abreviada, identificación de la llamada, etc.

3. Servicios de grupos cerrados de usuarios. - Permite crear redes de comunicación virtuales, cerradas al uso de un grupo de usuarios, generalmente pertenecientes a empresas o entidades con elevado número de terminales dependientes de una misma central local, con sistemas de numeración propia y que permite, mediante la utilización de un servicio denominado CENTREX automático, expandir la comunicación hacia otras centrales locales, aumentando la zona de cobertura del sistema.

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4. Servicios de operador. - Son servicios orientados a facilitar el acceso del usuario a distintas redes de operadores de telefonía, permitiendo al operador manejar la red de forma más eficiente y aumentando la competencia por ofrecer un servicio de mayor calidad. Entre los más interesantes está el servicio de portabilidad del numero telefónico, que permite que el usuario mantenga el mismo número independientemente del operador con el que decida trabajar, ya sea por razones de mayor eficiencia en el servicio, economía en las tarifas aplicadas o simplemente por cambio de lugar de residencia. Los servicios del grupo de tarificación especial son de gran utilidad para el usuario. Permiten que una empresa tenga un único número para atender cualquier llamada, realizando distinntas conexiones a la red. Los números van precedidos de un prefijo 9XX que indica el tipo de servicio ofrecido y su coste entre los más conocidos se encuentran: · Línea 900. - Es un servicio de cobro revertido automático, en el que el coste íntegro de la llamada se cobra al receptor. Es un servicio que se utiliza básicamente como línea informativa de productos de empresas privadas o publicas. · Línea 901. - Es un servicio en el que el coste de la llamada es compartido, donde el ordenante paga algo más del 50% de la llamada, pagando el resto el particular o empresa que ofrece el servicio. · Línea 903 y 906. - Son servicios en los que el que realiza la llamada, además del coste íntegro de la misma, soporta un recargo especial por el servicio prestado. La línea 903 está actualmente en desuso y la línea 906 ha necesitado de una regulación especial, sobre todo en lo referente al acceso libre a la misma, debido al mal uso y al elevado coste que puede ocasionar el utilizar sus servicios. · Línea 904. - Son números de telefonía personal por los que se pueden recibir cualquier tipo de llamadas, no sobre un único terminal fijo, sino sobre el que previamente el abonado le haya comunicado a la red. · Línea 905. gestionan gran encuestas, conde atención y llamadas.

Es un servicio gratuito, conocido como televoto, en el que se cantidad de llamadas de corta duración, muy utilizada en cursos de televisión, etc. Permiten tener uno o más terminales contabilizar, clasificar y obtener datos ordenados de dichas

· Líneas 907, 908, y 909. - Fueron líneas reservadas para la telefonía móvil y daban acceso a los servicios de información de este tipo de telefonía, además de utilizar estos prefijos también como parte del número de usuario. · Línea 083. - Es un servicio de crédito de llamada utilizando una tarjeta de crédito junto con una clave personal de identificación. Permite realizar llamadas desde cualquier teléfono publico o privado, cargando el coste de la llamada al abonado a este servicio.

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La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI). La red telefónica básica ha ido soportando cambios a lo largo del tiempo, tanto en su estructura como en la tecnología utilizada en el tratamiento de las señales telefónicas que intervienen en el proceso de comunicación. El gran avance que supuso en telefonía la introducción de técnicas digitales de conmutación y modulación en la red telefónica, hizo que la red evolucionara hacia la Red Digital Integrada (RDI). La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) trata de integrar en una única red de comunicaciones digitales todas las redes y servicios que, actualmente, se están prestando en las distintas redes de comunicaciones que coexisten en un mismo entorno, conectando todas ellas entre sí mediante sistemas de adaptación adecuados. La RDSI procede, por tanto, de la evolución de la RDI telefónica, y proporciona conexiones digitales de extremo a extremo, soportando una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos, ya la que los usuarios acceden a través de un conjunto definido de interfaces normalizados.

Evolución hacia la RDSI

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Integración RDSI 6.1. CONFIGURACIONES DE REFERENCIA

En la RDSI el usuario puede acceder a la red mediante unas configuraciones de referencias, denominadas acceso básico y acceso primario, en las que se definen distintas posiciones de acceso, identificadas como elementos de conexión de los equipos a la red o entre ellos, y que se pueden clasificar en dos grupos según la función que realizan dentro de la configuración de referencia: A. Grupos funcionales. - Son un conjunto de equipos que se utilizan para el acceso de usuario a la red y realizan funciones de terminales o de conexión y adaptación de los mismos a la instalación de acceso. B. Puntos de referencia. - Son puntos que representan la conexión física o virtual de los terminales entre sí o a la red y realizan funciones de interface de línea.

Configuración de acceso de usuario

El conjunto de grupos funcionales y puntos de referencia que conforman el acceso de usuario a la red se definen de la siguiente manera:

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· Equipos terminales tipo 1 (ET1). - Son aquellos terminales de usuario que pueden conectarse directamente a la red mediante el interface universal o punto de referencia. · Equipos terminales tipo 2 (ET2). - Son terminales analógicos o, en general, aquellos terminales que no han sido diseñados para trabajar con la RDSI, por lo que necesitan un adaptador de terminal al que se conectan mediante el punto de referencia R, que en este caso representa a los interfaces convencionales. · Adaptador de terminal (AT).- Realiza las funciones de adaptación de velocidad a 64 Kbps, señalización, multiplexación de señales de menor velocidad, etc., de las señales telefónicas entre los puntos de referencia R y S, permitiendo la conexión del grupo de terminales ET2 a la instalación de usuario. Algunos ejemplos de AT son la tarjeta adaptadora RDSI para ordenadores, el adaptador analógico a/b, y los adaptadores X-25. · Terminación de red (TR2). - Realiza funciones de control de usuario, como la conmutación del trafico interno, el tratamiento de la señalización, la concentración y encaminamiento de tráfico hacia el exterior, etc. En instalaciones sencillas puede no ser necesario y estar orientado a lo más accesos primarios. Algunos ejemplos de TR2 pueden ser las centralitas de abonado, los controladores de terminales o una red local. La conexión de los equipos terminales o del adaptador de terminal al mismo se realiza a través del punto de referecias, y la conexión con la línea de transmisión del acceso de usuario a través del punto de referencia T. · Terminación de red (TR1). - Permite conectar las instalaciones del cliente (4 hilos) a la línea de transmisión del operador (2 hilos). Realiza funciones de Nivel Físico (Nivel1) en la red, como son la terminación de la línea de transmisión, la verificación del bucle de abonado, el control de errores, etc. Está ubicado en la propia casa del abonado y permite la conexión directa de 2 teléfonos analógicos. Cuando no existe TR2 se conecta a la instalación de abonado a través del punto de referencia T y mediante el punto de referencia U a la central local de la que depende el abonado.

La RDSI permite el acceso por una única línea a todos los servicios, la conexión por conmutación de circuitos y de paquetes, varias comunicaciones simultáneas y con distinta capacidad e incorpora servicios de la red inteligente (RI). El único operador nacional de esta red es Telefónica, que realiza la instalación de una terminación de red TR1 a la que el abonado. conecta los distintos equipos o interfaces necesarios.

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6.2. INSTALACIONES DE USUARIO

La transmisión es del tipo full-duplex y se realiza mediante canales digitales multiplexados por división en el tiempo. En las instalaciones de usuario pueden distinguirse 3 tipos de canales: · Canal tipo B. - Utiliza un ancho de banda de 64 Kbps, compatible con la RDI, y soporta tráfico de abonado de cualquier tipo, con multiplexación de señales de capacidad menor de 64 Kbps. También permite la comunicación por conmutación de circuitos y paquetes y circuitos semipermanentes (línea dedicada). · Canal tipo D. - Es un canal de menor capacidad que el canal B. Se utiliza para anchos de banda de 16 Kbps o 64 Kbps, dependiendo del tipo de acceso. Permite el intercambio de paquetes entre el usuario y la central y la señalización para el establecimiento, mantenimiento y liberación de la llamada. · Canal tipo H. - Se utiliza para dar servicios con ancho de banda mayor de 64 Kbps. Existen dos tipos de cana- les H según su capacidad, un canal H0 de 384 Kbps y otro canal H12 de 1.290 Kbps. Soporta la multiplexación de señales de alta capacidad y se utiliza para transportar señales de datos, audio y vídeo de alta velocidad. Estos canales se pueden agrupar para configurar el acceso de abonado en dos modalidades: · Acceso básico (2B+D).- Está compuesto por canales 8 full-duplex y consta de dos canales B, con un ancho de banda total de 128 Kbps para transporte de información y un canal D de 16 Kbps para la señalización y con- mutación de paquetes. El enlace con la central de abonado está soportado físicamente por el bucle de abona- do tradicional de dos hilos y conectado a la instalación de usuario mediante el equipo de terminación de red TR1. La instalación de usuario utiliza cuatro hilos, dos para la transmisión y dos para la recepción, con una velocidad binaria de 192 Kbps, a la que hay que añadir 48 Kbps de la línea de control y sincronismo. · Acceso primario (30B+D). - El enlace con la central de abonado se realiza utilizando tramas MIC 30+2, por lo que la velocidad binaria de transmisión es de 2 Mbps. En la instalación de usuario se disponen 30 canales del tipo B, con un total de 1.920 Kbps disponibles para la información, un canal tipo D de 64 Kbps para la señalización y conmutación de paquetes y una línea de control y sincronismo de 64 Kbps. El bucle de abonado ya no puede ser el tradicional y necesita sustituirse por medios físicos de mayor capacidad, como los cables coaxiales, fibra óptica, radioenlaces, etc.

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Acceso de abonados

Existen otras combinaciones para el enlace de acceso primario, cono son el SH0 + D y el 1H12 + D, y si se desea seguir aumentando la capacidad de la instalación se puede establecer el acceso múltiple mediante la asociación de N enlaces primarios de tipo 30B + D, con la particularidad de que únicamente se necesita un canal D, por lo que, excepto el primer enlace, los demás pueden tener 31 canales del tipo B.

Acceso básico

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Acceso primario

6.3. SERVICIOS TELEFÓNICOS DE LA RDSI

La RDSI, al coexistir con las redes convencionales de telefonía y datos, ofrece todos los servicios de telefonía que pueden soportar estas redes, y además dispone de una serie de servicios propios que aumentan la calidad del servicio ofrecido por las otras redes e incrementan de forma considerable las posibilidades de comunicación entre usuarios. Los nuevos servicios que ofrece la RDSI están basados en la capacidad de transferir información a 64 Kbps, con tiempos de establecimiento de llamada del orden de 0,5 segundos, gracias a la utilización del canal D para la señalización y control. Con estas velocidades de transmisión binaria se consigue reducir el tiempo de transmisión de un Mbyte de 15 minutos para la RTB a tan sólo 2,2 minutos en la RDSI. Entre los servicios que ofrece la RDSI se encuentran los siguientes: · Telefonía. - Permite la comunicación entre teléfonos del tipo ET1 con dos posibilidades de ancho de banda, a 3,1 KHz ya 7 KHz, mejorando considerablemente la calidad de la transmisión en ambos casos respecto de la conseguida en la red RTB clásica. · Facsímil grupo 2 y 3. - Son terminales del tipo ET2, por lo que necesitan de adaptadores de terminal para aprovechar las ventajas que ofrece la RDSI. · Facsímil grupo 4. - Son terminales del tipo ETI, por lo que permiten obtener alta calidad de definición en texto y gráficos, e incluso permiten la transmisión de imágenes en color. Con este servicio se reduce considerablemente el tiempo de transmisión, pero su implantación está siendo muy lenta. · Vídeotex de alta calidad. - Permite la utilización de imágenes y sonido alta resolución, además de mayor velocidad de transmisión de información. igual que otros servicios multimedia, como la videoconferencia, el servicio se ha desarrollado lo suficiente, debido en gran parte al escaso interés que encontrado en la sociedad hasta el momento.

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de Al no ha

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Otros servicios que se ofrecen, complementarios a los ya vistos, permiten que el usuario tenga mayor información y control sobre la comunicación. Existen más de 50 servicios de este tipo, unos que ya están en funcionamiento y otros que se irán incorporando paulatinamente, entre los que figuran: . Identificación del usuario llamante. . Asignación múltiple de números. . Desvío de llamada. . Identificación del usuario conectado. . Llamada en espera. . Grupo cerrado de usuarios. . Marcación directa de extensiones. . Información sobre el coste de la llamada. . Marcación abreviada.

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Capítulo

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Redes de datos de área local 1.1.- TOPOLOGÍA, NORMAS Y CAMPO DE APLICACIÓN La definición de LAN es la siguiente: Una red de comunicaciones de datos que conecta ordenadores y dispositivos periféricos en un área física limitada. Una red de área local es una red de corta distancia utilizada para conectar un grupo de ordenadores dentro de un edificio. Un equipo de hardware denominado hub sirve como punto común de cableado, permitiendo a los datos ser enviados desde una máquina a otra sobre la red. Las LAN están generalmente limitadas a distancias de menos de 500 metros y proporcionan capacidades de conectividad de amplio ancho de banda y bajo coste dentro de un área geográfica pequeña. Sus componentes principales son las tarjetas de interfaz de red (NlC), el cableado y el software y hardware del servidor. Una red de área local (LAN/Local Area Network) es un sistema de comunicaciones constituido por un hardware (cableado, terminales, servidores, etc.), y un software (acceso al medio, gestión de recursos, intercomunicación, etc.) que se distribuyen por una extensión limitada (planta, edificio, grupo de edificios) en el que existen una serie de recursos compatibles (discos, impresoras, bases de datos, etc.), a los que tienen acceso los usuarios para compartir información de trabajo. La interconexión entre ellas (LAN/LAN) o entre LAN y WAN, se realiza por medio de repetidores (repeaters), puentes (bridges), encaminadores (routers) y pasarelas (gateways), empezando ahora a utilizarse conmutadores (switches) con un retardo muy bajo para enlazar segmentos de una red, en cuyo caso se dispone de todo el ancho de banda entre los dos elementos puestos en comunicación. Según el Comité IEEE 802, una LAN se distingue de otros tipos de redes de datos en que las comunicaciones se restringen a un área geográfica limitada, en que pueden depender de un canal físico de comunicaciones con una velocidad binaria alta y que presenta una reducida tasa de errores. En todas las redes de área local se encuentra siempre un modo de transmisión/modulación (banda base o banda ancha), un protocolo de acceso (TDMA, CSMA/CD, Token Passing, FDDI), un soporte físico (cables de pares trenzados, coaxiales o fibra óptica) y una topología (bus, anillo, estrella). 1.1.1.1.1.1.- MEDIOS DE TRANSMISION En una red de área local podemos distinguir entre dos tipos de medios de transmisión, por cable o por ondas. Medios de transmisión guiados En medios guiados, el ancho de banda o velocidad de transmisión dependen de

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la distancia y de si el enlace es punto a punto o multipunto. 1. Par trenzado Es el medio guiado más barato y más usado. Consiste en un par de cables, embutidos para su aislamiento, para cada enlace de comunicación. Debido a que puede haber acoples entre pares, estos se trenza con pasos diferentes. La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética. Este tipo de medio es el más utilizado debido a su bajo coste (se utiliza mucho en telefonía) pero su inconveniente principal es su poca velocidad de transmisión y su corta distancia de alcance. Con estos cables, se pueden transmitir señales analógicas o digitales. Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias. Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable con distintos pasos de torsión y se suele recubrir con una malla externa para evitar las interferencias externas. 2. Pares trenzados apantallados y sin apantallar Los pares sin apantallar son los más baratos aunque los menos resistentes a interferencias (aunque se usan con éxito en telefonía y en redes de área local). A velocidades de transmisión bajas, los pares apantallados son menos susceptibles a interferencias, aunque son más caros y más difíciles de instalar. 3. Cable coaxial Consiste en un cable conductor interno (cilíndrico) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable. Este cable, aunque es más caro que el par trenzado, se puede utilizar a más larga distancia, con velocidades de transmisión superiores, menos interferencias y permite conectar más estaciones. Se suele utilizar para televisión , telefonía a larga distancia , redes de área local , conexión de periféricos a corta distancia , etc.. Se utiliza para transmitir señales analógicas o digitales . Sus inconvenientes principales son: atenuación , ruido térmico, ruido de intermodulación.

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Para señales analógicas , se necesita un amplificador cada pocos kilómetros y para señales digitales un repetidor cada kilómetro . 4. Fibra óptica Se trata de un medio muy flexible y muy fino que conduce energía de naturaleza óptica . Su forma es cilíndrica con tres secciones radiales : núcleo , revestimiento y cubierta . El núcleo está formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plástico. Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plástico con diferentes propiedades ópticas distintas a las del núcleo . Alrededor de este conglomerado está la cubierta ( constituida de material plástico o similar ) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos, abrasiones , humedad , etc... Es un medio muy apropiado para largas distancias e incluso últimamente para LAN's . Sus beneficios frente a cables coaxiales y pares trenzados son : • • • • •

Permite mayor ancho de banda . Menor tamaño y peso . Menor atenuación . Aislamiento electromagnético . Mayor separación entre repetidores .

Su rango de frecuencias es todo el espectro visible y parte del infrarrojo. El método de transmisión es : los rayos de luz inciden con una gama de ángulos diferentes posibles en el núcleo del cable , entonces sólo una gama de ángulos conseguirán reflejarse en la capa que recubre el núcleo. Son precisamente esos rayos que inciden en un cierto rango de ángulos los que irán rebotando a lo largo del cable hasta llegar a su destino. A este tipo de propagación se le llama multimodal. Si se reduce el radio del núcleo , el rango de ángulos disminuye hasta que sólo sea posible la transmisión de un rayo , el rayo axial , y a este método de transmisión se le llama monomodal. Los inconvenientes del modo multimodal son que debido a que dependiendo al ángulo de incidencia de los rayos, estos tomarán caminos diferentes y tardarán más o menos tiempo en llegar al destino , con lo que se puede producir una distorsión ( rayos que salen antes pueden llegar después ), con lo que se limita la velocidad de transmisión posible . Hay un tercer modo de transmisión que es un paso intermedio entre los anteriormente comentados y que consiste en cambiar el índice de refracción del núcleo . A este modo se le llama multimodo de índice gradual . Los emisores de luz utilizados son : LED ( de bajo coste , con utilización en un amplio rango de temperaturas y con larga vida media ) Tipo B. Parte IV: Redes.

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y ILD ( más caro , pero más eficaz y permite una mayor velocidad de transmisión ) . Transmisión inalámbrica Se utilizan medios no guiados , principalmente el aire . Se radia energía electromagnética por medio de una antena y luego se recibe esta energía con otra antena . Hay dos configuraciones para la emisión y recepción de esta energía : direccional y omnidireccional. En la direccional, toda la energía se concentra en un haz que es emitido en una cierta dirección , por lo que tanto el emisor como el receptor deben estar alineados. En el método omnidireccional, la energía es dispersada en múltiples direcciones, por lo que varias antenas pueden captarla. Cuanto mayor es la frecuencia de la señal a transmitir , más factible es la transmisión unidireccional . Por tanto, para enlaces punto a punto se suelen utilizar microondas ( altas frecuencias ) . Para enlaces con varios receptores posibles se utilizan las ondas de radio ( bajas frecuencias ) . Los infrarrojos se utilizan para transmisiones a muy corta distancia ( en una misma habitación ) .

1. Microondas terrestres Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionar a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas. Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y voz. La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta con las lluvias. Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de señales. 2. Microondas por satélite El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada.

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Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario. Se suele utilizar este sistema para: • • •

Difusión de televisión. Transmisión telefónica a larga distancia. Redes privadas.

El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden. Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal. Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son: • • •

Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales. Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia. En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas”.

3. Infrarrojos Los emisores y receptores de infrarrojos deben estar alineados o bien estar en línea tras la posible reflexión de rayo en superficies como las paredes. En infrarrojos no existen problemas de seguridad ni de interferencias ya que estos rayos no pueden atravesar los objetos (paredes por ejemplo). Tampoco es necesario permiso para su utilización (en microondas y ondas de radio sí es necesario un permiso para asignar una frecuencia de uso). 1.1.2.1.1.2.- ARQUITECTURA DE UNA LAN Arquitectura del protocolo En el modelo OSI, sólo hay diferencias entre LAN, MAN y WAN en las tres capas más bajas, que son la capa física, de control de acceso al medio y de control de enlace lógico. En arquitecturas LAN, las tres primeras capas tienen las siguientes funciones:

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Capa física: • • •

Codificación y decodificación de señales. Generación y eliminación de preámbulo. Transmisión y recepción de bits.

Control de acceso al medio ( MAC): • • •

Ensamblado de datos en tramas con campos de direccionamiento y detección de errores. Desensamblado de tramas, reconocimiento de direcciones y detección de errores. Control de acceso al medio de transmisión LAN.

Control de enlace lógico ( LLC): •

Interfaz con las capas superiores y control de errores y de flujo.

Cada capa toma las tramas y le añade una serie de datos de control antes de pasarla a la siguiente capa. Cabecera MAC / Cabecera LLC / Cabecera IP / Cabecera TCP / Datos / Parte final MAC /<--- segmento TCP ---->/ /<----------- datagrama IP ---------------->/ /<--------- unidad de datos de protocolo LLC ------------->/ /<---------------------------------------------- trama MAC ---------------------------------------------------->/ Topologías 1 .Topologías en bus y en árbol : En la topología en bus , todas las estaciones se encuentran conectadas directamente a través de interfaces físicas llamadas tomas de conexión a un medio de transmisión lineal o bus. Se permite la transmisión fullduplex y ésta circula en todas direcciones a lo largo del bus , pudiendo cada estación recibir o transmitir. Hay terminales a cada extremo del bus para que las señales no "reboten" y vuelvan al bus . La topología en árbol es similar a la de bus pero se permiten ramificaciones a partir de un punto llamado raíz, aunque no se permiten bucles. Los problemas asociados a estas dos topologías son que ya que los datos son recibidos por todas las estaciones , hay que dotar a la red de un mecanismo para saber hacia qué destinatario van los datos. Además, ya que todas las estaciones pueden transmitir a la vez , hay que implantar un mecanismo que evite que unos datos interfieran con otros . Para solucionar estos problemas , los datos se parten en tramas con una información de control en la que figura el identificador de la estación

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de destino . Cada estación de la LAN está unívocamente identificada . Para evitar el segundo problema ( la superposición de señales provenientes de varias estaciones ) , hay que mantener una cooperación entre todas las estaciones , y para eso se utiliza información de control en las tramas . 1.1. Características de la topología en bus / árbol Es una configuración multipunto . Hay que tener en cuenta que cuando dos estaciones intercambian datos, las señales que los portan deben de tener la suficiente potencia para llegar en unos ciertos márgenes al receptor. En esta configuración multipunto , las señales deben de equilibrase para todas las estaciones conectadas, lo cuál es mucho más complicado que para una conexión punto a punto. Cuando las distancias se hacen muy elevadas y hay muchas estaciones, no hay más remedio que establecer repetidores o amplificadores intermedios encargados del equilibrado de las señales. 1.2. Cable coaxial de banda base Es el medio más utilizado en LAN . En estas redes, las señales son digitales y se utiliza generalmente codificación Manchester. El espectro en frecuencias está totalmente utilizado , por lo que no es posible multiplexación en frecuencias. La transmisión es bidireccional y la topología es en bus ya que las señales digitales son difíciles de ramificar . Además , la atenuación hace inviable la transmisión a larga distancia . La longitud del cable es inversamente proporcional a la velocidad que pueden alcanzar las señales . Usando repetidores se puede aumentar la longitud de la conexión . Estos repetidores son diferentes a los que hay en topologías de anillo, ya que deben retransmitir en ambas direcciones. Estos repetidores son invisibles al resto de la red ya que no almacenan información, sólo la repiten conforme llega . Sólo se permite un camino entre dos estaciones para que no haya interferencias ( si el camino es muy largo , se intercalan repetidores ) 1.3. Cable coaxial de banda ancha En estos cables se usa señalización analógica. Así , es posible la multiplexación por división en frecuencias, sirviendo el mismo cable para varias conexiones. Estos cables permiten topología en árbol y en bus. La distancia permitida es muy superior a banda base (ya que las señales analógicas alcanzan más espacio con menos interferencias y atenuación). Este cableado sólo permite conexión unidireccional, por lo que para usar intercambios bidireccionales de información, es necesario el doble cableado de la red, uno de ida y otro de vuelta (ambos se juntan en un extremo si es en bus o en la raíz si es en árbol).

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Hay maneras de permitir el uso del mismo cable para señales en ambas direcciones , para ello , las señales en una dirección se envían en una gama de frecuencias y en la otra en otra gama de frecuencias. En el extremo ( en bus ) o en la raíz ( en árbol ) hay un circuito que intercambia las frecuencias y las devuelve por el otro camino ( ya que le llegan en frecuencia de entrada y las tiene que devolver en frecuencia de salida ) . En la configuración de cable dual los caminos de entrada y salida son cables separados. En la configuración dividida los caminos de entrada son bandas de frecuencia en el mismo cable. En la señalización analógica de banda portadora se utiliza todo el espectro de frecuencias para una sola transmisión bidireccional, con topología de Bus. En éste tipo de transmisión es posible prescindir de amplificadores ya que las frecuencias de utilización son bajas, menos sensibles a ala atenuación. La electrónica asociada es sencilla y barata. 1.4. Bus de fibra óptica Hay dos formas de tratar las señales ópticas que provienen del bus por un nodo: una es tomando la señal óptica , convirtiéndola a señal eléctrica ( para que sea tratada por el nodo ) extrayendo la información de control y luego pasándola otra vez a señal óptica para reenviarla al bus ; la otra forma es quitando un poco de energía óptica y luego reinyectándola de nuevo . Ambas opciones tienen sus ventajas e inconvenientes ; la primera tiene las ventajas de la complejidad electrónica y los retardos y la segunda las pérdidas de energía . Lo mismo que ocurría con el cable coaxial de banda ancha , como las señales son unidireccionales , es necesario utilizar dos buses ( uno de ida y otro de vuelta ) o un sólo bus con una terminación que se encarga de recibir por un lado y transmitir por el otro . 2 . Topología en anillo : La red consta de una serie de repetidores ( simples mecanismos que reciben y retransmiten información sin almacenarla ) conectados unos a otros en forma circular ( anillo ) . Cada estación está conectada a un repetidor , que es el que pasa información de la red a la estación y de la estación a la red . Los datos circulan en el anillo en una sola dirección . La información también se desgaja en tramas con identificadores sobre la estación de destino . Cuando una trama llega a un repetidor , éste tiene la lógica suficiente como para reenviarla a su estación ( si el identificador es el mismo ) o dejarla pasar si no es el mismo . Cuando la trama llega a la estación origen , es eliminada de la red . Debe de haber una cooperación entre las estaciones para no solapar tramas de varias estaciones a la vez .

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2.1. Características de las LAN en anillo El anillo consta de varios repetidores que regeneran y transmiten unidireccionalmente de bit en bit . Cada repetidor sirve de punto de conexión de una estación al anillo . La información circula en paquetes que contienen información de control de la estación de destino . Cuando un paquete llega a un repetidor , éste lo copia y lo retransmite al siguiente repetidor , y si va dirigido a su estación de enlace lo envía allí y si no , lo elimina . Para impedir que un paquete de vueltas continuamente por el anillo se puede o bien eliminar por el repetidor de destino o por el repetidor de origen al llegar otra vez a él ( esto permite el envío a varias estaciones a la vez ) . Los repetidores pueden estar en tres estados posibles : escucha ( cuando recibe del anillo bits , comprueba si pertenecen a un paquete de su estación , y si lo son los envía por la línea de su estación y si no , los reenvía otra vez al anillo ) , transmisión ( el enlace tiene permiso para transmitir datos de su estación , entonces los pasa al anillo ) y cortocircuito ( el repetidor pasa sin demoras - sin comprobar la información de control - los bits otra vez al anillo ) .

2.2. Fluctuación en la temporización Los repetidores no pueden evitar los errores de temporización , por lo que cuando hay muchos repetidores , estos errores se pueden agrandar y dar lugar a errores en los datos . Una forma de paliar esta situación es que los repetidores tengan circuitos de control de temporización . 2.3. Problemas potenciales en el anillo El problema principal es la rotura de un enlace o el fallo de un repetidor , lo que implica que el resto del anillo quedará inservible . Además , cada vez que se introduzca un nuevo repetidor , habrá que adaptar a sus vecinos . 2.4. Arquitectura en estrella-anillo Para solucionar los errores propios de la topología de anillo , se pueden utilizar híbridos de estrella-anillo , de forma que los posibles errores se pueden localizar . Además , se facilita la incorporación de nuevos repetidores . 2.5. Bus frente a anillo Para grandes LAN , lo mejor es usar banda ancha en bus o árbol . El método más barato para LAN pequeñas es la banda base , pero en anillo se pueden cubrir mayores distancias con menores errores . En anillo , la fibra óptica es más efectiva que en bus y además , los enlaces punto a punto en anillo son más sencillos que los multipunto en las demás .

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3 . Topología en estrella : En este caso , se trata de un nodo central del cuál salen los cableados para cada estación . Las estaciones se comunican unas con otras a través del nodo central . hay dos formas de funcionamiento de este nodo : este nodo es un mero repetidor de las tramas que le llegan ( cuando le llega una trama de cualquier estación , la retransmite a todas las demás ) , en cuyo caso , la red funciona igual que un bus ; otra forma es de repetidor de las tramas pero sólo las repite al destino ( usando la identificación de cada estación y los datos de destino que contiene la trama ) tras haberlas almacenado . 3.1. LAN en estrella con pares trenzados El par trenzado es más barato que el cable coaxial , pero esto es aparente ya que la mayor parte del costo es de instalación , que es similar para los dos tipos de cable . Por lo que se tiende a utilizar coaxial ya que tiene mejores prestaciones . Pero la gran difusión de los cables para teléfonos , que son pares trenzados , ha provocado que para pequeñas LAN , sea el tipo de cable más utilizado . Y estas LAN son generalmente topologías en estrella ( oficinas con terminales y un repetidor central ) . Cada estación tiene un cable de salida hacia el repetidor central y otro de entrada desde éste . Este esquema se comporta como una topología en bus , y por tanto puede haber colisiones de mensajes , para lo cuál se divide el sistema en subsistemas a los cuáles sólo algunas estaciones tienen acceso .

3.2. Estrella de fibra óptica Hay conectores en los cuáles , la fibra óptica se comporta igual que los pares trenzados , lo cuál reporta los mismos problemas de colisiones de mensajes que el sistema anterior .

Control de acceso al medio ( MAC ) El MAC es el mecanismo encargado del control de acceso de cada estación al medir. El MAC puede realizarse de forma distribuida cuando todas las estaciones cooperan para determinar cuál es y cuándo debe acceder a la red . También se puede realizar de forma centralizada utilizando un controlador . El esquema centralizado tiene las siguientes ventajas : 1. Puede proporcionar prioridades , rechazos y capacidad garantizada . 2. La lógica de acceso es sencilla . 3. Resuelve conflictos entre estaciones de igual prioridad.

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Los principales inconvenientes son : 1. Si el nodo central falla , falla toda la red . 2. El nodo central puede ser un cuello de botella. Las técnicas de control de acceso al medio pueden ser síncronas o asíncronas . Las síncronas hacen que la red se comporte como de conmutación de circuitos , lo cuál no es recomendable para LAN y WAN . Las asíncronas son más aceptables ya que las LAN actúan de forma impredecible y por tanto no es conveniente el mantenimiento de accesos fijos . Las asíncronas se subdividen en 3 categorías: rotación circular , reserva y competición . •

Rotación circular: se va rotando la oportunidad de transmitir a cada estación , de forma que si no tiene nada que transmitir , declina la oferta y deja paso a la siguiente estación . La estación que quiere transmitir , sólo se le permite una cierta cantidad de datos en cada turno .Este sistema es eficiente cuando casi todas las estaciones quieren transmitir algo , de forma que el tiempo de transmisión se reparte equitativamente . Pero es ineficiente cuando sólo algunas estaciones son las que desean transmitir , ya que se pierde mucho tiempo rotando sobre estaciones que no desean transmitir .

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Reserva : esta técnica es adecuada cuando las estaciones quieren transmitir un largo periodo de tiempo , de forma que reservan ranuras de tiempo para repartirse entre todas las estaciones .

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Competición : en este caso , todas las estaciones que quieren transmitir compiten para poder hacerlo ( el control de acceso al medio se distribuyen entre todas las estaciones ) . Son técnicas sencillas de implementar y eficientes en bajas cargas pero muy ineficientes para cargas altas ( cuando hay muchas estaciones que quieren el acceso y además transmiten muchos datos ) .

Control de enlace lógico ( LLC ) Esta capa es la encargada de transmitir tramas entre dos estaciones sin tener que pasar por ningún nodo intermedio . Esta capa debe permitir el acceso múltiple . Esta capa debe identificar todos los posibles accesos a ella , ya sean de una capa superior como estaciones destino u otros . •

Servicios LLC : el LLC debe controlar el intercambio de datos entre dos usuarios , y para ello puede establecer una conexión permanente , una conexión cuando se requiera el intercambio de datos o una mezcla de ambas ( sólo se establece conexión permanente cuando sea necesaria ) .

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Protocolo LLC : hay varias formas de utilización de este protocolo que van desde envíos de tramas con requerimiento de trama de confirmación hasta conexiones lógicas entre dos estaciones previo intercambio de tramas de petición de conexión .

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1.1.3.- METODOS DE ACCESO AL MEDIO Ethernet y ethernet de alta velocidad ( CSMA / CD) Estas redes utilizan banda base sensible a la portadora y detección de colisiones. Algunas utilizan banda ancha. El estándar más utilizado es el IEEE 802.3.

1. Control de acceso al medio en IEEE 802.3 En estas redes, no hay un tiempo preestablecido de acceso al medio sino que cualquier estación puede acceder a él de forma aleatoria. Los accesos son de tipo competitivo. La técnica más antigua utilizada es la ALOHA, que consiste en que si una estación quiere transmitir una trama, lo hace y espera el tiempo suficiente para que la estación de destino le de tiempo para confirmar la llegada de la trama. Si no llega la confirmación en ese tiempo, la estación vuelve a enviar la trama. Este proceso lo repite hasta que o bien recibe la confirmación o bien lo ha intentado una serie determinada de veces sin conseguir la confirmación . La estación receptora recibe la trama y si detecta que no hay error ( mediante unos códigos ) envía una confirmación . Puede ocurrir que dos tramas se interfieran ( colisión ) y entonces las dos son rechazadas , es decir que el receptor no envía confirmación . El sistema ALOHA , aunque es muy sencillo , permite pocas cargas en la red ya que si hay muchas tramas circulando a la vez , la probabilidad de que interfieran ( y sean erróneas ) es muy grande . La eficiencia de ALOHA es grande cuando las distancias entre estaciones es poca , ya que podría implementarse un mecanismo para que todas las estaciones dejaran de transmitir cuando una trama circulara por la red ( ya que la espera sería muy pequeña al ser la distancia poca ) . A esta técnica más sofisticada se le llama CSMA.

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Es decir, con CSMA, la estación que desee transmitir escucha el medio para ver si hay ya una trama en él , y si no la hay emite su trama y espera confirmación para cerciorarse de que ha llegado a su destino correctamente . Las colisiones sólo se producirán si dos estaciones emiten tramas casi en el mismo instante. Para evitar esta última ineficiencia , CSMA hace : • • •

•

El emisor transmite si la línea está libre y si no , se aplica 2 . En caso de que el medio esté ocupado , se espera hasta que esté libre . Si se detecta una colisión , el emisor que la ha detectado envía una señal de interferencia para que todas las estaciones sepan de la colisión y dejen de transmitir ( para dejar de colisionar ) . Después de emitir la interferencia , se espera un poco y se vuelve a emitir la trama .

De esta forma, CSMA sólo desaprovecha el tiempo en que se tarda en detectar una colisión. Dependiendo de la técnica de transmisión , la detección de colisión cambia .

2. Especificaciones IEEE 802.3 a 10 Mbps ( Ethernet ) •

• •

•

•

Especificación 10base5: Utiliza cable coaxial , topología en bus , señalización digital Manchester , longitud máxima de segmento de cable ( entre cada par de repetidores ) es 500 metros , sólo hay un camino posible entre dos repetidores . Especificación 10base2: similar a la anterior pero con cable más fino y menos costoso . Especificación 10base-t: se usa cable de par trenzado apantallado aunque permite menor distancia , topología en estrella , debido al tipo de cable , las distancias máximas permitidas rondan los 100 metros . Especificación 10 Ancha36: utiliza cable coaxial y banda ancha , cables de unos 2000 metros , modulación por desplazamiento de fase , codificación diferencial . Especificación 10Base-F : fibra óptica , codificación Manchester ,.

3. Especificaciones IEEE 802.3 a 100 Mbps ( Ethernet a alta velocidad ) Se utiliza MAC , dos enlaces físicos entre nodos ( cada uno en una dirección ) , pares trenzados apantallados o no apantallados de alta calidad o fibra óptica ., topología en estrella , codificación FDDI .

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Anillo con paso de testigo (Token-Ring) y FDDI 1. Control de acceso al medio ( MAC ) en IEEE 802.5 Este método consiste en que existe una trama pequeña llamada testigo , que circula por la red cuando no hay ninguna estación transmitiendo . Cuando una estación desea transmitir , cuando le llega el testigo , lo coge , le cambia un cierto bit y le añade la trama de datos . Después envía la trama obtenida a su destino . Como el testigo ya no existe , las demás estaciones no pueden trasmitir . Cuando la trama enviada da toda la vuelta a la red , es captada otra vez por el emisor y éste introduce un nuevo testigo en la red . De esta forma, ya es posible que otra estación pueda emitir .

Para baja carga de la red , este sistema es poco eficiente , pero para cargas altas , es similar a la rotación circular , sistema muy eficiente y equitativo . Una desventaja seria es que se pierda el testigo , en cuyo caso toda la red se bloquearía . Los bits que se modifican en el anillo indican si la trama que acompaña al anillo ha llegado a su destino , si no ha llegado o si ha llegado pero no se ha copiado . Esta información de control es muy importante para el funcionamiento del sistema . 2. Prioridad en redes en anillo con paso de testigo La trama consta de un campo de reserva de trama y un campo de prioridad de la propia trama , además de otros campos de control de errores y de los datos . Este estándar admite la posibilidad de utilizar prioridades .El algoritmo es : • •

•

Una estación que desee transmitir debe esperar un testigo con prioridad inferior a la suya propia . Si el emisor detecta una trama de datos, si su prioridad es superior a la de la reserva , pone su prioridad en un campo de reserva de la trama . Si lo recibido es una trama de testigo , si la prioridad es mayor que la de la reserva y que la del propio testigo , pone su prioridad en el campo de reserva del testigo , eliminando a la que había . Cuando un emisor consigue el testigo , pone su prioridad en el campo de prioridad del testigo y pone a 0 el campo de reserva de testigo .

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3. Especificación de la capa física de IEEE 802.5 Se utiliza un par trenzado apantallado con codificación Manchester Diferencial. En el seno de IEEE 802.5 hay un nuevo estándar en desarrollo (Token Ring de alta velocidad o High-Speed Token Ring/HSTR) que especifica Token Ring a 100 Mbit/s e, incluso, 1 Gbit/s. Empleará la tecnología de nivel físico desarrollada por 100Base-T (Fast Ethemet) y respetará el tamaño de los paquetes del Token Ring convencional. 4. Control de acceso al medio en FDDI FDDI no contiene bits de prioridad ni de reserva . FDDI , cuando recibe una trama de testigo , lo cancela y no lo repite hasta que no ha enviado sus tramas de datos ( por lo que no es posible implementar prioridades de esta forma ) . FDDI envía un testigo de liberalización cuando ha enviado su última trama de datos , aun cuando no la haya recibido de vuelta del anillo . Mediante unos bits concretos en la trama . el emisor puede detectar que la trama ha sido recibida , que no lo ha sido con éxito o que la estación de destino no existe . Para permitir algún tipo de compartición de la red entre todas las estaciones , éstas pueden solicitar su inclusión en un turno de rotación de tiempo de acceso síncrono ( igual para todas las estaciones que están "dadas de alta " en este sistema ) . Además , se mantiene el tipo de acceso asíncrono con paso de testigos . La topología es en anillo . Se utiliza fibra óptica o pares trenzados apantallados o sin apantallar.

1.1.4.- LOS COMITES DEL IEEE El IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) es uno de los organismos más importantes en el ámbito de la normalización de las redes locales, cuyo proyecto 802 ofrece directrices para la fabricación de componentes y software. IEEE802.2

Comité IEEE y su especificación de Enlace de Datos para las normas IEEE 802.3, 802.4 y 802.5, que define las funciones, características, protocolo y servicios de la subcapa LLC (Logical Link Control). Constituye la subcapa superior de la capa de enlace de datos de la especificación de protocolos ISO 8802 de LAN. La estructura PDU (Protocol Data Unit) para sistemas de comunicación de datos es definida utilizando procedimientos orientados a bit. IEEE 802.3 Ethernet. Comité IEEE y su especificación, que define el conjunto de protocolos LAN Ethernet. Actualmente opera a 10 Mbit/s o 100 Mbit/s y utiliza CSMNCD. Incluye diversidad de

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protocolos PMD (Physical Medium Dependent), como 10BASE-5, 10BASE-2, 10BASE-T, 10BASE-F o 100BASE-T. Ethernet fue desarrollado por Xerox, y promovido como estándar en 1980 por esta compañía junto a DEC e Intel. IEEE 802.4 Token Bus. Comité IEEE y su especificación, que define un conjunto de protocolo LAN de paso de testigo a través de un bus físico. Desarrollado por General Motors para su Manufacturing Automation Protocol (MAP), incluye protocolos dependientes del medio físico alternativos, que van desde coaxial a 1 Mbit/s hasta fibra a 20 Mbit/s.

IEEE 802.5 Token Ring. Comité IEEE y su especificación, que define un conjunto de protocolos LAN Token Ring. Diseñado por IBM, ahora es un estándar IEEE para una red en anillo de paso de testigo que puede ser configurada en topología de estrella. Las tarjetas Token Ring están disponibles en versiones a 4 y 16 Mbit/s. Las actualizaciones posteriores para fibra están especificadas en ANSI X3T9.

IEEE 802.6. Comité IEEE y su especificación, que define un conjunto de protocolos MAN en el que se utiliza un DS3 o Sonet STS- 3c como bus LAN de difusión. Originado por QPSX en Australia, ahora es un estándar IEEE. Su formato ha sido alinea- do con la célula ATM y está limitado a distancias de hasta unos 100 kilómetros.

1.1.5.- CABLEADO ESTRUCTURADO EN ESTRELLA 1. Arquitectura de un cableado estructurado Un cableado estructurado en estrella se ompone de un rack ó armario de comunicaciones, en el que se instalan los paneles de conexión y la electrónica de red, cable UTP de 4 pares trenzados, rosetas de conexión y latiguillos UTP de 4 pares trenzado terminados con conectores RJ-45:

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1.1.Armario de Comunicaciones. Es un bastidor de 19 pulgadas de ancho (aproximadamente 45 cm) y de hasta 42 U de alto (aproximadamente 2,10 metros) En dicho armario van fijados tanto los paneles de conexión como la electrónica de red. Pueden ser de un cuerpo o de doble cuerpo (dos armarios unidos por un lateral) y también pueden ser de pie o murales (los armarios pequeños de 9 U o meros quedan mejor colgados en la pared). Lo más difícil en la instalación de un armario de comunicaciones es buscar la situación física dentro del edificio donde vamos a instalar la red, ya que la longitud del cable desde los paneles de conexión a las rosetas no puede exceder 100 metros en las categorías 5 y 6 (ethernet y fast-ethernet). 1.2.Paneles de conexión. También llamados Patch-Pannel, son paneles de 19 pulgadas de ancho en el que se alojan hasta 48 conectores RJ-45 hembra. En cada conector hay que conectar los cuatro pares de un cable UTP mediante una herramienta de impacto. Tanto la herramienta como el orden de conexión de los cuatro pares del cable en el conector RJ-45 hembra son suministrados por el fabricante del panel. Una vez instalados los paneles en el rack y conectados todos los cables UTP, es imprescindible etiquetar todos los conectores RJ-45 para saber a qué roseta del edificio va cada cable. 1.3.Rosetas de conexión. Desde cada conector del panel de conexión debe instalarse un cable UTP hasta la roseta de datos que irá situada en el puesto de trabajo (siempre es una topología física en estrella) En dicha roseta irá alojada un conector RJ-45 hembra a la que habrá de conectarse los cuatro pares del cable UTP según las instrucciones de cada fabricante, pero siempre ayudados de una herramienta de impacto. Según vayamos instalando las rosetas debemos etiquetarlas con un número que coincidirá con el etiquetado de los paneles de conexión situados en el rack. 1.4.Latiguillos UTP de 4 pares trenzados. Son cables de 1 a 3 metros terminados por 2 conectores RJ-45 macho para realizar dos tipos de conexiones: - Conexión entre la electrónica de red y el panel de conexión. - Conexión entre la roseta y el ordenador. Nunca debemos fabricar los latiguillos manualmente mediante un grimpador porque los fabricantes ya nos les venden hechos y certificados. 1.5.Electrónica de red. Después de todo lo que hemos visto debe quedarnos muy claro que no instalamos un cableado para una red ethernet ó para una red token-ring, es decir, el cableado físico para ambas redes es el mismo. Una LAN será ethernet ó token-ring dependiendo de la electrónica de red que se instale en el rack de comunicaciones y de las tarjetas de red que se instalen en los ordenadores.

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2. Voz y datos.

Es muy común que un cableado estructurado sea a la vez cableado de datos y de voz, es decir, cualquier roseta de un puesto de trabajo se puede utilizar para conectar un ordenador ó un teléfono. ¿Cómo se consigue esto? Muy fácil, es decir, tan sólo hay que instalar en el rack de comunicaciones un panel de conexión con conectores RJ-45 Hembra (para la voz es suficiente con Categoría 3, aunque se recomienda instalar la misma categoría que para los datos), a los que se conectará una manguera de pares telefónicos que a su vez irá conectada a la centralita (la forma y el orden en el que se conectan los pares depende del modelo de centralita telefónica que se vaya a instalar) Posteriormente sólo queda hacer un puente con un latiguillo entre las tomas de este panel y las tomas de los paneles que van a las rosetas de los puestos de trabajo. 3. Certficación de un cableado.

Hasta el momento actual (finales de 1999 – principios de 2000) las instalaciones de cableado estructurado se realizaban en Categoría 5 ó Categoría 5E. No obstante, en Septiembre de 1.997 el grupo de trabajo ISO SC25 WG3 publicó el borrador de las especificaciones de atenuación, NEXT y PSNEXT del canal de Categoría 6/Clase E. En Enero del 98, este mismo grupo WG3 añadió otros parámetros (ELFEXT, PSELFEXT, pérdidas de retorno, retardo de propagación, retardo diferencial) a las especificaciones. Esta información se envió a los fórums de desarrollo de aplicaciones (IEEE, ATM Forum, IEC TC100) para servir de guía en la creación de las aplicaciones de nueva generación. El IEEE respondió solicitando la extensión de las especificaciones de canal hasta los 250 MHz, basándose en las aplicaciones en desarrollo. Desde estos cambios a principios de 1.998, las especificaciones de canal no han cambiado de manera significativa y se consideran técnicamente estables. El desarrollo de estándares de aplicaciones basados en las especificaciones de canal de Categoría 6/Clase E está ya en marcha en el TIA y en el ATM Forum. Las Prestaciones Mínimas Garantizadas para que un cableado sea Categoría 6 se muestran en la tabla inferior.

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Obsérvese que estos valores satisfacen el borrador del estándar en todos los casos. Las especificaciones de Categoría 6/Clase E proporcionan la base sobre la que se están desarrollando las nuevas aplicaciones. Por tanto, la estabilidad de las especificaciones del canal es un logro importante, ya que aporta la información que los comités de aplicación precisan para comenzar a desarrollar nuevos protocolos mientras se definen los detalles en los comités de componentes. Antes de que se pueda publicar el estándar de Categoría 6/Clase E es necesario llegar a un acuerdo sobre muchos detalles referentes a las especificaciones de componentes, particularmente en los relativo a los conectores. Se está progresando en estas áreas clave, por ejemplo, se ha decidido que la compatibilidad con la base instalada es un requisito crítico para todos los conectores, y el procedimiento de verificación desarrollado por los Laboratorios Bell se ha constituido como el método elegido para comprobar esta compatibilidad. Los detalles sobre estos procedimientos de test están a punto de ser definidos, pero aún hará falta realizar un esfuerzo importante para especificar los valores y procedimientos de test para algunos parámetros.

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Puesto que los métodos de test aún están en desarrollo, las afirmaciones de cumplimiento de las especificaciones de componentes han de ser tomadas con un cierto escepticismo. Un cambio mínimo en las condiciones de test puede suponer grandes diferencias en las prestaciones. Los usuarios deberían conocer los procedimientos de test del fabricante, ya que estos pueden diferir de los que el estándar defina y esto puede provocar resultados engañosos. Un ejemplo de cable que soporta C6 y ya disponible en el mercado es el GigaSPEED de Lucent Technologies, que nos da las siguiente medidas tanto en el cable UTP como en los conectores RJ-45 macho y hembra:

Incluso cuando se estabilicen estos valores y procedimientos de test, el hecho de cumplir con las especificaciones de componentes, no garantizará el cumplimiento del estándar por parte del canal. Las interacciones entre componentes pueden degradar las prestaciones del canal de forma imprevisible. El diseño cuidadoso, atendiendo a la adaptación entre componentes, asegurará que no se producen interacciones perjudiciales y que se optimiza el rendimiento del canal. La instalación defectuosa es otra causa potencial de bajas prestaciones. Para asegurar la calidad de los resultados, es imprescindible que el instalador haya recibido la formación adecuada por parte del fabricante. El fabricante de los componentes de un cableado C6 se compromete a trabajar para que los detalles sobre especificaciones de componentes y procedimientos de test se decidan en un tiempo razonable en los estándares, de modo que se posibilite la publicación del estándar de Categoría 6/Clase E en el año 2.000. Ya sea C5, C5E ó C6, para verificar un cableado necesitamos un certificador. Todos ellos funcionan de igual modo, es decir, se conectan a ambos extremos del punto de cableado y hacen medidas de todos los parámetros comentados anteriormente, analizando si las medidas están dentro de los márgenes que establece cada categoría.

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Todos los certificadores disponen de un aplicativo software para conectar el certificador a un ordenador PC para poder volcar todas las mediciones e imprimirlas en un informe. Sólo cuando todos los puntos hayan pasado la certificación se podrá certificar el cableado. En caso de fallo en un punto, habrá que revisar toda la instalación física de dicho punto para poder certificarlo de nuevo. Los principales fabricantes de certificadores de cableado son Fluke y MicroTest, de los que mostramos los equipos de última generación que han sacado al mercado:

FLUKEDSP-4100

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MICROTEST OMNIScanner2

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1.1.6.- PUENTES WAN (REDES DE AREA AMPLIA) 1 . Funcionamiento de los puentes Los puentes son mecanismos para conectar varias LAN . Generalmente conectan LAN con idénticos protocolos de capa física y de acceso al medio ( MAC ) . Se podría pensar en construir una LAN grande en vez de conectar varias LAN mediante puentes, pero: •

• •

•

Cuando hay una sola LAN , un fallo en una zona , bloquearía toda la LAN . Cuando se conectan varias LAN con puentes , el fallo en una LAN no implica el fallo en la otra . Varias LAN pequeñas tienen mayores prestaciones que una grande , sobre todo porque las longitudes de cableado son menores . El establecer varias LAN en vez de una sola, mejora las condiciones de seguridad , ya que hay áreas que deben ser más seguras y así se implementan con una LAN conectada con las otras LAN . Cuando ha dos LAN separadas geográficamente , es más sencillo y barato conectarlas con un puente que usar cable coaxial por ejemplo .

1.1. Funciones de un puente Los puentes, al conectar dos LAN con el mismo protocolo MAC , no cambian el contenido de las tramas ; su única función es captar las tramas de una LAN y repetirlas en la otra LAN , sin modificarlas . Los puentes deben tener una memoria temporal para albergar las tramas a intercambiar de LAN . Además , los puentes deben conocer el direccionamiento suficiente para saber qué tramas van a una LAN y qué otras va a otra LAN . Los puentes deben tener capacidad de interconectar más de dos LAN . Desde el punto de vista de cada estación , todas las demás estaciones están en su misma LAN y es el puente el encargado de encaminar las tramas . Otras funciones adicionales que pueden tener los puentes son encaminamientos hacia otros puentes , y de esta forma pueden saber los costes para llegar de unas estaciones a otras . . Además , los puentes temporales pueden tener memorias donde guardar tramas a la espera de envío cuando hay saturación en las líneas . 1.2. Arquitectura del protocolo de puentes Los puentes realizan su actividad en la capa de acceso al medio . Por lo tanto , su única funciones encaminar la trama a la LAN de destino , sin añadir ninguna información adicional a la trama suministrada por el MAC del emisor . 2 . Encaminamiento con puentes Hay puentes que sólo se encargan de retransmitir tramas a LAN de destino , sin realizar encaminamiento . Pero hay puentes que realizan encaminamiento . El encaminamiento es necesario cuando los puentes conectan más de dos LAN . Esto es así porque hay que decidir si las tramas , para llegar a su destino , deben de ser encaminadas hacia ciertas LAN o hacia otras ( ya que habrá LAN que no lleven la trama a su destino ) .

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También puede ocurrir que falle un camino hacia una estación de destino , de forma que el puente debe de hacerse cargo de este fallo e intentar encaminar las tramas hacia otros caminos que no fallen . Es decir que el puente debe de ser capaz de alterar sus encaminamientos previstos para adaptarse a las incidencias en las redes que conecta .

2.1. Encaminamiento estático

Los puentes tienen de antemano unas rutas predefinidas para el tránsito de tramas , y en el caso de que haya dos caminos posibles , se selecciona generalmente el de menos saltos .Cada puente debe tener una matriz para saber los encaminamientos dependiendo de a qué estación se desee enviar la trama . Es decir que por cada LAN que conecta el puente , debe de haber una columna y tantas filas como estaciones contenga esa LAN . Una vez realizado esto , es fácil encaminar las tramas a las LAN de destino . El inconveniente principal de estos puentes es su limitación para adaptarse a condiciones cambiantes , aunque tiene ventajas en cuanto a sencillez y bajo coste . 2.2. Encaminamiento con árbol de expansión Estos puentes automatizan un proceso de creación de tablas de encaminamiento actualizadas . Es decir , su información cambia dinámicamente . Hay tres procesos en la creación del árbol de expansión : •

Reenvío de tramas : en un principio , el puente tiene sus tablas de encaminamiento vacías , de forma que inicialmente utiliza la técnica de inundación ( envía las tramas a todas las direcciones posibles ) y conforme va rellenando las tablas de encaminamientos , su conocimiento de dónde debe enviar cada trama dependiendo de la dirección de destino va aumentando . Para esto , utiliza puertos de forma que va asociando cada dirección a un puerto que conecta con una LAN o con otro puente .

•

Aprendizaje de direcciones : para mantener la actualización permanente de las tablas , el puente utiliza los campos de direccionamiento de la trama MAC . Cada vez que llega una trama al puente , éste mira la dirección de donde proviene y comprueba si esta dirección ya existe en sus tablas , y en caso de que no exista o de que se haya modificado , la actualiza con los datos obtenidos de la trama .

•

Algoritmo del árbol de expansión : para evitar bucles cerrados ( ya que puede ocurrir que dos puentes se pasen tramas desconocidas de forma ininterrumpida ) , se utiliza la teoría de grafos que dice que es posible construir un árbol de expansión sin ciclos a partir de cualquier grafo conectado . Para realizar esto , los puentes deben de pasarse información , que es mediante un protocolo especial de puentes . Además , cuando dos LAN están conectadas por más de un puente , se eliminan todos los puentes excepto uno . Este proceso de creación de un árbol de expansión debe de hacerlo el propio sistema de puentes sin intervención de usuarios .

2.3. Encaminamiento en el origen La norma IEEE 802.5 ha creado un estándar en el que la estación de origen incluye ya en la trama el encaminamiento , y el puente sólo debe leerlo para saber si debe retransmitir la trama o no . Sus características principales son :

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Funcionamiento básico: la estación de origen debe d4e elegir el encaminamiento e incluir esta información en la trama . De esta forma , el puente sólo debe mantener información sobre su identificador ( ya que el emisor debe conocer la ruta a seguir por la trama ) y sobre las LAN que conecta . Directivas de encaminamiento y modos de direccionamiento :hay 4 órdenes que puede llevar implícitas una trama desde el origen : q q q q

•

Nulo : la trama sólo puede llegar a estaciones de su misma LAN . Sin difusión : sólo se describe una ruta posible , las demás no se pueden utilizar . Difusión a través de todas las rutas : la trama se difunde a todas las rutas posibles ( pueden llegar muchas copias al destino ) . Difusión a través de una única ruta : la trama se encamina a todas las rutas posibles , pero el empleo del algoritmo de árbol de expansión , sólo llega una trama al destino .

Descubrimiento y selección de rutas : hay tres formas posibles de que una estación e origen puede encaminar su trama al destino : q

q

q

Se carga manualmente la información en cada estación , lo que es sencillo pero no hace posible la automatización del proceso de encaminamiento y además es difícil de hacerse funcionar cuando hay fallos en los encaminamientos . Una estación en cada LAN mantiene la información de encaminamientos respecto al exterior , y las demás estaciones de esa LAN sólo consultan a esta estación de información sobre sus encaminamientos . Cada estación debe de buscar su encaminamiento por su cuenta .

La norma IEEE sólo utiliza la opción 3 . Cada estación origen envía una trama de control a una estación de destino de forma que cuando ésta recibe la trama , responde informando sobre el camino que ha seguido esta trama . De esta forma , de todas las respuestas recibidas por la trama origen , selecciona la más idónea y la guarda en su base de datos para las siguientes tramas . 1.1.7.- PROTOCOLOS 1. Características Un protocolo es el conjunto de normas para comunicarse dos o más entidades ( objetos que se intercambian información). Los elementos que definen un protocolo son: •

Sintaxis : Formato, codificación y niveles de señal de datos. • Semántica : información de control y gestión de errores. • Temporización : coordinación entre la velocidad y orden secuencial de las señales. Las características más importantes de un protocolo son: •

Directo/indirecto : los enlaces punto a punto son directos pero los enlaces entre dos entidades en diferentes redes son indirectos ya que intervienen elementos intermedios.

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•

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•

Monolítico/estructurado : monolítico es aquel en que el emisor tiene el control en una sola capa de todo el proceso de transferencia. En protocolos estructurados, hay varias capas que se coordinan y que dividen la tarea de comunicación. Simétrico/asimétrico : los simétricos son aquellos en que las dos entidades que se comunican son semejantes en cuanto a poder tanto emisores como consumidores de información. Un protocolo es asimétrico si una de las entidades tiene funciones diferentes de la otra ( por ejemplo en clientes y servidores). Normalizado/no normalizado: los no normalizados son aquellos creados específicamente para un caso concreto y que no va a ser necesario conectarlos con agentes externos. En la actualidad, para poder intercomunicar muchas entidades es necesaria una normalización.

2. Funciones 2.1.Segmentación y ensamblado: generalmente es necesario dividir los bloques de datos en unidades pequeñas e iguales en tamaño, y este proceso se le llama segmentación. El bloque básico de segmento en una cierta capa de un protocolo se le llama PDU ( Unidad de datos de protocolo). La necesidad de la utilización de bloque es por: • • • •

La red sólo admite la transmisión de bloques de un cierto tamaño. El control de errores es más eficiente para bloques pequeños. Para evitar monopolización de la red para una entidad, se emplean bloques pequeños y así una compartición de la red. Con bloques pequeños las necesidades de almacenamiento temporal son menores.

Hay ciertas desventajas en la utilización de segmentos: • • •

La información de control necesaria en cada bloque disminuye la eficiencia en la transmisión. Los receptores pueden necesitar interrupciones para recibir cada bloque, con lo que en bloques pequeños habrá más interrupciones. Cuantas más PDU, más tiempo de procesamiento.

2.2.Encapsulado : se trata del proceso de adherir información de control al segmento de datos. Esta información de control es el direccionamiento del emisor/receptor, código de detección de errores y control de protocolo. 2.3.Control de conexión: hay bloques de datos sólo de control y otros de datos y control. Cuando se utilizan datagramas, todos los bloques incluyen control y datos ya que cada PDU se trata como independiente. En circuitos virtuales hay bloques de control que son los encargados de establecer la conexión del circuito virtual. Hay protocolos más sencillos y otros más complejos, por lo que los protocolos de los emisores y receptores deben de ser compatibles al menos. Además de la fase de establecimiento de conexión ( en circuitos virtuales) está la fase de transferencia y la de corte de conexión. Si se utilizan circuitos virtuales habrá que numerar los PDU y llevar un control en el emisor y en el receptor de los números.

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2.4.Entrega ordenada: el envío de PDU puede acarrear el problema de que si hay varios caminos posibles, lleguen al receptor PDU desordenados o repetidos, por lo que el receptor debe de tener un mecanismo para reordenar los PDU. Hay sistemas que tienen un mecanismo de numeración con módulo algún número; esto hace que el módulo sean lo suficientemente alto como para que sea imposible que haya dos segmentos en la red al mismo tiempo y con el mismo número. 2.5.Control de flujo: hay controles de flujo de parada y espera o de ventana deslizante. El control de flujo es necesario en varios protocolos o capas, ya que el problema de saturación del receptor se puede producir en cualquier capa del protocolo. 2.6.Control de errores: generalmente se utiliza un temporizador para retransmitir una trama una vez que no se ha recibido confirmación después de expirar el tiempo del temporizador. Cada capa de protocolo debe de tener su propio control de errores. 2.7.Direccionamiento : cada estación o dispositivo intermedio de almacenamiento debe tener una dirección única. A su vez, en cada terminal o sistema final puede haber varios agentes o programas que utilizan la red, por lo que cada uno de ellos tiene asociado un puerto. Además de estas direcciones globales, cada estación o terminal de una subred debe de tener una dirección de subred ( generalmente en el nivel MAC). Hay ocasiones en las que se usa un identificador de conexión; esto se hace así cuando dos estaciones establecen un circuito virtual y a esa conexión la numeran ( con un identificador de conexión conocido por ambas. La utilización de este identificador simplifica los mecanismos de envío de datos ya que por ejemplo es más sencillo que el direccionamiento global. Algunas veces se hace necesario que un emisor emita hacia varias entidades a la vez y para eso se les asigna un direccionamiento similar a todas. 2.8.Multiplexación : es posible multiplexar las conexiones de una capa hacia otra, es decir que de una única conexión de una capa superior, se pueden establecer varias conexiones en una capa inferior ( y al revés). 2.9.Servicios de transmisión : los servicios que puede prestar un protocolo son : • Prioridad : hay mensajes ( los de control ) que deben tener prioridad respecto a otros . • Grado de servicio : hay datos que deben de retardarse y otros acelerarse (vídeo). • Seguridad .

3 . Arquitectura de protocolos TCP / IP Hay una serie de razones por las que los protocolos TCP/IP han ganado a los OSI : •

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•

Los TCP/IP estaban ya operativos antes de que OSI se normalizara , por lo que empezaron a utilizarse y luego el coste implicado en cambiar a OSI impidió este trasvase . La necesidad de EEUU de utilizar un protocolo operativo hizo que adaptara el TCP/IP que ya lo era y así arrastró a los demás a su utilización ( ya que es el mayor consumidor de software ) . El incremento de Internet ha lanzado el uso de TCP/IP .

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3.1. El enfoque TPC/IP La filosofía de descomposición del problema de la comunicación en capas es similar que en OSI . El problema de OSI es que en una capa , todos los protocolos deben de tener un funcionamiento similar además de utilizar las funciones definidas en la capa inferior y de suministrar funciones a la capa superior . De esta forma , en OSI , dos sistemas deben tener en la misma capa los mismos protocolos . TCP/IP permite que en una misma capa pueda haber protocolos diferentes en funcionamiento siempre que utilicen las funciones suministradas por la capa inferior y provean a la superior de otras funciones . En OSI , es imprescindible el pasar de una capa a otra pasando por todas las intermedias. En TCP/IP esto no se hace imprescindible y es posible que una capa superior utilice directamente a cualquier capa inferior y no siempre pasando por las intermedias . Por ejemplo , en TCP/IP , una capa de aplicación puede utilizar servicios de una capa IP . 3.2. Arquitectura de protocolos TCP/IP Aunque no hay un TCP/IP oficial , se pueden establecer 5 capas : • • • • •

Capa de aplicación : proporciona comunicación entre procesos o aplicaciones en computadores distintos . Capa de transporte o computador-a-computador : encargada de transferir datos entre computadores sin detalles de red pero con mecanismos de seguridad . Capa de internet : se encarga de direccionar y guiar los datos desde el origen al destino a través de la red o redes intermedias . Capa de acceso a la red : interfaz entre sistema final y la subred a la que está conectado . Capa física : define las características del medio , señalización y codificación de las señales .

3.3. Funcionamiento de TCP e IP IP está en todos los computadores y dispositivos de encaminamiento y se encarga de retransmitir datos desde un computador a otro pasando por todos los dispositivos de encaminamiento necesarios . TCP está implementado sólo en los computadores y se encarga de suministrar a IP los bloques de datos y de comprobar que han llegado a su destino . Cada computador debe tener una dirección global a toda la red . Además , cada proceso debe tener un puerto o dirección local dentro de cada computador para que TCP entregue los datos a la aplicación adecuada . Cuando por ejemplo un computador A desea pasar un bloque desde una aplicación con puerto 1 a una aplicación con puerto 2 en un computador B , TCP de A pasa los datos a su IP , y éste sólo mira la dirección del computador B , pasa los datos por la red hasta IP de B y éste los entrega a TCP de B , que se encarga de pasarlos al puerto 2 de B . La capa IP pasa sus datos y bits de control a la de acceso a la red con información sobre qué encaminamiento tomar , y ésta es la encargada de pasarlos a la red.

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Cada capa va añadiendo bits de control al bloque que le llega antes de pasarlo a la capa siguiente . En la recepción , el proceso es el contrario . TCP adjunta datos de : puerto de destino , número de secuencia de trama o bloque y bits de comprobación de errores . IP adjunta datos a cada trama o bloque de : dirección del computador de destino , de encaminamiento a seguir . La capa de acceso a la red adhiere al bloque : dirección de la subred de destino y facilidades como prioridades . Cuando el paquete llega a su primera estación de encaminamiento , ésta le quita los datos puestos por la capa de acceso a la red y lee los datos de control puestos por IP para saber el destino , luego que ha seleccionado la siguiente estación de encaminamiento , pone esa dirección y la de la estación de destino junto al bloque y lo pasa a la capa de acceso a la red . 3.4. Interfaces de protocolo Hay muchas aplicaciones que no requieren todos los protocolos y pueden utilizar sólo algunos sin problemas . 3.5. Las aplicaciones Hay una serie de protocolos implementados dentro de TCP/IP : •

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•

Protocolo sencillo de transferencia de correo ( SMTP ): es un protocolo de servicio de correo electrónico , listas de correo , etc. y su misión es tomar un mensaje de un editor de texto o programa de correo y enviarlo a una dirección de correo electrónico mediante TCP/IP . Protocolo de transferencia de ficheros ( FTP ) : permite el envío y recepción de ficheros de cualquier tipo de o hacia un usuario . Cuando se desea el envío , se realiza una conexión TCP con el receptor y se le pasa información sobre el tipo y acciones sobre el fichero así como los accesos y usuarios que pueden acceder a él . Una vez realizado esto , se envía el fichero . Finalizado esto , se puede cortar la conexión . TELNET : es un protocolo para que dos computadores lejanos se puedan conectar y trabajar uno en el otro como si estuviera conectado directamente . Uno de ellos es el usuario y el otro el servidor . TCP se encarga del intercambio de información .

4 . El protocolo de Internet IP 4.1. Servicios IP Los servicios que proporciona IP a TCP son : Send ( envío ) y Deliver ( entrega ) . TCP utiliza Send para solicitar el envío de una unidad de datos y Delive es utilizada por IP para notificar a TCP que una unidad de datos ha llegado . Los campos incluidos en estas dos llamadas son : dirección origen y destino de los datos , usuario IP , identificador de bloque de datos , indicador sobre si está permitida la segmentación del bloque , tipo de servicio , tiempo de vida , longitud de los datos , datos . Algunos campos no son necesarios para Deliver .

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El tipo de servicio solicitado puede ser de encaminamiento lo más rápido posible , lo más seguro posible , prioridad , etc. 4.2. Protocolo IP El datagrama tiene varios campos, entre los que se encuentran: • • • • • • • • • • • • • •

Versión. Para futuras versiones. Longitud de la cabecera Internet. Tipo de servicio. Seguridad, prioridades, etc. Longitud total del datagrama. Identificador del datagrama. Indicadores de permiso de segmentación. Para poder usarse en sistemas en los que se deba segmentar en el destino o en dispositivos intermedios. Desplazamiento del fragmento. Identifica dónde va el fragmento dentro del datagrama fragmentado. Tiempo de vida. Tiempo de espera antes de destruir el datagrama. Suma de comprobación de la cabecera. Para detección de errores. Dirección de origen. Dirección de destino. Opciones variadas. Solicitadas por el usuario que envía los datos. Relleno. Bits para asegurar la multiplicidad para 32 bits. Datos. Datos de usuario.

4.3. Direcciones IP La dirección de origen y destino en la cabecera IP es una dirección global de Internet de 32 bits. De estos 32 bits, algunos identifican al computador y el resto a la red. Estos campos son variables en extensión para poder ser flexibles al asignar direcciones de red. Hay diferentes tipos de redes que se pueden implantar en la dirección de red. Unas son grandes (con muchas subredes), otras medianas y otras pequeñas. Es posible y adecuado mezclar en una dirección los tres tipos de clases de redes.

4.4. El protocolo de mensajes de error de Internet (icmp) Este protocolo es utilizado para enviar mensajes en caso de error. Por ejemplo, cuando un datagrama no puede llegar a su destino, cuando llega con error, cuando el dispositivo de encaminamiento no tiene espacio de almacenamiento suficiente, etc. ICMP, aunque está en el mismo nivel que IP, le pasa sus mensajes a IP para encapsularlos y enviarlos a su destino (en forma de datagrama, por lo que no se asegura que llegue a su destino). Los datagramas suministrados por ICMP contienen su cabecera y parte de los datos del datagrama erróneo para que el IP que los reciba sepa qué protocolos había implicados en el error.

Tipo B. Parte IV: Redes.

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Los casos de error más habituales son que no se encuentre el destino, que se haga necesaria la segmentación pero esté prohibida por el propio datagrama, que haya pasado el tiempo permitido para el envío, que el destinatario no pueda procesar aún el datagrama porque esté sobrecargado de trabajo (el emisor debe de disminuir la velocidad de envío cuando reciba el mensaje de error), etc... Además de los mensajes de error, son posibles mensajes de control para por ejemplo establecer una conexión, para saber si es posible una conexión con una determinada dirección (el mensaje llega al destinatario y es devuelto con una confirmación o denegación de posibilidad de conexión), para comprobar el tiempo de propagación de datos a través de un camino, etc.

Tipo B. Parte IV: Redes.

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El por qué del MODEM. La tecnología digital que utilizan los PC internamente se conoce con el nombre de TTL (Transistor-Transistor-Logic). Con esta tecnología, el estado 1 esta representado por un nivel de tensión de 5 voltios, mientras que el estado 0 está representado con un nivel de tensión de 0 voltios. Cuando estas tensiones pretenden salir al exterior, la UART se encarga (por razones en las que no vamos a entrar ahora) de convertir estas tensiones de 0 y 5 voltios en tensiones de +3 y –3. De esta forma, la información 1 sale al exterior como un nivel de tensión superior a +3 voltios y la información 0 sale al exterior como un nivel de tensión inferior a –3 voltios. En cualquier caso, si tenemos en cuenta que los cables, por su propia naturaleza, presentan cierta impedancia (resistencia, inductancia y capacidad), cualquier señal eléctrica que es introducida por uno de sus extremos es distorsionada por el cable, siendo esa distorsión mayor cuanto mayor sea la longitud del mismo. Para los niveles de tensión de las señales manejadas por los puertos de comunicaciones de los PC, la distorsión introducida por un cable de mas de 15 metros, seria suficiente como para producir errores de interpretación. Para hacer realizables las comunicaciones a distancias mayores, existen dos posibles soluciones: 1. La primera solución consiste en utilizar cada cierta distancia unos equipos repetidores que reconstruyan la señal digital original. Esos equipos reciben el nombre de regeneradores (data regenerator). Independientemente de otras valoraciones, el inconveniente que tiene esta solución es que no puede ser utilizada cuando transmitimos datos por redes públicas, como puede ser la red telefónica, ya que el usuario no puede introducir regeneradores en la red. 2. La segunda solución, compatible con los equipos de la red telefónica ya existente, consiste en convertir las señales de precedentes del ordenador (señales digitales) al tipo de señal para las que fue diseñada la red telefónica; esto es, a señales analógicas (señal de voz). Al proceso de conversión de señales digitales en señales analógicas se le conoce con el nombre de modulación. De la misma forma, el proceso contrario, convertir las señales analógicas en digitales, se conoce con el nombre de demodulación. Ya se habrá deducido que el equipo que realiza la modulación-demodulación recibe el nombre de módem. Por tanto, el módem es el equipo que permite establecer comunicaciones entre ordenadores distantes. Tipo B. Parte V: Modems. .

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¿Qué es un MÓDEM? Seguramente, cualquiera que haya tenido el más ligero contacto con la informática ha oído hablar de los módems, aunque no siempre haya tenido ocasión de usarlo. Se puede decir que el módem es el dispositivo de comunicaciones por excelencia, tan simple o complejo como se necesite, que nos puede poner en comunicación inmediata con cualquier lugar del mundo al que llegue la red telefónica ordinaria. El módem es un dispositivo que sirve: Para adaptar la señal digital, procedente de un terminal de datos (DTE), al medio de transmisión analógico que es la red telefónica (RTB), mediante un proceso de modulación/demodulación;

Por lo tanto, las señales - ceros y unos - se transmiten como si fuesen vocales, dentro del ancho de banda entre 300 y 3.400 Hz que ofrece un canal telefónico, realizándose la transformación contraria en el otro extremo.

Según sea el tipo de transmisión, podemos clasificarla en: Síncrona. Todas las señales están referenciadas a una señal patrón (reloj), siendo sus instantes significativos múltiplos enteros de un pulso

Asíncrona. La sincronización entre pulsos se hace mediante una señal de referencia, pero entre dos caracteres puede mediar cualquier separación, estando en este último caso cada carácter precedido de una señal de arranque (start) y terminado por una de parada (stop), que sirven para la sincronización.

La transmisión síncrona es más efectiva que la asíncrona, precisamente porque evita estos bits extra. La transmisión se puede realizar en modo simple, semi-dúplex o dúplex, según sea en un único sentido, en ambos alternativamente o en ambos simultáneamente, siendo el último el habitual en los módems, con objeto de optimización.

Tipo B. Parte V: Modems. .

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Componentes de un MÓDEM En general, los módems constan de tres partes:

- Fuente de alimentación - Transmisor - Receptor

La fuente de alimentación convierte la corriente alterna suministrada por la red eléctrica en las distintas tensiones de corriente continua que necesita la circuitería del módem para funcionar. Si el módem es interno, su tarjeta carece de fuente de alimentación, ya que recibe la alimentación adecuada del propio ordenador. La sección del transmisor consta de:

- Modulador - Amplificador - Ecualizador y circuitos de control de la transmisión.

La sección receptora consta de:

- Un demodulador y - De circuitos asociados que invierten el proceso de conversión de señal realizado por la sección transmisora del módem distante.

Los modems síncronos resultan más complejos y caros que los asíncronos debido a la circuitería adicional que deben incluir estos módems para extraer sincronización de los datos recibidos. Por ese motivo, la sección transmisora del módem síncrono, además de las partes mencionadas anteriormente, incluye una serie de circuitos adicionales entre los que se encuentran un circuito de sincronización seudoaleatorizador (scrambler). De la misma forma, la sección receptora dispone de los circuitos correspondientes que invierten la acción del transmisor.

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Veamos algunos circuitos del módem con mas detalle:

Diagrama de bloques de un módem

3.1. CIRCUITO DE SINCRONIZACIÓN

El circuito de sincronización proporciona la información de temporización necesaria para que el módem module y transmita los datos con una cadencia determinada. La señal que proporciona la temporización se conoce con el nombre de señal de reloj. Dicha señal de reloj debe ser la misma tanto para el módem ( como para el ordenador ETD). En el caso de tomarse la señal de reloj del ordenador, éste se la transmite al módem por el contacto 24 de la interfaz RS232. Si se toma la señal de reloj del módem, éste se la transmite al ordenador a través del contacto 15 de la interfaz RS232. En este caso es el circuito de sincronización del módem el que genera dicha señal de reloj. La señal de reloj se genera con un oscilador de cristal con una tolerancia del 0,05 por 100 sobre el valor nominal.

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3.2. SEUDOALEATORIZADOR

Cualquier comunicación requiere que haya una sincronización entre el módem emisor y el receptor. El módem emisor envía los bits con una cierta cadencia, que debe ser exactamente la misma con la que el módem receptor lee dichos bits. Para permitir esta sincronización, existen los procedimientos asíncronos y síncronos. En ambos casos, el módem receptor recibe de la línea, tanto la información del usuario como la información necesaria para generar una señal de reloj de recepción. Cuando el módem demodula las señales analógicas procedentes de la línea, le envía al ordenador tanto las informaciones del usuario (a través del contacto 3 de la interfaz RS-232 como la señal de reloj correspondiente a través del contacto 17 de la interfaz RS-232). Para realizar el ajuste exacto de la señal de reloj, los módems asíncronos disponen de la inestimable ayuda de los bits de comienzo (bits start); sin embargo, los módems síncronos se ven forzados a deducir la señal de reloj de la propia cadena de bits de información. Esta técnica basa su exactitud en la existencia de frecuentes cambios de estado (de 0 a 1 y de 1 a 0), pero nadie puede asegurar que entre las informaciones transmitidas no exista una larga serie de valores 1 o una larga serie de valores 0. Eso podría causar una pérdida de sincronismo de ambos módems y por tanto provocaría una lectura errónea de información. La solución a este problema pasa por asegurarse de que existan cambios frecuentes de estado en los datos transmitidos. De eso se encarga un circuito llamado seudoaleatorizador (scramble en inglés). Los seudoaleatorizadores modifican los datos a ser modulados basándose en un algoritmo predefinido. Ese algoritmo suele implementarse como registros de desplazamiento con realimentación. En el módem receptor existe un circuito que produce el proceso inverso, con el objeto de restaurar los datos a su estado original.

3.3. MODULADOR, AMPLIFICADOR Y ECUALIZADOR

El modulador es el encargado de convertir las informaciones binarias (ya seudoaleatorizadas, sí es el caso) en señales analógicas. El procedimiento para llevar a cabo dicho proceso depende del tipo de módem utilizado y será objeto de estudio en el resto de este capítulo. El amplificador eleva el nivel de la señal modulada para que sea transmitida por la línea telefónica con las suficientes garantías de que llegue al destino. El ecualizador se encarga de compensar los problemas provocados por la distorsión de amplitud y por el retardo de grupo. Estos problemas son introducidos por el medio (el cable) al producir una distinta atenuación y una distinta velocidad de transmisión en las diferentes frecuencias que componen la señal. Dicho de otra forma, una señal con una frecuencia de 2000 Hz llega antes y más atenuada al otro extremo de la comunicación que una señal con una frecuencia de 100 Hz. El ecualizador corrige la distorsión introducida por este hecho.

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Normalización o

Los módems siempre funcionan en parejas y tienen que ser compatibles entre sí para que se establezca la comunicación. Así, cuando un usuario desea establecer una comunicación con otro, vía módem debe asegurarse de que ambos transmitan a la misma velocidad y utilicen el mismo tipo de modulación. Las características completas que definen el modo de funcionar de un módem se hayan recogidas en una serie por el CCITT, soportando la mayoría varias de ellos. Es bastante usual denominar a los módems por la serie V del CCITT (ahora denominado ITU-T)

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Protocolos de comunicaciones El conjunto de reglas que establecen la forma en que se inicia, ejecuta y finaliza una transmisión, constituye el protocolo de comunicaciones. Independientemente del tipo de módem empleado, siempre es necesario ejecutar uno de estos programas, existiendo en el mercado gran cantidad de ellos, unos simples y otros más sofisticados. Casi todos ellos soportar alguno de los protocolos para transmisión de ficheros XMódem, Y-Módem o Z-Módem, además de otros para corrección de errores, tales como los MNP-4 y MNP-5. En todos los equipos de fax se utiliza un módem, teniendo además de las funciones propias del módem otra propia de las transmisiones de fax, siendo en este caso la recomendación V.29 a 9.600 bit/s, la más empleada (fax Grupo 3), aunque se empieza a adoptar la V.17 que contempla velocidades de hasta 14.400 bit/s. Si incorporamos un módem y dotamos a nuestro PC del software adecuado, éste puede actuar como fax, recibiendo o emitiendo mensajes.

5.1. COMANDOS HAYES

Además de las propias facilidades para establecer la transmisión, existen otras encaminadas a configurar el módem o proceder a marcar el destino, en el caso de establecer una comunicación a través de la RTB. Lo más usual es que el módem incorpore los denominados comandos HAYES. Los comandos HAYES permiten realizar de forma muy sencilla la configuración del módem desde el propio terminal, por lo que no es necesario manipular teclas externas o cambiar puentes internos, pasando a continuación a realizar la transmisión. Con estos comandos se puede, asimismo, indicar el número telefónico para que proceda a realizar la marcación de forma automática.

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MODEM externo ó interno El módem puede ser externo o interno. En el primer caso, se conecta al terminal a través del puerto serie dotado de un interface V.24/V.26 “también los hay para conectarse al puerto paralelo, en caso de requerirse grandes velocidades”, siendo recomendable que éste incorpore la UART 16550 en vez de la 8250 para mantener el rendimiento de la transmisión a niveles altos, sobre todo si estamos trabajando en un entorno multitarea como es OS/2 o Windows. En el segundo caso, se conecta a uno de los slots libres dentro del PC, pero teniendo en cuenta el tipo de bus empleado: ISA, EISA, MCA, VESA o PCI. Las prestaciones de unos y otros suelen ser similares, siendo, en general, recomendables los externos por la independencia que aportan y su facilidad de instalación, aunque, por el contrario, suelen ser algo más caros al tener que incorporar una fuente de alimentación y la caja.

Recomendaciones serie “V” del CCITT para módems.

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Técnicas de modulación Existe una gran variedad de sistemas de modulación, cada uno pensado en unas circunstancias distintas y con propósitos distintos. En los primeros años, las necesidades de transmisión de datos quedaban cubiertas con modems de 150 o 300 bps; esos modems utilizaban una técnica de modulación simple y no necesitaban utilizar procedimientos especiales de detección de error o de compresión de datos. Hoy en día, sin embargo, se busca aprovechar al máximo las características de las líneas telefónicas, intentando conseguir módems que transmitan datos a alta velocidad y con completa seguridad. Como veremos a continuación, las técnicas de modulación han evolucionado enormemente, no obstante, el medio utilizado para transmitir los datos es el mismo, la red telefónica conmutada. Esto quiere decir que por mucho que se desarrolle la técnica, existe un límite máximo en cuanto a la velocidad de transmisión que no se puede sobrepasar. Eso no significa que la sociedad se haya resignado a quedarse en estos límites, ya que si la red telefónica clásica no vale, ya se ha desarrollado y puesto en funcionamiento en la mayoría de los países desarrollados lo que será la futura red telefónica, la RDSI o Red digital de servicios integrados. La red telefónica actualmente sólo puede transmitir datos a 28.800 bps como máximo (sin comprimir), La RDSI está pensada para transmitir al menos a 64 Kbps. La RDSI en sí no necesita ningún procedimiento especial de modulación para transmitir datos, ya que la propia red ya transmite en forma digital. Eso quiere decir que cuando hablamos de modems y técnicas de modulación nos referimos a los módems y técnicas de modulación necesarias para transmitir datos por la red telefónica convencional.

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Técnicas básicas de modulación Las técnicas de modulación están basadas en el hecho de qué a través de los medios de comunicación, como pueden ser los canales telefónicos, se pueden transmitir de una forma más fiable señales analógicas que señales digitales. Por este motivo, cuando se va a transmitir una información digital, lo que transmitimos es una señal analógica (llamada portadora) a la cual se le modifica una de sus características de acuerdo con la información binaria que se pretende transmitir. La señal portadora (carrier) es normalmente una onda senoidal, la cual está definida por tres características:

-

frecuencia

-

amplitud máxima

-

fase

Eso quiere decir que si conocemos estas características, en cualquier momento podemos saber el estado de la señal aplicando simplemente una sencilla fórmula matemática

a = A . sen(2 . f . t + e) donde: a = valor instantáneo de la tensión en el tiempo t A = amplitud máxima F = frecuencia e = fase

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Sistemas básicos de modulación Si transmitimos la señal portadora sin ninguna modificación, estaremos transmitiendo una señal senoidal constante, la cual no transporta ninguna información. Ahora bien, podemos transmitir una señal de frecuencia y fase constante, pero enviando dos amplitudes distintas, una para representar las informaciones 0 y otra para representar las informaciones 1. De la misma forma, podríamos enviar una señal de amplitud y fase constantes, pero con dos frecuencias; o una señal con amplitud y frecuencia constantes, pero modificando su fase. Estos simples procesos son lo que se conoce con el nombre de modulación. Dicho de otra forma, modular quiere decir modificar las características de una señal llamada portadora, de forma que contenga la información que se pretende transmitir. Los tres sistemas básicos de modulación son los siguientes: - Modulación de amplitud - Modulación de frecuencia -Modulación de fase

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8.1. MODULACIÓN DE AMPLITUD

La modulación de amplitud (Amplitude Modulation) se refiere al método mediante el cual se modifica la amplitud de la señal portadora de acuerdo a la información binaria que se pretende transmitir El método más simple de modulación de amplitud consiste En enviar, una amplitud cero para, representar, el valor binario 0. Una amplitud determinada distinta de cero para representar el valor binario 1. También se puede transmitir, una amplitud determinada para representar los valores 0 y otra amplitud distinta para representar los valores 1, ambas distintas de cero A este sistema de modulación también se le conoce con el nombre ASK (Amplitude-Shift Keying, modulación por salto de amplitud). La modulación de amplitud pura se emplea muy poco para transmitir, datos, y si se hace, se utiliza para muy bajas velocidades de transmisión, ya que es muy susceptible a las interferencias de la línea. Como si se suele emplear la modulación de amplitud es en conjunción con la modulación de fase, este sistema lo veremos más adelante.

Modulación de ampliud

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8.2. MODULACIÓN DE FRECUENCIA

Mediante la modulación de frecuencia (Frequency Modulation) se modifica la frecuencia de la señal portadora de acuerdo con la información binaria que se pretende transmitir. Con este sistema se mantiene la fase y la amplitud de la señal constante y se envía una frecuencia determinada para representar el valor, binario 0 y otra frecuencia distinta para representar, el valor binario 1. Este salto de frecuencias hace que a este sistema también se le conozca como FSK o frecuency-hift keying ( modulación por salto de frecuencia). La modulación de frecuencia se suele utilizar para velocidades iguales o inferiores a 1200 bps.

Modulación en frecuencia

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8.3. MODULACIÓN DE FASE

La modulación de fase, también conocida como PSK (Phase-Shift Keying, modulación por salto de fase) consiste en: Mantener la frecuencia y amplitud de la señal constante y modificar la fase en más o menos grados dependiendo de la información binaria a transmitir.

Modulación en fase Existen distintos sistemas de modulación de fase: En la modulación de fase simple (PSK), si la información a transmitir cambia, la señal modulada se mantiene en fase (desplazamiento de fase 0º) y si la información a transmitir no cambia, la señal modulada se desfasa 180°. En la modulación de fase diferencial (DPSK, Diferential Phase-Shift Keying) si la información binaria a transmitir es un 0, se modulará la señal de línea con un desfase de 270°, mientras que si la información a transmitir es un 1, el desfase será de 90°. La modulación PSK presenta una mayor sensibilidad al ruido que la DPSK, por lo que generalmente se utiliza este último sistema. La modulación de fase es el sistema utilizado normalmente para velocidades superiores a 1200 bps, aunque en la mayoría de los casos, para conseguir velocidades elevadas se emplea la modulación de fase combinada con la modulación de amplitud. Como curiosidad a lo anteriormente expuesto, diremos que las recomendaciones V26 y V27 especifican que para la sincronización entre los dos módems, el llamante debe transmitir al principio una serie continua de 1 (continuos desplazamientos de fase de 180 grados).

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Velocidad de modulación. Baudio. El ordenador le envía al módem una serie de bits para que éste los module y los envíe por la línea. En los sistemas de modulación más simples, el módem convierte cada bit en una señal de unas determinadas características y la transmite por la línea. En este caso, el número de bits por segundo que salen del ordenador coincide con el número de señales por segundo que transmite el módem. Ahora bien, según hemos visto, existen técnicas de modulación que envían a la línea una sola señal por cada 2 o 3 bits. En este caso, el número de señales por segundo que envía el módem a la línea es la mitad o la tercera parte del número de bits por segundo que salen del ordenador. Pues bien, al número de señales por segundo que transmite el módem se conoce con el nombre de baudio. El baudio es la unidad de medida de la llamada velocidad de señalización o velocidad de modulación.

Velocidad de modulación Con las técnicas simples de modulación, el número de baudios coincide con el número de bits por segundo, mientras que en las técnicas de modulación multifásicas el número de baudios puede ser la mitad o la tercera parte del número de bits por segundo. La relación entre la velocidad de transmisión serie en bps y la velocidad de modulación en baudios viene definida por la siguiente fórmula: Vts = n. Vm

Vts n Vm

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= velocidad de transmisión serie en bps =número de bits por baudios empleados en la modulación = velocidad de modulación

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10 Técnicas avanzadas de modulación. En 1928, Nyquist demostró que existe una relación entre el ancho de banda de un canal de comunicaciones y el número máximo de señales por segundo (baudios) que se pueden enviar por él. Dicha relación establece que el número de señales por segundo puede ser como máximo el doble que el ancho de banda del canal en Hz. Esto quiere decir que para transmitir más bits por segundo por un canal telefónico (ancho de banda 3100 Hz), dado que el número de señales por segundo tiene un límite, lo que hay que hacer es que cada señal represente un número mayor de bits. En el caso de la modulación MPSK, cada señal representa la información de 2 o bits, sin embargo esta cifra puede incrementarse. Eso se consigue de forma fiable con técnicas como la modulación en cuadratura, modulación combinada, codificación entrelazada, cancelación de eco, etc.

10.1. MODULACIÓN EN CUADRATURA

La modulación en cuadratura (QM, Quadrature Modula/ion) es un sistema mediante el cual se envían a la línea dos señales portadoras; para que ambas señales portadoras no se interfieran entre sí, se envían con un desfase de 90 grados (cuadratura). Cada una de las señales portadoras es modulada de forma que transporte parte de la información binaria, consiguiéndose en conjunto velocidades de transmisión elevadas. Existen distintos tipos de modulación en cuadratura: - En la modulación de amplitud en cuadratura, QAM (Quadrature Amplitude, Modulation), ambas portadoras están moduladas en amplitud. Cada portadora transporta dos bits, por lo que el número total de bits por baudio es cuatro. En la modulación de fase en cuadratura, QPM (Quadrature Phase, Modulation), ambas portadoras se modulan en fase. Igual que en el caso anterior, el flujo de datos se divide en grupos de cuatro bits, dos de cuales son transmitidos por una portadora y los otros dos por la otra. - En la modulación de fase y amplitud en cuadratura, QAPM (también llamada modulación AMPSK o QAMPSK), existe una combinación modulación de amplitud con la modulación de fase.

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10.2. MODULACIÓN COMBINADA

Otra forma de conseguir enviar más bits por baudio consiste en combinar cualquiera de las técnicas básicas de modulación en una única portadora (esta técnica se puede decir que es un caso particular de la modulación en cuadratura). Aunque teóricamente se pueden combinar cualesquiera de las técnicas vistas anteriormente, desde un punto de vista práctico, la combinación más eficaz es la que introduce técnicas de modulación de amplitud con técnicas de modulación de fase. Esta técnica fue la elegida por la UIT-T (CCITT) para su recomendación V2 La recomendación V29 consigue transmitir 9600 bps con tan solo 400 baudios. Para ello, cada señal debe transportar la información correspondiente a cuatro bits. El módem V29 utiliza una portadora de 1700 Hz, la cual puede tomar una fase de las ocho posibles y una amplitud relativa para cada fase de dos posibles. Con esta técnica se consiguen 16 combinaciones, cada una de las cuales representa una de las 16 combinaciones que se pueden realizar con cuatro bits. La modulación combinada es utilizada también por los sistemas de modulación más modernos, los cuales permiten transmitir datos a velocidades mas elevadas, pero en estos casos combinan la modulación combinada con otras técnicas como son la codificación o la cancelación de eco que veremos más adelante.

10.3. DIAGRAMA VECTORIAL DE LAS SEÑALES

Una técnica para representar de forma fácil el sistema de modulación combinada consiste en dibujar un diagrama vectorial donde se representen la fase y la amplitud de cada señal junto con su combinación de 0 y 1 correspondiente. El diagrama vectorial consiste en unos ejes de coordenadas donde la distancia; de cada punto al centro de coordenadas representa la amplitud de la señal y el desfase de la señal viene representado por el ángulo de la recta que une el punto con el centro de coordenadas. A este diagrama se le llama en inglés constellation pattern (modelo de constelación). En la siguiente figura puede verse el diagrama vectorial de la recomendación V29.

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Diagrama vectorial de la modulación V29

10.4. MODULACIÓN CON CODIFICACIÓN ENTRELAZADA. TCM

Con la modulación combinada, cualquier ruido o distorsión en la línea puede llegar a modificar lo suficiente la señal transmitida como para que en el destino se interprete una combinación de ceros y unos distinta de la que originariamente le corresponde. Por ejemplo, en el módem V29 lo único que diferencia a la señal de la combinación 0011 de la señal de la combinación 0010 es una amplitud diferente; basta con que en un momento dado surja un pequeño ruido, y donde se transmitió 0011 se interprete 0010. Pues bien, para minimizar la posibilidad de que ocurran tales errores se utilizan sistemas de codificación. Estos sistemas añaden bits de redundancia, que hacen que sólo sean correctas ciertas secuencias de señal, por lo que si ocurre una imperfección será más difícil para el receptor llegar a una mala interpretación. La modulación con codificación entrelazada, TCM (Trellis Coded Modulaction), tolera más del doble de potencia de ruido que las modulaciones anteriores, permitiendo velocidades de 19 200 y 28 800 bps sobre red telefónica conmutada. Este último sistema está en proceso de normalización por la UIT-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones), y actualmente es conocido como Vfast (aunque su nombre definitivo será V34). Tanto la norma V32 como V32bis especifican el uso de la codificación entrelazada. V32 está pensada para transmitir a 2400, 4800 y 9600 bps, siendo la velocidad de 7200 bps opcional. V32bis, por su parte, puede transmitir a 14400, 12 000, 9600 o 7200 bps. Cada módem opera a 2400 baudios con grupos de datos de 4, 5 o 6 bits más el bit TCM.

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En cuanto a la recomendación V34 (Vfast), la UIT-T estaba considerando dos direcciones de diseño: la primera está basada en el uso de una portadora, siendo una ampliación de la tecnología utilizada en las recomendaciones V32 y V32bis. La segunda implica el uso de varias portadoras cercanas con codificación entrelazada. A esta técnica se le conoce con el nombre de modulación multiportadora. Además de la codificación entrelazada, la recomendación Vfast recoge que el módem emisor, mediante las pruebas adecuadas, puede determinar el tipo de distorsión presente en la 1ínea, y con esos datos puede ecualizar la señal de modulación de forma que compense dichas distorsiones. A diferencia de otras formas de ecualización, las cuales se realizan en la parte receptora del módem, ésta se llevaría a cabo en la parte transmisora.

10.5. EJEMPLO DE MODULACIÓN CON CODIFICACIÓN ENTRELAZADA. V32

De acuerdo con lo que hemos visto anteriormente el sistema de modulación con codificación entrelazada añade ciertos bits de redundancia que hacen que sólo sean correctas ciertas secuencias de señal. En concreto la codificación entrelazada es algo complicada (y eficaz), por lo que no vamos a realizar una explicación detallada de todos los porqués de su funcionamiento, pero lo que sí vamos a hacer es ver un planteamiento global que nos permita comprender su principio de funcionamiento. La modulación TCM de la recomendación V32 trabajando a 9600 bps divide a la cadena de bits a transmitir en grupos de cuatro bits, identifiquemos a cada bit como Q1, Q2, Q3 y Q4. De esos cuatro bits coge los dos primeros (Q1 y Q2) y los combina con los dos últimos bits enviados en el grupo de cuatro bits anterior, obteniendo como resultado dos bits, llamados Y1n e Y2n. A estos dos bits los somete a una codificación convolucional, de forma que deduce un tercer bit redundante, llamado Yo. La modulación convolucional se basa en realizar sumas en modulo 2 de forma que con una entrada de dos bits se deduce un tercer bit redundante. Con el bit redundante Yo, los dos bits Y1n e Y2n y los bits tercero y cuarto (Q3 y Q4) del grupo de cuatro bits se deduce la amplitud y fase de la señal a enviar. Dicha amplitud y fase podemos deducirla por la posición en el diagrama vectorial de los valores mostrados en la siguiente tabla. Cuando el módem V32 opera a 4800 bps en vez de a 9600 bps, el dispositivo funciona de forma similar, salvo que la codificación se realiza sobre grupos de dibits, en lugar de sobre grupos de cuatro bits. Una de las características interesantes, tanto de los modems V32 como de los V32bis, es que automáticamente pueden disminuir su velocidad si detectan que los errores de transmisión son elevados (a esta característica se la denomina en ingles fallback). Los módems V32bis pueden, además, incrementar de nuevo su velocidad si ven que la línea ha recuperado su calidad (a esta característica se la denomina inglés fallforward). Tipo B. Parte V: Modems. .

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Diagrama vectorial de la modulación V32 (codificación entrelazada) 10.6. CODIFICACIÓN NO REDUNDANTE

La codificación entrelazada tiene el inconveniente de que incluye bits adicionales de redundancia a la transmisión. Debido a eso, la UIT-T (CCITT) incluyó en la recomendación V32 la posibilidad de utilizar un tipo de codificación no redundante cuando se opera a 9600 bps. Esta técnica se basa en eliminar el codificador convolucional, y aunque es menos segura que la codificación entrelazada, sin embargo resulta más eficiente (transmite menos bits de control). Al igual que en la codificación entrelazada los datos a transmitir se dividen en grupos de cuatro bits (Q1, Q2, Q3 y Q4). De estos cuatro bits se cogen los dos primeros (Q1 y Q2) y se combina según la tabla siguiente con los dos últimos bits enviados en el grupo de cuatro bits anterior, obteniéndose como resultado dos cosas: por un lado, el cuadrante del cambio de fase de la señal a enviar, y por otro, dos bits llamados Y1n e Y2n. Estos dos bits se combinan con los bits tercero y cuarto (Q3 y Q4) del grupo de cuatro bits para obtener la amplitud y el desfase concreto de la señal a enviar. Dicha amplitud y fase podemos deducirla por la posición en el diagrama vectorial.

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Si la codificación no redundante maneja una constelación de tan solo 16 puntos frente a la constelación utilizada por la codificación entrelazada que es de 32 puntos.

Diagrama vectorial de la modulación V32 (codificación no redundante) 10.7. CANCELACIÓN DE ECO

Antes de 1984, para realizar una transmisión dúplex sobre la red telefónica conmutada se dividía el ancho de banda disponible en dos, utilizando cada sentido de la transmisión una mitad del ancho de banda. Este sistema funcionaba perfectamente, pero al disponerse de la mitad del ancho de banda, la velocidad máxima a la que se puede transmitir también es la mitad. Para evitar este inconveniente, se ha sustituido la técnica de división del ancho de banda por la técnica de cancelación de eco. Con esta técnica, y con el uso de modernos procesadores digitales de señal (DSP), se consiguen modems que funcionan a 28,8 Kbps sobre la red telefónica. La técnica de la cancelación de eco consiste en que ambos módems utilizan las mismas frecuencias portadoras para modular los datos a transmitir, pero para que no se produzcan interferencias, la parte receptora de cada módem dispone de un dispositivo que le anula los efectos de su propia señal transmitida.

Tipo B. Parte V: Modems. .

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10.8. TÉCNICA DE COMPRESIÓN

Como siempre, los usuarios de PC requieren transmisiones cada vez más rápidas, y dado que las técnicas de modulación están al límite de sus posibilidades, hace años se pensó en incorporar en el módem una técnica que permitiera transmitir más datos sin tener que transmitir más bits por segundo. Este nuevo sistema se basaba en incorporar al módem técnicas de compresión de información. El módem emisor, de acuerdo con cierto algoritmo de compresión, comprime la información procedente del ordenador antes de modularla. El módem receptor, utilizando el mismo algoritmo en sentido inverso, descomprime la información antes de entregarla a su ordenador. Al final, al disminuir el número de bits transmitidos, lo que se consigue de hecho es aumentar la velocidad de transmisión. No obstante, la eficiencia de las técnicas de compresión depende de los datos que se pretendan transmitir o mejor dicho, de la susceptibilidad de dichos datos al algoritmo empleado. Eso quiere decir que un módem que emplee técnicas de compresión no puede asegurar que vaya a transmitir constantemente a su velocidad máxima, sino que unas determinadas informaciones podrán ser comprimidas en su grado máximo, y por tanto tardarán muy poco en llegar al destino, mientras que otras puede que no sean susceptibles de ser comprimidas y tardaran más en llegar.

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Capítulo

11 Compatibilidades USA – EUROPA. Todos los fabricantes de modems intentan que sus productos cumplan con los estándares existentes. Los estándares le garantizan al usuario que podrá interconectar módems de distintos fabricantes, ya los fabricantes les garantiza una mayor penetración de sus productos. Sin embargo, mientras que en Europa los fabricante módems siguen las normas del CCITT (Comité Consultivo Internacional Telefónico Telegráfico), perteneciente a la UIT (Unión Internacional de Telecomunicación con sede en Ginebra), en Estados Unidos se siguen los modelos de Bell System. Esta falta de acuerdo en cuanto a los modelos a seguir ha hecho que la mayoría de módems norteamericanos sean incomunicables con sus correspondientes modelos europeos, y viceversa (con velocidades iguales o menores a 4800 bps). En los últimos tiempos, la popularidad de las recomendaciones de la (CCITT) está creciendo en Estados Unidos, lo cual está redundando en unificación de normas a ambos lados del Atlántico. Realmente, la incompatibilidad de los módems no radica en el Sistema empleado por los mismos para modular o demodular, sino en algo más banal, como son las frecuencias o la codificación empleada. Algunos ejemplos de incompatibilidades son los siguientes:

-

V21 frente a Bell System 103 y 113 (300 bps):

La velocidad de transmisión de ambos módems es de 300 bps, utilizan ambos una modulación FSK con dos canales de comunicación para comunicaciones dúplex. La diferencia entre ellos estriba en que mientras las frecuencias recomendadas por la UIT (CCITT) para las señales 0 y cada canal son 980, 1180, 1650 y 1850 Hz, los módems Bell System utilizan las frecuencias 1270, 1070,2225 y 2025 Hz, respectivamente.

-

V22 frente a Bell System 212A (1200 bps):

Ambos módems pueden trabajar a 1200 bps, emplean la misma frecuencia portadora (1200 y 2400 Hz.), y tienen una modulación DPSK con la misma correspondencia entre dibits y desfase (QPSK); sin embargo, cuando el módem Bell System contesta a una llamada, envía un tono de 2225 Hz, mientras que cuando lo hace el módem V22, el tono que envía es de 2250 Hz. Realmente, la diferencia es tan pequeña que algunos módem Bell System logran entenderse con algunos modems V22. Tipo B. Parte V: Modems. .

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-

V23 frente a Bell System 202 (1200 bps):

Se trata de modems a 1200 bps con modulación FSK. Ambos módems utilizan las frecuencias de 1200 y 2400 Hz. para su modulación, sin embargo, mientras V23 utiliza un canal de retorno de 300 bps con modulación FSK sobre portadora de 420 Hz, Bell System utiliza uno a 5 bps con modulación ASK sobre portadora de 387 Hz. -

V26 frente a Bell System 201 (2400 bps):

Ambos modems trabajan a 2400 bps con modulación QPSK, sin embargo tienen una correspondencia distinta entre dibits y desfase, por lo que resultan totalmente incompatibles. Los dibits de V26 para los desfases de 45, 135, 225 y 315 grados son 00,01, 11 y 10, mientras que para Bell System son 11, 10, 00 y 01, respectivamente. -

V27 frente a Bell System 208 (4800 bps):

Las razones de incompatibilidad entre estos dos módems son exactamente las mismas que entre los módems V26 y Bell System 201. Ambos utilizan una modulación MPSK de tribits sobre una señal portadora de 1800 Hz. , pero sus correspondencias entre tribits y desfases son diferentes.

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12 MODEM banda base. En las comunicaciones donde no existen limitaciones de ancho de banda, por ejemplo en redes de área local o en comunicaciones punto a punto de corta distancia, resulta ventajoso transmitir los datos en forma digital, sin convertir las señales digitales procedentes del ordenador en señales analógicas. Para llevar a cabo estas transmisiones, se utilizan unos equipos que, a pesar de no realizar una modulación y demodulación, se siguen llamando módems, en este caso se les llama módems de banda base. Los módems de banda base no realizan una modulación, pero sí una codificación de la señal. 12.1. CÓDIGO NRZ POLAR

El sistema más simple para eliminar la corriente continua residual consiste en utilizar el llamado código NRZ polar. Este código se basa en representar las informaciones 0 con valores de tensión negativos, y las informaciones I con valores de tensión positivos. Este sistema, aunque supone una mejora sobre el sistema NRZ unipolar, sin embargo tiene el inconveniente de que concentra la mayor parte de la energía de la señal transmitida alrededor de la frecuencia cero. Existe una variación del código NRZ polar llamada bipolar, o AMI (con inversión alterna de marcas), que consiste en transmitir las informaciones 0 con niveles de cero de tensión e ir alternando la representación de las informaciones 1 a niveles positivos y negativos de tensión. En cualquier caso, el inconveniente de los dos sistemas anteriores es que no garantizan que no se produzcan largas cadenas de ceros sin que haya los suficientes cambios de estado para asegurar la sincronización. 12.2. CÓDIGO BIFASE

Con este código, también llamado difase o Manchester, se asegura la, sincronización al dividir cada bit de información en dos estados. Si la información a transmitir es un 0, se transmiten los estados 01, y si la información a transmitir es un 1, se transmiten los estados 10. Con la utilización del código bifase se solucionan tanto el problema de las corrientes continuas residuales, al utilizarse tensiones positivas y negativas para cada bit, como el de la sincronización, al asegurarse un cambio de estado por cada bit. No obstante, tiene

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la particularidad de que duplica el ancho de banda necesario. En la practica, la codificación bifase es utilizada, por ejemplo, en las redes de área local ethernet o en las tecnologías de comunicaciones relacionadas con la luz (fibra Optica).

12.3. CÓDIGO BIFASE DIFERENCIAL

El uso más generalizado de la codificación bifase se da con la llamada codificación bifase diferencial. Este método se basa, igual que en el caso anterior, en codificar dos bits en transmisión por cada bit de información, sin embargo las correspondencias no son fijas, sino que siguen estas reglas: - Si el bit de información es un 0, el dibit resultante se construye de forma que el primer bit sigue el mismo estado que el segundo bit del dibit anterior. - Si el bit de información es un 1, el dibit resultante se construye de forma que el primer bit tendrá un estado contrario al del segundo bit del dibit anterior. Este sistema se suele emplear para la transmisión de datos hasta 64 kbps con cables que no superan los 5 kilómetros de distancia, o a 9600 bps con cables de hasta 15 kilómetros.

Distintos tipos de codificación

Tipo B. Parte V: Modems. .

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13 Los MÓDEMS a 56 Kbit/s. La norma V.34bis se desarrolló considerando la red de telefonía totalmente analógica y, por tanto, que ambos extremos de la conexión sufren deterioro debido al ruido de cuantificación introducido por los conversores analógico a digital, lo cual limita la velocidad a 33,6 kbit/s para una relación señal/ruido aceptable. Ahora que la mayoría de la red de telefonía es digital surge un nuevo estándar, que denomina V.90 y que permite Una velocidad de hasta 56 kbit/s en sentido descendente (de central a usuario) De 33,6 kbit/s en sentido ascendente (de usuario a central) Por lo que resulta muy adecuado para el acceso a Internet y entra en franca competencia con el acceso RDSI a 64 kbit/s. La ruptura de este límite de velocidad se debe al sistema de telefonía digital entre centrales de las compañías telefónicas. La tecnología x2 aprovecha las ventajas de la configuración de red típica que podemos encontrar en la conexión de un usuario analógico a un servidor de datos conectado digitalmente.

La base de esta tecnología es la siguiente: El ruido de cuantificación afecta sólo a la conversión analógico-a-digital, pero no a la digital-a-analógico. Por tanto, si no hay conversión analógico-a-digital entre el módem servidor x2 y la red de telefonía (digital), no existe ruido de cuantificación y utilizando todo el canal vocal (4kHz) a una velocidad de muestreo de 8.000 Hz, codificando a 8 bits PCM, se podrían conseguir 64 kbit/s en el canal descendente (recepción por parte del cliente). Debido a que los conversores digital-analógico no son lineales, para señales con poca potencia la cuantificación es susceptible al ruido, por lo que se limitan los 256 códigos PCM posibles a 128 para conseguir los 56 kbit/s y alto grado de fiabilidad. El canal ascendente (emisión del cliente) debe convertirse de analógico a digital en la central de la compañía telefónica, lo que limita su velocidad a 33,6 kbit/s (V.34 bis). Sobre líneas dedicadas podemos hacer uso de módems con unas mayores velocidades, empleando la interface V.35, alcanzando hasta 256 kbit/s o aún mayores si se trata de módems de fibra óptica.

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Es muy importante destacar el hecho de que al realizar la inversión hemos de tener en cuenta el coste inicial del propio equipo y los variables en función de la utilización; la factura mensual por la utilización de la red conmutada puede suponer un coste muy alto, llegando a superar el de una línea punto-a-punto si la utilización es superior a unas cuantas horas al día. Utilizar, por ejemplo, un módem a 33.600 bit/s frente a otro a 2.400 bit/s supone una reducción de 14:1 en el tiempo que dura la transmisión, con lo cual en un período de tiempo muy corto llegamos a amortizar el sobreprecio pagado; además se reduce considerablemente el tiempo utilizado en el envío de la información, se disminuye la probabilidad de errores y el usuario ve reducido los tiempos de espera.

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Introducción a las centrales privadas de conmutación. El sistema más simple de compartir una o más líneas telefónicas entre varios usuarios localizados en el mismo entorno, atendiendo las llamadas entrantes y realizando llamadas salientes o internas, es mediante el empleo de un equipo multilínea de teclado (KTS/Key Telephone system), como los populares SATAI en España; cualquiera de los usuarios, con sólo pulsar una tecla tiene acceso a una línea de salida o puede capturar una llamada entrante. Sus inconvenientes son varios, entre ellos su escasa capacidad, que permite manejar no más de unas 50 extensiones y unos 20 enlaces, por lo que su aplicación En las empresas se ve cada día más limitada, siendo reemplazados por otras centralitas mucho más potentes y flexibles. Las centrales privadas automáticas de conmutación para aplicaciones telefónicas, denominadas generalmente PABX (Private Automatic Branch Exchange), son equipos que tienen control por programa almacenado (SPC/Stored Program control) y proporcionan funciones de conmutación para los usuarios a ellas conectados. Las PABX permiten al usuario conmutar sus llamadas Internas sin tener que acceder a la red pública de conmutación.

Estas centrales soportan fundamentalmente los servicios vocales con todos sus servicios suplementarios asociados, aunque las nuevas generaciones también pueden soportar los servicios de comunicaciones de datos.

Un sistema multlínea (KTS) permite la utilización eficaz de las líneas telefónicas, en entidades con poco trafico y reducido numero de extensiones. Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Los nuevos sistemas digitales soportan una amplia y variada gama de servicios, además del propio teléfono. En la evolución de las centrales PABX se aprecian varias generaciones, siendo progresiva la implantación de nuevas y mayores facilidades según evolucionan en el tiempo y en tecnología. Muchas de las modernas facilidades encontradas hoy en día, en las PABX son el resultado del desarrollo de la técnica SPC, originalmente desarrollada para las centrales públicas e implantada progresivamente en estas PABX por los distintos fabricantes de conmutadores (Alcatel, AT&T, Ericsson, GPT, Mitel, NEC, Northern Telecom, Philips, Siemens, etc. En el gráfico de la figura siguiente se muestra la cuota de mercado, por proveedores, en nuestro país, correspondiente al año 1993, para todo tipo de sistemas, excepto las PABX que forman parte del servicio Ibercom, suministradas en su totalidad por Ericsson. Las PABX pueden ser analógicas o digitales, siendo estas últimas las que se están imponiendo en el mercado gracias a sus mayores prestaciones y menor coste. Las PABX son similares a las centrales públicas, excepto en que normalmente no incluyen muchas de las funciones operacionales y administrativas, como por ejemplo las protecciones de línea o la redundancia de sus elementos.

Cuota de mercado por proveedores para sistemas de pequeña y gran capacidad, excluido el servicio ibercom. Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Capítulo

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Generaciones de PABX. Puede considerarse que existen cinco generaciones de centrales de abonado PABX como consecuencia de la rápida evolución que la tecnología ha experimentado en este campo. Inicialmente, las PABX trataban sólo tráfico de voz pero actualmente ya permiten integrar la voz, con los datos dentro del mismo entorno. Desde que comenzaron a implantarse las centrales privadas de conmutación, allá por los años 20, hasta finales de los 60, las PABX se caracterizaron por su estructura de conmutación analógica. En los años 20 las líneas PABX y los enlaces terminaban en mesas de interconexión en la cual una operador realizaba las conexiones manualmente. La siguiente mejora se implantó durante los años 30 y consistió en la posibilidad de realizar marcaciones desde los teléfonos de los usuarios, empleando conmutadores con tecnología paso a paso (Strowger). Ya durante los años 50 y 60 se cambió esta tecnología por la de barras cruzadas (Crossbar), con el empleo masivo de relés. La segunda generación comenzó en los años 70, con la introducción de software (SPC) para controlar los procesos de las llamadas, manteniendo los conmutadores analógicos hasta 1975, en que aparecen los conmutadores digitales. Esta generación se caracterizaba porque sus parámetros de diseño permitían unos niveles bajos de tráfico con unas capacidades de transporte de datos muy primitivas, empleando técnicas de submultiplexación, duplicación de puertas, etc. La tercera generación comenzó a principios de los 80, con la principal característica de que podía transportar tráfico de voz y datos sin bloqueo.

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Generaciones de PABX y sus características más significativas, atendiendo a su modo de funcionamiento Los terminales de datos se podían conectar directamente al conmutador sin tener que pasar por módem como en la generación anterior, aunque sí necesitaban de un equipo adaptador, como es la TAU, propia de la PABX MD110 empleada en el servicio Ibercom de Telefónica. Se comenzaron a emplear circuitos integrados VLSI ( Very Large Scale lntegration) lo que permitió una reducción de costes, lo que junto a las facilidades añadidas tales como gestión de la tarificación o de la selección automática de rutas permitieron una rápida introducción en el mercado. La cuarta generación comienza su implantación recientemente y trata de solucionar las necesidades de un tráfico de datos cada vez más caracterizado por su variabilidad a la hora de usar ancho de banda. Para ello se introducen técnicas de gestión dinámica del ancho de banda - ancho de banda bajo demanda -, que permite a un usuario de datos asignar el ancho de banda que necesite su aplicación. Posibles soluciones pasan por una integración o cooperación con las redes de área local. Esta generación puede también denominarse como centrales totalmente RDSI o IS- PABX. La quinta generación, que empieza a aparecer, puede considerarse aquélla que permite el empleo de sistemas de radio micro celulares, lo que da a los usuarios la posibilidad de moverse por el área de cobertura de las estaciones base conectadas a la PABX. Los usuarios tienen acceso por lo tanto a todo tipo de servicios, tanto de voz como de datos, así como movilidad. Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Los siguientes pasos nos llevarán a centrales PABX que permitan una integración de los servicios reseñados anteriormente con los que requieren un mayor ancho de banda, principalmente imágenes.

Ejemplo de centralita

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Capítulo

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Estructura de las PABX. Los principales componentes de la arquitectura de un sistema de conmutación PABX digital se reflejan en la siguiente figura. El empleo de técnicas SPC ha hecho que el software sea tan importante o más que el hardware, por lo que una división del sistema puede ser: a) Hardware para conectar a los usuarios y conmutar las llamadas. b) Software para controlar el hardware y dar a los usuarios las facilidades y servicios deseados.

Arquitectura de una PABX digital

Los elementos básicos que forman parte del hardware y software de una PABX son los reflejados en los apartados siguientes:

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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3.1. LA MATRIZ DE CONMUTACIÓN

Esta matriz es actualmente totalmente digital debido a sus ventajas en comparación con la conmutación analógica. Se emplean técnicas de modulación por impulsos codificados PCM. Para desarrollar esta matriz se emplean principalmente dos técnicas distintas: - Por puertas, en la que cada órgano se conecta a una puerta que tiene una capacidad de 64 Kbit/s, siendo por lo tanto la matriz un Órgano centralizado con todos los interfaces cableados al conmutador. - En bus, en los que cada órgano se conecta a un bus de división en el tiempo y que en el tiempo y bajo demanda los órganos accederán a él. 3.2. LOS PROCESADORES DE CONTROL

La disponibilidad del sistema para satisfacer los requisitos del usuario depende de la capacidad del procesador de control. Dependiendo de la cantidad de intentos de llamada en hora cargada que se desee cursar (tráfico) pueden necesitarse procesadores más y más potentes, con un tamaño de memoria cada vez mayor. La puesta en práctica de este concepto se realiza de diferentes maneras por los distintos fabricantes. Soluciones distribuidas, en las que se realiza el control mediante el empleo de procesado res de menor potencia pero distribuidos en los diferentes módulos, esto implica una mayor complejidad del software pero al mismo tiempo proporciona una mayor fiabilidad, ya que la caída de uno de ellos no repercute en el sistema.

Sistema distribuido, MD110 de Ericsson, que permite la creación de redes de empresas interconectando distintas dependencias Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Soluciones centralizadas, que implican el empleo de potentes procesadores cuando se requieren grandes sistemas, por lo que la escalabilidad (facilidad para crecer) del sistema es complicada. Normalmente, las centrales grandes requieren un procesador distinto al necesario cuando se trata de una central más pequeña; así, pues, si se necesita ampliar puede ser necesario el cambio de procesador. 3.3. INTERFACES HARDWARE

Los usuarios se conectan al sistema vía unos interfaces que pueden ser tanto analógicos como digitales. Existen, por tanto, diferentes interfaces según el tipo de usuario o enlace que se desee conectar. Una relación de interfaces es: -

A redes públicas. A terminales. A otras PABX. A otros equipos externos. A órganos de operación y mantenimiento.

Normalmente, cada uno de estos tipos se basa en un hardware específico con su propio procesador integrado que les permite soportar y manejar sus características específicas de señalización. 3.4. ÓRGANOS Y SERVICIOS COMUNES

El empleo de tecnología digital y de microprocesadores también ha afectado a los órganos comunes de las PABX. La detección y generación de tonos se realiza ahora directamente; los tonos se generan directamente, por lo cual pueden ser reprogramados por software muy rápidamente y adaptarlos a los diferentes requerimientos; los emisores y receptores de multifrecuencia de las señalizaciones también son totalmente digitales, reduciendo su tamaño y mejorando sus posibilidades de adaptación a los diferentes entornos. 3.5. SOFTWARE

El software de un sistema de comunicaciones puede dividirse en partes principales: 1) Exploración de los interfaces. En esta función, procesadores dedicados normalmente sólo se dedican a detectar lo ocurrido en los estados de los interfaces de líneas, informando de ello al procesamiento de llamadas. 2) Cadencias y tonos. Al igual que el anterior, pero esta función dedicada a los órganos de generación de tonos y frecuencias controlando sus cadencias y características. 3) Procesamiento de llamadas. Esto puede considerarse el corazón del sistema software. La mayoría de los sistemas se diseña según el principio denominado estado / suceso. Esto significa que ocurre algo, este suceso se asigna a la llamada cambiándose consecuentemente el estado de la llamada. Esta estructura permite una gran fortaleza en el diseño del software y unas pruebas muy efectivas,debido

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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a que el número de sucesos válidos en un determinado estado son finitos y los efectos de cualquier estado son determinísticos. 4) Mantenimiento y pruebas. Esta parte del software se encarga de las pruebas rutinarias, tanto de las otras partes del software como del hardware conectado. Dependiendo de estas pruebas, tomará las acciones adecuadas para permitir el mejor funcionamiento del sistema posible. 5) Interface hombre/máquina. Mediante esta posibilidad se le pueden introducir y modificar los datos al sistema para adaptarlos a los requisitos particulares de cada instalación. Poco a poco se van incorporando sistemas expertos para mejorar la comunicación hombre / máquina. 6) Estadísticas y análisis. Es importante para el sistema conocer cómo está trabajando y cuáles son los puntos donde pueda ser necesario realizar alguna acción para mejorar las prestaciones. Mediante esta función se generan una serie de informes sobre carga del procesador, estado de los órganos e interfaces, número de enlaces y tráfico cursado, características de las llamadas, etc. que permiten, mediante su análisis determinar sus carencias o redimensionar el sistema para una mejor prestación. 3.6. TERMINALES

Los usuarios acceden a los servicios que proporciona la central a través de diversos terminales, entre los que el más habitual es el teléfono; otros, como los terminales de datos, de mensajería, fax, etc. son menos comunes, aunque día a día están ganando aceptación. Los dos (tres) tipos de teléfonos, según sea su proceso de marcación y señalización son: Teléfono analógico, que a su vez puede realizar la marcación mediante pulsos (aperturas y cierres del circuito), en cuyo caso recibe el nombre de decádico, o por tonos, denominándose entonces multifrecuencia. En la siguiente figura se muestra la disposición de un teclado multifrecuencia, con la combinación de dos frecuencias -2 entre un grupo de 7 posibles- emitidas al pulsar cada una de las teclas.

Disposición de un teclado multifrecuencia (MFDT) y grupo de dos entre siete asignado a cada tecla. Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Los primeros prácticamente están en desuso, siendo los segundos los que se están implantando por las ventajas que aportan: Una mayor rapidez de marcación, Una mayor fiabilidad en el reconocimiento por la central, Un menor coste, etc. Algunos aparatos incorporan ambos métodos, aunque la generación de pulsos la hacen por medio de circuitos electrónicos en lugar del clásico dispositivo de disco giratorio mecánico, eligiendo el usuario uno u otro según sea la central a la que se conecta. Casi todas las modernas PABX emplean la multifrecuencia.

Todas las centrales públicas aceptan la marcación por pulsos, siendo aún pocas las que admiten multifrecuencia para el proceso de selección del destino, aunque una vez alcanzado éste se comportan de forma transparente, con lo que se puede acceder a servicios basados en la recepción de tonos, como son, ciertos servicios de mensajería, cambiando de pulsos a multifrecuencia a posteriori. Teléfono digital, que a diferencia del anterior, envía una señal digital a la PABX a la cual se conecta, tanto para la señalización como para la voz que, previamente, ha sido digitalizada, siendo lo habitual hacerlo a 64 Kbit/s. Muchos de estos sistemas son aún propietarios, pero la aceptación de los estándares (por ejemplo acceso 2B+D e interface S0 para la RDSI) hace que cada día sean más los fabricantes que los soportan, permitiendo así el intercambio de terminales entre centrales de distinta procedencia. En una PABX, al contrario que sucede en un KTS, es necesario el empleo de un terminal específico – operadora -, que atendido por personal especializado, permite la gestión de la central y la atención de todas aquellas llamadas que no pueden serio por el destinatario.

Teléfono digital, con teclas de funciones programables

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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La «operadora» permite redirigir las llamadas entrantes procedentes de la red pública a las extensiones, de manera manual, visual iza el estado de libre u ocupado de cada una, atiende todas las comunicaciones en horarios fuera de turno, etc., existiendo, por ejemplo, terminales específicos para invidentes; en definitiva, resulta un elemento imprescindible para la gestión de las comunicaciones de voz en una gran empresa.

Consola de operadora con panel LCD para mostrar el estado de las llamadas e información del propio sistema

Consola de operadora empleada por el sistema MD110 en el servicio ibercom prestado por telefónica.

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Servicios y facilidades de las PABX. La aplicación de los ordenadores en el control de las PABX permitió a éstas avanzar en el desarrollo e integración de nuevas facilidades y servicios. Dentro de este concepto podemos dividir estas facilidades y servicios en tres grandes apartados: Funciones o servicios integrados en la central. Esto significa que el propio procesador de la PABX realiza el procesamiento de determinadas actividades no relacionadas con el tráfico telefónico y que permiten incrementar las características de la central. Funciones y/o servicios asociados a la central. Normalmente son equipos externos, que conectados a la central vía protocolos más o menos complejos ido propietarios o abiertos, permiten determinadas facilidades que complementan el servicio ofrecido por la central. La decisión de integrar uno de estos servicios en el apartado anterior, es decir como facilidad integrada depende de factores como viabilidad técnica, coste económico, ámbito de aplicación, etc. Servicios suplementarios asociados al tráfico telefónico. Éstos permiten a los usuarios de la PABX poder acceder a determinadas prestaciones que mejoran su capacidad de comunicarse.

4.1. SERVICIOS INTEGRADOS EN LA CENTRAL

Relacionamos a continuación una lista, no exhaustiva, de algunas funciones que pueden estar integradas en la PABX, así como una somera descripción de cada una de ellas. 4.1.1.4.1.1.- DISTRIBUCIÓN AUTOMÁTICA DE LLAMADAS (ACD)

Mientras que normalmente una PABX se emplea para comunicar a unas personas con otras, una PABX con la función ACD (Automatic Call Distributor) se emplea para comunicar una persona con un servicio o grupo de soporte. Las aplicaciones son distintas, y, por tanto, su implantación en las centrales afecta de una manera diferente al desarrollo del software. Si la función se integra en la PABX deben desarrollarse módulos de software específicos que permitan cumplir con estas características especiales. La función permite que llamadas a un mismo número sean atendida por grupos de agentes, estableciéndose colas de llamada, atenciones prioritarias, supervisiones de los grupos etc.

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4.1.2.4.1.2.- CONEXIÓN CON ORDENADORES Esta facilidad permite a las PABX comunicarse mediante un protocolo estándar, denominado CSTA (Computer Supported Telephony Applications) por la Asociación Europea de Fabricantes de Ordenadores (ECMA), con ordenadores donde corren aplicaciones de uso general. Un ejemplo de este tipo de aplicaciones sería la conexión de una PABX con la funcionalidad integrada de ACD o de Voice Mail con un ordenador donde residieran las bases de datos de clientes. Un agente que respondiera a una llamada recibiría en su posición, automáticamente, los datos completos del abonado que le llama, desviándose ésta hacia otro destino o dando un mensaje, en caso de que no pudiera ser atendida en ese preciso momento. 4.1.3.4.1.3.- FORMACIÓN DE REDES Cuando se quiere dar servicio a abonados dispersos y, por tanto, establecer una red privada, es necesario que las centrales tengan el software apropiado que les permita comunicarse entre sí e intercambiarse la información necesaria para el servicio de los usuarios. Este software integrado en la central permite realizar las funciones de señalización con otras centrales mediante diferentes formas de señalización, así como realizar las funciones de tránsito entre las llamadas. 4.1.4.4.1.4.- MEDIDAS DE TRÁFICO Mediante este software, la central realiza mediciones del comportamiento de los abonados y enlaces de la PABX con objeto de informar acerca de la situación, tanto puntual como en el tiempo, y poder así tomar las medidas oportunas para garantizar el grado de servicio requerido por los usuarios.

4.1.5.4.1.5.- INTEGRACIÓN VOZ / DATOS Las modernas centrales telefónicas tienen incorporada la funcionalidad de integrar en la misma línea de acceso, tanto tráfico de voz como de datos, así como transportar esta información transparentemente a través de sus elementos de conmutación hacia otros destinos o usuarios, siendo el servicio Ibercom una aplicación típica de esta integración.

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Aplicación telefónica asistida por ordenador, para la atención masiva de llamadas

Integración de voz y datos en las extensiones mediante el empleo de TAU (Unidad Adaptadores de Terminales) Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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A nivel de acceso, esta integración de voz y datos se puede realizar mediante distintas técnicas, según sea el enlace analógico o digital; en el primer caso se emplea una especie de módem (DOV / Data Over Voice), que reparte la banda disponible de frecuencias del canal telefónico entre ambos, y en el segundo, se empiezan técnicas de multiplexación temporal por un adaptador de terminal (TAU/Terminal Adapter Unit), que maneja diferentes velocidades. 4.1.6.4.1.6.- OPERACIÓN, GESTIÓN Y MANTENIMIENTO

Estas funciones, realizadas en el procesador de la PABX, permiten realizar las funciones asociadas a la gestión y operación de los usuarios y enlaces conectados, así como realizar aquellas otras de mantenimiento y comprobación que sean necesarias durante el funcionamiento normal de la central. 4.2. SERVICIOS ASOCIADOS A LA CENTRAL

Definimos este tipo de servicios como aquellos que normalmente, por su complejidad, aplicabilidad no masiva, dificultad de implantación, etc., están ubicados y realizados en diferentes equipos a los propios de la PABX pero que tienen una unión muy completa con ella mediante el empleo de protocolos de señalizaciones muy completos y adaptados a estos requerimientos.

Podemos destacar los siguientes: 4.2.1.4.2.1.- SISTEMA DE MENSAJERÍA VOCAL Este equipo permite la grabación individualizada de mensajes recibidos por los usuarios que posteriormente pueden escucharlos. La integración con la central PABX se realiza más o menos complejamente, dependiendo del tipo de enlace que los una. Actualmente, existe en el mercado desde sistemas muy sencillos hasta integraciones capaces de suministrar automáticamente el número de usuario, hacer seguimiento de llamadas, etc. 4.2.2.4.2.2.- AYUDAS A OPERADORA Las funciones de la operadora pueden mejorarse si se le ponen sistemas que le ayuden a realizar sus funciones. Éste es el caso de un sistema de directorio integrado, que al recibir una llamada presente automáticamente toda la información referente al usuario que llama, o cuando un usuario quiere contactar con otro a través de la operadora, el simple hecho de decir con quién conectarse y la operadora introducir en este equipo, produce la conexión automática en la PABX. 4.2.3.4.2.3.- LISTÍN TELEFÓNICO Mediante una base de datos conectada a la central se puede mantener al día y editar un completo listado de las personas de la organización, el cual se modifica por el simple hecho de darlos de alta o baja en la PABX.

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4.2.4.4.2.4.- GESTIÓN DE LA TARIFICACIÓN Un elemento importante para las empresas es conocer cómo se distribuyen los gastos telefónicos. Mediante este equipo conectado a la PABX se pueden conocer los tipos de llamadas realizadas, duración, coste, destino, origen, etc., datos que permiten al procesarlos posteriormente tener un control sobre sus consecuencias y, por consiguiente, tomar las medidas oportunas.

Conectividad de terminales de la PABX con otras redes de datos, a través de un nodo de conmutación X..25. 4.2.5.4.2.5.- INTEGRACIÓN CON - BUSCA PERSONASPERSONAS- . Un aspecto cada vez más necesario es tener localizado a determinadas personas cuando éstas se mueven por los recintos de oficinas y fábricas. Una primera aproximación para solucionar este problema es dotarlos de un receptor de busca personas que les permita ser localizados allá donde estén. Si este equipo se integra con la PABX las ventajas se incrementan al permitir, no solamente ser localizados, sino también, ponerse en contacto con la persona que les busca acercándose al teléfono de la PABX más cercano conectándose mediante un procedimiento automático. 4.2.6. 4.2.6.-- CONMUTADORES DE PAQUETES Recordamos que una de las características de las PABX era su integración de voz y datos; para mejorar la eficiencia de los canales empleados, se puede integrar un conmutador de paquetes que conjugue las ventajas de la conmutación de circuitos con la de paquetes. Este conmutador permitiría: La conexión de terminales de modo paquete (protocolo X.25),

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Así como concentrar y empaquetar el tráfico de datos procedente de terminales síncronos/asíncronos conectados directamente a la PABX. Al mismo tiempo, la conexión hacia el exterior, tanto hacia otros conmutadores de la red privada como de la red pública, se beneficia de la reducción de ancho de banda que necesita la conmutación de paquetes frente a la de circuitos.

La aplicación del estándar DECT a una PABX permite la movilidad de sus usuarios en el entorno de trabajo 4.2.7.4.2.7.- EXTENSIONES SIN HILOS Actualmente, se empiezan a instalar equipos que permiten la movilidad del terminal por el recinto de una empresa, dependiendo lógicamente de la cobertura de radio de que se disponga. La integración o conexión con la PABX incrementa esta funcionalidad al ser, a todos los efectos esos abonados móviles, como extensiones de la PABX. Un ejemplo de uno de estos servicios lo proporciona el sistema Freeset (con tecnología DECT) de Ericsson. 4.2.8.4.2.8.- SISTEMAS DE VÍDEO TELEFONÍA Mediante la conexión de equipos individuales de vídeo telefonía a la PABX se puede establecer conexiones conmutadas punto a punto, normalmente con un ancho de banda de 128 Kbit/s, para el servicio de vídeo telefonía. En este caso se emplean las facilidades de transmisión de datos integrados en la PABX y sus posibilidades de conexión con la RDSI o medios de transmisión dedicados digitales.

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4.2.9.4.2.9.- SISTEMAS DE VÍDEO VÍDEO CONFERENCIA Mediante una conexión con mayor ancho de banda - típicamente 6x64 Kbit/s o 2Mbit/s- se pueden realizar vídeo conferencias a través de la PABX e incluso con otras localizaciones mediante la conexión digital a la RDSI o a través de la estructura de una red privada de comunicaciones. 4.2.10.4.2.10.- TERMINALES MULTIMEDIA Las nuevas tecnologías sumadas a las posibilidades de integración de voz y datos, junto con el ancho de banda disponible en redes digitales empiezan a permitir el soporte de terminales multimedia que conectados a as PABX permiten establecer conexiones de voz, datos e imagen a través de la red digital.

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Capítulo

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Fundamentos sobre la teoría del tráfico telefónico. Una central se diseña para manejar una cierta cantidad de tráfico; si es capaz de atender cualquier cantidad de llamadas, sin limitación, se dice que es una central sin bloqueo, y en caso contrario con bloqueo, como son muchas centrales que, en caso de tráfico muy intenso, rechazan algunas llamadas. El - tráfico telefónico - se define como el flujo de mensajes que pasa a través de un sistema de telecomunicaciones, con independencia de que las llamadas se completen o no. La ingeniería de tráfico suministra las herramientas matemáticas para facilitar el dimensionamiento de la red y de las centrales, de modo que puedan ser acomodadas al flujo de mensajes. Para obtener una idea global sobre esta teoría de tráfico, daremos seguidamente unas definiciones de conceptos básicos que permitirán comprenderlas. El volumen de tráfico transportado por un grupo de órganos durante un período especificado de tiempo es la suma de todos los tiempos durante los cuales los órganos están tomados.

5.1. INTENSIDAD DE TRÁFICO (ERLANG)

Intensidad de tráfico es el volumen de tráfico dividido por la duración del período de tiempo especificado; su unidad de medida es el erlang. Un erlang es equivalente a una llamada que dure una hora completa. Por definición, un simple órgano ocupado continuamente o intermitentemente por un tiempo total «t» durante un período T, tienen una intensidad de trafico de t/T erlangs, siendo su máximo posible la unidad, es decir 1, y su mínimo 0. Otros conceptos importantes para el dimensionamiento son la hora cargada BH (Busy Hour) y los intentos de llamada en dicha hora cargada BHCA (Busy Hour Call Attempts). La BH se define como el período continuo de una hora en un día en el que se produce la mayor intensidad de tráfico. Los intentos de llamada que se producen durante esa hora sirven para dimensionar los órganos de la central de manera tal que se pueda dar el grado de servicio especificado. Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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5.2. GRADO DE SERVICIO

Se entiende por grado de servicio GOS (Grade Of Service) a la medida de la probabilidad de que durante un período específico de tráfico pico, normalmente la BH, una llamada ofrecida a un grupo de órganos o enlaces falle al tratar de encontrar uno libre al primer intento (bloqueo). Asociado al grado de servicio tenemos los siguientes términos: Sistema en espera, aquél en el que las llamadas que encuentran ocupado una línea u órgano no se pierden, sino que se ponen en una cola en espera de poder ser atendidas. Sistema de pérdida, aquél en que las llamadas que encuentran ocupada la línea u órgano se rechazan, perdiéndose. El factor de carga LF (Load Factor) especifica el número medio de llamadas simultáneas, durante un período horario que, al igual que sucede con el GOS, suele ser la hora cargada. Puede ser calculado como el producto del numero de llamadas «n» por el tiempo medio de duración de las mismas en segundos «h», dividido por 3.600. Así, tenemos: LF = n.h/3.600

5.3. INTERCONEXIÓN DE CENTRALES

Las redes telefónicas públicas y privadas se configuran mediante el establecimiento de redes jerárquicas de sistemas de conmutación. Las redes públicas, habitualmente, están compuestas por «centrales locales» y «centrales de tránsito», mientras que las redes privadas se basan en «centrales terminales PABX» y «centrales Tándem de tránsito». Normalmente, estas últimas no existen individualmente, ya que integran también funciones terminales dando servicio a abonados y haciendo tránsito de red. El propósito de cualquier red es extender las funciones y servicios requeridos por los usuarios a todos los confines del entorno de los abonados. Para conseguir esto es necesario la interconexión de estas centrales, que componen la red, mediante sistemas de transmisión que físicamente soporten la unión y mediante sistemas de señalización que permitan el diálogo entre ellas. 5.4. SEÑALIZACIÓN

De un modo general, puede definirse la señalización en una red de conmutación como el intercambio de información entre los elementos que constituyen la red, que permite obtener, para cada servicio integrado en dicha red, las funciones básicas de interconexión de usuarios y una serie de servicios o funciones suplementarias. Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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La señalización es un proceso complejo, que históricamente ha ido adaptándose a la evolución tecnológica de los medios de transmisión y conmutación utilizados en las redes, dando origen a una serie de formas de codificar y transmitir la información de señalización, que se denominan tipos de señalización, y a una serie de protocolos o procedimientos para organizar el intercambio de información denominados técnicas de señalización. Una técnica de señalización con su tipo o tipos de señalización asociados, constituye un sistema de señalización. Existen muchos tipos de señalización aplicables a redes de comunicaciones, pero simplificando podemos dividirlos en dos grande apartados:

- Señalización de abonado o tramo abonado central. - Señalización entre centrales o tramo entre centrales.

5.4.1.5.4.1.- SEÑALIZACIÓN DE ABONADO Los abonados se conectan a la red de dos maneras claramente diferenciadas: -

Conexión analógica. Su estructura está totalmente normalizada a nivel mundial y en ella, a través de una interface físico a dos hilos, la señalización de los distintos procesos se realiza mediante: · Detección de alta o baja resistencia de bucle. · Envío desde la red de la corriente de llamada. · Tonos de aviso de distinta frecuencia y cadencia para información del usuario, etc.

Para la indicación del abonado a la red de conexión deseada o el servicio suplementario requerido se utilizan dos tipos de señalización: impulsos decádicos de apertura y cierre del bucle, con temporizaciones definidas, y envío de códigos multifrecuencia según la recomendación 0.23 del CCITT. - Conexión digital. Este tipo de conexión aparece definido en las recomendaciones del CCITT cuando se estructura la red de servicios integrados. Consiste en un interfaz normalizado a cuatro hilos con señalización definida en las recomendaciones 1.440, 1.441,1.450 e 1.451, constando básicamente de dos canales B (64 Kbit/s) y de un canal D (16 Kbit/s), en la que cada canal B puede emplearse independientemente para transportar voz o datos y el canal D se utiliza para señalización. 5.4.2.5.4.2.- SEÑALIZACIÓN ENTRE CENTRALES Los distintos tipos existentes de señalización entre centrales pueden clasificarse en dos grandes grupos: aquéllos en que la información de señalización de cada canal de enlace entre centrales se gestiona de forma independiente e individual, que constituyen la denominada señalización por canal asociado, y los que utilizan un canal dedicado para el intercambio de la información de señalización de un conjunto de canales, denominada señalización por canal común. Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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5.4.2.1.5.4.2.1.- SEÑALIZACIÓN POR CANAL ASOCIADO (CASI CHANNEL ASSOCIATED SIGNALLING) En la señalización entre centrales la información intercambiada puede ser de dos clases: señalización de línea y señalización de registrador. La de línea contiene información sobre los distintos estados en que se encuentra el canal de enlace entre las centrales a lo largo de la llamada (disponibilidad, congestión, toma, desconexión, etc.), mientras que la de registrador es la información que se intercambian los órganos de control de las centrales y que permiten el establecimiento de la llamada y la utilización de los servicios suplementarios. Dentro de estos tipos de señalización destacamos los siguientes: Señalización en corriente continua / impulsos directos. Este tipo exige que el enlace entre centrales se realice por medios físicos o con módem de canal especializados a 3 hilos. La señalización de línea se realiza mediante variaciones de la resistencia de bucle e inversiones de polaridad. La de registro consiste en aperturas y cierres de bucle con temporizaciones determinadas. Señalización en corriente continua/multifrecuencia. En este tipo la señalización de línea es la misma que en el caso anterior, realizándose la de registrador por intercambio de tonos multifrecuencia codificados según la recomendación 0.23 del CCITT. Señalización E y M/impulsos directos. Este tipo utiliza para señalización los hilos E y M (Ear & Mouth, de recepción y transmisión) proporcionados por el medio de transmisión analógico o múltiplex digital. Los estados de la línea así como las informaciones de registro se envían mediante impulsos a través de estos hilos E y M mediante determinadas codificaciones que dan lugar a diferentes subtipos de señalización. Señalización E y M/multifrecuencia 0.23. Este tipo emplea los mismos hilos E y M para la señalización de línea con la misma codificación que en el caso anterior, pero la de registrador se realiza a través de uno de los canales de fonía y empleando la codificación especificada por el CCITT en su recomendación 0.23. Señalización E y M/multifrecuencia MF. Este tipo emplea los mismos hilos E y M para la señalización de línea con la misma codificación que en los casos anteriores, pero la de registrador se realiza a través de uno de los canales de fonía y empleando la codificación especificada por el CCITT en sus recomendaciones para el sistema R2, u otro tipo de codificaciones mediante estándares más o menos abiertos, tales como Socotel en Francia, MFE en España (una variante del anterior), etc. 5.4.2.2.5.4.2.2.- SEÑALIZACIÓN POR CANAL COMÚN (CCS/ COMMON CHANNEL SIGNALLING) Este tipo de señalización es la que realiza el intercambio de información de varios canales por un canal dedicado. Este canal constituye de hecho un canal de transmisión de datos, cuyo protocolo se establece en cada sistema de señalización. En principio, estos sistemas están orientados a la señalización de los 30 canales de una trama MIC de 2 Mbit/s, por un canal de 64 Kbit/s transmitido en el intervalo 16 de la trama (el intervalo 0 se reserva para la sincronización, quedando pues 30 canales, de los 32 que forman la trama, libres para transportar información). Existen sistemas o variantes en que el canal de señalización común se transmite a velocidades de

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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2.400,4.800 o 9.600 bit/s, siendo por lo tanto utilizables en medios de transmisión analógicos, mediante el empleo de módems. La señalización por canal común constituye un avance tecnológico muy importante sobre la señalización por canal asociado, con respecto a la cual presenta las siguientes ventajas: Superior velocidad de señalización y por lo tanto de establecimiento de conexiones, especialmente notables en entornos digitales con señalización a 64 Kbit/s. Considerable extensión de vocabulario de señalización permitiendo una gran flexibilidad en la integración de servicios, aplicación e introducción de nuevos servicios suplementarios. Importante aumento de la fiabilidad y seguridad de la señalización, derivado de la utilización de las técnicas de detección y corrección de errores desarrollados y perfeccionadas en el campo de la transmisión de datos.

Tipo B. Parte VI: Centrales privadas de conmutacion.

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Bibliografía parte B •

Comunicaciones ópticas. José Martín Sanz. Editorial Paraninfo.

•

Comunicaciones de Voz y Datos. José Manuel Huidobro. Editorial Paraninfo.

•

El Libro de la Comunicaciones del PC. Técnica Programación y aplicaciones. José A. Carballar.

•

RAMA.

•

Manual de Telefonía. José Manuel Huidobro. Editorial Paraninfo.

•

Todo sobre comunicaciones. José Manuel Huidobro. Editorial Paraninfo.

•

Sistemas Electrónicos de Telecomunicaciones. Frank R. Dungan. Editorial Paraninfo.

•

Sistemas Electrónicos de Información. José Manuel Alonso García del Busto. Editorial Paraninfo.

•

Electrónica de Sistemas. Antonio Blanco Solsona. Editorial Paraninfo.

Tipo B: Bibliografía.

Capítulo

1

Sistemas de sonido 1.1.- INTRODUCCIÓN. El sonido se define como el movimiento vibratorio de los cuerpos, transmitido por un medio elástico como, por ejemplo, el aire. La propagación de las ondas sonoras a través del aire se efectúa en ambas direcciones (longitudinal y transversal). El sonido se debe considerar bajo un doble aspecto: -

Como fenómeno físico. Como un fenómeno fisiológico.

Según la física el sonido es una vibración mecánica capaz de producir una sensación auditiva (estímulo físico). Según la acústica fisiológica es la sensación auditiva producida por una vibración de carácter mecánico (sensación).

1.1.1.- EL SONIDO COMO FENÓMENO FÍSICO Para la producción de un sonido no es suficiente la presencia de un cuerpo que vibre, sino que, además, es preciso que este cuerpo se encuentre dentro de un cuerpo de material adecuado en el cual se propaga el sonido. Así, si se coloca un timbre en el interior de una campana de vidrio y se hace funcionar, el sonido es perfectamente audible desde el exterior de la campana, pero si se extrae todo el aire que ésta contenga, el sonido no se percibe. Ello se debe a que deja de existir el medio de transmisión de la vibración: el aire. Si se sujeta una varilla de acero entre dos puntos A y B (ver figura), al pulsar en la parte central todos los puntos siguen, por efecto de la perturbación, oscilaciones en dirección perpendicular y alrededor de la primitiva posición va decreciendo a medida que se trasladan del centro hacia los extremos. Correspondiendo a las oscilaciones, la varilla emite un sonido, que se apaga de manera gradual y rápida a causa de la resistencia ofrecida por el aire circundante.

Tico C. Parte I: Sistemas de Sonido.

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Otro posible experimento que pone de manifiesto la naturaleza del sonido consiste en sujetar una lámina metálica por uno de sus extremos y doblarla hasta una posición a´. Si en este punto se abandona la varilla a sí misma, se observa que empieza a oscilar a la vez que se percibe un sonido.

En los casos anteriores el medio que envuelve a la varilla y a la lámina, respectivamente, es el aire. Cuando la lámina pasa de la posición a´a la posición a´´ comprime el aire situado a la izquierda, a la vez que se produce un enrarecimiento del aire situado a su derecha. Es decir, a la izquierda de la lámina se produce un aumento de la presión mientras que a la derecha se produce una depresión. Al situarse la lámina en la posición a´´, se inicia el movimiento en sentido opuesto al camino recorrido inicialmente, produciéndose una depresión a su izquierda y una presión a su derecha. Si se considera un punto cualquiera del recorrido, se observa que en él se producen variaciones alternativas de presión. Estas variaciones alternativas de presión se pueden estudiar en función del tiempo; para ello se toma la posición a como inicial, es decir, como posición cero. Al desplazar la lámina desde a hasta a´ se comprime el aire a su derecha, por lo que aumenta la presión en todos los puntos situados a este lado de la lámina. La presión va aumentando hasta que la lámina llega a la posición a´, donde alcanza la máxima presión. En este punto, la lámina se detiene e inicia el movimiento en sentido opuesto. Entonces

Tico C. Parte I: Sistemas de Sonido.

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aumenta la presión a su izquierda, a la vez que disminuye en los puntos situados a su derecha. Las presiones a la derecha e izquierda de la lámina quedan equilibras al pasar por la posición a, y el valor máximo de depresión a la derecha de la lámina se obtiene cuando ésta alcanza la posición a´´. Una vez en esta posición, la lámina inicia de nuevo el recorrido en sentido opuesto. Todo este proceso descrito puede representarse en función del tiempo, obteniéndose una curva como la dibujada en la siguiente figura, en la que se designa con las letras las distintas posiciones de la lámina.

El recorrido efectuado por la lámina al pasar por la posición a dos veces consecutivas y en el mismo sentido, recibe el nombre de ciclo, es decir, la parte se señal que no se repite. La magnitud aa´=aa´´, que representa el máximo desplazamiento del extremo de la lámina, se denomina amplitud de la vibración. La distancia a´a´´ corresponde a la amplitud de pico a pico de la vibración. La distancia entre el punto a´ de la curva de la presión en función del tiempo y su proyección a´1 sobre la abscisa, se denomina amplitud de presión. La distancia entre un punto cualquiera b de la curva y su proyección b´ sobre el eje de abscisas, es la presión instantánea. El tiempo empleado por la lámina en completar un ciclo completo se denomina período, y se designa con la letra T. A la inversa del período, es decir, 1/T, se le da el nombre de frecuencia (f), y representa el número de ciclos completos descritos en un segundo de tiempo. En la siguiente figura aparecen reflejados todos estos conceptos de forma gráfica.

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El sonido como fenómeno físico puede definirse, por tanto, como la perturbación producida por un cuerpo en vibración dentro de un medio elástico, y puede ser identificado por sucesivas variaciones de presión que dan lugar a un determinado tipo de ondas, las cuales reciben el nombre de ondas sonoras, longitudinales o de presión, que se propagan a través de este medio, transportando energía a una determinada velocidad.

1.1.2.- VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO. La velocidad de propagación del sonido es constante para cada medio de propagación, y tan solo depende de éste. Si llamamos £ a la longitud de onda (distancia recorrida por un frente de onda en un tiempo igual a un período) y sabiendo que: Espacio Velocidad = tiempo

Se deduce que la velocidad de propagación (v) del sonido en un medio dado es igual a:

v=

λ

T

La velocidad de propagación del sonido es distinta según el medio en el que éste se propague. Entre los más importantes se destacan: -

Aire a 0ºC: 331m/s. Aire a 20ºC: 342 m/s. Agua dulce: 1 450 m/s. Agua del mar: 1 504 m/s.

1.1.3.- EL SONIDO COMO FENÓMENO FISIOLÓGICO. Desde el punto de vista fisiológico, el sonido es una perturbación del medio que, al alcanzar el oído, produce la sensación auditiva. Los sonidos audibles pueden ser periódicos o pseudoperiódicos, con o sin carácter musical o también, no periódicos (ruidos). Los sonidos periódicos se distinguen por su tono, que aumenta cuando se pasa de los sonidos graves (de baja frecuencia) a los agudos (de alta frecuencia), por su timbre y por su intensidad.

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En lo que respecta al oído humano, se puede afirmar que el margen de presiones acústicas sobre las que puede operar es muy extenso, ya que no solo puede resistir sonidos con una amplitud de presión que exceda de los 1 000 µbar, sino que puede percibir sonidos con una amplitud de presión de tan sólo 0,0001µbar, es decir, presiones 10 millones de veces más pequeñas que la más alta que pueda soportar. Un oído humano joven y sano es capaz de responder a frecuencias comprendidas entre 16 Hz y 20kHz, y, mediante el sistema nervioso, puede analizar las frecuencias con gran selectividad, es decir, es capaz de detectar un sonido en particular en presencia de un intenso ruido de fondo. De una forma muy similar se puede decir que las variaciones de presión producidas por un objeto en vibración alcanzan la membrana timpánica, la cual vibrará a la misma frecuencia que el objeto productor del sonido. La vibración de la membrana se transmite, a través del oído medio, hasta el órgano de Corti, donde se transforma en estímulos nerviosos que, transmitidos al cerebro, se transforman en sensaciones auditivas.

1.2.- PRESIÓN ACÚSTICA.

Un fluido (gas ó liquido) es un conjunto de moléculas que siempre están en movimiento. A consecuencia de estos choques entre las moléculas y las superficies límites del fluido, estas últimas se ven sometidas a diferentes fuerzas. Sobre un elemento de superficie ó área actúa una fuerza F = P.dS, siendo P la presión (se mide en Pascales: 1Pa = 1N/m2). Por ejemplo, midiendo la presión atmosférica (o la presión dentro de un neumático en una gasolinera) con un barómetro obtenemos aproximadamente 105 Pa = 1 atm = 1 bar. Esta presión es constante en tiempo y los movimientos moleculares que la producen son de carácter térmico. Si además hacemos mover un cuerpo sólido dentro de un fluido, obligando a desplazarse las moléculas que rodean al cuerpo, se origina una presión adicional alterna, con las magnitudes mucho más pequeñas (de orden de 1 Pa). Este componente alterno p de la presión total Ptotal es la que provoca la sensación sonora, se mide con un micrófono y se denomina presión acústica. La presión acústica, transformada en tensión eléctrica por medio de un micrófono, es la que se graba en un magnetófono o se reproduce por el altavoz de un televisor.

1.3.- VALOR EFICAZ DE LA PRESIÓN ACÚSTICA.

La variación p(t) puede ser muy complicada. En muchos casos lo que nos interesa es únicamente la amplitud de las variaciones más representativas, o sea, la envolvente de la señal. Por ejemplo, cuando valoramos subjetivamente de sonoridad de un ruido o cuando controlamos el volumen de un amplificador. No se puede promediar la propia presión acústica (resultaría cero por ser una señal alterna), por tanto suelen calcular el valor eficaz (o valor RMS) de la presión:

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Donde T es el tiempo de integración. El valor eficaz de un tono puro (función senoidal), de amplitud A, calculado durante muchos períodos (o un número entero de períodos), es igual a:

Peficaz =

A 2

=

0,707 A

En general, en las medidas de señales de audio, el tiempo de integración T suele ser de 50 – 100ms, puesto que la reacción del oído humano suele ser de este orden de magnitud.

1.4.- NIVEL DE LA PRESIÓN ACÚSTICA. INTENSIDAD SONORA.

Consideremos nuevamente una varilla o lámina metálica, sujeta por uno de los extremos. Si esta lámina se separa de su posición de equilibrio a una cierta distancia, al soltar la lámina, ésta vibra produciendo unos cambios de presión que, llevados sobre un sistema de coordenadas cartesianas, dan lugar a una curva de presiones en función del tiempo. Si se realiza nuevamente el proceso, pero separando la lámina de su posición de equilibrio una distancia mayor, al soltarla vibrará con la misma frecuencia, pero los desplazamientos de la lámina, en su vibración, serán mayores, provocando unas presiones y depresiones más pronunciadas en el medio que la envuelve. Llevadas estas presiones y depresiones sobre un sistema de coordenadas, resultará una curva de presiones en función del tiempo semejante a la anterior en cuanto a frecuencia, es decir, en cuanto al número de vibraciones por segundo, aunque de amplitud de onda mayor. Se han obtenido así dos ondas de igual frecuencia pero de distinta amplitud. Las vibraciones de mayor amplitud producen presiones y depresiones más acusadas sobre la membrana timpánica de nuestro oído, por lo que es más intensa la sensación auditiva. Dicho de otra forma, la energía liberada por la lámina es mayor cuando aumenta la amplitud de sus vibraciones, incrementándose también la energía transportada. Como consecuencia, la energía que llega al oído es mayor y provoca una vibración más intensa del tímpano. Se dice que el sonido es tanto más intenso cuanto mayor sea la energía transportada por la onda sonora.

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Veamos cuál es la relación existente entre la variación en la intensidad del sonido y la variación en la sensación auditiva. Para obtener esta relación se utiliza un generador de BF, cuya salida se conecta a la entrada de un amplificador. En estas circunstancias, al poner en marcha el generador con una determinada frecuencia (1 000Hz), se percibe un sonido procedente del altavoz del amplificador. Después se regula el potenciómetro de volumen del amplificador hasta que nuestro oído, al que consideramos normal (es decir, sin defecto ni superdotado), perciba la mínima señal capaz de producir sensación auditiva. En ese instante el altavoz suministra la mínima potencia capaz de causar la sensación a una frecuencia de 1 000Hz. Se mide a continuación la potencia correspondiente y se encuentra que, para una frecuencia de 1 000Hz, la intensidad sonora mínima que tiene que llegar al oído normal para que produzca una sensación auditiva corresponde a 10-16 W/cm2. La media cuadrática, o valor eficaz, de la presión sonora que corresponde a 10-16 W/cm2 es de 0,0002µbar = 20µPa. La intensidad de sonido se expresa, generalmente, en unidades de 10-16W, y la presión sonora en Pascales. La intensidad sonora mínima (Wo) recibe el nombre de umbral auditivo para mil ciclos, puesto que es la intensidad que determina el punto de separación entre las potencias audibles y las potencias que no lo son. Tomando como punto de referencia la potencia umbral Wo a 1 000 Hz, se aumenta gradualmente la potencia del amplificador hasta que la sensación auditiva sea el doble, y se observa que para conseguirla se necesita que la potencia aumente en 10 veces. Asignamos el valor 1 a la sensación auditiva correspondiente a una potencia 10 veces superior a la de umbral (10Wo), y el valor 2 a la sensación audible doble, cuya potencia será 10 veces superior a la anterior (es decir, 100Wo). Si se continúa, se demuestra que para obtener una sensación auditiva tres veces superior a la sensación mínima, la potencia suministrada por el amplificador ha de ser 1 000 veces superior a la de umbral (1 000Wo), o sea, 10 veces la necesaria para obtener la sensación 2. Si confeccionamos una tabla que relacione las potencias y las sensaciones auditivas, se observa que las sensaciones auditivas son los exponentes que afectan al 10 que multiplica a la potencia umbal que se toma como referencia.

Tico C. Parte I: Sistemas de Sonido.

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Se llega así a la conclusión de que para obtener un aumento unitario de la sensación auditiva es preciso incrementar la potencia 10 veces. Una relación como la expuesta es una relación logarítmica, por lo que podemos afirmar que el oído, en cuanto a sensaciones sonoras se refiere, responde logarítmicamente a las variaciones de potencia; es por ello que los parámetros de volumen de los amplificadores son de tipo logarítmico. El aumentar el volumen de sonido de un amplificador en una cierta cantidad de vatios, no representa, pues, tener idea alguna sobre el incremento de la sensación sonora. Efectivamente, si un amplificador produce una onda sonora de una potencia de, por ejemplo 0,1W, un incremento de 0,9 W aumenta la sensación sonora en una unidad, pero si la potencia original del amplificador es de 1W, un aumento de 0,9W apenas produce un cambio perceptible en la sensación. Para producir el mismo incremento en la sensación sonora en el segundo caso que en el primero, es necesario incrementar la potencia 9W. En ambos casos la relación entre las potencias iniciales y final es la misma, por lo que se puede afirmar que el valor del exponente que afecta al 10 de un cociente de potencias da el incremento de la sensación en las unidades en que se miden. La unidad de medida que relaciona dos niveles de potencia se denomina belio (B). Se dice que una potencia P es 1 belio mayor que otra P´, cuando el cociente entre las potencias (P/P´) es igual a 10. La diferencia entre dos potencias es de 2B cuando el cociente entre ambas es 102=100, de 3B cuando el cociente es 103=1000 y de nB cuando el cociente es 10n. Dado que nuestro oído es capaz de captar diferencias de intensidad sonora inferiores a 1 belio, en la práctica se utiliza una unidad 10 veces menor, el decibelio (dB). Si queremos dar la relación de potencias directamente en dB deberemos de dividir por 10, es decir si P=10W y P´= 1W: P/P´(dB) = 10/1 = 10 = 1 B = 10dB.

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En la figura se ha representado mediante un sistema de coordenadas cartesianas, la relación entre potencias y los decibelios. Se observa que, mientras en el eje de ordenadas las divisiones siguen una ley aritmética, en el eje de abscisas se sigue una ley logarítmica. Una escala así concebida se denomina escala semilogarítmica.

El margen dinámico de las presiones eficaces de los sonidos que nos rodean es enorme: desde 10-5 Pa hasta 10 Pa. Por otra parte, la sensación es aproximadamente proporcional, no al valor eficaz, sino a su logaritmo como se vio anteriormente. Estas dos razones justifican el uso de la escala de decibelio (dB) en los que se mide el valor de la presión acústica (SPL o Lp). El nivel de la presión acústica y por tanto la sonoridad puede medirse con un dispositivo conocido como sonómetro. El sonómetro es un aparato que nos mide el nivel que puede llegar a alcanzar un sonido en dB. Hoy en día es un elemento de medida muy utilizado sobre todo por los ayuntamientos para medir los niveles de contaminación acústica tan acusada en nuestra sociedad. El sonómetro posee varias escalas en función del tipo de medida que se desea realizar (dBA, dBU), también tiene en cuenta la respuesta al impulso ó rápida (0,2 sg periodo) y la respuesta al escalón ó lenta (1,5 sg. periodo). En la siguiente figura se puede apreciar un sonómetro para uso general.

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1.5.- NIVEL DE UNA SUPERPOSICIÓN DE SONIDOS.

Supongamos que a un mismo micrófono llegan simultáneamente dos diferentes sonidos. ¿Cuál es el nivel del sonido resultante? Para contestar a esta pregunta hay que distinguir dos casos: los sonidos coherentes o no coherentes entre sí. 1.5.1.- SONIDOS COHERENTES. Es el caso de dos tonos puros de la misma frecuencia. Cada tono puede tener su propia amplitud y entre los dos tonos puede haber un desfase cualquiera, con tal de que no dependa del tiempo: El resultado también es un tono puro de la misma frecuencia, cuya amplitud depende del desfase. Si de dobla la presión con límites coherentes el nivel aumenta 6dB. Los sonidos normalmente son coherentes, cuando tiene el mismo origen. Por ejemplo, cuando al mismo punto llegan el sonido directo y el sonido reflejado, originados por la misma fuente. O cuando cerca de un cuerpo vibrante se suman los sonidos producidos por diferentes elementos del cuerpo (y desfasados por haber recorrido diferentes distancias). 1.5.2.- SONIDOS NO COHERENTES. Si el desfase entre dos tonos puros de la misma frecuencia varía con el tiempo, o las frecuencias no son iguales, o sencillamente al menos uno de los sonidos no es tono puro, entonces los sonidos no son coherentes. La presión total, como en el caso anterior, sigue siendo la suma de las presiones parciales: p(t) = p1(t) + p2(t). Pero la ausencia de relación fásica estable entre las dos señales lleva consigo tener que utilzar las operaciones de logaritmos. Para la operación “sumar niveles” utilizan el símbolo ¬ . Son fáciles de comprobar las siguientes relaciones entre los niveles (en dB): 60 ¬ 60 = 63.00 60 ¬ 55 = 61.19 60 ¬ 50 = 60.41 60 ¬ 45 = 60.14 60 ¬ 40 = 60.04 Si se dobla la presión con fuentes no coherentes el nivel aumenta en 3db. Por ejemplo, el ruido de fondo no altera prácticamente el resultado de una medida, si está unos 15-20 dB por debajo del nivel que se pretende medir. Otro aspecto a destacar, hablando de la superposición de los sonidos, consiste en que la presión acústica es una magnitud escalar, como temperatura, masa, concentración. Por

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tanto, a la hora de calcular la presión total no tienen ninguna importancia las direcciones de llegada de los sonidos parciales. Midiendo el nivel en un punto con un micrófono omnidireccional da lo mismo cómo está orientado. Si el micrófono es directivo, entonces, naturalmente, no da lo mismo. Pero esta sería la peculiaridad del método de medida, no del fenómeno en sí.

1.6.- BANDAS DE IGUAL ANCHO Y BANDAS PORCENTUALES.

Las bandas de igual ancho (fsup =finf + const) y las bandas porcentuales (fsup = const.finf) se representan como intervalos fijos en las escalas, respectivamente lineal (G = const.M) y logarítmica (G = const . log (M)). Las bandas más usadas en Acústica son octavas (fsup=2.finf=1.4fcent) y tercios de octava (fsup=1.26finf=1.12fcent). En el análisis en frecuencia de un sistema utilizan así llamados “ruido blanco” y “ruido rosa”. La diferencia entre ellos consiste en que el nivel de un ruido blanco es el mismo en todas las bandas de igual ancho, mientras que el nivel de un ruido rosa es el mismo en todas las bandas porcentuales. El ruido blanco es más agudo que el rosa.

1.7.- EL OIDO.

El oído es un excelente receptor y analizador espectral del sonido: responde entre 20 Hz y 20000Hz desde 0dB hasta 130 dB. Su estructura mecánica es muy delicada y precisa. El oído consta de tres partes principales: los oídos externo, medio e interno. Oído externo: - Pabellón auricular y canal auditivo (tubo, 25mm, 0,7mm de diámetro). - Ganancia 10 dB a 3000Hz. Oído medio: - Tímpano y cadena de huesecillos (martillo, yunque, estribo). - Adaptación de impedancias (aire-líquido, amplitud 30-40 veces). - Control de ganancia. - Muy amortiguado (rápido). Oído interno: - Cóclea, llena de líquido. - Partida en dos vestíbulos por la membrana basilar. - Se comunican por helicotrema, cerca del vértice. Membrana basilar: - Unas 24000 fibras, conectadas con cerebro por nervio auditivo. - Cada fibra resuena a una frecuencia, mandando impulsos. - La intensidad se codifica por la frecuencia de repetición (hasta 300Hz). - El extremo de entrada responde a alta frecuencia.

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1.8.- CARACTERÍSTICAS DE LA AUDICIÓN.

Entendemos por la respuesta de frecuencia del oído humano la dependencia del nivel de sonoridad (FONOS) en función de la frecuencia de un tono puro, permaneciendo constante su nivel de la presión acústica (dB), recibido por el oyente. Es difícil valorar cuantitativamente la sonoridad de un sonido. Uno de los métodos consiste en compararla con la del otro sonido. Por esta razón suelen medir y representar la respuesta en frecuencia del oído humano por medio de “líneas isofónicas”. Las líneas isofónicas son los dB de un tono puro necesarios para crear la misma sonoridad, cualquiera que sea la frecuencia del tono. Por definición el nivel sonoro de un tono puro de frecuencia f es igual a los dB de un tono de 1kHz que tiene la misma sonoridad que el tono f. La familia completa de líneas isofónicas se representan en la siguiente figura. Las líneas isofónicas coinciden con las curvas de respuesta en frecuencia si invertimos el sentido del eje vertical.

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El umbral de audición es el nivel mínimo perceptible a una determinada frecuencia. El umbral se eleva temperalmente con la exposición a un sonido intenso. Después de que el sonido cesa, el umbral se recupera. Si la exposición es lo suficientemente larga o la intensidad lo suficientemente alta, la recuperación no es completa, el umbral sube irreversiblemente. El desplazamiento permanente del umbral por encima de 1kHz se produce también con la edad. El umbral de audición de una persona se determina por medio de la audiometría. Conforme el nivel de la presión acústica se aumenta, el sonido aumenta en sonoridad y finalmente produce una sensación de cosquilleo. Este nivel, menos dependiente de la frecuencia que el umbral de audición, tiene un valor aproximado a 120dB y se llama el umbral de sensación. Cerca de unos 140dB la sensación de cosquilleo se convierte en dolor. La diferencia mínima de nivel que el oído es capaz de distinguir (poder de resolución en intensidad) depende de la frecuencia y del nivel mismo. Mayor sensibilidad corresponde a mayores niveles y a las frecuencias entre 100 y 1000Hz. El valor aproximado del poder de resolución es de orden a 1dB. El poder de resolución en frecuencia entre 100 y 1000Hz llega a 1Hz. 1.8.1.- CURVA UMBRAL. Existe un valor de intensidad sonora por debajo del cual es imposible obtener sensaciones auditiva. Este valor recibe el nombre de intensidad umbral, siendo su valor, para una frecuencia de 1 000Hz, de 10-16 W/cm2. Si nosotros modificamos la frecuencia del generador del experimento anterior y variamos la frecuencia podemos observar que sonora aumenta hasta una frecuencia de 4 000Hz. A partir de este valor de frecuencia la sensación sonora vuelve a disminuir hasta que se alcanzan los 6 000 Hz valor en el cual deja de percibirse sonido. Si se disminuye la frecuencia por debajo de 1 000Hz, la sensación sonora es nula. Si repetimos el proceso para todas las frecuencias audibles, variando la ganancia de cada una de ellas hasta conseguir el umbral en cada frecuencia, y llevamos a una gráfica los valores obtenidos se puede observar como la intensidad umbral es distinta para cada frecuencia.

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En esta figura se ha tomado como referencia la intensidad umbral correspondiente a 1.000Hz, es decir, 10-16 W/cm2. A esta frecuencia e intensidad les corresponde el valor de 0 dB. Para obtenerla intensidad umbral de una frecuencia basta con multiplicar los belios correspondientes a la frecuencia en cuestión por la intensidad umbral a 1 000Hz. Así, por ejemplo, la intensidad umbral de una frecuencia de 50Hz es: -

Valor mínimo de la curva a 50Hz: 50 dB. 50dB = 5 B.

-

Intensidad umbral a 50Hz. P50 = 105 * 10-16 = 10-11 W/cm2.

La intensidad umbral a 50 Hz es, por tanto, 100 000 veces mayor que la intensidad umbral a 1 00Hz.

1.8.2.- CURVA DE SENSACIÓN DOLOROSA. Además de la curva umbral existe otra curva denominada curva de sensación dolorosa. Esta curva es el límite, pasado el cual el sonido produce en nuestro oído sensación de dolor. Para obtener el valor de intensidad sonora máxima soportable por el oído humano, es decir, sin que se alcance la sensación de dolor, y para una frecuencia dada, se dispone de un generador de BF a la entrada de un amplificador capaz de proporcionar en su salida una potencia lo suficientemente elevada para los fines deseados. Si la señal de 1 000Hz mediante el elemento de control pasa de un valor cero a un valor máximo, el sonido primero es inaudible y luego pasa a ser audible, aumentando progresivamente su intensidad. En el transcurso d este incremento de intensidad, el sonido, al principio casi imperceptible, pasará a ser agradable para el oído, y luego, cuando alcance un determinado valor, comenzará a ser molesto e irritante. Finalmente, aumentará tanto la intensidad sonora que la sensación producida en el oído será dolor. Para un oído normal, y a una frecuencia de 1 000Hz, la intensidad dolorosa es de 120dB superior a la intensidad umbral Wo. Como la intensidad umbral a 1 000Hz es de 10-16 W/cm2, la intensidad dolorosa Wd a 1 000Hz es de: -

120dB/10 = 12 Belios. Wd = 1012 Wo = 10 12 * 10-16 W/cm2 = 10-4 W/cm2.

Al igual que en la curva umbral y siguiendo el mismo proceso, se puede trazar la curva de intensidades dolorosas correspondiente a todas las frecuencias audibles.

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1.9.- ENMASCARAMIENTO.

En la presencia de ruido el umbral de audición sube, la inteligibilidad de la palabra baja. Este fenómeno se llama enmascaramiento. En la siguiente figura tenemos el enmascaramiento (en dB de subida del umbral) producido por los tonos puros de 400Hz y 2000 (Hz). La abscisa es la frecuencia del tono enmascarado. Los niveles indicados al lado de cada curva son los niveles del tono enmascarador.

En las gráficas se observa que un tono enmascara más a las frecuencias superiores a él, que a las frecuencias inferiores. La explicación consiste en que al percibir un tono la membrana basilar se excita más en su parte de entrada, que corresponde a las frecuencias superiores al tono. El lugar de la membrana que resuena con el tono, presenta una baja impedancia, lo que impide la transmisión eficaz más allá, o sea, deja sin excitar la parte de las frecuencias más bajas. Las muescas en las curvas tienen que ver con los “batidos subjetivos” producidos por la no linealidad del oído.

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1.10.- INTRODUCCIÓN A LAS SEÑALES DE AUDIO.

1.10.1.- CONCEPTOS BÁSICOS. 1.10.1.1.- MARGEN DINÁMICO. El margen dinámico nos indica la relación que existe entre la señal “más débil” y la “más fuerte” que una determinada fuente sonora puede emitir. Cuando se habla de “débil”/”fuerte” se hace referencia al mínimo/máximo nivel de esta fuente sonora. Los niveles a los que acabamos de referir se medirán en unidades logarítmicas (decibelios). Así pues, si tenemos un nivel mínimo de x dB, y un nivel máximo de y dB, la diferencia entre ambos, y-x será el margen dinámico entre dicha fuente expresado en dB.

1.10.1.2.- RELACIÓN SEÑAL RUIDO (SNR). La relación señal ruido nos indica la diferencia de niveles entre la señal y el ruido presente. Hay varias formas de calcularlo, puesto que podemos expresar este parámetro respecto a las potencias de las señales o respecto a los niveles de las mismas. También, en cuanto a la forma de calcularlos, puesto que no es lo mismo considerar el valor de pico, el valor rms, etc. Normalmente, este parámetro se denota como S/N o también SNR, a partir de su denominación en inglés (signal-to-noise-ratio).

1.10.1.3.- BANDA DE FRECUENCIA. Por banda de frecuencia se entiende aquel margen espectral en que se incluyen las señales propias características de dicha banda. En cuanto a la banda (o margen de espectro) de frecuencias de audio, la banda que ocupan se delimita entre 20 Hz y 20 kHz. La banda anterior es una banda teórica, puesto que el oído humano en personas adultas puede llegar a percibir señales musicales complejas por encima de 20kHz (hasta 22kHz) y, sin embargo, difícilmente percibe tonos puros por encima de 16 kHz.

1.10.1.4.- ANCHO DE BANDA. El ancho de banda hace referencia al contenido en frecuencia que una determinada señal posee en relación con sus márgenes espectrales extremos. Si hablamos de señales de audio, podemos decir que cada señal en particular tendrá su ancho de banda característico. Por ejemplo, la voz humana posee un ancho de banda de 6-8 kHz.

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1.10.1.5.- TONO. Recibe el nombre de tono la cualidad de los sonidos que permite distinguir entre sonidos agudos y sonidos graves. El tono de un sonido queda determinado por su frecuencia, o por la frecuencia del sonido fundamental en el caso de que no sea puro. En el caso de no ser puro, como sucede frecuentemente se debe de hablar con propiedad de tono (o frecuencia) fundamental, puesto que, aparte de ésta existirán otras componentes espectrales. Así, por ejemplo, en los sonidos vocales sonoros, el tono fundamental es aquel modo de vibración principal de las cuerdas vocales. Y en instrumentos musicales cromáticos o tonales (aquellos con los que se pueden producir notas), el tono fundamental se corresponderá con la nota percibida.

1.10.1.6.- SEÑALES ARMÓNICAS. Aquellos sonidos complejos caracterizados por su tono o frecuencia fundamental van acompañados de un conjunto más o menos amplio de frecuencias relacionadas con dicho fundamental. La relación que existe entre ellos es la de ser múltiplos enteros del fundamental. De esta forma, si al fundamental la corresponde una frecuencia de f1 Hz, sus armónicos correspondientes serán fn=n.f1, tomando n los valores 2, 3, 4... y sucesivos, correspondiendo así al número n el armónico n-ésimo. Por ejemplo, si n=3, tendremos que el valor del 3er armónico será f3 = 3.f1, y si el valor concreto de f1 es de 125 Hz, su segundo armónico f2 valdrá 250 Hz, el tercero f3 valdrá 375 Hz, el cuarto f4, 500Hz, y así sucesivamente.

1.10.1.7.- TIMBRE. Dos instrumentos musicales, interpretando la misma nota, no producen la misma impresión en el oído. Por ejemplo, una nota producida por un piano no es igual a la misma nota producida por un violín, aunque ambas notas tengan idéntica frecuencia, es decir, el mismo tono. La cualidad que distingue a ambas notas se denomina timbre. Por timbre se entiende aquel contenido en frecuencia característico de cada sonido que nos permite diferenciar la fuente que lo produce. El timbre será, por consiguiente, una de las características más importantes a la hora de distinguir dos instrumentos musicales. El sonido puro, es decir, desprovisto de armónicos, no existe. Los sonidos reales van siempre acompañados de un cierto número de armónicos. Se dice que un sonido es rico en armónicos y bien timbrado cuando la onda fundamental está acompañada hasta el sexto ó séptimo armónico, en una combinación equilibrada para las intensidades de cada uno de ellos. Si la onda fundamental va acompañada de armónicos altos (por encima del séptimo), la calidad del sonido es áspera.

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1.10.2.- REPRESENTACIÓN LOGARÍTMICA DE SEÑALES: EL DECIBELIO. El decibelio (dB) es una forma alternativa de expresar matemáticamente señales cuyo rango de posibles valores es enorme y, por tanto, incómodo de manejar. Veamos un ejemplo. En señales acústicas, que se transmiten por variaciones de presión en el medio, los valores de esta presión acústica que pueden tomar (para ser percibida) van desde un máximo de unidades o pocas decenas de Pa, hasta un mínimo de decenas de micro pascales. Como se observa, no va a resultar muy práctico manejar directamente Pa para expresar posibles valores de presión acústica. Por este motivo se utilizar el dB, que se define como: -

Caso de magnitudes A tipo cuadráticas: 1dB = 10 . log (A/Aref).

-

Caso de magnitudes B de primer orden: 1dB = 20 . log (B/Bref).

Podemos observar que el valor de dB se calcula respecto a una referencia, es decir, los dB obtenidos estará referidos a este valor. Algunos casos característicos, en los que el valor de los dB toman una denominación específica en función de la referencia utilizada son: dBV (si la referencia es 1 voltio, V), dBm (si la referencia es 1 miliwatio, mW), o dBu (si la referencia es de 0,775V).

1.10.3.- LAS SEÑALES MUSICALES. Por señales musicales entendemos aquellas señales que son generadas por instrumentos musicales. Vamos a clasificar los instrumentos musicales desde diferentes puntos de vista, con el objeto de familiarizarnos con sus características mas relevantes. 1.10.3.1.- ESTRUCTURA TEMPORAL DE UN SONIDO MUSICAL. -

Tiempo de ataque: En él se produce la mayor complejidad y riqueza del espectro, facilitando la identificación subjetiva del instrumento.

-

Tiempo de caída: suponen una breve transición entre el ataque y el sostenimiento de la nota.

-

Tiempo de sostenimiento (o de régimen estacionario): el sonido es estable, y sus componentes temporales y frecuencias permanentes estacionarias.

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-

Tiempo de relajación: Las componentes espectrales se van amortiguando, comenzando por los armónicos de alta frecuencia, hasta que desaparece el espectro por completo.

1.10.3.2.- FAMILIAS DE INSTRUMENTOS MUSICALES. INSTRUMENTOS DE CUERDA: -

Cuerda Frotada: Violín, viola, violoncello, contrabajo. Cuerda Pulsada: arpa, clavecín, cítara, laúd, guitarra, tiorba. Cuerda percutida: piano, planoforte.

INSTRUMENTOS DE VIENTO: -

Viento Madera: oboe, corno inglés, clarinete, fagot, flauta. Viento Metal: trompeta, trompa, trombón, tuba, saxofón, corneta. Órgano.

INSTRUMENTOS DE PERCUSIÓN: -

Cromáticos: Timbales, celesta, xilófono, marimba. Acromáticos: Bombo, tambor, platillos, caja, triángulo, gong.

1.10.3.3.- CARACTERÍSTICAS MUSICALES DEPENDIENTES DE LOS INSTRUMENTOS MUSICALES. ASPECTO DINÁMICO: Depende del nivel sonoro absoluto que el instrumento es capaz de generar y de su rango dinámico. ASPECTO TONAL: Depende del tono y el timbre del instrumento. FORMANTES: Algunos instrumentos presentan en la mayoría de las notas que producen zonas espectrales de frecuencia fija y considerable nivel de presión, debido a la influencia del instrumento como resonador. Los formantes, característicos de cada instrumento, contribuyen a proporcionar diferencias tímbricas entre unos instrumentos y otros, incluso al emitir una misma nota. DURACIÓN DE LAS NOTAS: Duración fija: Arpa, guitarra, piano, xilófono, etc. Duración variable: Violín, violonchelo, flauta, clarinete, etc. Duración ilimitada: órgano, órgano y piano eléctrico.

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1.10.3.4.- PERCEPCIÓN SONORA Y CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES. CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS: -

Sonoridad: Magnitud psixoacústica lineal, asociada al nivel sonoro objetivo de la señal musical, que mide la sensación de nivel subjetivo que nos produce dicha nota. Se mide en SONOS.

-

Sono: Sonoridad producida por un tono de 1kHz y un NPS (nivel de la presión sonora) de 40dB

-

Nivel de Sonoridad: Magnitud logarítmica que mide la sonoridad. Se mide en Fonos.

-

Fono: Nivel de sonoridad de un tono puro que produce en el oído la misma impresión subjetiva que un tono puro de 1kHz y 1 dB.

CARACTERÍSTICAS TEMPORALES: -

Duración de cada nota.

-

Pausas y silencios entre notas.

CARACTERÍSTICAS FRECUENCIALES: -

Tono: Se percepción depende de diversos factores:

Se precisa una duración temporal del sonido de 13ms para poder asignarle un tono. En tonos puros, el cambio de sonoridad conlleva un cambio en la percepción del tono (descendente, si la frecuencia es baja; ascendente, si la frecuencia es alta). -

Timbre: Su percepción depende de muchos factores.

La sonoridad de la nota musical, por el comportamiento no lineal del oído, que puede generar armónicos en notas puras, y frecuencias de intermodulación en pares de tonos. El número, la distribución y la magnitud relativa de los armónicos. Las componentes inarmónicas, que si son muy numerosas dan una sensación ruidosa. La mayor o menor frecuencia fundamental, que lleva a clasificar los instrumentos como soprano, contralto, tenor o bajo. El nivel de la nota, porque se potenciaría la audibilidad de determinados armónicos.

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1.11.- AMBIENTE ACÚSTICO.

El sonido que se propaga al aire libre está sujeto a dispersión geométrica, reflexión, difracción, superposición (interferencia) y absorción. Pero su comportamiento es simple comparado con lo que sucede cuando el sonido se propaga en el interior de un recinto. La forma de recinto que se emplea con más frecuencia es la rectangular por ser de construcción económica y poseer el estudio más amplio de todos los recintos.

1.11.1.- REFLEXIONES EN EL INTERIOR. Cualquiera puede observar una considerable diferencia en la escucha de un sonido al aire libre y en el interior de un recinto. En el exterior solo se puede escuchas una reflexión, la que proviene del suelo. Si la superficie está cubierta con una capa de nieve, que es un excelente absorbente del sonido, es difícil sostener una conversación con alguien que se encuentre alejado a 6 metros. El interior contiene energía, lo que da como resultado un sonido más sonoro para un esfuerzo vocal dado, siendo el orador oído y entendiendo por cientos de personas sin otros refuerzos que el de las reflexiones en las superficies límites. Consideremos una fuente sonora dentro de un recinto que se encuentra a una distancia dada de una pared pesada. Los frentes de onda esféricos son reflejados por esta superficie. Las reflexiones que viajan hacia la izquierda actúan exactamente igual como si hubieran sido radiadas por otra fuente puntual idéntica a S, situada a igual distancia de la superficie reflectante pero en la cara opuesta. La fuente también tiene otras imágenes. Imagen de la superficie reflectante de la pared sur, imagen en la pared norte, imagen en la pared oeste, imagen del suelo e imagen del techo. Se considera que estas seis imágenes están pulsando del mismo modo que S, enviando energía al interior de la sala. Existen imágenes de imágenes. La imagen de la pared este tiene su imagen en la pared oeste y así consecutivamente. Las imágenes más remotas son tan débiles que pueden ser despreciadas.

1.11.1.1.- LA RESONANCIA DE DOS PAREDES. Si disponemos de dos paredes separadas por una longitud L y instalamos en una de ellas un altavoz radiando ruido rosa de tal forma que excite las paredes, el sistema paredaire-pared, mostraría una resonancia a la frecuencia fo = 343/2L. A lo largo del espectro aparecerán resonancias a las frecuencias 2fo, 3fo, 4f0... etc. La frecuencia fundamental fo es considerada como una frecuencia natural del espacio entre las paredes reflectantes y está acompañada de un tres de modos que también muestran resonancias. Otros nombres que se han aplicado a estas resonancias son los de resonancias de la sala, frecuencias naturales, o simplemente modos.

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1.11.2.- LA REVERBERACIÓN. Cuando la pared reflectora y el observador es de, al menos, 16,5m, la onda sonora reflejada se superpone parcialmente a la directa. Esto supone una pérdida considerable de nitidez, denominada retumbo o reverberación, que debe evitarse, sobre todo en los lugares públicos como teatros, iglesias, aulas escolares, etc. Para evitar la reverberación se recubren las paredes de los locales con materiales absorbentes del sonido, aunque no completamente, ya que en tal caso el eco desaparece del todo y el local resulta sordo. La reverberación es la persistencia del sonido dentro de un recinto, después de que el sonido original haya cesado. Se trata de ecos múltiples cuyas intensidades van decreciendo. La reverberación puede considerarse buena o mala dependiendo de las circunstancias. La música de una orquesta grabada y reproducida en una cámara anecoica suena bastante mal, más débil incluso y menos resonante que cuando suena al aire libre, debido a que las reflexiones sobre el suelo, los árboles y el escenario han desaparecido. El efecto de la reverberación en la inteligilidad de la palabra es similar al de la música. Con poca reverberación la palabra no es armoniosa y mucha resta inteligilidad, debe conseguirse la cantidad óptima.

1.11.3.- TIEMPO DE REVERBERACIÓN. El tiempo de reverberación se define como el tiempo necesario para que el sonido de una sala caiga 60dB. 1.11.4.- TIEMPO ÓPTIMO DE REVERBERACIÓN. Desde el punto de vista elemental debe haber alguna forma de tiempo óptimo de reverberación entre el asociado a las cámaras anecoicas y al aire libre y el presente en las catedrales de piedra. Las salas reverberantes, usadas para la medida del coeficiente de absorción, están diseñadas cuidadosamente para tener el tiempo de reverberación más largo posible, ya que esto está relacionado con la precisión de las medidas que se realizan en su interior. Aquí el óptimo será el máximo posible. El principal efecto de una reverberación excesiva es deteriorar la inteligibilidad de la palabra enmascarando las consonantes ya que estas tienen un nivel más bajo. Cuando el tiempo de reverberación es alto, la reverberación que sigue a las vocales pueden enmascarar el sonido de las consonantes. Por esto la palabra más inteligible en salas que tengan un bajo tiempo de reverberación. El mejor tiempo de reverberación para un espacio en el que se ejecutará música escuchada por oyentes depende del tamaño del espacio y del tipo de música. La música solemne y melódica, como la de un órgano, es más agradable con un tiempo de

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reverberación largo. La música muy rítmica requiere un tiempo de reverberación diferente del de la música de cámara. La siguiente figura presenta algunas propuestas de tiempo de reverberación óptimo en función del volumen para diversos usos de los recintos.

1.11.5.- MATERIALES ABSORBENTES. Toda superficie y todo objeto presente en una sala absorbe algo de energía sonora. Los objetos duros y lisos como paredes y azulejos absorberán mucho menos energía sonora que los objetos blandos y porosos como alfombras, tapicerías incluso personas.

1.11.6.- MATERIALES ABSORBENTES POROSOS. Los materiales absorbentes porosos empleados en el control de los ambientes acústicos (por ejemplo, la lana mineral, la fibra de vidrio) están caracterizados por varias variables: porosidad, resistencia de flujo y factor de estructura. Una onda sonora que incida sobre este tipo de absorbente hará que el aire de los poros conectados con el exterior vibre, pero como el movimiento de las partículas de aire está limitado por la resistencia de flujo del material, algo de energía sonora se disipará como calor. La amplitud de la vibración de las partículas de aire se amortiguará progresivamente por fricción contra las paredes de los poros. Esto actúa como una resistencia acústica dependiendo principalmente de la resistencia del material al flujo directo del aire. La porosidad efectiva del material (es decir, el volumen de los poros conectados con el aire exterior comparado con el volumen total del material) controla la cantidad de energía sonora aérea que puede entrar y ser sometida a atenuación.

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El factor de estructura es también importante ya que el aire de los conductos ciegos y de los poros que son paralelos a la superficie serán poco afectados por el flujo de aire en los poros principales y tienen efecto despreciable sobre el efecto absorbente.

1.11.7.- PANELES ABSORBENTES SONOROS. Si una placa o panel se monta frente a una pared rígida, la disposición se comporta de la misma manera que un sistema masa-muelle, siendo la placa la masa y el aire encerrado el muelle. Cuando un sonido incide sobre el sistema, el sistema tiende a entrar en vibración. La máxima transferencia de energía se produce cuando la frecuencia de la energía sonora incidente es la misma que la frecuencia de resonancia del sistema. Dado que el panel posee inercia y amortiguamiento, algo de la energía sonora se convierte en energía mecánica y se disipa como calor, se produce por tanto absorción sonora. Sin embargo, puesto que el panel vibra actuará como radiador de sonido, de modo que es raro encontrar un sistema de este tipo con un coeficiente de absorción efectivo superior a 0,5.

1.11.8.- ABSORBEDORES RESONANTES. El tipo más sencillo de absorbente resonante es el llamado resonador de Helmholtz. Este consta de un volumen de aire contenido en una cavidad conectada con el aire de la sala a través de una pequeña abertura conocida como cuello.

Cuando una onda sonora incide sobre la abertura del cuello, el aire en el cuello comenzará a vibrar y el aire en la cavidad se verá sometido a compresiones y rerefracciones periódicas. La fricción entre el movimiento amplificado resultante de las partículas en el cuello y el cuello mismo producen absorción de energía. Los resonadores de Helmholtz son más eficaces a bajas frecuencias. 1.11.9.- ABSORBENTES DE PANELES PERFORADOS. Una aplicación muy común del principio del resonador de Helmholt para una absorción sonora se ha encontrado en el panel acústico perforado. Este consiste en un panel o placa con una estructura de perforaciones o taladros montado de tal manera que encierre un espacio de aire entre él y la pared. Los agujeros o canales forman los cuellos de los

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resonadores y la parte del espacio de aire detrás de cada agujero forma la cavidad del resonador. Usualmente no hay necesidad de dividir las cavidades del resonador por particiones. En los paneles acústicos prácticos, se inserta un material amortiguante, como lana mineral o fibra de vidrio en el espacio de aire lo que incrementa la efectividad de la absorción por encima y por debajo de la frecuencia de resonancia.

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Capítulo

2

Micrófonos 2.1.- INTRODUCCIÓN

Un micrófono es un traductor electroacústico, es decir, dispositivos capaces de transformar en energía eléctrica la energía acústica que reciben. A su vez este transductor puede considerarse dividido en dos: un transductor acústico-mecánico (T.A.M.) y otro mecánico-eléctrico (T.M.E). El T.A.M. está formado por una membrana, o diafragma, que al recibir una onda de presión se desplaza con una determinada velocidad, comunicando una fuerza a un elemento móvil, por ejemplo una bobina. En este transductor se encuentran los elementos acústicos que permiten dar diferentes formas de directividad a los micrófonos. El T.M.E. consiste en un elemento electromagnético, electrostáticos, piezoeléctrico, etc, que convierte el desplazamiento del diafragma en una señal eléctrica.

2.2.- CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS MICRÓFONOS

Las características técnicas de los micrófonos son las siguientes: -

Sensibilidad. Fidelidad. Directividad. Impedancia interna. Distorsión. Dinámica. Factor de sensibilidad a los campos magnéticos. Polaridad.

2.2.1.- SENSIBILIDAD La sensibilidad nos indica la eficiencia con que un micrófono transforma la presión sonora en tensión eléctrica, es decir, la cantidad de señal eléctrica que es capaz de proporcionar según la presión recibida.

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La sensibilidad es la relación entre la tensión en circuito abierto generada por el micrófono, respecto de la presión recibida por el mismo. Se mide en V/Pa a 1kHz y con la señal en la dirección de máxima incidencia. Cuanto mayor sea la sensibilidad mayor es el nivel de la señal de salida con igual presión incidente, de tal manera que el micrófono responderá a señales de menor nivel de presión sonora. Existen básicamente dos formas de definir la sensibilidad de un micrófono: en términos de tensión de salida o en términos de potencia de salida para una presión sonora dada. La sensibilidad también se expresa en decibelios referidos a 1V/Pa. También la sensibilidad se expresa a veces en mV/Pa y en mV/µbar, siendo 1mV/µbar igual a 10mV/Pa. No son aconsejables sensibilidades menores de 1mV/Pa.

2.2.2.- FIDELIDAD. La fidelidad de un micrófono depende de tres factores: -

Respuesta de frecuencia. Regulación. Linealidad.

La curva de respuesta de frecuencia, curva de respuesta o característica de respuesta del nivel de sensibilidad en función de la frecuencia de un micrófono define el comportamiento de éste dentro del margen de las frecuencias audibles. Un micrófono con buena fidelidad es aquel cuya respuesta es plana y se extiende a toda la banda de frecuencias.

La linealidad es la cualidad de un micrófono para proporcionar una tensión de salida proporcional a la tensión de entrada.

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2.2.3.- DIRECTIVIDAD. La directividad, o la característica de respuesta directa, es la variación del nivel de salida del micrófono para cada uno de los ángulos de incidencia de la presión acústica. Se representa mediante los llamados diagramas polares de campo, los cuales consisten en una representación empleando coordenadas polares para mostrar la magnitud de una cualidad en una o en todas las direcciones, es decir 360º alrededor de un punto dado.

Dado que las curvas son simétricas respecto al eje principal, se suele tomar solamente los valores comprendidos entre 0º y 180º. Se obtienen cuatro curvas básicas de directividad. -

Omnidireccional. Semidireccional. Bidireccional o en ocho. Unidireccional o cardiode.

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MICRÓFONOS OMNIDIRECCIONALES: En estos micrófonos el sonido es captado casi uniformemente en todas las direcciones. La tensión obtenida en un micrófono en circuito abierto es proporcional a la presión sonora incidente sobre su membrana, independientemente de la orientación de ésta. MICRÓFONO BIDIRECCIONAL: Nos proporcionan una máxima sensibilidad al sonido que proviene de la parte anterior y su opuesta. Esta sensibilidad disminuye hacia los lados. Es un micrófono idóneo para ser utilizado entre dos locutores enfrentados, ya que capta por igual el sonido de ambos. MICRÓFONOS SEMIDIRECCIONALES: Captan preferentemente los sonidos procedentes de los puntos situados delante de su membrana, y con menor nivel los que proceden de los puntos situados detrás. MICRÓFONOS UNIDIRECCIONALES: Sólo recogen los sonidos precedentes de puntos situados delante del micrófono, quedando muy atenuados los procedentes de la zona posterior. Son los idóneos para ser utilizados en locales donde exista riesgo de realimentación acústica. Existe una variante de este micrófono, llamada supercardioide, que es un tipo intermedio entre cardioide y el bidireccional.

2.2.4.- IMPEDANCIA INTERNA. Cualquier equipo de audio puede representarse como un generador de tensión serie con una impedancia, llamada impedancia interna (Zi). A la salida del circuito equivalente se conectará otro equipo que a su vez tendrá una impedancia de entrada (Zee). En el caso de los micrófonos, interesa que exista adaptación por tensión, es decir, que la impedancia de entrada de la etapa siguiente sea mucho mayor que la impedancia interna, para que toda la tensión generada por el micrófono caiga sobre la entrada del equipo conectado a él. La impedancia interna depende del tipo de micrófono, es decir, de su técnica de construcción. La impedancia de un micrófono debe ser la misma que la de entrada del preamplificador, con el fin de que el acoplamiento entre ambos sea correcto y transmita la máxima energía de uno a otro, aunque es preferible una adaptación por tensión, es decir, que la impedancia de carga, o de entrada del amplificador, sea de tres a diez veces la impedancia interna del micrófono. La impedancia interna de los micrófonos se mide en ohmios para una frecuencia de 1kHz. De acuerdo con su impedancia, los micrófonos se clasifican, según las normas DIN 41 254 en: -

Micrófonos de alta impedancia. (>1MÙ) Micrófonos de media impedancia.(entre 5 y 10kÙ, 0,3 a 0,6mV) Micrófonos de baja impedancia. (<5kÙ, V< 0,3mV).

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2.2.5.- DISTORSIÓN. Se conoce como distorsión, el conjunto de señales que aparecen en la salida de un sistema y no estaban en la entrada. En el caso de los micrófonos, los fabricantes no suelen dar el valor de la distorsión, debiendo orientarnos o bien por la marca o bien por la experiencia. Existen varias causas por las cuales se puede crear distorsión en los micrófonos. DISTORSIÓN INTERNA: - Efecto proximidad. - Resonancias internas. - Respuesta lenta a los ataques. - Vibraciones parciales, en diagramas grandes. DISTORSIÓN EXTERNA: - Sobrecarga o sobresaturación. - Poping. - Ruido de viento. - Ruido de vibración o golpeteo.

EFECTO PROXIMIDAD: Cuando colocamos un micrófono bidireccional o unidireccional muy cerca de la fuente sonora las bajas frecuencias aumentan su nivel en comparación con las altas y las medias frecuencias. A esta respuesta se le conoce con el nombre de efecto proximidad o acentuación de graves. Para evitar este efecto, algunos micrófonos llevan un dispositivo ecualizador limitado, también llamado atenuador de graves (bass roll-of).

SOBRECARGA: En general todos los micrófonos pueden generar distorsiones si los niveles son muy altos (sobrecarga), pero algunos micrófonos responden mejor que otros a estas sobrepresiones. POPING Y RUIDO DE VIENTO: El efecto poping es el que se produce al pronunciar fuertemente las consonantes labiales p, t, b, siendo los micrófonos directivos los más afectados por este efecto. Para neutralizar estos efectos se utilizan o bien un filtro antipop interno, o bien una pantalla antiviento externa. RUIDO DE VIBRACIÓN: Existe siempre el peligro de que las vibraciones se transmitan a través del soporte del micrófono a éste. Para evitar los ruidos producidos por las vibraciones deberemos colocar el micrófono sobre una montura antivibratoria, la cual consiste en un dispositivo suspendido que aísla mecánicamente el micrófono de su soporte.

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2.2.6.- DINÁMICA. La separación existente entre el sonido más débil que se transforma en señal eléctrica en el micrófono, y el sonido más fuerte que se traduce en señal eléctrica sin distorsión, recibe el nombre de dinámica.

2.2.7.- FACTOR DE SENSIBILIDAD A LOS CAMPOS MAGNÉTICOS. Si un micrófono dinámico se encuentra en las proximidades de un fuerte campo magnético y se mueve dentro de él, se originan tensiones parásitas inducidas que dan origen a ruidos. También las líneas de campo eléctrico en las proximidades de un micrófono pueden dar origen a tensiones parásitas, puesto que todo campo eléctrico va acompañado de un campo magnético. Para subsanar este inconveniente algunos micrófonos se fabrican dotados de una bobina de compensación, que anula la tensión parásita generada por la bobina.

2.3.- CLASIFICACIÓN DE LOS MICRÓFONOS.

El dividir un micrófono en dos transductores, nos da la posibilidad de clasificarlos según el tipo de transductor empleado. Así se estudian los tipos de micrófonos según: -

T.A.M., que da lugar a las diferentes directividades. T.M.E., que indica la eficiencia del micrófono en la conversión de energía (onda) acústica a energía (señal) eléctrica.

2.3.1.- TIPOS DE MICRÓFONOS SEGÚN EL T.M.E. Se clasifican en: 1. 2. 3. 4. 5.

DINÁMICOS: De bobina, De cinta. ELECTROSTÁTICOS: De condensador, Electret. PIEZOELÉCTRICOS. MAGNÉTICOS. DE CARBÓN.

2.3.1.1.- MICRÓFONO DE BOBINA MÓVIL. Los micrófonos dinámicos, también llamados de bobina móvil, basan su funcionamiento en el fenómeno de generación de una tensión electromotriz, o inducida, en un conductor que se desplaza, por efecto de la presión acústica, en el interior de un campo magnético.

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El micrófono de bobina móvil es muy popular, pues se utiliza tanto en magnetófonos de casete de uso doméstico como en estudios profesionales de grabación. Consiste en un cilindro (de plástico o de cartón), no muy grande, sobre el que se halla sujeta una membrana. Sobre este cilindro se arrolla una bobina de hilo conductor. El cilindro, junto con la nobina, se introduce en el entrehierro de un imán acorazado. Si en esta disposición inciden sobre la membrana ondas acústicas, ésta oscilará hacia uno y otro lado con la misma frecuencia que la onda sonora. La bobina, unida a la membrana, oscila así dentro del campo magnético del imán, induciéndose en ella una tensión eléctrica alterna.

La frecuencia de la tensión alterna inducida en la bobina es la misma que la de la onda acústica, y el valor eficaz de dicha tensión depende de la presión que la onda acústica ejerza sobre la membrana y del número de espiras de la bobina. La sensibilidad de un micrófono de bobina móvil es aproximadamente 0,1 mV/µbar. La bobina móvil posee una cierta inductancia L que se convierte en una reactancia inductiva por efecto de la corriente alterna. La suma geométrica del valor de la reactancia inductiva (a una frecuencia de 1 000Hz) y de la resistencia óhmica del hilo con el que se construye la bobina, constituye la impedancia del micrófono, es decir:

Z=

R 2 + X L2

La impedancia de un micrófono de bobina móvil a 1 00Hz es de aproximadamente de 200 óhmios, por lo que en el supuesto de conectarlo a un amplificador de elevada impedancia de entrada deberán adaptarse ambas impedancias, bien sea mediante transformador, bien sea mediante un transistor en montaje base común. Al ser la impedancia de estos micrófonos baja, se pueden utilizar líneas largas sin que se produzcan pérdidas notables de la calidad. Algunos micrófonos de bobina móvil llevan incorporados un transformador elevador de tensión, así. la impedancia de salida alcanza valores comprendidos entre 10 y 50 k. Con

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el transformador incorporado la sensibilidad aumenta manifiestamente y el ruido de fondo se incrementa muy poco. La membrana del micrófono de bobina móvil, o micrófono dinámico, tiene que responder a una serie de exigencias tales como ligereza, gran rigidez y reducida inercia. Debe tener, además, una gran superficie para poder oscilar con las bajas frecuencias de audio, y pequeñas dimensiones para las vibraciones de frecuencias elevadas. Los micrófonos de bobina móvil son omnidireccionales, con una respuesta de frecuencia bastante aceptable, aunque actualmente, y mediante disposiciones constructivas muy perfeccionadas, se fabrican con característica omnidireccional y respuesta de frecuencia perfectamente uniforme entre los 30Hz y 20kHz. Como características propias de este micrófono cabe citar su gran robustez, excelente dinámica (grandes desplazamientos de la membrana), su poca sensibilidad a las condiciones climatológicas y su autonomía de funcionamiento, pues no necesitan fuente de alimentación. Los modelos más perfeccionados incorporan una bobina compensadora, cuya finalidad es atenuar la influencia de los campos magnéticos externos. Las ventajas de este tipo de micrófonos son: -

Bajo coste y uso sencillo. Robustos y difíciles de averiar. Salida de tensión de nivel medio. Admiten niveles altos de presión sin saturar. Baja impedancia interna.

Como inconvenientes: -

Presentan una resonancia (elevación de la respuesta) en la banda de frecuencias medias. Respuesta lenta. Mala respuesta a las frecuencias altas de la banda de audio. Sensibles a la vibración y golpeteo. La bobina se comporta como una antena, captando perturbaciones eléctricas (red, señales de R.F).

2.3.1.2.- MICRÓFONO DE CINTA. Se basan en el mismo principio que los de bobina, pero ahora el conductor que se mueve en el campo magnético es una cinta metálica de aluminio de 2 a 5 µm de espesor, 3 a 4 mm de ancho y unos 5 cm de longitud en forma de zig-zag, que se encuentra situada, y puede oscilar, entre los polos de un potente imán, tal y como se puede ver en la siguiente figura. Las ondas de presión hacen vibrar la cinta dentro del campo magnético, generándose en ella una tensión cuya amplitud y frecuencia es porporcional a la velocidad y frecuencia de la onda de presión. Los micrófonos de cinta pueden ser diseñados con un amplio margen de frecuencias, siendo éstas considerablemente constantes a partir de unos 50 Hz. La sensibilidad es

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buena, aunque inferior a la del micrófono de bobina móvil. Tienen baja distorsión y reducido ruido interno. Su impedancia es muy pequeña (del orden de 0,1 óhmios) razón por la cual necesitan de un transformador de adaptación con elevada relación de transformación.

El diagrama típico polar de un micrófono de cinta es bidireccional, es decir, la respuesta a 90º es cero, aunque se diseñan micrófonos de cinta con características polares unidireccionales y cardioides, tapando una cara de la cinta para el primer caso o con una combinación de dos elementos de cinta para el segundo. En la siguiente figura se representa esquemáticamente la forma constructiva de un micrófono de cinta dotado de un filtro vocal (consistente en una reactancia conectada en paralelo con la salida del transformador de impedancia), cuya finalidad es reducir la respuesta de BF para la voz humana (por debajo de 200Hz). El citado filtro no se utiliza cuando el micrófono se emplea en la grabación de música.

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Las ventajas más importantes son: -

Grandes, robustos y pesados. Permiten una directividad bidireccional.

Como inconvenientes: -

Son los micrófonos de menor sensibilidad y los más fácil de saturar, por ello no se usan como instrumentos sonoros. Respuesta irregular, con refuerzo en graves-medios y pérdidas en agudos. Sensible a las vibraciones y movimientos bruscos.

2.3.1.3.- MICRÓFONO DE CONDENSADOR. También conocido como micrófono de capacidad o micrófono electrostáticos, es un micrófono de alta calidad cuyos principios de funcionamiento están basado en la atracción y repulsión de cargas eléctricas.

Consiste en un condensador formado por una placa fija (la membrana exterior) y otra móvil. Para funcionar necesita de una polarización o alimentación de tensión continua que mantenga cargado el condensador. El funcionamiento del micrófono de condensador es el siguiente: una membrana metálica está aislada y separada, entre 10 y 25µm, de otra placa metálica perforada. Entre membrana y placa metálica perforada se aplica una tensión continua que va conectada en serie con una resistencia de elevado valor óhmico. En el micrófono de capacidad, la membrana y la placa perforada forman un condensador de unos 40 a 100pF (según el tamaño y la distancia de separación entre ellas), que se carga con la batería (a través de la resistencia) hasta que entre ambas placas aparece una tensión de igual valor y signo opuesto a la tensión de la fuente de alimentación, instante en el que se alcanza el estado de reposo (deja de circular corriente de carga). Al llegar una onda acústica a la membrana, una compresión de las capas de aire acerca esta a la placa perforada que se encuentra detrás. Como consecuencia de la menor separación, las cargas de diferente signo se atraen con más fuerza y apoyan la tendencia

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de la batería a trasladar más electrones desde la membrana hacia la placa. En otras palabras: la capacidad aumenta. Esta circulación de corriente genera en bornes de la resistencia R una tensión. Como toda onda acústica está formada por una serie de compresiones y depresiones de aire, inmediatamente después de la compresión que acerca la membrana a la placa perforada, esto es, la depresión hace que disminuya la capacidad del condensador. Con ello se produce una descarga del condensador, es decir una corriente en sentido opuesto al de la corriente de la carga, pero que, como puede deducirse también circula por la resistencia. En la resistencia se consigue así una tensión de signo opuesto a la obtenida cuando incide la onda acústica sobre la membrana. La vibración de la membrana, siguiendo el ritmo de las ondas acústicas modifica continuamente la capacidad existente entre membrana y placa perforada; se produce cargas y descargas del condensador que, al circular por la resistencia R, se traducen en una tensión alterna cuya frecuencia es idéntica a la de las ondas sonoras y cuya amplitud depende del valor de las presiones de la onda acústica, puesto que cuando mayores sean dichas presiones y depresiones más se acercará ó alejará la membrana de la placa perforada, es decir, mayores serán las variaciones de capacidad y, con ellas, las de la corriente de carga y descarga. La placa situada detrás debe estar perforada, pues si no lo estuviera el volumen de aire existente entre ella y la membrana frenaría la vibración de esta última. Es pues preciso que dicho aire tenga facilidad para circular entre la membrana y la placa posterior. La impedancia de un micrófono de condensador es elevada (aproximadamente unos 30 M). En los micrófonos de condensador el cable de conexión al amplificador ha de ser lo más corto posible, ya que la capacidad parásita propia de los hilos (capacidad existente entre los dos hilos conductores) perturbaría el funcionamiento del micrófono y afectaría a la respuesta de frecuencia. Por esta razón se monta, en el propio micrófono, un pequeño amplificador que, con una resistencia de carga de 200 óhmios, facilita una tensión de salida de 1mV/µbar.

El micrófono varía su capacidad de acuerdo con las variaciones de presión sonoras, y en bornes de la resistencia R aparece una tensión que, a través del condensador C queda aplicada al electrodo de la puerta G de un FET. Es necesaria la utilización de un FET,

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ya que éste proporciona una elevada impedancia de entrada y, por lo tanto, se acopla perfectamente al micrófono. La señal de salida, una vez amplificada, se obtiene en bornes de la resistencia del surtidos Rs, es decir, el FET trabaja en montaje seguidor de surtidor, con lo cual se obtiene baja impedancia de salida y, como consecuencia, admite la conexión a líneas de gran longitud. Los micrófonos de condensador se fabrican con características polares omnidireccionales, bidireccionales y unidireccionales. Admiten presiones sonoras de unos 120dB por encima de LPS. Como ventajas de este tipo de micrófono tenemos: -

Respuesta plana hasta las altas frecuencias. Elevada sensibilidad. Buena relación señal/ruido, aunque con presiones elevadas podemos saturar el previo o la entrada de la mesa. Poco sensibles a las vibraciones y la manipulación. Tamaño pequeño.

Como inconvenientes más destacables: -

Alto coste. Hay que suministrar polarización a través del cable de conexión Necesitan preamplificador para adaptar su alta impedancia interna a la baja de la mesa de mezclas. Poco robustos y con diafragma frágil. Sensibles a la humedad.

2.3.1.4.- MICRÓFONO ELECTRET. El micrófono electret es un micrófono de condensador que utiliza un electreto, o electrodo laminar, que no necesita tensión de polarización. La cámara de aire del micrófono de condesador ha sido sustituida por un polímero llamado electret, material que está prepolarizado electricamente, con lo que este tipo de micros no necesita polarización externa. El electret es un dieléctrico permanentemente polarizado, análogo a un imán permanente, pero en versión eléctrica. Entre los diferentes tipos de electretos que se fabrican citaremos el utilizado en los micrófonos, consistente en una lámina o cera con carga permanente positiva en una cara y negativa en la cara opuesta, siendo ambas caras estables.

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Este tipo de micrófono consta de dos partes esenciales: un electrodo fijo y otro móvil. El electrodo fijo está constituido por una placa metálica con perforaciones. El electrodo móvil consta de una membrana de material plástico (policarbonato fluorado), de un espesor de unos 4 a 12µm, la cual está metalizada por la cara que establece contacto con el electrodo fijo. Cada perforación del electrodo fijo hace las funciones de un micrófono electrostático. La polarización de lámina de policarbonato fluorado metalizada se consigue colocándola entre dos electrodos planos en el interior de un horno a unos 230ºC. A estos electrodos se les aplica una tensión continua de 3 a 4kV y se disminuye poco a poco la temperatura del horno, con lo cual la lámina queda fuertemente polarizada. El principio de funcionamiento de los micrófonos electret de condensador es en todo similar al de condensador convencional, es decir, está basado en las variaciones de capacidad producidas por las vibraciones sonoras que llegan a una placa flexible situada en la cabeza del micrófono; pero en el caso del micrófono electret la placa flexible es el electrodo laminar cuyas características se han expuesto al comienzo de este apartado. Puesto que la lámina contiene una carga eléctrica permanente, al modificar su separación con respecto al elemento fijo, el campo electrostático varía, produciendo un cambio de la tensión entre los terminales de salida. Para obtener una salida de baja impedancia se dispone, al igual que en los micrófonos de condensador convencionales, de un FET montado en seguidor de surtidor a la salida del micrófono. Este circuito suele alojarse en la misma cápsula del micrófono y se alimenta con una pila de 1,5 a 6V. El consumo de corriente es casi nulo (entre 50 y 150µA), por lo que la vida útil de la pila es prácticamente ilimitada. En la siguiente figura se representa el circuito de un micrófono de condensador convencional, el cual precisa, además del preamplificador, de un circuito separador de corriente continua y un convertidor de tensión continua; el circuito del micrófono electret solo posee un circuito integrado, una pequeña fuente de alimentación y una resistencia de carga Rc.

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La capacidad de un micrófono electret es de unas tres veces la de uno de condensador de parecidas dimensiones físicas. La sensibilidad del micrófono electret permanece constante durante muchos años. Pruebas de laboratorio indican que ésta cae el 50% después de 100 años de vida. Esta clase de micrófonos se construyen en versiones omnidireccional y cardioide. Los convertidores de impedancia que contienen se diseñan con un circuito integrado o con un FET. Las ventajas de este tipo de micrófonos son las siguientes: -

Poco sensibles a la humedad. Menor coste que los de condensador. La alimentación para el preamplificador, puede ser proporcionada por una simple pila.

Los micrófonos electret presenta básimente las mismas características que los micrófonos de condensador, pero podemos incluir las desventajas que se describen a continuación: -

Respuesta en agudos más pobre que los de condensador. Menor sensibilidad que los de condensador.

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2.3.2.- TIPOS DE MICRÓFONOS SEGÚN EL T.A.M. Variando la forma en que la onda de presión llega al diafragma, se pueden obtener micrófonos con características direccionales diferentes. -

Micrófono de presión. Micrófono gradiente. Micrófono combinado de presión y gradiente.

2.3.2.1.- MICRÓFONO DE PRESIÓN. En este tipo de micrófonos el diafragma va a estar expuesto por una de sus caras a la presión incidente y por la otra a una cavidad cerrada, en la que existirá una determinada presión gracias a un tubo ecualizador. Cuando llega la onda de presión al diafragma, desde cualquier dirección, la cara exterior del mismo está sometida a sobrepresiones y enrarecimientos, mientras que la cara posterior sigue sometida a la presión ambiental. Esta diferencia de presiones va a producir el desplazamiento del diafragma, el cual comunicará el movimiento al transductor mecanoeléctrico.

2.3.2.2.- MICRÓFONO DE GRADIENTE. En este tipo de micrófonos el diafragma está expuesto por su cara exterior a la onda incidente de presión y por su cara posterior a la misma onda pero después de que ésta haya recorrido un cierto camino. Para recorrer este camino, la onda que llega a la cara posterior tiene otra fase y otro valor de presión diferente al de la onda incidente, de manera que sobre el diafragma existe una diferencia o gradiente de presión, que lo hace moverse. El micrófono nos proporcionará una salida máxima cuando la onda sobre el eje del micrófono, ya sea frontal o posteriormente, y sin embargo dará salida nula cuando incida lateralmente (90 ó 270º), ya que el recorrido de las dos ondas sobre el diafragma es el mismo y no existe diferencia de presiones.

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2.3.2.3.- MICRÓFONOS DE PRESIÓN Y GRADIENTE. Son los más utilizados por sus características unidireccionales. El diafragma se mueve por la presión ejercida en la cara exterior de la membrana y por el gradiente de presión que aparece entre sus caras. De esta manera la cara anterior recibe la onda directamente, mientras la cara posterior recibe la onda con un desfase controlado, debido a que el camino recorrido por esta onda es diferente según su dirección de incidencia. Estos micrófonos dan respuesta máxima para la captación anterior y mínima para la posterior (micrófono cardioide).

2.4.- OTROS TIPOS DE MICRÓFONOS.

2.4.1.- MICRÓFONOS INALÁMBRICOS. Permiten gran movilidad y flexibilidad en la captación de fuentes sonoras móviles. Estos micrófonos llamados emisores FM, constan de tres componentes: el emisor, la antena y el receptor, además del micrófono. La principal ventaja de este tipo de sistemas, en sala, es que permiten al ejecutante moverse por el escenario sin ningún tipo de limitación. Un micrófono inalámbrico es una pequeña emisora de radio. Podemos tener dos tipos de configuración: -

El emisor constituye un elemento separado del micrófono (de mano o de solapa) y que porta el cantante. El emisor y el micrófono de mano están integrados en una misma carcasa.

Las desventajas más importantes son: -

Interferencias con otras señales. Pérdida de señal cuando la distancia entre el transmisor y receptor es grande.

2.4.2.- MICRÓFONOS DE CONTACTO. Los micrófonos de contacto captan las vibraciones a través de sólidos. Al conectarlos a la superficie vibrante de un vibrante de contrabajo, una guitarra eléctrica o en la caja de resonancia de un piano reproducen el sonido directo sin presencia de reflexiones. 2.5.- CONEXIÓN A MASA DE LOS MICRÓFONOS.

La correcta conexión a masa de los micrófonos y sus cables es muy importante, ya que cualquier frecuencia de zumbido o ruido captado por los cables es amplificado junto con la señal de audio.

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En la siguiente figura se muestra un método muy empleado, consiste en un cable trifilar apantallado: la señal procedente del micrófono pasa por dos de los cables hasta el transformador de entrada del amplificador. El tercer conductor está conectado a la masa del preamplificador y a la pantalla.

En equipos amplificadores de uso doméstico y semiprofesional se emplea el sistema cuyo esquema representa la siguiente figura, en el cual la pantalla tiene la doble finalidad de apantallamiento y de conductor de la señal de audio junto con el conductor central.

2.6.- ACCESORIOS DE LOS MICRÓFONOS.

Los accesorios de un micrófono son necesarios para el conexionado al sistema de sonido y para el montaje de los mismos. En términos generales podemos considerar como más importantes los siguientes:

2.6.1.- CABLES. El cable de micrófono puede ser balanceado, consta de dos conductores y una malla (conexión simétrica), o no balanceado y consta de un conductor y la malla, que sirve de segundo conductor (conexión simétrica).

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Cuando se enrolle un cable de micrófono no debemos hacerlo en torno al brazo y deberemos doblarlo con holgura suficiente ya que de otro modo podrían dañarse los hilos internos. 2.6.2.- CONECTORES. La mayoría de los micrófonos profesionales y cables de micrófonos usan un conector XLR (DIN, CANON, JACK) macho de tres puntas en el extremo del cable que va conectado al micrófono. En el otro extremo del cable, el tipo de conector dependerá del que se utilice en la entrada del equipo donde vayamos a conectar el micrófono, y que normalmente será una consola.

2.6.3.- SOPORTES. Las producciones se distinguen en estáticas, las que requieren poca o ninguna movilidad, y dinámicas, las que necesitan movilidad. Atendiendo a esto podemos dividir el uso de los micrófonos en dos categorías: fijos y móviles. -

Soportes de micrófonos fijos. • • • •

-

Soporte de tubo flexible. Soporte de sobremesa. Soporte de suelo. Soporte suspendido del techo.

Soportes para micrófonos móviles. • • •

Montados sobre jirafa móvil Sujetos en la mano. Utilizar inalámbricos.

2.7.- ADAPTACIÓN DE IMPEDANCIAS.

En muchas ocasiones la impedancia del micrófono no coincide con la entrada del preamplificador. En estas circunstancias no se transmite la máxima energía del uno al otro, por lo que se hace necesaria la utilización de un transformador de impedancias. Así, por ejemplo, si la impedancia de un micrófono de bobina móvil es de 200 ohmios, y ha de conectarse a un magnetófono cuya impedancia de entrada es de 80k, entre el

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micrófono y la entrada del magnetófono debe intercalarse un transformador de adaptación, cuya relación de transformación sea:

n=

ZS = ZE

200Ω = 80000Ω

1 1 = 400 20

En muchos micrófonos de bobina móvil este transformador ya está incorporado, siendo generalmente un autotransformador, como puede verse en la siguiente figura.

En otras ocasiones el transformador forma parte de los cables de conexión, como en el caso de las siguientes figuras, en las que se puede ver como el transformador de adaptación forma parte del cable y de conexión del micrófono al preamplificador.

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Capítulo

3

Bafles, altavoces y auriculares. 3.1.- INTRODUCCIÓN

El altavoz es un transductor electroacústico, ya que transforma la energía eléctrica en energía acústica. Recibe el nombre de bafle, pantalla o caja acústica el conjunto formado por el recinto acústico por el altavoz o altavoces contenidos en él, que constituye el elemento final de toda etapa amplificadora de Hi-Fi. 3.2.- CLASIFICACIÓN DE LOS ALTAVOCES.

Atendiendo a su principio de funcionamiento: -

Electrostáticos: de condensador, piezoeléctricos. Electrodinámicos: de bobina móvil, de cinta, etc.

Atendiendo a su acoplo con el medio de radiación: -

De radiación directa: de cono, de domo, etc. De radiación indirecta: bocinas, anillos de radiación, motores de compresión.

Atendiendo a la banda de trabajo: -

De baja frecuencia: sub-woofers, woofers. De frecuencias medias: mid-range. De alta frecuencia: tweeters, ultra-high tweeters.

3.3.- ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE ALTAVOCES.

TIPO DE TRANSDUCTOR: Se especifica el principio electromagnético).

de

transducción

(electrostático,

electrodinámico,

TIPO DE UNIDAD: Se especifica el tipo de altavoz (motor de compresión, altavoz de radiación directa, bocina, sistema de una sola vía o sistemas de varias vias, con o sin filtro de cruce).

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TIPO DE SISTEMA: Se especifica el número y tipo de unidades y el sistema de montaje (caja cerrada, bassreflex, bocina, columna, array). IMPEDANCIA NOMINA (Znom): Se especificará el valor de una resistencia pura por el cual se puede sustituir el altavoz para medidas relacionadas con potencia eléctrica. Los valores normalizados de fabricación suelen ser: 2,4,8,16 y 32 óhmios. CURVA DE IMPEDANCIA (Zee(f)): Se especificará la impedancia eléctrica de entrada como la relación compleja entre la tensión en bornes del altavoz y la corriente que se suministra. Se representará la variación de la impedancia eléctrica de entrada con la frecuencia. Al menos se realizará un barrido de frecuencias con amplitud constante en el margen de 20 Hz a 20kHz. POTENCIA ELÉCTRICA A CORTO PLAZO (Pmus): Se especificará el valor de la máxima potencia (disipada sobre el valor de la impedancia nominal) con la que es capaz de trabajar el equipo sin que éste sufra daños permanentes. POTENCIA DISCONTINUA SINUSOIDAL (Psin): Se especificará el valor de la máxima potencia (disipada sobre el valor de la impedancia nominal) con la que es capaz de trabajar el altavoz sin que éste sufra daños mecánicos ó térmicos, cuando se le excita con una señal sinusoidal continua dentro de una banda determinada de frecuencias. SENSIBILIDAD: Especifica el nivel de presión radiado por el altavoz (expresado en dB) en una determinada dirección, a una distancia fija y con una potencia fija de excitación, en una determinada banda de frecuencias. RESPUESTA EN FRECUENCIA: Expresa la variación en dB de la presión acústica radiada en función de la frecuencia para una tensión constante y en una determinada dirección. RANGO DE FRECUENCIAS: El intervalo máximo de frecuencias dentro del cual, la desviación de la respuesta en frecuencia no supera unos límites especificados (desviaciones de ±6dB). FRECUENCIA DE RESONANCIA: Frecuencia para la cual el módulo de la impedancia eléctrica de entrada tiene el máximo relativo en sentido ascendente de frecuencia. DIRECTIVIDAD: Especifica la curva que representa la sensibilidad del altavoz en campo libre en función del ángulo de radiación de la onda acústica, para una frecuencia o banda de frecuencias especificadas. Las bandas de frecuencia de medida se han normalizado a los siguientes valores de frecuencias centrales: 125, 250, 500, 1k, 2k, 4k, 8k, 16kHz. ANCHO DEL HAZ: Especifica el valor del ángulo medido a ambos lados del eje de máxima radiación para el cual el nivel de presión acústico está a 6dB por debajo del valor máximo.

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FACTOR DE DIRECTIVIDAD (Q): Expresa la relación en dB entre la intensidad acústica radiada por el altavoz bajo prueba medida a una distancia determinada y la intensidad acústica radiada por un altavoz omnidireccional que radie la misma potencia acústica medida en las mismas condiciones que en el caso anterior. DISTORSIÓN ARMÓNICA (THD%): Relación entre la presión radiada debida a los armónicos generados por el comportamiento no lineal del altavoz con respecto a la presión radiada correspondiente a la frecuencia fundamental de excitación.

3.4.- CONSTITUCIÓN DE LOS ALTAVOCES.

La transformación de la energía eléctrica en ondas sonoras no se lleva a cabo directamente, sino que lo que en realidad hace el altavoz es transformar primero la energía eléctrica en mecánica y, en un segundo paso, la energía mecánica en energía acústica. Atendiendo a estas características, podemos dividir los órganos constituyentes de un altavoz en las siguientes partes: PARTE ELECTROMAGNÉTICA: Constituida por el imán y la bobina móvil. En esta parte la energía eléctrica llega a la bobina móvil situada en el campo magnético del imán y, por tanto, se produce el movimiento de la bobina. PARTE MECÁNICA: Constituida por el cono y su suspensión. Sobre el cono está montada a bobina móvil, la cual al moverse, lo arrastra haciéndolo vibrar. PARTE ACÚSTICA: Constituida por el cono y su suspensión. Sobre el cono está montada la bobina móvil, la cual, al moverse, lo arrastra haciéndolo vibrar. PARTE ACÚSTICA: Es la que transmite al recinto de audición la energía sonora por el cono.

3.5.- ALTAVOZ DINÁMICO.

De todos los tipos de altavoces existentes, el dinámico es el más utilizado en HI-FI ya que reúne unas características muy superiores a los demás tipos. Está constituido por los siguientes elementos:

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La parte motora, u órgano que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, de un altavoz dinámico está compuesto por un imán permanente cuyo núcleo se introduce (en parte) dentro de una bobina móvil. El principio de funcionamiento es como sigue: la bobina se conecta a la salida del amplificador de potencia, con lo cual circula una corriente alterna variable en frecuencia y en amplitud, según la forma de onda acústica grabada en el CD o en la cinta. Como consecuencia se genera un campo magnético cuya polaridad y fuerza es proporcional a la corriente que lo atraviesa. Dado que la polaridad del imán permanente no cambia de sentido, la bobina móvil se siente repelida o atraída por éste según se genere en ella un campo magnético de signo opuesto o del mismo signo que el generado por el imán permanente. Con ello se produce una vibración de la bobina hacia delante o hacia atrás, al ritmo de la corriente aplicada. Como la bobina está unida a la araña y esta última al diafragma, las vibraciones de la bobina se transmiten al diafragma, produciendo éste compresiones y depresiones de aire, es decir, ondas cuya frecuencia y amplitud son un reflejo exacto de la frecuencia y amplitud que en cada instante posea la corriente alterna procedente del amplificador. 3.6.- ALTAVOZ ELECTROSTÁTICO.

El altavoz electrostático está formado por un diafragma muy ligero, por lo general del poliéster, colocado entre dos electrodos acústicamente transparentes. Su funcionamiento se basa en la variación de la distancia de las placas de un condensador, una fija y otra móvil. Las tensiones modifican la atracción entre un diafragma y una placa, haciendo que el diafragma se mueva.

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3.7.- ALTAVOZ MAGNÉTICO PLANO.

El altavoz magnético plano puede considerarse una variante del altavoz electrostático. Consta de dos paneles magnéticos acústicamente transparentes, entre los cuales se sitúa un diafragma de material ligero. Sobre el diafragma se dispone, pegado o pintado, un material conductor de bobina móvil del altavoz.

El principio de funcionamiento es el que sigue; el campo magnético generado en la bobina por el paso de la corriente alterna se opone al campo generado por os paneles magnéticos, produciéndose así el movimiento del diafragma.

3.8.- ALTAVOZ AMT.

Los altavoces AMT (Air Motion Transformer), también denominados altavoces Heil en honor a su inventor, se utilizan para la reproducción de frecuencias medias y altas. En los altavoces de agudos la resonancia se encuentra más allá de la gama audible, no presentando ningún problema, pero el altavoz de graves la resonancia se localiza en la zona de medios, por lo que este tipo de altavoz no reproduce bien los graves. El principio de funcionamiento es similar a los altavoces magnéticos, pues consiste en un diafragma en la que va impresa la bobina móvil. La diferencia estriba en que en el altavoz AMT el diafragma está plegado como un acordeón, por lo que cuando por la bobina circula corriente de intensidad variable, los plieges del acordeón se abre y se cierra. 3.9.- ALTAVOZ ATD.

El altavoz ATD es un altavoz de graves, desarrollado también por el Dr. Oskar Heil, que soluciona el problema que presentan los altavoces AMT en la gama de graves. El sistema consta de cinco ligeros diafragmas de cuatro pulgadas de diámetro, colocados horizontalmente uno encima de otro y separados por una unidades

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estacionarias. Estos cinco diafragmas están conectados entre sí por cuatro varillas de fibra de carbón, las cuales están unidas a una bobina móvil encargada de excitarlos. Los diversos diafragmas que presentan estos altavoces están montados en unos deflectores acústicos, y toda la unidad se monta en una caja acústica cuya función es separar la radiación frontal de la posterior.

3.10.- ALTAVOZ WALSH.

El altavoz Walsh, denominado así en honor a su inventor, se basa en el uso de un único cono para reproducir todas las frecuencias.

En este altavoz el cono está fabricado en su parte superior de titanio, y en su parte inferior de aluminio. Esto se hace así para que el tiempo que tarda el impulso de aire en viajar a través del cono sea el mismo que tarda en recorrer la distancia entre el cono y una línea vertical al eje de suspensión. El funcionamiento es idéntico al altavoz dinámico.

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3.11.- ALTAVOCES PIEZOELÉCTRICOS.

La propiedad que tiene algunos materiales piezoeléctricos de deformarse cuando se les aplica una corriente o, a la inversa, de producir corriente cuando son presionados, ha sido usada desde hace mucho tiempo en cápsulas fonocaptoras, sensores acústicos, medidores de deformaciones, etc. La aplicación de este fenómeno a los altavoces ha resultado siempre muy atractiva ya que la potencia absorbida por estas unidades es inferior a la que absorbe una bobina móvil convencional, pero su principal inconveniente ha sido el del rendimiento ya que los desplazamientos que se consiguen actualmente en estos materiales son microscópicos. Esta es la razón por la que el empleo de estos altavoces se ve limitado a las altas frecuencias. Además, como son unidades de muy bajo rendimiento, en algunos modelos se utilizan trompetas exponenciales a fin de aumentar el nivel de salida. Piooner ha desarrollado un nuevo tweeter piezoeléctrico denominado H.P.M., el cual utiliza un polímero piezoeléctrico que puede ser cortado en finas láminas o medelado en variedad de formas; la unidad H.P.M. utiliza una configuración cilíndrica con una lente acústica para controlar la dispersión. La respuesta a altas frecuencias y a transitorios de esta unidad es muy buena ya que la masa del diafragma es despreciable.

3.12.- UNIDADES “PLASMATRONICS”.

Las unidades plasmatronics son lo más cercano que existe al altavoz ideal; es decir, un altavoz cuyo diafragma no tiene masa. El diafragma de este altavoz está constituido por una mezcla de aire-helio colocada en una peq ueña cavidad sujeta a una descarga de alta tensión que lo ioniza, produciéndose iones positivos y negativos. El paso de una corriente de audio a través de este gas, que se ha convertido en conductor, produce variaciones de presión de la señal de audio conectada a estas unidades. El uso de un diafragma, que no pesa, da como resultado una excelente reproducción de las frecuencias altas transitorias. En la unidad de tipo 1 la unidad de plasma Hill puede reproducir frecuencias superiores a 700Hz, su inconveniente reside en tener que usar botellas de helio a presión que hay que renovar dos o tres veces al año, según el uso que se haga, con un costo aproximado de 25 pesetas por hora de audición. 3.13.- RECINTOS ACÚSTICOS.

Cualquiera que sea el altavoz que se utilice, será preciso separar la señal emitida por su panel frontal, de la emitida por su parte posterior. De no ser así se producirá una cancelación del sonido, ya que existe una oposición de fase entre las partes frontal y posterior del altavoz.

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Esta cancelación se evitará con un panel de una longitud igual a la longitud de onda de la frecuencia más baja que se quiera reproducir. Por ejemplo: para un sonido de 40 Hz, se necesita un panel de 4,3m, lo que escapa a la posibilidad de instalarlo en cualquier habitación y por esta razón se ha recurrido a otras soluciones. Una de las soluciones adoptadas consiste en “doblar” las paredes de este panel hasta formar una caja donde se deje encerrada la señal emitida por la parte posterior del altavoz. Esta solución plantea varios problemas: el más importante es que dentro de la caja donde se encierre el altavoz se producen una resonancias debidas a las dimensiones del recinto, resonancias que no serán posible eliminar del todo, aunque el material absorbente que se coloque las amortiguará en gran manera. Además, si e quiera prever una buena reproducción a bajas frecuencias, hay que hacer la caja bastante grande, ya que la impedancia acústica que “ve” la parte interior del altavoz aumenta a medida que el volumen de la caja disminuye; además el aire encerrado dentro del recinto ofrece una resistencia al ser comprimido, lo que produce un aumento de la frecuencia de resonancia del altavoz. Tratando de evitar estos problemas han sido desarrollados varios tipos de recintos de los que se verán las ventajas e inconvenientes. 3.13.1.- RECINTO INFINITO. Es el más sencillo que se conoce y consiste en un panel infinito en el que se practica un agujero para el altavoz. La misión del panel consiste en separar la radiación frontal del altavoz de la radiación posterior, para así evitar el cortocircuito acústico.

En la práctica no es necesario un panel infinitamente grande; basta que sus dimensiones sean superiores a la longitud de onda más baja que se quiera reproducir. Así y todo las medidas que se requieren impiden que este tipo de recinto sea aceptado. Una variante consiste en practicar un agujero en la pared de la habitación de manera que la parte posterior del altavoz comunique con otra habitación, de esta manera las paredes actúan como recinto prácticamente infinito. También se le denomina infinito al recinto formado por una caja completamente cerrada, pero hay que precisar la diferencia que existe entre ellos, ya que el aire que existe en el interior del recinto cerrado es comprimido o expandido según el movimiento del cono y esta variación de presión en el interior del recinto actúa como un muelle que modifica la frecuencia de resonancia del altavoz, lo cual no ocurre en el recinto infinito.

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3.13.2.- RECINTO CERRADO. Una solución más manejable del recinto acústico que permite eliminar el cortocircuito acústico es el recinto cerrado. Consiste en montar el altavoz en una caja completamente cerrada, de forma que la radiación posterior no pueda salir del interior del recinto. Para amortiguar la radiación posterior del altavoz debe llenarse el interior con material absorbente, que además hace al recinto más grande desde el punto de visto acústico.

El recinto cerrado tiene varios inconvenientes además de poco rendimiento, debido a que la radiación posterior del cono es convertida en calor. Además se producen en su interior ondas estacionarias al coincidir las dimensiones del recinto con u semiperíodo de la señal reproducida, por tanto hay que diseñar un recinto lo suficientemente grande si se quiere obtener una buena reproducción de las bajas frecuencias, dado que la impedancia acústica que ve la parte posterior aumenta a medida que el volumen de la caja disminuye. También es alterada la frecuencia de resonancia del altavoz ya que el aire del interior del recinto modifica la elasticidad del mismo. Pero también tiene sus ventajas, ya que este recinto proporciona un suave descenso en la curva de respuesta por debajo de la frecuencia de resonancia (aproximadamente 12 dB por octava); esto significa entre otras cosas que no habrá una excesiva coloración en la frecuencia de resonancia. Una variación del tipo de recinto cerrado es el denominado de “suspensión acústica” que es el más usado en los sistemas actuales de Hi-Fi. Este diseño se beneficia de la linealidad del aire actuando como medio elástico, que es superior a la de los sistemas mecánicos. En este caso se utiliza un altavoz de gran elasticidad montado en un recinto completamente cerrado donde el aire del interior actúa como una reactancia acústica que compensa la alta elasticidad del woofer. Esto da como resultado una caja acústica de reducidas dimensiones capaz de reproducir muy bajas frecuencias. La suspensión acústica fue introducida en los años 1950 por Edgar Willchur de Acoustic Research y de ella deriva una multitud de altavoces tipo librería (bookshelf) que hay actualmente. Una interesante variación del sistema de suspensión acústica ha sido desarrollada por Cerwin-Vega, que denominado Thermo-Vaopr Suspension consiste en utilizar un recinto cerrado rellenado con un gas que es más elástico que el aire. El resultado es un grave de más alto nivel para una caja más pequeña, es decir, una mejora del rendimiento.

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3.13.3.- RECINTO REFLEX. Es en esencia un recinto cerrado al que se le ha practicado un agujero por el que sale la señal producida por la parte posterior del cono. Las dimensiones de esta abertura deben ser cuidadosamente determinadas a fin de que el aire que se encuentra en ella se mueva en fase con la señal producida por el altavoz en la frecuencia en que ha sido sintonizada. El recinto reflex es en realidad un resonador Helmholtz que produce sonido cuando es convenientemente excitado. Dentro de la denominación “bass reflex” se incluyen varios tipos de cajas, todas ellas haciendo uso del mismo principio de inversión de fase de las notas graves, aunque diferenciándose en la forma de conseguirlo. La construcción de la más sencilla de todas es una caja de dos aberturas una de ellas para el altavoz, y otra para el escape de graves. La inversión de fase se consigue haciendo que la distancia entre ambas aberturas sea la adecuada. No obstante, este tipo de cajas no es muy voluminosa.

Para evitar este inconveniente suele recurrirse al empleo de laberintos sonoros que hacen que el camino a recorrer por la onda sonora sea de la longitud adecuada gracias a la sinuosidad del mismo. A pesar de que el volumen de la caja correspondiente se reduce, la atenuación de la onda es mayor, por lo que el rendimiento disminuye en forma apreciable. La técnica más utilizada hoy día para la construcción de las cajas reflex consiste en aprovechas el hecho de que el volumen de aire contenido en el interior de la caja presenta su propia frecuencia de resonancia, esto es, que existe una frecuencia a la que la energía que sale de la caja por el escape de graves se hace máxima. Esta frecuencia de resonancia depende de las dimensiones de la caja y de la forma y dimensiones del escape de graves. Este tipo de caja suele llevar acoplado al escape de graves un tubo, montado hacia el interior, cuya sección es de igual forma que dicho escape. Variando la longitud de dicho tubo puede hacerse variar ligeramente la frecuencia de resonancia de la caja, por lo que muchas veces es conocido con el nombre de tubo de sintonía, aludiendo a su capacidad para poder llevar la frecuencia de resonancia de la caja a la deseada.

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Como la frecuencia de resonancia del bafle reflector de bajos depende de su volumen y del área de su ventana, cuanto menor sea el volumen de la caja mayor será la frecuencia de resonancia, mientras que cuanto menor sea la superficie de su ventana menor será la frecuencia de resonancia. Es decir, la frecuencia de resonancia de un bafle reflector de bajos es directamente proporcional al volumen de aire de la caja. Dado que, tal y como se ha dicho, la máxima efectividad de un bafle reflector de bajos se obtiene cuando la frecuencia de resonancia del altavoz coincide con la frecuencia de resonancia del bafle reflector de bajos, es preciso sintonizar ambas frecuencias. Esto se puede realizar de tres formas: -

Ajustando la frecuencia de resonancia del altavoz a la del bafle reflector de bajos.

-

Variando el volumen de aire de la caja.

-

Modificando la superficie de la ventana.

3.13.3.1.- RECINTOS CON RADIADOR PASIVO. El radiador pasivo es en esencia un recinto reflex en el que se ha sustituido el aire de la abertura por un altavoz desprovisto de motor y bobina, y que es excitado por las variaciones de presión del aire encerrado dentro del recinto. En la siguiente figura podemos observar un recinto de este tipo, donde el altavoz “1” va a ser el encargado de la transformación electromecánica y el “2” es el radiador pasivo. El radiador pasivo no se excita por la señal eléctrica que proporciona el amplificador, sino por las variaciones de presión del aire encerrado dentro de la caja acústica. Al diafragma del radiador pasivo se le añade una masa, de forma que éste resuene cerca de la frecuencia de resonancia, reforzando así la señal del altavoz.

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Las ventajas de este sistema sobre el bafle reflectro de bajos son, principalmente, que el recinto se comporta de una forma más cercana a la de un recinto cerrado cuando las frecuencias son inferiores a la frecuencia a la que está ajustado, reduciéndose la posibilidad de distorsión, y que en un bafle reflector de bajos el aire de la ventana tiende a moverse de manera incontrolada, mientras que en el radiador pasivo se comporta de forma muy parecida a la de un altavoz. 3.13.4.- TROMPETAS. Algunos de los altavoces que se utilizan actualmente llevan trompetas, ya sean en altavoces de agudos o de medios. Una trompeta es básicamente un transformador acústico que acopla el aire existente en la superficie del diafragma con el aire de la sala de audición. Podemos decir de forma más entendible que consiste en un bafle en el cual la radiación del sonido no se produce directamente, sino a través de un tubo en forma de bocina o trompeta, que mejora el rendimiento del altavoz. Éste se encuentra alojado en el interior de una caja con fondo cerrado y en la parte frontal se efectúa una abertura donde se ajusta perfectamente la garganta o parte estrecha de una trompeta. La utilización de una trompeta en un bafle aumenta el rendimiento del altavoz (lo que permite que el amplificador trabaje con señales más pequeñas), los desplazamientos del diafragma del altavoz son menos amplios y la distorsión queda por todo ello reducida. Además la trompeta amortigua al altavoz en toda la gama de funcionamiento, lo cual supone una notable ventaja sobre el bafle. El límite interior de frecuencias reproducibles por una trompeta viene determinado por el tamaño de su boca. Si la frecuencia es baja, y la superficie de la boca es pequeña, los frentes de presión tienen tendencia a retroceder a partir de la boca de la garganta, con lo cual se reduce el rendimiento. Por el contrario, cuando la frecuencia es elevada, los sucesivos frentes de ondas avanzan hacia la boca e impiden que la onda de retroceso alcance la garganta, con lo que se evita que se altere la vibración del diafragma del altavoz. En la siguiente figura podemos ver reflejados estos dos efectos de forma gráfica.

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3.13.5.- TROMPETA PLEGADA. Si se desea cubrir un amplio margen de frecuencias de audio la trompeta tendrá unas dimensiones extremadamente grandes. Es por ello por lo que algunos recintos acústicos disponen sólo de trompetas para agudos.

En la práctica cuando se desea una trompeta para medios o graves, se tropieza con serias dificultades, no sólo por el tamaño de la trompeta sino por la construcción de un motor adecuado para dicha trompeta. La solución dada a este problema, consiste normalmente, en utilizar una trompeta cuya frecuencia de corte superior esté localizada hacia los 400Hz, usando otras trompetas para las frecuencias de medios y agudos. Otro sistema de reducir las dimensiones de la trompeta consiste en plegarla sobre sí misma, o bien que el conductor siga una trayectoria en zig-zag. En la siguiente figura se pueden ver dos tipos de trompetas, en las cuales se han reducido sus dimensiones haciendo que las paredes de la habitación actúen como si fuesen caras de ellas, y haciendo que el sonido siga un camino de zig-zag.

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3.14.- CONSTRUCCIÓN DE LAS PANTALLAS ACÚSTICAS.

Las pantallas acústicas incorporan dos, tres e incluso más altavoces, además de los filtros correspondientes. La construcción de una pantalla acústica es muy delicada si se desea obtener de ella un buen rendimiento, por lo que es aconsejable la adquisición de cajas ya construidas o prefabricadas por marcas o firmas de reconocida solvencia en la materia. Las precauciones y normas mínimas que deben seguirse en el diseño y fabricación de un bafle son las que se citan a continuación. En primer lugar debe considerarse la rigidez de la caja. Ésta ha de ser lo suficientemente rígida como para que las vibraciones sonoras, es decir, las ondas de presión que se ejerzan sobre sus paredes, no provoquen vibraciones indeseables. Para obterner la mayor rigidez posible de la caja debe emplearse una madera de bastante grosor (unos 2 cm y, en algunos casos, incluso más).

Las uniones deben se estas herméticamente cerradas, incluso alrededor del cable de entrada y estar reforzadas con listones.

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La caja se debe recubrir interiormente con una capa de un grosor de 25mm (como mínimo) de lana de vidrio o material absorbedor. Se aconseja tratar las caras externas de la caja con alguna sustancia o material que las impermeabilice y evite su deformación. Finalmente, debe cuidarse el aspecto decorativo de la caja, ya que en la práctica formará parte del mobiliario. Los altavoces se montan en la parte frontal del bafle, no debiendo sobresalir de la superficie de éste y cuidando que no queden huecos o fisuras entre ellos y la madera. Si el altavoz no posee en borne externo una cinta de fieltro, deberá colocársele. No han de emplearse soportes amortiguadores para la sujeción del altavoz, sino rígidos.

3.15.- FILTROS DIVISORES.

En las cajas acústicas de más de una vía (se entiende por vía el foco de la fuente de sonido, es decir, el altavoz) se divide el espectro audible en varias partes. Esta división no es convencional, sino que se hace eléctricamente efectiva, de forma que a cada uno de los altavoces sólo llega aquella gama de frecuencias que está encargado de reproducir. Pueden darse multitud de razones para hacerlo así, todas aquellas con una base lógica; podemos citar como principales, el hecho de evitar interacciones entre dos altavoces que puedan reproducir una señal de la misma frecuencia, reducir posibles distorsiones producidas por la ineptitud de uno de los altavoces para reproducir determinadas frecuencias y, como razón de tipo práctico, el hecho de que resulta inútil enviar a un altavoz una señal que, con seguridad no va a poder reproducir en perfectas condiciones. Existen razones de tipo eléctrico relacionadas con la impedancia del conjunto. Así pues necesitamos un elemento que nos separe las señales de distintas frecuencias en tantos caminos distintos como vías vayan a tener la caja acústica. Dicho elemento se conoce como filtro divisor o separador de frecuencias (crossover network o crossover filter). Los filtros empleados pueden ser de dos tipos: los denominados pasivos y los activos. Los filtros activos se vales de las propiedades de transistores y circuitos integrados, con lo que pueden conseguirse una forma de respuesta “ a medida” de nuestros requerimientos. El principal problema que presentan es que sólo pueden manejar señales

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débiles, y, por tanto, se ven en la imposibilidad de poder entregar potencias, incluso de valor bajo. Cuando se emplean es siempre para separar las distintas bandas de frecuencias en niveles bajos de señal (por ejemplo, a la salida de un previo). Por el contrario los filtros pasivos emplean exclusivamente resistencias, condensadores y bobinas; son económicos en su realización, fáciles de diseñar, de uso flexible y pueden manejar potencias todo lo elevadas que se desee. Aunque no son perfectos, su uso se ha convertido en universal y con mayor o menos sofisticación se emplean en todas las cajas acústicas de más de una vía. Algunos de los circuitos que se utilizan en cajas acústicas de dos vías se ilustran en la siguiente figura.

3.16.- SISTEMAS ESTEREOFÓNICOS.

El cerebro humano recibe las sensaciones sonoras de dos fuentes independientes, que son los dos oídos. Como su constitución es idéntica, las sensaciones que envían al cerebro, a igualdad de excitación, son también iguales. Pero los oídos no están juntos, sino separados por una pequeña distancia y orientados en direcciones opuestas. Cuando una fuente sonora radia, a los oídos llegarán las vibraciones desde la misma. En general, los caminos recorridos por las ondas que llegan a cada oído serán distintos en longitud, calidad, etc., por lo que el cerebro recibirá una sensación distinta de cada oído.

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Gracias a estas sensaciones, el cerebro “aprende” a distinguir el punto de origen de la onda sonora, estima su alejamiento y conoce la calidad de la misma. Cuando la fuente sonora se hace de dimensiones físicas apreciables /por ejemplo, una orquesta), y en particular cuando está constituida a su vez por fuentes sonoras discretas, el oído es capaz de discernir entre las mismas, situando especialmente fuentes sonoras distintas, es especial si “suenan” de forma diferenciada. Si tratamos de reproducir el sonido proveniente de una orquesta, evidentemente no podremos hacerlo fielmente a través de una sola caja, puesto que habremos convertido una fuente extensa (la original) en una puntual (la caja), con el consiguiente deterioro en la naturalidad de la reproducción. Tampoco podemos poner una caja que reproduzca cada uno de los instrumentos que componen una orquesta, fundamentalmente por razones prácticas. Si dos son los receptores que el cerebro humano tiene que percibir los sonidos del exterior, con dos cajas (a cada una de las que habrá de llevarse la señal apropiada) habrá suficiente para producir fielmente los sonidos de las fuentes del tipo comentado. 3.16.1.- PUESTA EN FASE ESTEREOFÓNICA. Las ondas sonoras habrán sido recogidas de la orquesta y llevadas a nuestro amplificador, quien se encarga de enviarlas a su vez a cada una de las cajas. Puesto que dos son las cajas y dos los cables que a cada una de ellas les llegan, cuatro serán las posibles conexiones distintas que podemos hacer. En dos de ellas la fase relativa de las señales de salida se conservará, mientras que en las otras dos la fase de una de las cajas será opuesta a la de la otra. Como es natural, es factor de primer orden el conseguir que la fase relativa de las cajas conserve la original, pues de otra forma, nuestro cerebro, que interpreta tanto amplitud como fase situará los instrumentos en lugares distintos de donde estaban originalmente. Veamos qué ocurre cuando se intenta reproducir una señal que proviene de una fuente de muy pequeñas dimensiones (una persona que habla, un instrumento musical, un diapasón, etc.). a través de un sistema estereofónico. Si la fuente original estaba en el centro, a igual distancia de los captadores de sonido, la sensación en la reproducción debe ser igual: la amplitud de fase de las señales provenientes de cada caja acústica debe ser idéntica y el oído la situará en el centro geométrico de las dos cajas. Si una de las cajas reproduce los sonidos con igual amplitud que la otra, pero con fase relativa opuesta, al oyente llegará también con igual amplitud, y el cerebro interpretará la diferencia de fase como que una de las fuentes está situada en lugar distinto el que ocupaba el original, y por tanto no la situará en el punto central entre las dos cajas, sino desplazada hacia un lado y otro. Por ello es fundamental la puesta en fase correcta de las cajas de un sistema estereofónico. Para ello, las cajas suelen llevar marcados sus terminales, uno rojo y otro negro, los amplificadores llevan también sus terminales de salida marcados como rojo y negro. La puesta en fase se consigue conectando igual código de colores en cada uno de los canales. Es importante advertir que esta simbología de colores es puramente convencional y no tratar de conseguir otro fin que el de la puesta en fase correcta. Por tanto, pueden perfectamente conectarse los terminales de salida rojo y negro del amplificador con los

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negro y rojo (colores cambiados), sin que se ocasione ningún daño material. Lo único que hay que tener en presenta es hacer el mismo tipo de conexión para los dos canales. Esto es lo verdaderamente importante.

3.17.- AURICULARES.

Los auriculares son elementos transductores que, al igual que los altavoces, transforman la energía eléctrica en energía acústica. La principal diferencia entre un auricular y un altavoz estriba en que mientras en este último la energía acústica proporcionada es elevada y, como consecuencia, se puede oír a una cierta distancia, la energía acústica que proporciona un auricular es muy pequeña y éstos han de ponerse, por tanto, en contacto directo con el pabellón auditivo. El auricular tiene la posibilidad de una total inmersión del oyente en el ambiente musical, aislándolo del ruido ambiente existente en el local, permite escuchas cualquier volumen sonoro sin molestar a otras personas y escuchar grandes presiones sonoras sin distorsión. Desde el punto de vista de funcionamiento los auriculares se clasifican en: -

Auriculares dinámicos. Auriculares de cristal o piezoeléctricos. Auriculares electrostáticos.

Desde el punto de vista de su acoplamiento al pabellón auditivo, los auriculares se pueden clasificar en: -

Auriculares abiertos. Auriculares cerrados. Auriculares semiabiertos.

3.17.1.- AURICULARES DINÁMICOS. Los auriculares dinámicos son versiones miniatura de los altavoces del mismo nombre.

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Consta de un pequeño imán permanente circular, que magnetiza dos piezas polares, sobre las que se disponen sendas bobinas formadas por varios cientos de espiras de hilo fino. Frente a las bobinas hay un diafragma muy fino de lámina de acero, o hierro dulce, tensado, que es atraído por el imán pero que no llega a tocarlo. Se dice entonces que la membrana está pretensada. Todo el conjunto está en una caja de material aislante, que cierra por una de sus caras con una tapa roscada, dotada de un orificio central por donde salen al exterior las vibraciones de aire provocadas por el diafragma. La distancia de separación entre las piezas polares y el diafragma es de tan solo unos 0,4mm.

Al aplicar una tensión alterna a la bobina, la atracción del diafragma se refuerza o se debilita, es decir, la membrana oscila hacia delante o hacia atrás. El imán permanente cumple aquí exactamente la misma función que en el altavoz dinámico. Sin la magnetización previa del imán permanente la membrana sería atraída a cada semiperíodo, oscilando, en consecuencia, a una frecuencia doble d la tensión alterna aplicada, lo cual no interesa. El movimiento alternativo del diafragma produce una compresión y una descompresión del aire que se encuentra en el orificio de la tapa, con lo que se producen ondas que se transmiten al oído del oyente. A causa de la constante atracción hacia abajo del campo magnético, el diafragma no se mueve la misma distancia en cada semiciclo de la tensión aplicada, por lo que produce distorsión. La máxima sensibilidad se obtiene cuando la corriente eléctrica circula por las bobinas de un determinado sentido, el cual suele estar indicado por los fabricantes con el signo +. En la siguiente figura se muestra el aspecto de un auricular dinámico para audición estereofónica. Cada auricular se conecta por separado, a un canal del amplificador, por lo que disponen de las indicaciones R (right = derecho) y L (left = izquierdo) para que el usuario se coloque correctamente los auriculares en la escucha estereofónica.

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3.17.2.- AURICULARES ELECTROSTÁTICOS. Los auriculares electrostáticos basan su principio de funcionamiento en la atracción y repulsión de las cargas eléctricas presentes en un condensador. Constan de una especie de condensador plano, en el que una de las placas en móvil y la otra fija. Estas placas están fabricadas con un material extremadamente fino. Al aplicar una tensión variable a este condensador, la placa móvil sufre un movimiento de atracción o repulsión con respecto al campo eléctrico de la placa fija, dependiendo esta atracción o repulsión del tipo de carga de ambas placas (de distinto o mismo signo, respectivamente) y de la tensión aplicada. (a mayor tensión mayor repulsión o atracción). El auricular electrostático puede producir si no se toman precauciones grandes distorsiones . Para evitarlas se polariza el auricular con una tensión constante auxiliar, de forma que las placas estén a una tensión de equilibrio y, de esta manera, la señal procedente del amplificador produce una fuerza directamente proporcional a la tensión. El auricular electrostático ocupa el primer lugar en cuanto a perfección de reproducción se refiere. Por el contrario, tiene un elevado precio. 3.17.3.- AURICULARES ELECTROSTÁTICOS/DINÁMICOS. Son auriculares de excelente calidad. Han sido desarrollados por algunas marcas como AKG Acoustics.

Este auricular sustituye la fuente de alimentación del auricular electrostático por una polarización interna, conseguida a base de un elemento capaz de almacenar una carga eléctrica. Éste elemento conserva, pues, la tensión necesaria para su funcionamiento. Dado que la señal requerida para activar un auricular electrostático ha de ser muy elevada, el auricular dispone de un transformador dentro de su propio recinto, de reducido volumen, que aplica la tensión de polarización al mismo.

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Algunos incorporan un transductor dinámico para la reproducción de las bajas y medias frecuencias de audio. Esto genera una reproducción de las más bajas frecuencias con un mínimo de distorsión armónica. La región de los 4kHz está cubierta por el transductor electrostático. La reproducción del sonido es transparente y libre de coloración. La gama de frecuencias abarcada por este auricular alcanza desde los 16 Hz a los 25 kHz.

3.17.4.- AURICULARES CERRADOS. Los auriculares cerrados poseen una almohadilla llena de líquido que se adapta fuertemente al pabellón auditivo, formando una cavidad hermética a la salida o entrada de ondas acústicas. En estos auriculares el aislamiento del ruido externo debe acercarse a los 40dB.

Como inconvenientes de estos auriculares cabe decir que cualquier irregularidad de la almohadilla puede destruir toda la respuesta de frecuencia original, y que la excesiva presión que ejercen sobre el pabellón auditivo los hace molestos de llevar.

3.17.5.- AURICULARES ABIERTOS. En este tipo de auriculares la almohadilla es acústicamente transparente, de forma que el oyente no quede totalmente aislado de fuentes sonoras externas.

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Estos auriculares son utilizados por personas que puedan sufrir pérdidas de equilibrio o claustrofobia si quedan aisladas del ruido ambiente. Son muy confortables, siendo muy baja la presión del aire que ejercen. 3.17.6.- AURICULARES SEMIABIERTOS. Consiste en un auricular cuya almohadilla es acústicamente impermeable a las ondas sonoras, mientras que en el lado del transductor electroacústico el auricular está abierto, dando a este último las características sonoras de un auricular abierto.

3.17.7.- CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS AURICULARES. Las características técnicas de los auriculares que deben considerarse son las siguientes: -

Respuesta de frecuencia. Nivel de presión sonora. Sensibilidad. Potencia máxima. Distorsión armónica total. Impedancia. Presión de contacto. Peso.

RESPUESTA DE FRECUENCIA: La respuesta en frecuencia de un auricular nos da idea de la cantidad de frecuencias que puede reproducir el auricular con niveles de atenuación aceptables.

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Como se puede comprobar, la curva es bastante uniforme para toda la gama de audio, desde los 20 Hz hasta los 20kHz. En el supuesto de que la curva presentara valles o crestas pronunciadas, sería necesario intercalar entre el amplificador y auricular un ecualizador. En los auriculares dinámicos de mediana calidad es fácil que la curva de respuesta abarque de 20Hz a 20kHz, y en los de calidad de 15 Hz a 35kHz. En los auriculares electrostáticos se obtienen curvas de respuesta de 15 Hz a 50 kHz ± 2dB, resultando esto muy difícil de conseguir con pantallas acústicas. Como norma para la adquisición de auriculares se debe procurar que el rango de frecuencias reproducibles sea, como mínimo, igual al del amplificador al que se conecten.

NIVEL DE LA PRESIÓN SONORA: Indica el nivel de presión acústica proporcionada por el auricular. Se indica en decibelios, siendo la presión directamente proporcional a los decibelios del auricular. El nivel 0 dB SLP equivale a 20µPa, y corresponde al umbral de audición del oído humano. El nivel de presión sonora se mide a una frecuencia de 1kHz, siendo valores corrientes los de unos 94 dB SPL.

SENSIBILIDAD: Se mide en dB SPL por mW. Este parámetro indica el nivel de señal que es necesario aplicar al auricular para obtener un nivel de presión sonora determinado. Un auricular es tanto más sensible con respecto a otro cuanto menor sea el nivel de señal que se le deba aplicar para obtener el mismo valor de SPL. Valores de sensibilidad corrientes en auriculares de cierta calidad abarcan desde 90 a 105 dB a 1mW.

POTENCIA MÁXIMA: Indica la mayor potencia que se puede aplicar permanentemente al auricular sin que se produzcan deterioros irreparables. Se expresa en mW eficaces o mW en corriente continua, siendo valores normales en auriculares los comprendidos entre 100mW y 500mW, y de unos pocos vatios en auriculares electrostáticos. La norma DIN 45.582 establece una potencia máxima de entrada de 200mW.

DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL: La THD de los auriculares ha de ser menor, o a lo sumo igual, que la del amplificador al que se conecte, pues en caso contrario se deteriora la señal. La norma DIN 45 500 establece como límite de la THD un 1%, obteniéndose actualmente con facilidad valores del 0,2% en auriculares dinámicos. En lo que respecta a los auriculares electrostáticos, la distorsión armónica total alcanza valores de tan solo el 0,1%.

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IMPEDANCIA: La impedancia de los auriculares oscila entre 8 ohmios y 2k e incluso más. Esta impedancia se refiere siempre a una frecuencia de 1kHz. Valores corrientes de impedancia en auriculares dinámicos son los comprendidos entre 100 y 600 ohmios.

PRESIÓN DE CONTACTO: Nos indica la comodidad con que se llevarán los cascos de los auriculares. La presión de contacto se indica en newton, siendo válidos los valores de 1,5 3 N. PESO: Cuanto menor sea el peso de unos auriculares mas liviano resultará éste y más cómoda se hará la escucha. Pesos corrientes de auriculares de calidad oscilan entre 100 y 400 g. 3.17.8.- CONEXIÓN DEL AURICULAR AL AMPLIFICADOR. La utilización de auriculares ha de poner automáticamente fuera de funcionamiento a las pantallas acústicas. Esto se realiza mediante enchufes tipo jack o tipo DIN. El circuito clásico de conexión de auriculares al amplificador es el de la figura siguiente.

El circuito está formado por dos divisores de tensión, uno para cada canal, de forma que la señal aplicada a cada auricular del casco se reduzca a niveles adecuados. Así , cada auricular toma la señal de los terminales de la resistencia de 10 ohmios y no directamente de la salida del amplificador. Actualmente en modelos sofisticados existen circuitos electrónicos que proporcionan el nivel adecuado a los auriculares, no interrumpiendo la señal que se dirige a las pantallas. Uno de estos circuitos es el que muestra la siguiente figura, donde la señal hacia los amplificadores de potencia se toma de los colectores de los transistores, mientras que la señal de los auriculares se toma de salida de un circuito integrado preamplificador para auricular.

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Los valores del nivel de salida de este circuito es de 400mV, con una impedancia de salida de 2,5k y el nivel de salida de los auriculares es de 80mV con una impedancia de carga de 8 ohmios.

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Capítulo

4

Sistemas analógicos de audio 4.1.- NIVELES DE SEÑAL

Las señales de audio poseen unos rangos de niveles muy amplios, y los equipos están diseñados para trabajar dentro de unos determinados márgenes. Así podemos definir: NIVEL NOMINAL: Es el nivel correspondiente a la sensibilidad del equipo. Ej: en un amplificador de potencia, en el que se aplicaría en la entrada para que entregase X vatios.

NIVELES DE MICRO: O señal de bajo nivel. Señales muy bajas comprendidas entre: a) -80dBu b) -20 dBu

77µV. 77mV.

Deben ser tratados con mucho cuidado ya que la amplificación posterior aumenta el ruido. Equipos cuyo nivel nominal es de bajo nivel son: micros, cabezas magnéticas y cápsulas.

NIVELES DE LÍNEA: o señal de alto nivel. Señales comprendidas entre: a) –20dBu b) +30dBu

77mV. 24,5V.

Son niveles elevados que poseen mayor protección frente a interferencias externas. La mayoría de los equipos trabajan al nivel de linea: I/O en procesadores, magnetófonos, mesas, teclados, amplificadores. Los equipos de línea poseen un nivel nominal diferente dependiendo si pertenecen al campo profesional o de consumo (Hi-Fi). a) Profesional +4dBu (1,23V). b) Amateur –10dBV (0,316V).

NIVELES EN ALTAVOCES: Corresponden con tensiones > + 30dBu.

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Intentan entregar potencia y sería más lógico hablar de potencia entregada a una carga, que de tensión.

4.1.1.- PASO DE SEÑAL DE EQUIPOS PROFESIONALES A CONSUMO Y VICEVERSA. La coexistencia en un mismo estudio de equipos profesionales y de consumo introduce dos tipos de alteraciones. La primera derivada del conexionado diferente (balanceado y asimétrico). La segunda debida a los diferentes niveles e impedancias de los equipos involucrados. 4.1.1.1.- PASO DE EQUIPO PROFESINAL A EQUIPO DE CONSUMO. La conexión entre equipos profesionales o señal profesional y equipos de consumo ó equipos domésticos presenta los siguientes problemas: -

Saturación del equipo Hi-Fi (equipo de consumo). A veces se controla el exceso nivel de entrada con un mando de sensibilidad, pero se puede saturar la primera etapa; lo que implica un incremento de la distorsión.

4.1.1.2.- PASO DE EQUIPO DE CONSUMO A UN EQUIPO PROFESIONAL. La conexión entre equipos de consumo o señal Hi-Fi y equipos profesionales o señal profesional presenta los siguientes problemas: -

El nivel a la entrada es muy bajo, y aunque se suele amplificar, en ocasiones no es suficiente. La impedancia de carga es muy baja, lo que conlleva a una disminución de la señal y a una distorsión.

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4.2.- INTERCONEXIÓN ENTRE EQUIPOS DE AUDIO.

Las conexiones entre los equipos de audio pueden ser: asimétricas y balanceadas. 4.2.1.- CONEXIÓN ASIMÉTRICA. Consiste en una señal referenciada con respecto a masa. A este sistema de transmisión de señales se le suele denominar single-ended. La transmisión de la señal se efectúa sobre un conductor, retornando por la masa del circuito. Generalmente se utiliza un cable coaxial, donde la pantalla hace de masa y retorno.

Respecto a las interferencias electromagnéticas (EMI), teóricamente el apantallamiento no permite el paso de las mismas hacia el interior del cable. Pero ya que la pantalla posee resistencia finita, las EMI provocan la circulación de pequeñas corrientes dentro de la pantalla, corrientes que se suman a las del generador y que serán recogidas por el circuito como si de audio se trataran. La aparición de éstas corrientes de malla se produce porque no es un conductor “perfecto”, ni de impedancia nula. Por éste motivo, la conexión asimétrica se utiliza en distancias cortas, ambientes poco “ruidosos” y cuando las señales de audio son de alto nivel. 4.2.2.- CONEXIÓN BALANCEADA. Un circuito se dice que es balanceado cuando: 1.- Está formado por dos conductores, los cuales tienen (o ven) la misma impedancia con respecto a masa (el potencial cero, o de referencia).

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2.- La amplitud de la señal en ambos conductores es exactamente igual, pero de polaridad opuesta (señal diferencia). Las conexiones entre equipos balanceados se realizan en audio mediante cable de dos conductores (iguales) con apantallamiento común. Desde el punto de audio, la pantalla no tiene utilidad; ya que no transporta corriente de audio (ni retorno como en una asimétrica). El apantallamiento se utiliza para minimizar la influencia de las interferencias internas. Si la magnitud de éstas es baja, la malla no es necesaria; aunque siempre se utiliza para mantener una relación S/N lo más elevada posible. Lo primordial en una señal balanceada, es que la toma se realiza entre los dos activos; reconociendo el receptor únicamente la diferencial de potencial entre ellos. La ventaja de éste método de transporte de señal, radica en la forma diferente de tratar el receptor dos tipos de señales que aparecen en la línea: la señal diferencial y la común. La señal diferencial es la enviada por el emisor (el audio); obteniéndose por diferencia entre dos activos. Las interferencias (ruido) que se inducen, lo hacen por igual en los dos

conductores; por lo que la diferencia entre ellos efectuada provoca la cancelación eléctrica del ruido. Esto es lo que se denomina rechazo al modo común, y la forma de ponderar la bondad de una entrada diferencial es dar la relación de rechazo al modo común (CMRR): Esta relación es aceptable para valores mayores de 60dB, no es constante con la frecuencia y disminuye a medida que aumenta ésta.

CMRR = 20. log

Ganancia.señales.difernciales Ganancia.señales.comunes

4.3.- PROCESADORES DE AUDIO.

Los procesadores de audio son aquellos equipos que permiten modificar las características principales de la señal de audio. Existen tres tipos: procesadores en frecuencia, o procesadores de espectro, modifican la amplitud de las componentes espectrales de la señal; alterando el balance tonal entre las distintas bandas de frecuencia. Los procesadores en tiempo, alteran el intervalo de tiempo entre una señal y sus repeticiones. Los procesadores de dinámica, modifican la amplitud de la señal en función del nivel que tengan; alterando, por tanto, su dinámica original.

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Todos estos equipos trabajan con nivel de línea tanto en su entrada como en su salida. Aunque su conexión exacta a la mesa depende del procesador y el caso, los de frecuencia se suelen conectar en la salida principal, los de dinámica en los puntos de inserción y los temporales en los canales auxiliares. 4.3.1.- PROCESADORES EN FRECUENCIA. Son equipos destinados a modificar la respuesta en frecuencia de la señal, adaptándola a una necesidades concretas. Bajo esta denominación, se engloban todos aquellos dispositivos y equipos que permiten introducir un realce ó atenuación en una bandas de frecuencia determinadas. Se pueden medir en varias categorías: filtros, controles de tono y ecualizadores. 4.3.1.1.- FILTROS. Son dispositivos destinados a atenuar cierta zona del espectro. Desde el punto de vista de audio, nos interesan porque permiten el paso de las señales pertenecientes a determinados márgenes útiles del espectro, atenuando fuertemente las señales fuera de la banda de interés. Dependiendo de la modificación que provoquen en el espectro, su denominación coincide con la banda que pertenece inalterada. Los tipos de filtros son: paso alto, paso bajo, paso banda y banda eliminada. FILTRO PASO BAJO: Se caracteriza por dejar inalteradas frecuencias inferiores a una crítica denominada frecuencia de corte (fc); atenuando fuertemente las frecuencias superiores. La banda de paso representa el conjunto de frecuencias que el filtro deja pasar, y a partir de la frecuencia de corte, las señales quedarían atenuadas por el filtro (banda atenuada). En la práctica, es imposible lograr una atenuación infinita y menos de forma tan radical, de manera que tiene que existir una zona de transición, donde la saturación crece a medida que nos separamos de la frecuencia de corte. Este hecho se muestra en la siguiente figura, donde nos aparece la respuesta real del filtro.

En algunos equipos, a este filtro se le denomina “scratch”. Se suele utilizar para la atenuación de ruidos a alta frecuencia; como los que aparecen en la reproducción de grabaciones antiguas, discos fonográficos, transmisiones radiofónicas, etc. Su frecuencia de corte suele situarse en torno a los 10kHz.

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FILTRO PASO ALTO: Permite la atenuación de las frecuencias inferiores a las de corte, manteniendo inalteradas las superiores a ella. En la siguiente figura aparece representada su curva de respuesta en frecuencia típica; caracterizada por la frecuencia de corte y pendiente de atenuación. Al igual que los filtros paso bajo, el orden y la pendiente se relacionan

mediante la expresión pendiente = 6.n. dB/octava, donde n es un número entero, es decir si n=1, pendiente = 6 . 1 = 6dB/octava , si n=2, pendiente = 6 .2 =12dB/octava. La utilidad de este tipo de filtros se centra en atenuar los ruidos en baja frecuencia, y en particular aquellas componentes de red y excepcionalmente sus armónicos. La frecuencia de corte depende del ruido a atenuar, aunque la máxima suele rondar los 60 – 80 Hz. Con pendientes de 12 ó 18 dB/oct. FILTRO PASO BANDA: Está caracterizado por dejar pasar solo una fracción del espectro centrada en una frecuencia denominada de sintonía o central (fo). Existen dos bandas atenuadas, lo que a

su vez da lugar a dos frecuencias de corte denominadas superior (fc+, fs) e inferior (fc-, fi). La diferencia se denomina ancho de banda del filtro. Si el ancho de banda es elevado, lo que interesa es conocer la pendiente de atenuación. En este caso frecuencias de corte y pendientes definen el filtro; pudiéndose obtener esta respuesta mediante la disposición en cascada de un filtro paso bajo y otro paso alto. Si en ancho de banda es bajo , no son tan importantes las bandas atenuadas, sino el comportamiento del filtro en las proximidades de la frecuencia central o de sintonía (fo). La siguiente figura define la característica de este tipo de filtro.

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Los filtros paso banda se usan sobre todo en instrumentación, cuando se desea separar una banda de frecuencia de señales indeseables que la rodean, o cuando se debe tratar la señal para la obtención de efectos espaciales.

FILTRO DE BANDA ELIMINADA: También conocido como filtro “notch”, este filtro permite eliminar una zona del espectro (normalmente estrecha), dejando inalteradas las adyacentes. Su respuesta en frecuencia típica aparece representada en la siguiente figura, estando caracterizada por la frecuencia central de la banda atenuada.

4.3.1.2.- CONTROLES DE TONO. Tiene importancia desde el punto de vista de la alta fidelidad, ya que en el campo profesional existen elementos de corrección más potentes. El control más utilizado es el de graves y agudos. El control se efectúa mediante dos potenciómetros, permitiendo el ajuste de la ganancia/atenuación en cada banda de forma independiente. Su acción se representa gráficamente en la siguiente figura, mediante la respuesta en frecuencia en las dos posiciones extremas de los controles. Los realces/atenuaciones máximos suelen ser de +12/-12dB, y las frecuencias de corte se sitúan alrededor de los 60 – 100 Hz en graves y los 8 – 10 kHz en agudos.

4.3.1.3.- ECUALIZADORES. Desde el punto de vista profesional, se necesitan efectuar correcciones en una de las bandas más estrechas de lo que nos permiten los controles de tono. Para ello se utilizan los ecualizadores. Los hay de tipos diferentes pero todos están basados en la agrupación de varias etapas resonantes. Estas etapas, se caracterizan por una respuesta que permite controlar la ganancia en una frecuencia central fo y un determinado ancho de banda;

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permaneciendo el resto del espectro con ganancia unidad. En la siguiente figura, aparece representada la respuesta de uno de estos filtros en las posiciones de máximo realce y máxima atenuación.

La etapa queda caracterizada por la frecuencia central (o frecuencia de sintonía). Los tipos de ecualizadores son: gráficos, paramétricos y semiparamétricos. ECUALIZADORES GRÁFICOS: Están compuestos por un conjunto de etapas resonantes dispuestas en paralelo, con varias etapas de salida y entrada, tal y como aparecen en la siguiente figura. El usuario controla el realce o atenuación introducido por cada etapa, siendo habitual un control de ganancia en la entrada del equipo (no suele controlarse el nivel de salida en la mayoría de los equipos). El conjunto de filtros deben de cumplir las siguientes características: -

-

El número de etapas depende de la relación entre la frecuencia central y el ancho de banda ó diferencia de frecuencias extremo (a esta relación se le conoce como facto Q ó de calidad del filtro). Las frecuencias de sintonía está separadas en octavas o fracción, siendo frecuencias fijas y establecidas por la norma ISO. El factor de calidad (Q) de cada etapa es constante, y depende del número de ellas. El realce/atenuación de cada etapa se controla mediante un potenciómetro deslizante calibrado en dB´s, siendo valores habituales los de ± 12 ó ±15dB.

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En función del número de etapas, los ecualizadores pueden ser: -

De octava, formados por diez bandas y con Q=1.4. De ½octava, cubriendo el margen de audio veinte filtros con Q=2.39. De 1/3 de octava, con treinta ó treinta y un filtros con Q = 4.3.

La siguiente figura, se muestra la simulación de un ecualizador de tercio de octava. Se aprecia el conjunto de controles de ganancia asociados a la frecuencia de sintonía, junto con la corrección en frecuencia introducida.

La aplicación de estos equipos se centra en la ecualización de recintos. Por tal se obtiene la obtención de una respuesta plana en una cadena electroacústica formada por: fuentes de señal, mesa de mezclas, amplificadores de potencia y recintos acústicos; siendo generalmente éstos los responsables de una respuesta no plana. A pesar de la denominación habitual y de la posible influencia del recinto, debe quedar claro que éste no se ecualiza; ya que las irregularidades en su respuesta dependen de la posición del micro de medida, superficies vibrantes y modos propios. Desde el punto de vista comercial, los equipos habituales son de tercio de octava (ecualización de salas) encontrándonos con unidades de uno y dos canales. Suelen estar dotados de filtros paso bajo y paso alto sintonizables, persiguiendo con ello la eliminación de zumbidos y ruidos. ECUALIZADORES PARAMÉTRICOS: Están compuestos por varios filtros resonantes dispuestos en cascada, con la particularidad de que el usuario puede controlar los tres parámetros fundamentales de cada filtro: ganancia, frecuencia de sintonía y factor de calidad. De esta forma, es posible realiza potentes correcciones con muchas menos etapas que en un ecualizador gráfico; siendo habituales los equipos con 4 o 5 etapas. Cada banda permite sintonizarse en cualquier frecuencia del margen de audio; mientras que los realces/atenuaciones suelen ser del orden de ±15 ó ±18dB. Respecto al factor de calidad suele ser ajustable en unos márgenes entre 0.5 y 18 (como valores extremos). El ecualizador paramétrico se suele utilizar en aquellas ocasiones donde se exija una modificación energética de la respuesta de frecuencia. Su uso no es tan intuitivo como en el gráfico, y suele necesitarse en auxilio de un analizador de espectro para efectuar un ajuste preciso de parámetros. En la siguiente figura podemos observar un ejemplo de corrección efectuada mediante un equipo de cinco bandas.

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Comercialmente se encuentran como equipos de un canal con 4 o 5 bandas, acompañándose de filtros paso bajo y paso alto en los equipos de prestaciones elevadas.

ECUALIZADORES SEMIPARAMÉTRICOS: Similares en cuanto a características a los paramétricos, el usuario puede ajustar la ganancia y frecuencia de sintonía de las etapas, careciendo de control sobre el facto de calidad. Tienen tres o cuatro bandas solapables entre sí. Constituyen una etapa de ecualización potente y de fácil manejo; sobre todo para la modificación de la respuesta en toma de sonido. No se comercializan como tal, sino que constituyen la etapa de ecualización preferida en las mesas de mezclas. 4.3.2.- PROCESADORES DE DINÁMICA. Lo primero definir el margen dinámico, tanto para la señal como para un canal de transmisión. El margen dinámico de una señal es la diferencia en dB entre el nivel más alto y el nivel más bajo que puede alcanzar en la duración del programa o durante un intervalo de tiempo determinado. El margen dinámico de un canal de transmisión o soporte de almacenamiento, es la diferencia en dB entre el nivel máximo que puede alcanzar la señal en el canal sin superar una distorsión determinada, y el nivel de ruido que genera el propio canal. El objetivo de un procesador de dinámica es adaptar márgenes dinámicos de dos equipos o generar efectos. Los procesadores de dinámica son dispositivos destinados a alterar los márgenes dinámicos de la señal de audio, están basados en la utilización de un amplificador controlado por tensión (VAC), de forma que, la propia señal de audio sea la que controle la ganancia del dispositivo. Su diagrama de bloques es el de la siguiente figura.

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La señal de audio pasa a través del VAC, siendo rectificada e integrada por el detector, que entrega una señal de control (Vc) para el gobierno de la ganancia. Dentro del detector se realizan dos procesos fundamentales: la integración de la señal y la obtención de Vc. El proceso de integración se realiza en un tiempo finito, lo que introduce un “retraso” en la obtención de la señal de control; dotando al sistema de una cierta inercia. Esto da lugar a las características transitorias, que permiten establecer la rapidez en la adaptación de la ganancia cuando el sistema procesa una señal continuamente variable como es la de audio. La obtención de Vc, se efectúa mediante una ley que asocia una determinada tensión de control (ganancia) a un determinado nivel de señal; dando esto lugar a la función de transferencia de niveles en el sistema. Los procesadores de dinámica principales son: compresores, limitadores, expansores y puertas de ruido. 4.3.2.1.- COMPRESORES. Son procesadores destinados a reducir el margen dinámico de la señal: atenuando los niveles altos y amplificando los niveles bajos. En la figura siguiente, puede observarse la forma de onda de una señal antes (arriba) y después (abajo) de comprimirla. Los niveles elevados han visto reducido su nivel, mientras que los niveles bajos se ha amplificado.

Un compresor está caracterizado por la curva de transferencia de niveles de entrada/salida; siendo la forma gráfica la mejor para definir el comportamiento del equipo en cada nivel. En el tratamiento de la señal, hay que tener en cuenta que el equipo no puede reaccionar instantáneamente frente a los cambios de nivel; de tal manera que requiere un tiempo para acomodar su ganancia al nuevo cambio. Estos tiempos de adaptación se denominan características transitorias; y principalmente son el tiempo de ataque y el de recuperación.

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El tiempo de ataque se define como el necesario para que el sistema adapte su ganancia, con la aparición de una señal cuyo nivel debe comprimir. Se sitúa entre los 0,5 y 10ms; pudiendo su elección modificar los transitorios. Si se elige largo, la lenta reacción frente a la señal provoca un realce de los sonidos de tipo percusivo. Si se escoge rápido, la compresión se realiza de forma brusca, reduciendo el “impacto” de los sonidos percusivos. El tiempo de recuperación (o de caída) es el que el compresor tarda en alcanzar la ganancia final tras la desaparición de un transitorio; siendo valores habituales entre 50 ms y varios segundos. En la siguiente figura, se representa una salva de alto nivel y bajo nivel (a) junto con ella misma tras habérsele aplicado una compresión (b).

COMPRESOR LIMITADOR: Es el más habitual desde el punto de vista comercial. Los niveles superiores a un cierto umbral de compresión se comprimen con una relación de compresión RC; mientras que los niveles inferiores se procesan con ganancia unidad. Su denominación se debe a la posibilidad de “limitar” el máximo nivel de salida al umbral.

EXPANSORES: Actúan de forma inversa a los compresores, de manera que aumentan el margen dinámico se la señal. Están caracterizado por su relación de expansión, tiempo de ataque y tiempo de recuperación. La relación de expansión, es el cambio e nivel en la salida cuando en la entrada aparece la variación de 1dB. Respecto a su comercialización no suele encontrarse independientes sino que forman una etapa de un procesador más complejo (limitador/ expansor/ puerta de ruido).

PUERTA DE RUIDO: Se caracteriza por dejar pasar las señales de nivel superior a un umbral fijado; mientras que atenúa fuertemente las señales de nivel inferior al umbral, aplicándoles una relación de compresión.

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Su tiempo de ataque es extremadamente corto (0.1-0.3 ms) mientras que el de recuperación suele ser de varias segundos. En éste caso, el usuario no suele tener control sobre las características transitorias, reduciéndose los controles al umbral. Encuentra su aplicación en la eliminación de ruidos de bajo nivel; sobre todo en toma de señal. Por ejemplo: cuando analizamos una toma de sonido, la señal enmascara los ruidos existentes en el estudio; aunque serán captados perfectamente en los silencios del intérprete. La utilización de la puerta permite eliminar ruidos, ajustando el umbral a un nivel ligeramente superior a éstos. Cuando el intérprete cante (o toque) su señal será superior al umbral, atravesando la puerta con ganancia unidad. En los silencios no habrá señal superior al umbral, por lo que la puerta atenuará totalmente la señal de salida. Un ejemplo de éste proceso aparece en la figura siguiente. La forma de onda superior es la señal original, mientras que la inferior corresponde a la señal con la puerta. Obsérvese como la señal de alto nivel no sufre alteración ninguna, mientras que el ruido (de bajo nivel) es atenuado fuertemente.

4.4.- PROCESADORES EN TIEMPO.

Este tratamiento afecta a la señal y sus repeticiones, modificando mediante retardos los instantes de llegada de la señal al oyente. Los efectos más importantes son los de reverberación, retardo y efectos de modulación. Todos ellos están basados en una línea de retardo, elemento tan sencillo que solo introduce un retardo de ô segundos entre la entrada y salida. A partir de éste elemento, se construyen todos los equipos de procesado en tiempo. La mayoría se basan en una línea de retardo realimentada, de forma que se toma la señal de su salida, y atenuándola se suma a la entrada.

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Con esta disposición, se consiguen múltiples repeticiones de la señal que se van atenuando paulatinamente; generando de esta forma un efecto parecido al de la escucha en un recinto (llegada de la onda directa, y de las diferentes reflexiones retardadas y atenuadas). Este es el fundamento de buena parte de los efectos de sonido, aunque la mayoría hacen uso de otra posibilidad: la obtención de modulaciones de frecuencia. La producción de estas modulaciones, se lleva a cabo mediante la variación del retardo de la línea; aunque lógicamente esta se efectúe mediante la programación de la unidad, y no de forma manual. Así, multitud de efectos brindan la posibilidad de establecer la profundidad (“depth”) de la modulación, así como la rapidez (“rate” o “LFO frequency”) de la variación con que se efectúa.

REVERBERACIÓN: El porqué de la necesidad de unidades de reverberación artificial, viene dado por la forma de realizar la mayor parte de las tomas de sonido. Como el local de la toma no suele tener unas condiciones acústicas adaptadas a cada tipo de música, se opta por controlar la reverberación a valores mínimos para después poder añadirla si es necesario. Hoy en día las unidades de reverberación son todas digitales, permitiendo el control de un gran número de parámetros: tiempo de reverberación, programación del nivel y llegada de las primeras reflexiones, simulación de recintos, etc. RETARDOS: Estas unidades se basan en una línea de retardo alimentada, cuya salida se puede mezclar con la señal directa. A pesar de ser sencillas, permiten la realización de un gran número de efectos, siendo muy utilizadas en el ámbito musical. 4.4.1.- EFECTOS CON LÍNEAS DE RETARDO. Son de gran variedad los que se pueden obtener con una línea, pudiendo destacar: ECHO: Consiste en producir un sonido retardado para ser percibido como un eco y añadiendo cierta realimentación. DOUBLING: Se emplea para dar mayor cuerpo al sonido, Emplear un pequeño retardo y sumando esta señal con la original se obtienen batidos y unas pequeñas variaciones de tono. CHORUS: Es como un doubling donde realimentado la señal se obtiene mayor espaciosidad y que una voz o instrumento pueda sonar como varias. FLANGING: Se basa en la obtención de ligeras modulaciones de frecuencia, mezcladas con la señal original.

4.5.- MESAS DE MEZCLA.

Constituye un equipo básico en cualquier instalación de sonido. Sirve de elemento centralizados de todas las conexiones de un estudio de audio, distribuyendo las distintas señales hacia los diferentes destinos. Su función fundamental es la de efectuar una

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mezcla de diversas fuentes de señal; permitiendo graduar el nivel de cada una de ellas, y posibilitando el procesado de dicha señal. Por tanto, debe: -

Admitir la conexión de cualquier fuente de señal de audio (micros, procesadores, magnetófonos).

-

Ecualizar, mínimamente la señal.

-

Mezclar todas las señales posibles, graduando el nivel de cada una de la forma independiente.

-

Facilitar el envío y retorno de cualquier señal o mezcla de las mismas, a equipos de procesado externos a la mesa.

-

Hacer posible el monitorado acústico y visual de las señales en diferentes puntos de la consola.

La estructura de una mesa genérica aparece representada en la figura: -

Canales de entrada. Reciben la señal de audio de las distintas fuentes, ajustan su nivel de entrada y direccionan las señales a etapas posteriores.

-

Canales master. Constituyen la salida principal de la mesa. Reciben la señal enviada de otros módulos y regulando su nivel la entregan directamente a la salida.

-

Sistemas de monitorizado. Permiten visualizar los niveles de las señales en unos indicadores de nivel y escuchas otras señales sin afectar a las salidas de programa.

BUS: Físicamente, es un conductor que sirve de punto de suma de diversas señales de consola. El bus X es donde se suman todas las señales que se envían al canal X, sirviendo como punto de nacimiento de dicho módulo. Se representa por una línea que atraviesa el diagrama recibiendo y enviando las señales a él direccionadas.

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FADER: Potenciómetro deslizando, que situado en el canal de forma vertical regula la cantidad de señal que se envía a las etapas posteriores. Es un potenciómetro activo, que aporta ganancia y atenuación.

ASIGNACIÓN O ENCAMINAMIENTO (ASSIGN, ROUTING): Consiste en la selección de hacia donde queremos que se dirija la señal de un canal determinado. Se realiza mediante un juego de conmutadores. PANORAMA (PAN o PANNING). Con este control, la señal de un canal se divide en dos de diferentes proporciones, graduando el nivel de envío a los diferentes canales seleccionados de la etapa de asignación. Sirve para ir creando imagen estéreo, repartiendo la señal de un canal entre grupos o L-R en la proporción deseada.

4.5.1.- CANAL DE ENTRADA. Tiene por misión tomar una señal de audio y permitir graduar el envío de señal al master. Está dividido en varias secciones: entrada, ecualización, control de nivel y encaminamientos. Desde la conexión tenemos los siguientes caminos. Entrada del canal correspondiente mediante conector apropiado. A continuación el conmutador PAD permite insertar un atenuador de 20dB; utilizado para la introducción de señales de línea, o con el uso de micrófonos a condensador. Seguidamente se dispone de una etapa de amplificación microfónica, que permite amplificar la señal con una magnitud suficiente como para elevarla al nivel nominal (definimos el nivel nominal, como aquel con el que se efectúa las salidas y entradas de lato nivel en la consola) de la mesa.

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La señal progresa hasta el punto de inserción. Éste permite tomar la señal de POSTGAIN OUTPUT y mandarla a un procesador externo; para una vez tratada, devolverla al canal mediante el acceso PRE-EQUALIZER INPUT. A continuación aparece la etapa de ecualización, formada por un ecualizador de cuatro bandas. El canal continúa con el control de nivel de envío (“fader”) por lo que alrededor de él aparecen diferentes envíos a otros módulos; en concreto a los auxiliares, foldback y sistema de monitorizado. Tras el fader aparece el control de panorama (creación del efecto estéreo) y desde éste se aplica la señal al teclado selector de envíos, eligiendo hacia los canales donde queremos mandar la señal. Tras el encaminamiento, las señales enviadas desde diferentes canales a un mismo bus se suman en él; constituyendo éste el punto de comienzo para el siguiente módulo. 4.5.2.- CANAL MASTER. La función del canal master es recoger la mezcla de señales de su bus, y controlando el nivel presentar la señal en la salida. En general el proceso de una etapa master es el que sigue. Una vez tomada la señal de bus correspondiente, se procede al paso por una etapa de ecualización, tras la cual se aplica al fader del master, y de éste a la salida. 4.5.3.- MÓDULO DE GRUPO. El objetivo es agrupar varias señales para simplificar su control mediante un solo fader. Es un punto de mezcla intermedia entre canales de entrada y master, por lo que desde los primeros se le enviará la señal, para regularla a su entrega a los buses master. El diagrama nos representa la configuración de este tipo de mesa de mezcla.

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4.5.4.- CANALES AUXILIARES. Están destinados a procesar un conjunto de señales de forma externa a la mesa. Su uso habitual es de recoger una mezcla de señales de los canales de entrada, y enviarlas a un reberverador, multiefectos, retardo, etc. Una vez efectuado el tratamiento deseado, se devuelve a la consola para su mezcla como una señal más. El proceso lleva implícitas tres fases: -

Envío desde los canales de entrada (o grupos), de una fracción de señal al bus AUX. Esta operación se realiza en el canal que manda la señal.

-

Tomar la señal mezclada en el bus AUX y graduando su nivel enviarla al procesador (envío del AUX).

-

Retornar la salida del procesador a la mesa; bien por un canal de entrada, o por otra sección del auxiliar denominada “retorno de AUX”.

El esquema de la figura nos muestra una mesa con salidas auxiliares

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4.5.5.- MONITORADO VISUAL. Por tal se entiende la presentación del nivel de la señal en un medidor de audio. El típico VU-metro, elemento que mediante una aguja móvil indica el nivel de la señal sobre una escala graduada. Este tipo de medidor tiene la escala graduada en unidades de volumen (“VU unit”), unidades que coinciden con los dB,s para una señal sinusoidal. La escala comprende un margen de –20VU (nivel excesivamente bajo) a +3VU (nivel muy alto); estando el nivel nominal (óptimo) situado en el 0VU. Una característica a tener en cuenta, es que su tiempo de reacción (300ms) se aproxima al del oído, siendo tan lento para intentar mostrar la sonoridad de la señal. Su desventaja es que no es capaz de indicarnos los picos de la señal, factor a tener en cuenta cuando se graba en soportes digtales y sobre todo con señales de tipo percusivo. 4.5.6.- PFL (“PRE-FADER LISTEN”). PFL responde a una escucha antes del fader; permitiendo oir la señal existente en un canal independientemente de la posición del control de nivel. La señal direccionada desde cualquier punto a PFL, pasa al bus del mismo nombre; el cual suele acabar directamente en un altavoz de la propia consola, en la mayoría de los casos a una toma de auriculares exteriores. 4.5.7.- MONITOREADO ACÚSTICO. Consiste en la escucha de diversas señales que circulan por la mesa. Aunque hay tendencias generales, este módulo es muy diferente de una consolas a otras. En la mayoría de las ocasiones, consta de una salida alimentada por un conmutador, que permite seleccionar qué señal es la que se desea escuchas en cada momento.

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En ciertos tipos de consola existe una salida conocida como monitor encargada de llevar la señal del bus correspondiente a pantallas exteriores normalmente autoamplificadas, en la siguiente figura se muestra el esquema de una mesa de esta magnitud.

4.5.8.- TIPOS DE CONSOLAS. En función del campo de aplicación de la mesa, ésta tendrá una estructura particular, contando con diferentes módulos y en distinto número. Las consolas con una estructura básica, se adaptan bien a la mayoría de circunstancias, aunque no están optimizadas para ninguna en particular. Por el contrario, estructuras muy especializadas pueden llegar a ser poco flexibles en entornos para los que no fueron diseñadas. Los tipos básicos de consolas son: Mesas en directo. -

Poseen muchos canales de entrada (min 24). Compresor en cada canal. Suelen tener un único master. Gran número de auxiliares. Dotadas de grupos, agrupaciones VCA y otros automatismos. Monitorado sencillo y rápido de manejar.

Mesas de monitores de escenarios. -

Poseen muchos canales de entrada y compresor en cada canal. Tienen muchos master de salida. Tienen pocos auxiliares. Dotadas de buen minitorado.

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Mesas de estudio de grabación. -

Tienen muchos canales de entrada/salida (min 48). Pueden tener varios master, e incluso facilidades para “sorround”. Estructura “on-line”. Muchos auxiliares. Dotadas de grupos, agrupaciones VCA y automatización total. Sistema de monitorizado flexible y complejo.

Mesas de radio. -

Pocos canales de entrada, simples y sin complicaciones. Es habitual tener canales de entrada estéreo. Suelen tener una doble salida de master, o mejor un doble master (para antena y grabación). Dotadas de uno o dos auxiliares a lo sumo. Deben tener posibilidad de insertar una línea telefónica (con desdoblamiento y retención de llamada). Son sencillas de manejar.

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Capítulo

5

Sonorización Sonorización 5.1.- INTRODUCCIÓN

El campo de aplicación de la sonorización industrial es enorme, dentro de los medios de comunicación hablada, y crece día a día. En este capítulo se pretende dar una idea global de los conceptos fundamentales, la descripción de los equipos y materiales empleados, y algunas aplicaciones típicas. La finalidad de la sonorización industrial como medio de comunicación es dar un servicio a sus usuarios.

5.2.- MEGAFONÍA E INTERCOMUNICACIÓN.

5.2.1.- MEGAFONÍA. Consiste en transmitir la voz desde un punto determinado (central) a otro (u otros); a cada uno de estos puntos lo que se denominan “zonas”. Esta comunicación se establece en un mismo sentido, es decir, de la central a la zona o zonas. Una cadena básica de megafonía está compuesta por un micrófono, un amplificador y una red de altavoces, como se puede observar en la siguiente figura.

5.2.2.- INTERFONÍA. Consiste en transmitir la voz de central a zona y viceversa, es decir la comunicación se establece en uno y otro sentido. Como caso teórico general, podemos considerar que tanto la central como la zona tienen micrófono y altavoz, y la entrada y salida del amplificador se conmuta para cambiar el

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sentido de la comunicación. En la siguiente figura se muestra el diagrama básico de un sistema de intercomunicación. La central tiene mando de conmutación y los demás puestos se denominan secundarios. Cuando la intercomunicación se establece en un sentido u otro, conmutado manual o automáticamente, se denomina “simplex”. Cuando puede establecerse simultáneamente en ambos sentidos, se denomina “duplex”. La intercomunicación se denomina emisión, cuando va de central a secundario, mientras que si va de secundario a central, se llama recepción.

5.2.3.- INTERCOMUNICACIÓN RADIAL, TOTAL Y MIXTA. Frecuentemente se desea comunicar con más de un secundario, y para conseguir esto, los interfonos incorporan un selector de zonas. Cuando tenemos un puesto central y varios secundarios, denominamos al sistema “radial” debido a su configuración. La comunicación se establece entre central y cualquier puesto secundario, pero no entre éstos como puede verse en la siguiente figura.

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Si cada puesto actúa como central y selecciona a cada uno de los restantes, el sistema se denomina de intercomunicación total, como puede verse en la siguiente figura.

La configuración mixta es la que se basa en las dos anteriores, véase la siguiente figura.

Los puestos 1,2 y 3 tienen intercomunicación total entre ellos y a su vez 2 y 3 tienen intercomunicación radial con sus secundarios correspondientes. 5.2.4.- FUNCIÓN DE SEÑALIZACIÓN. Como complemento importante estos sistemas incorporan dispositivos de señalización para control de selección, llamadas, etc., según las necesidades particulares en cada caso. Hoy en día, se puede decir que es corriente cambiar en un mismo sistema ambas funciones, megafonía e interfonía, empleando elementos comunes o no, según los casos.

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5.3.- APLICACIONES TÍPICAS.

A continuación se expone una relación de aplicaciones típicas y la descripción del sistema adaptado en los casos más interesantes. -

Hospitales. Iglesias. Ayuntamientos. Escuelas. Aeropuertos. Industria en general. Industria petroquímica. Industria química. Industria pesada. Buques. Estaciones de ferrocarril. Hoteles. Bancos y Cajas de Ahorros. Instalaciones deportivas. Hipermercados. Comercio en general. Audición pública móvil y fija al aire libre. Protección civil.

5.3.1.- IGLESIAS. En una iglesia se suele emplear un sistema de megafonía simple. Normalmente se emplean tres micrófonos, dos en el altar y uno en el púlpito, y ocasionalmente una fuente musical (magnetófono, CD) un amplificador y una red de altavoces (columnas sonoras en este caso) distribuidos adecuadamente. La principal dificultad consiste en la reberveración propia en estos recintos debido a la arquitectura. En estos recintos se establece un compromiso entre los niveles de potencia aplicados a cada columna sonora, y su direccionalidad, para conseguir el nivel sonoro adecuado, con una buena inteligibilidad de la palabra, sin que se produzca el efecto “Larsen” (acoplamiento acústico entre micrófono-altavoz que se pone de manifiesto por un pitido). 5.3.2.- AYUNTAMIENTOS: SEÑALES HORARIAS, INFORMACIÓN LOCAL, AUDICIÓN PÚBLICA. Consiste en un sistema de información local mediante un sistema de megafonía que llega desde el ayuntamiento, a los centros vitales del municipio. A este sistema se le puede añadir música, señales horarias, etc., con lo que la utilidad se extiende a celebraciones, fiestas, actos oficiales y protección civil en situaciones de emergencia.

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5.3.3.- BANCOS Y CAJAS DE AHORROS. Para la información general y la coordinación, buscapersonas, etc., se dispone de un sistema de megafonía. Además como complemento, a este sistema se le puede agregar música de ambiente. Si el banco dispone de varias cajas, es útil disponer de una megafonía auxiliar en esa zona para el pago de talones y similares. Este sistema se complementa con un visualizador óptico de gran tamaño instalado en cada caja, donde el cajero indica mediante teclado el número de resguardo, al mismo tiempo que lo anuncia por la megafonía auxiliar. Para comunicaciones interiores se dispone de una red de interfonía. Desde el punto de vista de la seguridad es una aplicación muy importante. Actualmente las cajas están dotadas de una cabina cerrada antibala. Esto crea dificultad de conversación entre cliente y cajero. Para solventarla se dispone de un interfono de comunicación automática activado por la voz del cajero, para que éste disponga de ambas manos libres. De este modo desaparecen los problemas de comunicación, y al mismo tiempo, la cabina puede ser completamente cerrada sin ninguna rendija para conversar. Otra aplicación es un sistema de escucha secuencial de todas las dependencias, que permite un control total por parte del vigilante nocturno. Este sistema puede complementarse con un sistema de vídeo.

5.3.4.- HOSPITALES. En un hospital existen varios sistemas combinados, dependiendo de su organización interna (consultorios, clínica, servicios, recepción, casos especiales).

CONSULTORIOS: Aquí se emplea un sistema de megafonía que comunica el consultorio con la sala de espera y sirve para establecer el orden de pacientes y para información de los mismos. Normalmente se emplea el mismo amplificador para varios consultorios, conectado automáticamente, de modo que cada consultorio disponga de un micrófono, de forma que el aviso sólo se oiga en la sala de espera correspondiente, precedido de unas notas musicales de aviso, que denominaremos “carillón de aviso”.

CLÍNICA: Para esta función se emplea un sistema de intercomunicación combinado con señalización óptica y acústica, que enlaza cada habitación con el cuarto de enfermeras. Como puede verse en la siguiente figura.

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El funcionamiento del sistema queda resumido a lo siguiente; el paciente llama mediante pulsador, en la cabecera de la cama se ilumina un piloto llamado “tranquilizador”, otro en la puerta de la habitación y otro en el panel de control en el cuarto de enfermeras, combinado con un avisador acústico. La enfermera encargada de atender las llamadas selecciona en el panel de control la zona correspondiente y habla con el enfermo, procediendo a continuación en consecuencia. Normalmente se emplea un sistema independiente en cada planta, pudiendo estar, a su vez, los puestos de control enlazados entre sí, y con otro puesto de control central. SERVICIOS: Otra red de intercomunicación para enlazar los servicios tales como cocina, lavandería, comedor, almacén, etc. RECEPCIÓN: Aquí se emplea un sistema complejo de megafonía e interfonía para localizar personas, coordinar, información general y para estos casos de emergencia. CASOS ESPECIALES: En zonas clínicas destinadas a cuidados intensivos, o bien en clínicas psiquiátricas, se emplea un sistema automático para vigilancia de enfermos. Consiste en un interfono que va conmutando automáticamente cada una de las zonas durante un período de tiempo propagado (unos segundos). Esto suple con ventaja a los sistemas tradicionales de vídeo, ya que en un supuesto control de veinte habitaciones, en una pantalla de vídeo (mediante circuito cerrado de TV) durante un turno de ocho horas con atención constante, es agotador. En la siguiente figura podemos ver el diagrama del sistema de vigilancia.

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La combinación de estos sistemas en un hospital moderno aporta un considerable ahorro de energía, y por tanto un aumento de eficacia del personal.

5.3.5.- SISTEMAS MÓVILES: MEGÁFONOS Y EQUIPOS PARA EL AUTOMÓVIL. Según la aplicación, se hace necesario que el equipo sea transportable y no esté unido mediante cable a ninguna toma de energía. Un caso típico es el megáfono de mano que es la mínima expresión de una cadena de reproducción. Se compone de un micrófono “antilarsen” un amplificador (de unos seis vatios) alimentado a pilas y un altavoz exponencial, formando todo ello un bloque compacto, y el conjunto se soporta en la mano mediante una empuñadura. El interruptor de puesta en marcha suele ser un gatillo incorporado en la misma empuñadura, de modo que es posible manejarlo con una sola mano. Para dar una idea de sus posibilidades diremos que en campo libre y con unas condiciones de ruido ambiente de 30 ó 40 dB , su alcance máximo es de 150m. Otra aplicación de los equipos móviles, es el equipo para incorporar en el automóvil. Su aplicación típica es propaganda y protección civil. Consta de un amplificador, alimentado de la batería del automóvil, de seis a treinta vatios de potencia, un par de altavoces exponenciales y un micrófono o un magnetofón, o ambos simultáneamente. 5.3.6.- APLICACIONES INDUSTRIALES. Al hablar de interfonos, generalmente tenemos en la mente un aparato pequeño, de sobremesa o pared, contenido en una caja de plástico, de escasa potencia.

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Sin embargo, esto no es siempre así. Existen otros campos de aplicación, donde las condiciones ambientales, ruido, agentes químicos, intemperie, atmósfera inflamable y la utilización de los mismos requieren equipos de muy diferentes características. Como idea general, diremos que para un interfono ubicado en industrias con niveles fuertes de ruido es corriente el uso de potencias entre 15 y 60 W. En una instalación grande de megafonía, tal como en una central nuclear, la potencia total empleado es del orden de 20kW. Cuando hablamos de potencia, nos referimos a potencia permanente, según las normas DIN, aplicada al sistema de altavoces. La industria en general tiene unas necesidades de comunicación vitales para su buen funcionamiento. -

La primera exigencia para un equipo destinado a la industria es la robustez de todos los elementos, ya que deben soportar un trato duro por parte de diferentes personas.

-

La segunda exigencia es la fiabilidad. El equipo debe estar disponible en todo momento.

-

Otra condición importante es la facilidad de manejo por parte de los usuarios.

-

El equipo debe de estar adaptado a las características de la industria a que va destinado (atmósfera corrosiva, inflamable, radiaciones, polvo, etc.).

5.3.7.- INDUSTRIA QUÍMICA. Una aplicación ciertamente interesante en la Industria Química, son las fábricas de ácido sulfúrico o de fertilizantes, así como las de cemento. En el caso de una fábrica de ácido sulfúrico, el problema se presenta del siguiente modo: Ocasionalmente se producen escapes de anhídrido sulfúrico (actualmente trióxido de azufre), gas presente en pequeñas cantidades en determinadas zonas. Por sí solo no es corrosivo, pero en los puntos donde se condensa la humedad del aire, al formarse gotas de agua, se combina con esta, formando ácido sulfúrico y es ahí donde comienza la corrosión. En este caso la solución adoptada consiste en construir todos los puntos exteriores de los equipos expuestos a esta corrosión, a base de acero inoxidable especial, goma de silicona y resina epoxi y protegiendo las partes interiores contra cualquier posible penetración al exterior. Una realización de este tipo garantiza el buen funcionamiento durante largos años. En el caso de una fábrica de cemento, los equipos deben de protegerse contra el polvo. Si se trata de fertilizantes, el problema es mixto, ya que tenemos polvo y además corrosivo; la solución es también mixta. En cuanto a protección de equipos, los procedimientos de ensayo y marcas que deben figurar para los diferentes grados de protección, penetración de sólidos, líquidos, etc., vienen especificadas en las normas UNE.

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5.3.8.- INDUSTRIA PETROQUÍMICA. ELEMENTOS DE SEGURIDAD INTRÍNSECA. La problemática presentada por la industria petroquímica añade una característica más que nos lleva a otro campo. En determinadas zonas se pueden producir escapes de gases inflamables, que al mezclarse con el oxígeno del aire crean un grave riesgo de explosión. En consecuencia, cualquier equipo eléctrico que esté dentro de la zona debe estar proyectado y controlado, de modo que no pueda provocar dicha explosión a consecuencia de una pista eléctrica. A continuación describiremos la constitución y el funcionamiento de estos elementos de seguridad intrínseca. Cualquier elemento eléctrico destinado a este uso estará contenido dentro de una carcasa de fundición. Las conexiones deben de salir de la carcasa a través de prensaestopas y cualquier eje de mando, pulsador, etc, debe contar con sus correspondientes juntas de esqueidad. Asimismo, las aberturas que permiten el paso del sonido, de dentro a fuera y de fuera a dentro, deben contar con filtros especiales. Existen diferentes grupos de clasificación, según los tipos de gases con que sean utilizables los aparatos. Todos los aparatos están homologados y deben ser verificados al 100% todas las unidades. En una placa de identificación debe figurar su grupo de clasificación y también debe figurar la inscripción “prohibido abrir el cofre bajo tensión”. Tanto la homologación como la verificación debe realizarse en un laboratorio especial debidamente autorizado por el Ministerio de Industria. 5.3.9.- EQUIPOS PARA BUQUES. En un buque, dependiendo de sus características, hay cuatro funciones diferentes a cubrir: -

Equipo de órdenes. Megafonía. Comunicaciones interiores. Ambiente musical.

EQUIPO DE ÓRDENES: Es el conjunto básico para cualquier buque sea cual sea su tonelaje y su utilización, mercante, pesca o pasaje. Consiste en un interfono de gran potencia que enlaza el puente de mando con los puntos vitales del buque. En las zonas exteriores se emplean altavoces de tipo exponencial, con carcarsa y pabellón de fundición de aluminio, que permite establecer conversación con el personal a una distancia de 10 m, con total libertad de movimiento, empleando como micrófono de respuesta al mismo altavoz. En la sala de máquinas se emplea un altavoz exponencial, para órdenes y llamada al personal. Para respuesta y conversación se emplea un secundario especial antirruido.

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Este equipo permite dirigir y coordinar todas las maniobras del buque. Es totalmente independiente de los otros equipos que incorpora el buque. En algunos casos incorpora una central auxiliar, pudiéndose traspasar el mando desde la central del puente a ésta, en función de las necesidades del buque. Estos equipos deben soportar y superar condiciones de clima extremas y un trato duro, por lo que su robustez es fundamental. COMUNICACIONES INTERIORES: Su función es enlazar mediante interfonía todos los diferentes servicios del buque. Esto está siempre en función de las características del mismo. AMBIENTE MUSICAL: Tanto para embarcaciones de recreo como para mercantes o buques de pesca con largas permanencias en el mar se emplean sistemas recreativos de difusión musical. Normalmente es un equipo secundario, dada la aplicación. 5.3.10.- LAS COMUNICACIONES COMO SISTEMA DE SEGURIDAD. Una aplicación muy importante de la megafonía e interfonía es la seguridad. Tanto para la industria como para cualquier edificio público, hotel, hospital, etc., es una herramienta fundamental en caso de emergencia, para coordinar y dirigir evacuación de personas, trabajos de extinción, reparación, socorro, etc,. Una caso tipo realizado en una central nuclear consiste en un sistema modular donde hay una red de megafonía distribuida por toda el área, y una red paralela a esta de interfonía, accesibles desde un centenar de unidades de mando distribuidas adecuadamente. En funcionamiento ordinario la red megafónica se emplea como buscapersonas e información general. La interfonía como comunicación interna. En este sistema no hay control de selección, lo que asegura la difusión de la información a todos los puntos. Las dos redes están superpuestas, pero son independientes entre sí y son utilizables simultánemente desde diferentes puntos. En caso de emergencia se inyectan señales de alarma en ambas redes, asegurando así que todo el personal se entera de la condición de emergencia, y se emplean para coordinar cualquier operación de evacuación o los trabajos pertinentes. Como sistema se seguridad que es, se alimenta de una red de corriente alterna permanente, que normalmente procede de un ondulador alimentado a su vez con baterías especiales. No hay que olvidar que las potencias en juego son del orden de varios kW. Asimismo las unidades están fabricadas a prueba de movimientos sísmicos, y los conductores empleados en el tendido de líneas son incombustibles, y protegidos por conducciones de acero a lo largo de todo su recorrido.

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5.4.- AMPLIFICADORES.

El amplificador para sistemas de Sonorización Industrial, eslabón fundamental en la cadena de reproducción, tiene dos funciones principales: -

Controlar la señal procedente de micrófonos u otras fuentes de información, control en forma de mezcla, atenuación, corrección de tonalidad, etc.

-

Alimentar el sistema de altavoces con la potencia requerida.

Por tanto, las características más importantes del amplificador son entradas de señal (número y clase de entradas) controles (mezcla, conmutación y tonos) y potencia de salida. Otra característica es la alimentación, ya que según las necesidades de la instalación se alimentará de la red de suministro eléctrico, en corriente alterna, o bien a partir de corriente continua de unas baterías, o bien mediante ambos sistemas. Veamos un esquema se un amplificador para un sistema de sonorización industrial.

En primer lugar cada fuente de señal se aplica a su entrada correspondiente. En este caso tenemos dos entradas de micrófonos con su respectivo transformado y una para música que admite una cápsula carámica o un magnetófono o cualquier otra fuente sonora. Cada entrada dispone de su preamplificador correspondiente y la salida de éste va a parar a un mezclador de señales, de manera que se puede mezclar la voz de dos locutores más un fondo musical. El nivel de cada entrada se controla con un mando,

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independiente de los otros dos. A continuación pasa a un control de tonos activos y por último a una etapa de potencia.

Cada bloque amplificador está realizado con bloques intercambiables mediante conector. Esto permite dos posibilidades: 1. En caso de avería, la reparación se reduce a sustituir el módulo averiado por otro nuevo, y reparar posteriormente la avería en el taller. Este es un factor muy importante, ya que permite mantener el equipo operativo prácticamente al 100% en todo momento. 2. Los módulos intercambiables poseen la ventaja de poder transformar una entrada para línea en entrada de micrófono, simplemente sustituyendo un circuito, lo cual permite gran flexibilidad en sus aplicaciones

La salida del amplificador se hace a través de transformador. Esto permite cargar el amplificador con diferentes impedancias y obtener siempre la potencia nominal del amplificador. La salida tiene normalmente impedancias de 4, 8 y 16 ohmios y la salida de alta impedancia de tensión 50 y 100 V. En estas salidas de línea de tensión fija, la impedancia de carga nominal es función de la potencia del transformador. 5.5.- TRANSMISIÓN DE ENERGÍA DEL AMPLIFICADOR A LOS ALTAVORES.

La impedancia de carga conectada a un amplificador debe ser idealmente de un valor igual a la impedancia interna del mismo, para obtener un rendimiento máximo. No obstante, se acepta una tolerancia del ± 10% para un buen rendimiento y buena estabilidad. Para el cálculo de potencias, tensiones, e intensidades, se emplea la ley de Ohm, admitiendo que la impedancia de carga sea una resistencia pura. Para adaptar la impedancia de carga al amplificador se debe tener en cuenta tres condiciones: • • •

Pérdidas de energía según la longitud de la línea. Si se van a conectar uno a más receptores. Cuando hay varios altavoces, potencia aplicada a cada uno de ellos.

Los amplificadores empleados normalmente tienen transformador de salida con tomas para 4, 8 y 16 ohmios y salidas de alta impedancia de tensión constante de 50 y 100 V. Según estas condiciones, se emplean transformadores o no, para conseguir el rendimiento o no, para conseguir el rendimiento óptimo de la instalación. En la línea de transmisión amplificador-altavoces se producen unas pérdidas de energía en el conductor.

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Si la resistencia óhmica de la línea es igual o superior al 5% del valor de la impedancia de carga, las pérdidas empiezan a ser importantes, porque a la pérdida propiamente dicha se suma la desadaptación que lleva consigo, ya que esta resistencia se suma al receptor. Cuando se emplea un cierto número de altavoces, el problema se complica. Si se tiene que adaptar varios receptores de impedancias a la salida de un amplificador con carga nominal determinada, esto se puede solucionar en casos concretos y generalmente cuando el número de ellos no es muy grande mediante combinaciones serie- paralelo.

Esta solución es factible, y en la práctica se emplea, cuando los altavoces van agrupados formando un mismo conjunto (caso típico de las columnas sonoras). En caso contrario, si están a una cierta distancia unos de otros, no se emplea, porque la instalación debe hacerse teniendo en cuenta el conexionado serie-paralelo entre ellos y se complica bastante, de modo que lo que se abarate el sistema ahorrando transformadores se encarece en mano e obra de instalación y mantenimiento posterior. Por otra parte, cuando el número de altavoces es grande (una instalación puede llevar doscientos altavoces conectados a un mismo amplificador) es prácticamente imposible debido a la complejidad del circuito y a las pérdidas de línea, ya que ésta puede llegar a medir varios centenares o miles de metros. En este caso se utiliza un tipo de conexión como la de la figura.

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Cada receptor se conecta a la línea de derivación a través del transformador denominado transformador de impedancias. La suma de todas las potencias emitidas por los receptores deberá ser igual a la potencia del amplificador. El transformador de impedancias, es un transformador de audiofrecuencia, con un paso de banda adecuado y previsto para una potencia adecuada a la impedancia reflejada y en definitiva a la potencia absorbida

Consta de un primario que refleja una impedancia elevada seleccionadas mediante tomas y un secundario de 4, 8 y 16 ohmios. Estos valores, normalmente están estandarizados dentro de la gama del fabricante. Cuando se desean diferentes potencias aplicadas en los distintos receptores, se procede del mismo modo, seleccionando para cada receptor la impedancia de primario correspondiente a la potencia que se desea aplicar. La flexibilidad del sistema es evidente, permitiendo posteriormente corregir y equilibrar la potencia en los distintos puntos, cuando se procede a la puesta en marcha en servicio de la instalación, sin necesidad de modificaciones. Asimismo es frecuente que cuando la instalación se emplea para música ambiente, los usuarios necesiten modificar el nivel sonoro correspondiente a su altavoz, independientemente del resto de la instalación. Para ello existen atenuadores que modifican la potencia aplicada al receptor.

Estos atenuadores deben mantener en cualquier posición la impedancia reflejada, y por tanto la potencia absorbida por el primario, a fin de no alterar el resto del sistema.

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Capítulo

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La señal de video. 1.1.- EXPLORACIÓN DE UNA IMAGEN.

Hace ya mucho tiempo que se conocen los procedimientos para la transmisión de imágenes y textos por medios eléctricos bajo el nombre de telegrafía o teletransmisión de imágenes. Este sistema consiste en explorar la imagen original mediante un detector de luminosidad, convirtiendo dicho valor en una señal eléctrica. Estas señales eléctricas correspondientes a los valores de luminosidad de la imagen se almacenan en el mismo orden en el que se recogieron, de tal manera que, la sucesión de señales en el mismo orden reproducen la imagen primitiva. El principio fundamental de la de la transmisión de imágenes consiste en explorar por puntos los valores de luminosidad de la imagen o texto, transmitiéndolos sucesivamente al lugar de reproducción. La exploración se realiza mediante la formación de tramas recogidas de izquierda a derecha con una pequeña inclinación descendente. Al llegar al final de la imagen, margen derecho, se retrocede rápidamente a la orilla izquierda para recopilar otra trama, justamente por debajo de la trama anterior. Todas las tramas son igual de anchas. Las fases para el tratamiento de una imagen comprenden las siguientes etapas: 1. Se realiza una exploración lineal de la imagen original. 2. Los valores de luminosidad obtenidos en la exploración de cada punto de la imagen se transforma en señales eléctricas. 3. Estas señales son transportadas o almacenadas en orden. 4. Una que se ha conseguido obtener una señal eléctrica, se realzan todas las operaciones que deseemos, transformarla, retocarla, transmitirla, etc.

1.2.- MAGNITUDES PRINCIPALES DE LA SEÑAL DE IMAGEN.

Saturación de color: Un mismo color puede ser vivo y fuerte o bien suave o tono pastel. El grado de dilución de un color por la luz blanca es lo que se conoce como saturación. Un color está más saturado cuanto menos luz blanca tiene. Densidad lumínica o luminancia: Proporciona la sensación de luminosidad de toda la imagen. Resolución: Es el número de filas y columnas en que dividimos una imagen. La unidad es el píxel, que equivale al número de punto por pulgada.

Tipo C. Parte II: Vídeo.

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1.3.- COLORIMETRÍA.

Mediante la combinación de colores puede formarse, por mezcla, cualquier otro color, incluso el color blanco. Un sistema de coordenadas de color según DIN 5033 consiste en un triángulo, cuyos ángulos se hallan ocupados por los tres colores básicos en el tratamiento de la imagen: azul, verde y rojo. A lo largo del triángulo un color se funde paulatinamente en otro. La Colorimetría se basa en procedimientos que estudian las características de los colores, conjuntamente con su comportamiento físico en el espacio. Las características de los colores aportan, a los mismos, cualidades especiales que permiten poder clasificar a los colores de determinada manera. En cambio, el estudio físico de los mismos nos brinda, someramente, un atisbo de cómo se pueden ver y diferenciar a los colores de acuerdo a sus Longitudes de Onda. Estas se definen como la distancia que recorren las ondas ( luminosas en este caso) con tiempo determinado y relacionándolas con la velocidad de la luz. Dichas Longitudes de Ondas determinarán otro tipo de clasificación de los colores. El estudio de la Colorimetría nos dará lugar a poder entender los diferentes sistemas de T.V. color y, al mismo tiempo, el funcionamiento de dichos sistemas.

Las características perceptivas de los colores se pueden dividir en tres grandes grupos: -

Longitud de Onda o Matiz: se puede definir como matiz lo que diferencia a los distintos tonos de los colores. Es así como por ejemplo al ir variando la longitud de onda vamos a encontrar distintos matices de colores. Ello no quiere decir que estemos hablando de distintos colores sino que, la longitud de onda predominante es la que dará el tinte o matiz de cada color.

-

Pureza o Saturación: se define a un color puro, profundo, vivido o saturado a aquel que no está mezclado con el blanco. El agregado de blanco aclara el color, el cual, sigue manteniendo su ubicación en la escala de las longitudes de onda ( es decir sigue siendo él mismo). El agregado de negro oscurece los colores pero no los cambia. El banco negro y gris no son colores y poseen saturación cero.

-

Luminancia o Brillo : es la cantidad de lumens que posee cada uno de los colores. En este caso el amarillo es el color que más luminosidad posee (comparado con los otros colores).

Tipo C. Parte II: Vídeo.

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Capítulo

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Pantallas planas. 2.1.- INTRODUCCIÓN.

Desde el principio de la historia de la televisión ,la pantalla o dispositivo de visualización empleado ha sido el tubo de rayos catódicos o tubo Braún, cuya idea primordial data de los años cuarenta. Al estar basado en un tubo de vacío este tipo de pantalla presenta los siguientes inconvenientes: 1) Al ser un dispositivo de vacío la presión atmosférica que debe soportar es extremadamente grande, cercana al Kilogramo por centímetro cuadrado de superficie. Esto obliga a reforzar la estructura mecánica del tubo aumentando su peso y su precio. Además para tamaños de tubo muy grande la presión soportada es tan grande, que actualmente es inviable la construcción de un tubo de rayos catódicos de más de 95 cm de diagonal. 2) El propio principio de funcionamiento del tubo obliga a tener el cañón emisor de electrones a una distancia mínima de la pantalla. La pantalla debe ser barrida por el haz de electrones sin que se pierda el enfoque. Cuando más plana es la pantalla y más grande es el ángulo de barrido (más cerca esta el cañón de la pantalla), más difícil es mantener el enfoque y la geometría correcta en todos los puntos de la imagen. Esta circunstancia es corregida por medios electrónicos como el enfoque dinámico, la corrección este - oeste y la modulación de la velocidad de haz. Como consecuencia el tubo tiene unas dimensiones en profundidad grandes en relación al tamaño de su pantalla. En resumen el tubo de rayos catódicos es un dispositivo voluminoso, de peso apreciable y que lleva implícita una limitación de tamaño máximo. Históricamente uno de los retos de desarrollo en el campo de la televisión, ha sido durante décadas, fabricar una pantalla de televisión plana y de poca profundidad que pudiera ser colgada en la pared como si fuera un cuadro. En otras aplicaciones se han empleado otros tipos de dispositivos de visualización mucho mas planos y que actúan por principios completamente distintos. El más conocido de estos dispositivos es la pantalla de cristal liquido o LCD (Liquid Cristal Display), profusamente aplicada actualmente en ordenadores portátiles, vídeojuegos, relojes, instrumentación. .etc. Además de ser una pantalla plana esta tecnología precisa de un reducido consumo para funcionar, aspecto que la hace adecuada para aparatos en los que es necesario un bajo consumo, como los que deben funcionar a pilas o batería. No obstante la construcción de pantallas grandes basadas en la tecnología LCD presenta una serie de inconvenientes que se detallarán posteriormente.

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Visto que a través de la tecnología LCD no era viable la construcción de pantallas planas de gran tamaño, se ha venido investigando en diversas alternativas tecnológicas, basadas en el comportamiento en estado de plasma de algunos gases. Basándose en este conjunto de tecnologías ha sido posible desarrollar pantallas planas adecuadas para su empleo en TV y multimedia. 2.2.- TECNOLOGÍA LCD

La tecnología LCD (liquid cristal display) esta basada en las propiedades luminosas de un determinado tipo de geles orgánicos (los cristales líquidos). Los cristales líquidos son materiales que absorben la luz silos polos magnéticos de sus moléculas están orientados y que la reflejan si están desordenados. Esta propiedad de los cristales líquidos es extremadamente útil, para construir todo tipo de visualizadores. Normalmente los visualizadores se construyen encerrando una porción de cristal liquido en un contenedor en forma de segmento, que junto con otros segmentos puede formar números, caracteres, etc. En los extremos de este contenedor se disponen unos terminales conectados al polo positivo y negativo de una tensión continua. Si esta tensión continua está presente, los polos magnéticos de las moléculas de cristal liquido están orientados de forma ordenada, con lo que absorben la luz (el segmento se ve negro); si no hay tensión presente en los terminales los polos magnéticos de las moléculas de cristal liquido están desordenados (el segmento no se ve ,al ser del mismo color que el fondo del display). Disponiendo de un gran numero de celdas o contenedores de cristal liquido en forma de punto formado una matriz, se puede construir una pantalla plana de bajo consumo. Esta idea básica se perfeccionó para realizar dispositivos de visualización más complejos. Químicamente o por filtros de color se consiguieron cristales líquidos capaces absorber no solo todo el espectro de la luz visible, sino un determinado margen del mismo, reflejando el resto. Esto en la práctica significa que se podía disponer de cristal liquido que cuando se le daba tensión se veía rojo, cristal liquido verde y cristal liquido azul. Si cada punto esta formado por tres celdas, con cada uno de los colores fundamentales y se dispone un numero elevado de ellos en forma de matriz, es posible construir una pantalla plana en color, de bajo consumo y prácticamente del tamaño que queramos. No obstante la construcción de pantallas de gran tamaño para aplicaciones de televisión con esta tecnología es prácticamente inviable por los siguientes motivos: -

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En primer lugar las pantallas o dispositivos LCD a diferencia de los tubos de rayos catódicos son dispositivos pasivos en lugar de activos. Es decir no emiten luz sino que se limitan a "modular" o reaccionar de diferente manera frente a la luz ambiental. Como consecuencia practica de este hecho están pantallas no pueden verse a oscuras, con poca luz o desde un ángulo que no sea totalmente perpendicular a la luz incidente. Este hecho es fácilmente comprobable con las pantallas color de ordenadores portátiles que acostumbran a emplear esta tecnología. En segundo lugar las variaciones de brillo y contraste de la imagen que en un tubo de rayos catódicos son fáciles de producir, modificando la intensidad del haz, no son tan fácilmente reproducibles sobre cristal liquido. Sobre cristal

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liquido es relativamente fácil reproducir el color de un punto pero no la intensidad del mismo. Es decir las pantallas de este tipo de tecnología son adecuadas para aplicaciones con una gama limitada de colores y matices (como representaciones gráficas de ordenador) pero están lejos del color real o "true color". Existen mejoras de la tecnología básica LCD como son los displays o pantallas "activas" en las que se introduce una fuente de luz lateral o posterior externa para tener menos influencia de la luz ambiental exterior y poder trabajar a bajas condiciones de iluminación. De todas maneras el nivel de luminosidad y contraste de una pantalla LCD dista todavía mucho de lo que hoy por hoy puede ofrecer un tubo.

2.3.- TECNOLOGÍAS DE PLASMA.

De la descripción de las pantallas LCD se deduce que necesitamos un material similar al cristal liquido en estructura física, pero que emita luz en lugar de modificar la que recibe y sobre el cual podamos variar no solo el color sino también la intensidad de dicha luz. El plasma es un material que puede presentar estas características. De hecho el plasma no es un material en si, sino que es un estado de la materia que puede adquirir cualquier material. Además de sólido, liquido y gaseoso la materia puede presentar otros estados de ordenación mas complejos. El plasma es uno de estos estados de la materia, que se da a altas energías y se encuentra de forma natural en el universo en el corazón de las estrellas y en determinados cuerpos celestes. Es un estado fluido entre liquido y gaseoso. La propiedad mas asombrosa de la materia en estado de plasma, que es a la vez la que mayores aplicaciones futuras puede proporcionar es que la materia en estado de plasma puede "moldearse" electromagnéticamente tanto a nivel de forma y consistencia como a nivel de las radiaciones que emite. Esta interesante propiedad se ha empleado de dos formas distintas para producir pantallas planas: l) Tecnología PALC. 2) Tecnología PDP(plasma display panel) 2.3.1.2.3.1.- TECNOLOGÍA TECNOLOGÍA PALC. La tecnología PALC (Plasma Adressed liquid cristal) se basa en el hecho de que la "transparencia" de un gas en estado de plasma puede variarse eléctricamente. Las pantallas PALC constan de una serie de celdas que contienen un gas en estado de plasma cuya transparencia puede ser alterada electrónicamente. Cada punto de imagen consta de tres celdillas, una para cada color. Estos elementos están iluminados por la parte posterior por una fuente de luz blanca. Alterando la transparencia del plasma contenido en cada celdilla que tiene frontalmente un filtro de color, se puede alterar la luminosidad del punto y su color alterando la proporción en cada uno de los colores fundamentales.

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El único problema adicional es que la transparencia del punto no varia linealmente con la tensión sino que la relación con la excitación es de un carácter bastante más complejo. De hecho la transparencia depende entre otras cosas del tiempo de excitación, su continuidad y la forma de esta excitación. De ello se deduce que la circuitería de deflexión y excitación de un TV dotado con este tipo de pantalla es completamente distinta a el tipo de TV que conocemos actualmente. La complejidad de la excitación y control necesarias de hecho solo son posibles mediante sistemas digitales con software de alta capacidad. De hecho esta estructura es coherente con el "futuro digital" de integración multimedia que auguran los expertos. En cuanto a concepción básica esta tecnología es una modificación de la idea concebida con el cristal liquido, pero al ser su funcionamiento dependiente de una fuente de luz constante procedente del fondo de la pantalla y debido a las características del plasma, la luminosidad y el contraste de estas pantallas es mucho mayor que las LCD aunque no llega al nivel de un buen TRC. Además de la ventaja inherente a ser planas estas pantallas pueden ser de un mayor tamaño que los TRC. Son además completamente "planas" es decir que su geometría es mucho mas perfecta que un tubo y su excitación las hace fácilmente integrables a ordenadores, proyectores. etc. No se ven influenciadas por campos magnéticos como los TRC ni tienen tendencia a "mancharse" como estos. Su peso es asimismo bastante mas reducido que un tubo del mismo tamaño. Como desventajas tenemos además de un contraste inferior al TRC, un consumo incluso mayor que este y una fabricación (con los métodos actuales) compleja y cara. Sony ha desarrollado una serie de aparatos con pantallas basadas en esta tecnología a la que le ha dado el nombre comercial de PLASMATRON. Como frente de plasma emplea una mezcla de gases nobles, la cual se puede colocar en estado de plasma con relativamente poca energía. La energía necesaria para convenir el gas en plasma es relativamente alta, por lo que estas pantallas tienen un consumo que no puede ser calificado de "ecológico". En la figura, se puede ver el funcionamiento del PALC o Plasmatron (Sony). Una celda plasma de uno de los colores fundamentales de un punto. Cada punto de imagen esta formado por una triada de celdillas cada una correspondiente a uno de los tres colores fundamentales. Los electrodos varían la transparencia del plasma en función del nivel de brillo de la imagen, alterando el paso de la fuente de luz posterior. Es de hecho un desarrollo de las pantallas activas LCD empleando nuevos materiales y tecnologías. La iluminación de fondo debe estar permanentemente activa.

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Principio de funcionamiento del PALC.

2.3.2.2.3.2.- TECNOLOGÍA PDP (PLASMA DISPLAY PANEL). La tecnología PDP emplea el plasma de forma totalmente diferente al caso anterior. Como el plasma al ser excitado eléctricamente radia luz ultravioleta se emplea esta luz ultravioleta para excitar una pantalla de fósforo de tipo similar a las empleadas actualmente en televisión. Los rayos ultravioleta desprendidos por el plasma son empleados pues en el mismo sentido que los rayos catódicos en un tubo convencional. Pero para formar una imagen de TV no es suficiente con encender y apagar puntos de imagen, también es necesario producir diferentes gradaciones de brillo. El problema es el mismo que en la anterior tecnología, la cantidad de luz ultravioleta radiada por el plasma que estimula la capa de fósforo no puede ser variada variando la tensión sino que únicamente se puede variar variando el tiempo de excitación. Ello presupone de nuevo que los circuitos de excitación/deflexión de los aparatos serán muy distintos a lo que conocemos actualmente, estando basados en conceptos de tipo "digital" como sucedía en la tecnología anterior. En la figura, se muestra el principio de funcionamiento del PDP o Planatron (Grundig). Una celda de plasma acabada en un recubrimiento de fósforo similar a los TRC. Cada punto esta formado por tres células plasma de fósforo de cada uno de los tres colores fundamentales. Tal como se indica en la figura a través de los electrodos se excita el plasma para que radie energía en forma de rayos UVA. Los rayos UVA hacen que el fósforo emita luz visible de una forma similar a los rayos catódicos de un tubo.

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Principio de funcionamiento PDP.

Las ventajas de esta tecnología son que al emplear la misma base de pantalla que el tubo sus resultados a nivel de contraste de imagen y brillo son comparables. Además tiene las ventajas propias de ser una pantalla totalmente plana; geometría perfecta sin reflexiones, dimensiones y peso reducido. Sin embargo la obtención y manipulación del plasma sigue siendo una tarea para la que hay que emplear una cantidad relativamente grande de energía, por lo que esta tecnología tampoco es "ecológica". Grundig tiene previsto desarrollar aparatos con pantallas basadas en esta tecnología, puesta a punto por Fujitsu. La versión GRUNDIG de pantalla plana de tecnología de plasma recibirá el nombre de PLANATRÓN. En la siguiente tabla podemos ver una comparativa entre las diversas tecnologías. Comparación Pantallas para TV Tipo Media actual Peso Profundidad Máximo tamaño Brillo Contraste Ángulo visión Consumo

Tubo 95 cm 60 Kg 50 cm 95 cm 300 cd/qm 180:1 160 grad 150 W

PDP (Planatron) 105 cm 14 Kg 5 cm 127 cm 300 cd/qm (pico) 70:1 160 grad 350 W

PALC (Plasmatron) 63 cm 17 Kg 4 cm 127 cm 250 cd/qm 150:1 90 grad 120 W

LCD 25-40 cm 18 Kg 4 cm 70 cm 200 cd/qm 50:1 90 grad 100 W

Comparación de pantallas de TV.

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Capítulo

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Magnetoscopios. Los grabadores de vídeo o videocasetes constituyen un interesante complemento del receptor de televisión. Al igual que puede grabarse en una cinta magnetofónica para poderla reproducir posteriormente, con un vídeo casete puede registrarse emisiones de televisión en color para presenciarlas cuando se desee. Para ello sobre la banda magnética debe registrarse la banda completa de frecuencias de televisión, incluyendo las de borrado y sincronización, así como la señal de audio, es decir, una banda de frecuencias de hasta 5,5 MHz.

3.1.- SISTEMAS DE VÍDEO.

En el mundo existen varios sistemas domésticos de vídeo, ellos son el VHS - VHS-C y el 8 mm; y dentro de los profesionales el U-Matic-Beta, S-VHS, Hi8 y lo último, el sistema digital que también viene en cámaras domésticas. En la siguiente tabla se pueden observar las diferencias entre tres sistemas de vídeo.

Anchura de cinta Diámetro tambor portacabezas Velocidad arrastre cinta Velocidad relativa cinta/cabezas Anchura grabación Dimensión casete (mm) Casete reversible

VHS 12,7 mm 62 mm 2,33 cm/s 4,84 m/s 12,7 mm 188x104x25 NO

SISTEMA 2000 12,7 mm 65 mm 2,44 cm/s 5,08 m/s 6,35 mm 183x110x26 SI

BETA 12,7 mm. 74,5 mm 1,87 cm/s 5,83 m/s 12,7 mm 56x96x25 NO

Sistemas de vídeo.

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3.2.- FUNCIONAMIENTO.

La mayoría de los magnetoscopios domésticos emplean el sistema de grabación helicoidal; generalmente utilizan dos cabezas de vídeo diametralmente opuestas, situadas sobre un tambor de poco más de 60 cm de diámetro, con una ligera inclinación sobre la vertical, que gira en sentido contrario a la cinta manteniendo una velocidad relativa respecto a la misma de alrededor de 5 m/s. La entrada de RF se conecta a la antena de TV, bien sea individual o colectiva. Al igual que en un receptor de TV, la primera etapa es el sintonizador, con el que se selecciona alguna de las emisoras que emiten sobre esa zona; la señal se envía a la salida de RF para poder comprobar la sintonización en el televisor. La señal sintonizada se demodula, obteniéndose las señales base de vídeo, de audio y la correspondiente a los sincronismos. La señal de vídeo se separa en sus dos componentes: luminancia, que lleva la información de blanco y negro, y crominancia, que añade a la anterior la información de color, que previamente amplificadas por separado se entregan a las cabezas magnéticas grabadoras de vídeo. La señal de audio se graba en una pista aparte de forma similar a un magnetófono. La forma de grabar en la cinta la información de los sincronismos varía del sistema 2000 respecto a los BETA y VHS; esta información, en todos los casos, es la que gobierna los servosistemas que controlan la velocidad del motor portacabezas. La reproducción sigue un proceso inverso; la señal inducida por la cinta en las cabezas se entrega a un separador de luminancia y crominancia, demodulándose ambas señales por separado y mezclándose a continuación, para obtener la señal de vídeo. Las imágenes grabadas pueden ser visualizadas si se aplica esta señal a un monitor de vídeo, bien sea de blanco y negro, o color. Para utilizar la entrada de antena de un receptor de TV se deberá pasar esta señal de vídeo por un modulador que dé a su salida una señal correspondiente a un canal de TV, que se puede ajustar para que no coincida con alguna emisora local.

Diagrama de bloques de un magnetoscopio.

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3.3.- SISTEMAS LECTURA. PARTES PRINCIPALES DEL SISTEMA HELICOIDAL.

El sistema cuadruplexo se utiliza de forma casi exclusiva en la industria profesional. Los aparatos de grabación de uso doméstico utilizan un principio diferente, más sencillo, denominado de exploración helicoidal (o de barrido oblicuo): tiene una velocidad cabezal/cinta mucho más lenta que el sistema cuadruplexo, por lo que su anchura máxima de banda sólo es de 3 MHz. La resolución de las imágenes es también inferior a la del cuadruplexo. En la exploración helicoidal hay uno o dos cabezales de grabación/reproducción montadas sobre un tambor que gira rápidamente en la misma dirección que el avance de la cinta. Ésta va enrollada sobre el tambor de forma helicoidal. El ángulo de enrollamiento (es decir, el ángulo entre el contacto inicial y final con el tambor) está entre 90° y 360°, dependiendo del fabricante. La mayoría de los sistemas de exploración helicoidal utilizan anchos de cinta entre 1,25 y 1,9 cm. Los aparatos de grabación en cinta de vídeo (VCR) se abarataron notablemente a principios de los años ochenta y su venta se concentró en el mercado doméstico. A partir de entonces comenzaron a divulgarse las cintas magnéticas de 8 mm, sobre todo para los sistemas combinados de cámara de vídeo y grabación de cinta. El menor tamaño de los cartuchos de cinta y las 2 horas de duración para grabar hacen que el formato de 8 mm resulte atractivo para los equipos ligeros y portátiles. Desde su aparición, los dos formatos de ½ pulgada y de 8 mm utilizados en los VCR domésticos se han visto complementados por versiones mejoradas, Super-VHS y Hi8, respectivamente, capaces de soportar mayores anchos de banda. El resultado es una mayor definición de imagen o detalle, que se acerca a la de los sistemas profesionales. 3.4.- VIDEODISCOS

Los videodiscos se desarrollaron como respuesta al elevado coste de la cinta magnética en los años sesenta y principios de los setenta. Los discos no magnéticos suelen permitir únicamente la reproducción de material pregrabado, pero una de sus ventajas sobre la cinta es el rápido acceso a cualquier sector de la grabación. La gran anchura de banda de la señal de vídeo está soportada por velocidades de giro del disco hasta de 1.800 r.p.m. El volumen de ventas de los reproductores de videodiscos es muy inferior al de VCR. Existe un sistema de videodisco no magnético que lleva la señal original de vídeo grabada por el fabricante en forma de surcos elípticos diminutos en la superficie del disco. Esta información va dispuesta en una única espiral, análoga al surco de un disco. Para reproducir las imágenes, la exploración de la pista la efectúa un rayo láser muy estrecho. La luz del rayo, a medida que se va modificando por los surcos elípticos, se vuelve a convertir a las secuencias originales de señales eléctricas, que se envían por cable a un aparato normal de televisión. Estos sistemas de videodiscos reproducidos por láser se pueden controlar a efectos de acelerar, frenar o detener la acción visualizada. Además, el almacenamiento de información es tan elevado que se puede guardar en un solo disco toda una película o el texto de una enciclopedia. Existen también grabadoras de discos magnéticos con las mismas ventajas que los reproductores de discos no magnéticos, pero además permiten las funciones de grabación y de borrado. En 1982 apareció una cámara capaz de grabar imágenes fijas en un pequeño disco magnético. Estas imágenes se pueden visualizar en la pantalla de cualquier aparato normal de televisión.

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3.5.- GRABACIÓN DE LA IMAGEN.

Las partículas de material magnético tienen un tamaño aproximado de 0,5 µm y si suponemos que se necesitan un mínimo de cuatro partículas para registrar la longitud de onda entera, ésta nos ocuparía unos 2 µm. Para registrar frecuencias entre 1 Hz y 5 MHz se requiere el uso de modulación de frecuencia, con una portadora de 9 MHz y una banda superior de 14 MHz. Para poder grabar frecuencias tan altas, la cinta deberá desarrollar una velocidad de 28 m/s, o sea, de 100,8 km./h; esto supone una longitud excesiva de cinta; como ejemplo, serían necesarios unos 25 km. para una grabación de apenas 15 minutos. 3.5.1.3.5.1.- CABEZAS GIRATORIAS. SISTEMA TRANSVERSAL. Se sabe que cuanto mayor es la frecuencia a grabar o reproducir, menor deberá ser el tamaño del entrehierro y mayor la velocidad de la cinta. Se han conseguido entrehierros de algunas décimas de micra, pero esto no es suficiente y las velocidades que se exigen a la cinta siguen siendo elevadas. Un procedimiento para aumentar la velocidad relativa de la cinta respecto a la cabeza es hacer esta última giratoria. Para que la grabación sea continua se diseñó un tambor giratorio dotado de cuatro cabezas situadas 90º de forma que al menos una de ellas permanezca en contacto con la cinta. El tambor se sitúa de forma transversal a la cinta y bloques de los ésta se desplaza a una velocidad constante. El tambor portacabezas tiene un diámetro le 2 pulgadas (5,08 cm) y gira a una velocidad de 250 r.p.s.; la velocidad con que la cabeza pasa por delante de la cinta es de 250 x 2 x Π x 2,54 = 3.990 cm/s = 39,90 m/s, cifra bastante superior a la calculada anteriormente. La cinta se desplaza a la velocidad de 38 cm/s y tiene un ancho de 2 pulgadas (5,08 cm). El tambor lleva un pequeño imán y graba unas señales en la pista de control que se utiliza para pilotar los servosistemas que controlan la velocidad de la cinta, y la del tambor. La cinta, que es plana, se adapta a la curvatura de la cabeza mediante un sistema de vacío. Este sistema tiene la ventaja de que las cintas son totalmente compatibles, pero no permite la congelación de imágenes. Proporciona una excelente calidad de imagen, pero debido a su complejidad, alto coste y excesivo tamaño, se utiliza exclusivamente en el campo profesional.

3.5.2.3.5.2.- GRABACIÓN HELICOIDAL. La investigación continuó a partir del sistema anterior con vista a lograr una reducción del peso y tamaño de los equipos, así como también del costo. Así, se desarrolló un sistema, que se caracteriza por disponer de un tambor de grabación alrededor del cual se arrolla la cinta magnética en forma de hélice, utilizando dos cabezas grabadoras situadas a 180 una de la otra. Esta forma de moverse la cinta respecto a la cabeza hace que las pistas obtenidas sean oblicuas a la cinta y paralelas entre sí, de forma que en cada vuelta del tambor se habrá grabado una imagen completa. Esto permite congelar la imagen al parar la cinta. Con las pistas oblicuas se hace posible el uso de cintas más estrechas,

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siendo de uso común las de 1 y 3/4 de pulgada en el campo profesional, y de ½ pulgada y 1/4 de pulgada en los magnetoscopios domésticos.

Tambor portacabezas de un sistema VHS.

En los magnetoscopios profesionales el tambor de grabación es vertical y los carretes que contienen las cintas están a diferentes alturas; pero también existe la posibilidad de inclinar el tambor y mantener los carretes de cinta al mismo nivel, siendo éste el procedimiento que se emplea en los magnetoscopios de uso doméstico. Cada fabricante ha intentado imponer su variante y como resultado coexisten en el mercado diferentes magnetoscopios que emplean este sistema, siendo incompatibles las cintas, tanto por la forma de los carretes que las soportan, como por las variantes introducidas en la grabación. Se ha indicado anteriormente que el objetivo buscado es la grabación de una señal de vídeo que proviene de una cámara o de otro magnetoscopio y que tiene un ancho de banda de unos 5 MHz. Esta señal está compuesta por una señal de luminancia, que lleva la información de blanco y negro; otra de crominancia, que lleva la información del color, y por último, la señal que lleva los sincronismos. La limitación de ancho de banda de algunos magnetoscopios exige trasladar la señal de crominancia a una frecuencia más baja; para ello se separan las señales de luminancia y de crominancia, pasando cada una por su respectivo modulador. Después se amplifican las señales resultantes, se mezclan y pasan a las cabezas de grabación. En reproducción se realiza el proceso inverso. La señal de vídeo lleva información línea a línea de la imagen captada; por tanto, la cámara tiene que enviar información de cuándo acaba cada línea, y de cuándo se ha explorado toda la imagen y comienza otra; es decir, es necesario recibir una información de sincronismo, grabarla, y luego volver a entregarla durante la reproducción. El sonido se graba en una zona independiente de la cinta, de manera convencional.

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En los magnetoscopios profesionales se trabaja generalmente en banda base de vídeo y de audio, y son otros equipos distintos (moduladores y demoduladores) los que pasan la señal de vídeo a RF, o viceversa.

3.6.- CONECTORES, CABLES Y ACCESORIOS

Un sistema de vídeo está constituido por diferentes elementos que es necesario interconectar entre sí, por ejemplo, cámara, magnetoscopio, monitor, mezclador, moduladores, receptores de TV, etc. Cada uno de estos elementos puede ser más o menos sofisticado, no existiendo una normalización total en cuanto al tipo de conectores empleados, problema que se agudiza cuando se utilizan aparatos de diferentes fabricantes. El cable de conexión debe ser de tal forma que permita el paso de las señales sin distorsionarlas ni atenuarías, para lo cual es necesario una adaptación de impedancias y un cable de bajas pérdidas. También se necesita una robustez mecánica de los conectores, para poder efectuar repetidas veces la operación de conexión y desconexión sin que se rompan ni presenten holguras que empeoren sus características eléctricas. Existen numerosos magnetoscopios de uso doméstico, denominados popularmente “Videos”; éstos se emplean para convertir una grabación en cinta en una señal que, a través de un cable, se conecta a la entrada de antena del receptor de TV y nos permite visionar el contenido de dicha cinta. Partiendo de la señal de vídeo que proporciona una cámara podemos llevarla directamente a un monitor de vídeo y visionarla, pero si disponemos únicamente de un receptor de TV, tenemos obligatoriamente que modularla (normalmente se pasa a la banda de UHF), conectando la salida de este modulador al televisor. La gran mayoría de los videos domésticos a los que se les puede conectar una cámara llevan incorporado este modulador, y últimamente la tendencia es dotar a los receptores de TV de entrada directa para utilizarlos como monitores de vídeo. En resumen, las salidas de un magnetoscopio señaladas como RF OUT pueden conectarse directamente a la entrada de antena de un receptor de televisión. A la entrada de un magnetoscopio (RF IN) se le puede conectar la antena receptora de TV y sintonizar directamente los programas. La salida (VIDEO OUT) puede conectarse a un monitor de vídeo, o a otro magnetoscopio entrada VIDEO IN) para copiar una determinada cinta, proporcionando más calidad que cuando se efectúa la conexión uniendo la salida RF QUT del reproductor con la entrada RF IN del grabador. En este caso también deberán unirse entre silos conectores de audio. Los magnetoscopios profesionales no tienen entrada ni salida de RF, ni receptor de señales de TV, ni modulador de RF, aunque todos estos equipos citados y otros más, tales como mezcladores de vídeo, generadores de efectos, etc., existen por separado y pueden conectarse al sistema.

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Esquema de conexión.

3.6.1.3.6.1.- CABLES UTILIZADOS. El hecho de ser la señal de vídeo de banda ancha, 5,5 MHz, y el empleo de frecuencias de portadora elevadas, del orden de 100 MHz para las señales de RF exige que tanto los conectores como los cables sean diseñados teniendo en cuenta las características de estas señales para evitar su degradación. En las conexiones de vídeo se emplea cable coaxial de 75 Ω de impedancia característica y de bajas pérdidas; suele utilizarse el tipo RG 59. En las conexiones de RF se suele emplear cable coaxial, también de 75 Ω, del modelo utilizado en las bajadas de antena de TV, del cual existen muchos tipos, pero recomendamos la utilización de uno de bajas pérdidas, por ejemplo del tipo M5C, M5CE, M5P y TCC, siendo este último el de mayor calidad. La longitud de los cables ha de ser la necesaria, no debiendo quedar tirantes, ni tener un sobrante excesivo que nos obligue enredarlo o a entrelazarlo con otros. La mayor longitud de los cables aumenta la atenuación de las señales, y el nivel de éstas puede descender por debajo del necesario para obtener una buena grabación (o reproducción). Una conexión entre dos elementos de un sistema se realiza mediante un cable al que se acoplan en sus extremos sendos conectores. La variedad de conectores es grande, pero los más utilizados son los que se describen a continuación.

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3.6.2.3.6.2.- CONECTOR BNC. Es un conector de gran calidad. Pensado para cables de 50 Ω, aunque se emplea también con cables de 75 Ω, es muy apropiado para efectuar conexiones rápidas y seguras quedando enclavado mediante un giro de 90º. Los conectores de los aparatos son generalmente hembras de panel y el cable de conexión lleva normalmente dos conectores machos en sus extremos. Las patillas conectoras interiores suelen estar recubiertas de oro para mejorar el contacto eléctrico. En el exterior llevan un cilindro que se conecta a la malla, y que va provisto de los enganches necesarios para sujetarlo al otro conector.

3.6.3.3.6.3.- CONECTOR UHF. Similar al BNC pero de un tamaño algo mayor, suele emplearse en vídeos profesionales. La conexión se realiza mediante roscado y se emplea para conexiones de 75 Ω de impedancia.

3.6.4.3.6.4.- CONECTOR RF. Es el clásico conector de antena de 75 Ω de TV. En su apariencia exterior son iguales macho y la hembra, pero esta última tiene el conductor central perforado y provisto de una ranura. Se emplea en las salidas y entradas de RF y existe en dos tamaños: 9,5 mm y 13 mm de diámetro. Existen modelos acodados y también hay adaptadores para uno u otro tamaño.

3.6.5.3.6.5.- CONECTOR DIN. Está provisto de una carcasa exterior que se conecta a la malla del cable, y varias patillas interiores por las que circulan diferentes señales, tales como vídeo de entrada y salida, audio de entrada y salida, tensiones de control, etc.

3.6.6.3.6.6.- CONECTOR EIAJ DE 10 PATILLAS. Se utiliza para conectar la cámara al magnetoscopio y lleva 10 patillas, cada una de ellas con una función diferente; además existen otros modelos de 14 o más patillas.

3.6.7.3.6.7.- CONECTOR PERITEL O EUROCONECTOR. Es un conector de 21 patillas que se pretende incorporar en todos los receptores de TV europeos para facilitar la utilización de los mismos como monitores de vídeo, para recibir señales de cámaras, magnetoscopios, ordenadores personales y para sistemas de teletexto y videotexto.

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Capítulo

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Vídeo digital. 4.1.- GENERALIDADES DE LA SEÑAL DIGITAL

La imagen digital, bien sea generada por el ordenador o bien creada a través de algún instrumento de captura, tal como una cámara o un escáner, supone la traducción de los valores de luminosidad y color a un lenguaje que pueda entender el ordenador y los periféricos con él relacionados, esto es, un lenguaje digital. La principal ventaja aportada por este lenguaje es la estabilidad: mientras que la emulsión de una imagen fotográfica clásica sufren una degradación química con el paso del tiempo, que repercute en la calidad de dicha reproducción, los ceros y unos que componen una imagen digital permanecen estables, con lo que la imagen no variará a lo largo del tiempo. Ahora bien, la calidad ofrecida por los procedimientos analógicos actuales sigue siendo superior, en la mayoría de los casos, a la que el estado actual de la tecnología permite en los equipos digitales accesibles al gran público. El interés principal que puede suscitar la imagen digital, especialmente cuando nos planteamos su utilización didáctica, proviene de la posibilidad de construir y distribuir mensajes en los que la incorporación de imágenes puede enriquecer el contenido de la información sin tener que recurrir a costosas inversiones de equipamiento o reproducción. Uno de los entornos en los que la presencia de la imagen puede resultarnos particularmente útil es la elaboración de documentos HTML para su distribución a través de Internet o de la red interna del centro en los casos en que se disponga de ella. En este curso nos acercaremos a los tres momentos que compondrían el proceso de incorporación de imágenes a nuestros documentos para la WEB: la captación de las imágenes, el tratamiento y la incorporación a un documento multimedia Para comprender cómo se construye la imagen en una pantalla podríamos considerar la pantalla como un panal formado por celdas cuadradas. Cada una de esas celdas recibirá una determinada estimulación eléctrica de las partículas de fósforo que la componen que hará que presente un color u otro. Partiendo de esta idea básica vamos a ver los elementos que condicionan el tipo de imágenes que aparecen en nuestra pantalla:

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4.1.1.4.1.1.- TIPOS DE IMAGEN A grandes rasgos podríamos dividir las imágenes digitales en dos grandes grupos: Imágenes raster o vectoriales, en las que la información de cada uno de los puntos se recoge en forma de ecuación matemática que lo relaciona con el resto de los puntos que forman la imagen. Ofrece la gran ventaja de que la calidad de la imagen no varía al modificar el tamaño, ya que la información de cada punto no es absoluta sino relativa al resto de la imagen. Además, debido a su definición matemática apenas ocupa espacio, ya que una fórmula que represente su forma es suficiente para representar todos los puntos que la componen. es el tipo adecuado para el diseño de línea y figura y no es soportado de forma directa por los programas navegadores de Internet. Imágenes de mapa de bits o bitmap que, tal como nos sugiere su nombre se construyen describiendo cada uno de los puntos que componen la imagen y llevan, por tanto, información acerca de la posición absoluta y el color de cada uno de ellos. Podríamos decir que cada punto sería la tesela de un mosaico con sus propias características. La ventaja que presenta este formato es la posibilidad de recoger una amplísima gama tonal, por lo que es el tipo adecuado para representar imágenes captadas de la realidad. A cambio, la variación de tamaño supondrá modificaciones en la calidad, ya que el número de celdas que forman la imagen permanece invariable, por lo que un aumento del tamaño hace que el único recurso posible sea ampliar el tamaño de cada una de ellas. Podemos deducir por lo dicho anteriormente que su tamaño es muy grande, ya que aquí sí que tenemos información de cada uno de los puntos que forman la imagen. Dentro de este tipo se encuentran muchos formatos, algunos de los cuales son soportados directamente por los navegadores, siendo pues el tipo de imágenes con las que vamos a trabajar en el curso.

4.1.2.4.1.2.- RESOLUCIÓN DEL MONITOR. A grandes rasgos la resolución del monitor viene determinada por dos variables: El tamaño de la "celda", al que se denomina pitch dot y que en los monitores actuales es, habitualmente, de 0,28 mm. Dado que la imagen que vemos está compuesta por puntos adyacentes de diferentes colores, cuanto más pequeños sean dichos puntos obtendremos una mayor sensación de continuidad. El número de puntos que es capaz de enviar a la pantalla la tarjeta gráfica del ordenador. Este parámetro depende de la cantidad de memoria de la que disponga la tarjeta para hacer los cálculos necesarios. Actualmente la resolución más habitual es de 800 puntos horizontales por 600 puntos verticales, mientras que en los equipos precedentes se situaba en 640x480 puntos. La variación del número de puntos influirá en el tamaño relativo de las imágenes dentro de la pantalla, ya que al ser fijo, la imagen ocupará un fragmento menor o mayor de la superficie de la misma según la cantidad total de puntos que se hayan representado en ella.

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4.2.- INTRODUCCIÓN AL VÍDEO DIGITAL.

La información de vídeo es provista en una serie de imágenes ó “cuadros” y el efecto del movimiento es llevado a cabo a través de cambios pequeños y continuos en los cuadros. Debido a que la velocidad de estas imágenes es de 30 cuadros por segundo, los cambios continuos entre cuadros darán la sensación al ojo humano de movimiento natural. Las imágenes de vídeo están compuestas de información en el dominio del espacio y el tiempo. La información en el dominio del espacio es provista en cada cuadro, y la información en el dominio del tiempo es provista por imágenes que cambian en el tiempo (por ejemplo, las diferencias entre cuadros). Puesto que los cambios entre cuadros colindantes son diminutos, los objetos aparentan moverse suavemente. En los sistemas de vídeo digital, cada cuadro es muestreado en unidades de pixeles ó elementos de imagen. El valor de luminancia de cada pixel es cuantificado con ocho bits por pixel para el caso de imágenes blanco y negro. En el caso de imágenes de color, cada pixel mantiene la información de color asociada; por lo tanto, los tres elementos de la información de luminancia designados como rojo, verde y azul, son cuantificados a ocho bits. La información de vídeo compuesta de esta manera posee una cantidad tremenda de información; por lo que, para transmisión o almacenamiento, se requiere de la compresión (o codificación) de la imagen. La técnica de compresión de vídeo consiste de tres pasos fundamentalmente: 1) El preprocesamiento de las diferentes fuentes de vídeo de entrada (señales de TV, señales de televisión de alta definición HDTV, señales de videograbadoras VHS, BETA, S-VHS, etc.), paso en el cual se realiza el filtrado de las señal de entrada para remover componentes no útiles y el ruido que pudiera haber en ésta. 2) La conversión de la señal a un formato intermedio común (CIF). 3) El paso de la compresión. Las imágenes comprimidas son transmitidas a través de la línea de transmisión digital y se hacen llegar al receptor donde son reconvertidas a el formato común CIF y son desplegadas después de haber pasado por la etapa de post-procesamiento. Mediante la compresión de la imagen se elimina información redundante, principalmente la información redundante en el dominio de espacio y del tiempo. En general, las redundancias en el dominio del espacio son debidas a las pequeñas diferencias entre pixeles contiguos de un cuadrado, y aquellas dadas en el dominio del tiempo son debidas a los pequeños cambios dados en cuadros contiguos causados por el movimiento de un objeto. El método para eliminar las redundancias en el dominio del espacio es llamado codificación intracuadros, la cual puede ser dividida en codificación por predicción, codificación de la transformada y codificación de la subbanda. En el otro extremo, las redundancias en el dominio del tiempo pueden ser eliminadas mediante el método de codificación de intercuadros, que también incluye los métodos de compensación/estimación del movimiento, el cual compensa el movimiento a través de la estimación del mismo. de compensación/estimación del movimiento, el cual compensa el movimiento a través de la estimación del mismo.

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4.3.- EL ESTÁNDAR MPEG (GRUPO DE EXPERTOS EN IMÁGENES EN MOVIMIENTO).

4.3.1.4.3.1.- CODIFICACIÓN DE VÍDEO. El estándar MPEG especifica la representación codificada de vídeo para medios de almacenamiento digital y especifica el proceso de decodificación. La representación soporta la velocidad normal de reproducción así como también la función especial de acceso aleatorio, reproducción rápida, reproducción hacia atrás normal, procedimientos de pausa y congelamiento de imagen. Este estándar internacional es compatible con los formatos de televisión de 525 y 625 líneas y provee la facilidad de utilización con monitores de computadoras personales y estaciones de trabajo. Este estándar internacional es aplicable primeramente a los medios de almacenamiento digital que soporten una velocidad de transmisión de más de 1.5 Mbps tales como el Compact Disc, cintas digitales de audio y discos duros magnéticos. El almacenamiento digital puede ser conectado directamente al decodificador o a través de vías de comunicación como lo son los bus, LANs o enlaces de telecomunicaciones. Este estándar internacional esta destinado a formatos de vídeo no interlazado de 288 líneas de 352 pixeles aproximadamente y con velocidades de imagen de alrededor de 24 a 30 Hz.

4.3.2.4.3.2.- CODIFICACIÓN DE AUDIO. Este estándar especifica la representación codificada de audio de alta calidad para medios de almacenamiento y el método para la decodificación de señales de audio de alta calidad. Es compatible con los formatos corrientes (Compact disc y cinta digital de audio) para el almacenamiento y reproducción de audio. Esta representación soporta velocidades normales de reproducción. Este estándar esta hecho para aplicaciones a medios de almacenamiento digitales a una velocidad total de 1.5 Mbps para las cadenas de audio y vídeo, como el CD, DAT y discos duros magnéticos. El medio de almacenamiento digital puede ser conectado directamente al decodificador, ó vía otro medio tal como líneas de comunicación y la capa de sistemas MPEG. Este estándar fue creado para velocidades de muestreo de 32 khz, 44.1 khz, 48 khz y 16 bit PCM entrada/salida al codificador/decodificador. 4.4.- LOS CODECS DE COMPRESIÓN DE VÍDEO.

El arte de la comprensión es el proceso mediante el cual una colección de técnicas y algoritmos reemplazan la información relativa a la posición y contenido de los pixels por una compactada descripción matemática. La descompresión, por tanto, es el proceso inverso, mediante el cual las descripciones matemáticas vuelven a su estado original, es decir, los pixels. Evidentemente el mejor codec de compresión es aquel que pasa desapercibido entre los consumidores, aquél que logra efectivamente reducir en mayor proporción el tamaño de la información de vídeo sin perjudicar la calidad final del mismo. Por ejemplo, las actuales cadenas de televisión digital, Canal Satélite Digital, Vía Digital o Canal 24 horas de Televisión Española, trabajan con el formato de compresión más extendido en el mercado audiovisual, el MPEG.

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¿Qué es exactamente un codec de vídeo? Simplemente una herramienta que gestiona la compresión y la descompresión de vídeo. Aunque existen otros tipos de codecs para, por ejemplo, al audio –como el MPEG-1 Layer 3, el famoso MP3-, en este apartado nos centraremos en los codecs de compresión de vídeo. Existe una amplia gama de codecs; la razón de ellos es que no existe el codec por excelencia, sino diferentes codecs para situaciones o fuentes concretas: por ejemplo, en secuencias de poco movimiento el codec Indeo ofrece una gran calidad, sin embargo en las secuencias de movimiento Cinepak es el más indicado. La mayor parte de los codecs están incorporados en Apple Quick Time o en Microsoft Video for Windows; otros en cambio, están disponibles como módulos externos de terceras compañías, como el MPEG de Xing Tecnologies. Deberá tener cuenta que no todos los codecs son compatibles con todas las plataformas. Puede que se encuentre en la situación de que un programa multimedia CD-ROM le funcione perfectamente en su plataforma PC, pero no se ejecute en Mac, Silicon o Amiga. La razón de ello es que aunque existe un codec compatible con ambas plataformas, como el Apple Quick Time, el Microsoft Video for Windows no lo es. Codecs MS Video for Windows

Codecs Apple Quick Time

Cinepak Codec de Radius

Planar RGB

Intel Indeo Video R3.2

Intel Indeo Video 4.4

Microsoft Video 1

Sorenson Video

Microsoft RLE

BMP

Indeo Video R5.04

Cinepak

VDOnet VDOwave

DV-NTSC

Microsoft MPEG-4 Video codec V-1

DV-PAL

Microsoft MPEG-4 Video V-2

H.263 Photo-JPEG Motion JPEG-A Motion JPEG-B Animation Vídeo Graphics Component Vídeo (Vídeo Compuesto) Codecs.

4.4.1.4.4.1.- APPLE QUICK TIME. Apple Quick Time fue el primer estándar de reproducción digital de vídeo mucho antes de que apareciese en el mercado Video for Windows. Aunque apareció tardíamente para PC, nunca tuvo plena aceptación bajo estas plataformas, ya que el sistema operativo

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impedía bajo estas plataformas, ya que el sistema operativo impedía ejecutar los archivos con extensión .MOV creados por Quick Time. Un producto originalmente destinado a los Macintosh, permitió la edición de vídeo mucho antes de que los PCs se extendieran en el mercado de consumo. Con la aparición de Windows 95 y Windows 98, el sistema de la compatibilidad ha sido superado. La reciente puesta en escena de la tercera versión de Quick Time, amplía las posibilidades de reproducción de vídeo, integrando capacidades interactivas en el desarrollo de un programa multimedia. Por otro lado, los codecs de la compañía Cinepak e Indeo, fueron importados desde Quick Time después de convertirse en los codecs con más calidad del mercado. Puede reproducir estos codecs indistintamente tanto en Quick Time como en Video for Windows.

Apariencia de Quick Time.

4.4.2.4.4.2.- VIDEO FOR WINDOWS. Antes de la aparición de Video for Windows, el mercado de la compresión estaba difuso, y el mercado del vídeo poseía productos separados e incompatibles entre sí. Esto hizo en su momento muy difícil el afinamiento de los sistemas de vídeo-reproducción sobre plataformas personales. En noviembre de 1.992 , Microsoft lanzó Video for Windows, un estándar para la reproducción de vídeo sobre un PC, gracias al cual el mercado de los productos Multimedia se ha extendido a través de todo el mundo. Video for Windows se convirtió en el más duro competidor de Apple Quick Time durante dos años, hasta que Microsoft anunció su venta a una compañía cuyo nombre nunca se ha sabido. Los codecs de Video for Windows siguen utilizándose en la actualidad sobre las plataformas PC, aunque es cierto que Quick Time ha comido mucho terreno, en este sentido, al estándar de Microsoft.

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4.4.3.4.4.3.- CINEPAK. Cinepak fue desarrollado por la compañía Super Match, pequeña división de Super Mac Tecnologies. Fue un codec primeramente introducido en las plataformas Macintosh y migrado posteriormente a la plataforma Windows en 1.993, donde debutó con su versión 1.1. Cinepak ofrece la más completa integración con todos los sistemas, ya que no sólo ha sido utilizada para Quick Time o Video for Windows, sino que también se ha exportado su código a plataformas de entretenimiento como Nintendo, Sega, Atari y 3DO. Debido a su calidad y su portabilidad, probablemente Cinepak es el codec más usado hoy en el mercado. En la siguiente tabla se puede observar la velocidad real de reproducción bajo distintas plataformas de un vídeo comprimido con Cinepak y con un tamaño de pantalla de vídeo diferente. 160 x 120

240 x 180

320 x 240

Sistema de reproducción 10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

386/33 ISA 8 bits Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

24 bits Disco Duro

10 fps

15 fps

2 fps

1 fps

1 fps

1 fps

486/33 ISA 8 bits CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

14 fps

Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

24 bits CD-ROM

10 fps

15 fps

3 fps

2 fps

1 fps

1 fps

486/33 VLB 8 bits CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

24 bits CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

13 fps

10 fps

13 fps

486/66 VLB CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

24 bits Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

Pentium PCI CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

24 bits Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

Velocidad real con Cinepak.

4.4.4.4.4.4.- INDEO. Indeo, del mismo modo que Cinepak, fue un codec desarrollado por terceras compañías. Introducido en 1.993 de la mano de Intel Corporation, fue el primer codec que se introdujo dentro de Video for Windwos en su versión 1.1. Junto a Cinepak constituyen dos de los mejores codecs de compresión para producciones interactivas multimedia, debido a su calidad y a su ratio de compresión.

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En la siguiente tabla se puede observar la velocidad real de reproducción bajo distintas plataformas de un vídeo comprimido con Indeo y con un tmaño de pantalla de vídeo diferente.

160 x 120

240 x 180

320 x 240

Sistema de reproducción 10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

386/33 ISA 8 bits Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

3 fps

2 fps

1 fps

24 bits Disco Duro

1 fps

1 fps

0 fps

0 fps

0 fps

0 fps

486/33 ISA 8 bits CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

11 fps

Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

13 fps

24 bits CD-ROM

10 fps

15 fps

3 fps

2 fps

1 fps

1 fps

486/33 VLB 8 bits CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

14 fps

Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

24 bits CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

12 fps

6 fps

7 fps

486/66 VLB CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

24 bits Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

12 fps

10 fps

15 fps

Pentium PCI CD-ROM

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

24 bits Disco Duro

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

10 fps

15 fps

Velocidad real de reproducción bajo Indeo.

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Capítulo

5

Cámaras de vídeo. 5.1.- FUNCIONAMIENTO. Existen dos formas de manejar una cámara, la full-auto (totalmente automática) y la manual.

Generalmente cuando adquirimos una cámara la usamos de forma automática, pero con el tiempo tenemos que acostumbrarnos a las funciones manuales para poder sacar todas las posibilidades a las tomas. El que quiera usarla automáticamente aprieta el botón full-auto y se le terminan ó comienzan los problemas. Verán que una vez que se acostumbren a enfocar manualmente, no usarán más el automático. Ahora veremos como se maneja en forma manual:

5.1.1.5.1.1.- WB (BALANCE DE BLANCO) Es adecuar la temperatura color de una imagen, de acuerdo a la iluminación que tiene, de esto depende la correcta tonalidad del color, por ejemplo un cielo azul con sol tiene una temperatura color de 10.000º K y la luz de una vela de 2000º K si balanceamos mal el blanco podemos tener por ej. imágenes diurnas totalmente azuladas ó imágenes nocturnas amarronadas ó amarillentas. Para un correcto balance debemos enfocar la cámara hacia un papel, pared ó algo blanco con la iluminación que tengamos y apretar WB hasta que en el visor deje de parpadear. Y al cambiar de iluminación por ej. si estamos en un interior y salimos ó viceversa debemos balancear nuevamente, lo mismo que si apagamos la cámara , cambiamos cassette ó batería. Antes de tratar el enfoque manual tendremos que fijarnos (en las cámaras que tienen visor) si vemos con claridad las funciones que aparecen en él, si no es así debemos regularlo de acuerdo a las dioptrías que requiere cada ojo, con un aro ó corredera que se encuentra en el mismo visor, hasta ver nítidamente.

5.1.2.5.1.2.- FOCUS (ENFOQUE): Enfocar una imagen quiere decir verla nítida a través del visor, para eso hay que poner enfoque manual (aparece MF en el visor) y según el modelo de cámara con un aro de enfoque o por medio de los botones (+ y -) se debe ver nítidamente la imagen. Esto sirve por ej. cuando tenemos una luz en contra (contraluz) y generalmente en foco automático no podemos enfocar ó cuando queremos desenfocar un primer plano y el fondo nítido y muchas posibilidades más.

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5.1.3.5.1.3.- RITMO Es la vivacidad que le damos a nuestras imágenes de vídeo, para que tenga ritmo y no canse al que mira debemos medir nuestras tomas, cambiar de perspectiva, de distancia focal y darle una duración adecuada a cada toma.

5.1.4.5.1.4.- PLANO GENERAL Es la que abarca todo el motivo con el zoom bien abierto (wide) si son personas es el cuerpo entero. No tiene que durar más de 5 ó 6 segundos.

5.1.5.5.1.5.- PLANO MEDIO Abarca una parte del motivo si son personas de la cintura para arriba duración 3 ó 4 segundos.

5.1.6.5.1.6.- PRIMER PLANO: Abarca un detalle del motivo y si es una persona por ejemplo, el rostro duración 2 ó 3 segundos.

5.1.7.5.1.7.- PLANO HORIZONTAL Se realiza con el zoom abierto y comienza en un extremo del motivo y finaliza en el otro cuidando de no volver atrás o sea saber de antemano donde vamos a terminar.

5.1.8.5.1.8.- PLANO VERTICAL Igual que el anterior pero de abajo hacia arriba o viceversa.

5.1.9.5.1.9.- EJE DE LA MIRADA Cuando enfocamos una persona sobre todo en primer plano debemos dejar espacio para el lado que mira (por ej. si está de perfil ó medio perfil).

5.1.10.5.1.10.- BACKLIGHT Ganancia de luz, se utiliza para los contraluz ó escenas que tengan algún reflejo ó colores claros detrás.

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5.1.11.5.1.11.- MACRO Se usa para enfocar y grabar objetos, insectos, flores, títulos etc. Se acerca la cámara a 10 ó 15 cm. del motivo con el zoom en WIDE así podremos ver la imagen aumentada considerablemente. Es conveniente usar trípode.

5.1.12.5.1.12.- ZOOM El zoom de la cámara nos permite acercar ó alejar una imagen cubriendo todas las distancias focales de nuestro objetivo. Se usa en TELE para enfocar manualmente y luego elegir el encuadre que más nos convenga. No queda muy agradable a la vista usar permanentemente el zoom cuando estamos grabando, sino que antes de comenzar a grabar debemos elegir la distancia focal, luego cortamos y cambiamos la DF para grabar nuevamente. El WIDE se usa para abarcar toda la imagen ó cuando realizamos tomas en movimiento Ej. caminando , desde un automóvil, bus etc.

5.1.13.5.1.13.- FADE (FUNDIDO) Existen varios tipos de fade, la cámara trae 2, el IN (cerrado) y el OUT (Abierto). El primero se usa para finalizar ó unir una escena. Al apretar el botón FADE y luego apretar pausa, antes de terminar de grabar la imagen se funde al negro ó blanco según la cámara. El OUT se oprime antes de comenzar a grabar y ocurre al revés del anterior, del blanco ó negro aparece la imagen.

5.1.14.5.1.14.- FADE A CIELO Este fundido se utiliza para unir imágenes ó escenas. Cuando estamos grabando un exterior, en un momento dado subimos la cámara apuntando al cielo(no tiene que haber nubes) y ponemos pausa, luego antes de comenzar otra escena, comenzamos grabando el cielo y luego bajamos la cámara hacia el motivo que teníamos planeado filmar. Pruébenlo que es un efecto muy interesante.

5.1.15.5.1.15.- FADE POR DESENFOQUE Al igual que el anterior, sirve para unir escenas, se hace lo siguiente. Antes de poner pausa desenfocamos la imagen con enfoque manual y cortamos, al comenzar a grabar nuevamente lo hacemos desenfocado y luego enfocamos grabando.

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5.2.- ESTRUCTURA BÁSICA DE UNA CÁMARA.

Cualquier cámara está formada por los siguiente elementos que podríamos considerar como básicos e imprescindibles para el correcto funcionamiento.

5.2.1.5.2.1.- EL SISTEMA OPTICO Su misión consiste en que se transmita al tubo de la cámara la imagen del objeto encuadrado en el objetivo. El sistema óptico está formado por el objetivo (grupo de lentes), que puede abarcar un espacio fijo o variable (óptica fija y objetivo zoom, respectivamente). Los sistemas ópticos se pueden intercambiar, según las necesidades, mediante un sistema de roscas.

5.2.2.5.2.2.- EL DIAFRAGMA DIAFRAGMA Como todos sabemos, éste es el dispositivo encargado de regular la cantidad de luz que puede penetrar en el interior de la cámara. Sé encuentra en el interior del objetivo, y está formado por una serie de láminas, que se abren o cierran, en círculo, para controlar la luz que entra por el objetivo. El diafragma está en conexión con un piloto luminoso que está en el interior del visor, el cual avisa si la luz que entra en un momento determinado es la correcta. El diafragma puede ser controlado manual o automáticamente: Regulación manual: se efectúa girando sobre el anillo del diafragma. Regulación automática; la cámara lleva en su interior una célula que, al incidir la luz sobre ella, activa un pequeño motor que actúa sobre las láminas de control. 5.2.3.5.2.3.- SISTEMA SEPARADOR DE CANALES Este sistema sólo está incorporado, lógicamente, en las cámaras de color y su función, es la de separar la luz que le llega del diafragma en los tres colores básicos que componen la luz blanca (rojo, verde y azul), con objeto de que sean procesados por separado durante todo el recorrido de las señales, hasta llegar al televisor o monitor, que vuelve a reproducir la imagen en su forma original. No existe un procedimiento único para efectuar esta separación y, en consecuencia, existen cámaras de tres tubos de imagen tuno por cada color), de dos tubos y de un solo tubo. 5.2.4.5.2.4.- CAMARA DE TRES TUBOS Es el sistema que se usa en las cámaras profesionales. La imagen captada es separada mediante un separador tricolor formado por una combinación de espejos dicroicos. Estos espejos están compuestos por unas capas muy finas de un material transparente

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que alternan un bajo y alto índice de refracción. Según sea el grosor de las capas, reflejarán un solo color y dejarán pasar el resto. Las cámaras de tres tubos incorporan dos espejos dicroicos, uno de los cuales refleja el color azul y otro el verde, descomponiendo así la luz en los tres colores mencionados. Por medio de unos espejos, estos colores son transmitidos hasta cada tubo.

5.2.5.5.2.5.- CAMARA DE DOS TUBOS Se han utilizado en cámaras de tipo doméstico e industrial. Para la separación del color se emplea un espejo dicroico, que separa los rayos verdes, los cuales son recogidos en uno de los dos tubos. Los rayos rojos y azules atraviesan el espejo dicroico hasta el segundo tubo, que lleva un filtro formado por rayas verticales que se sensibilizan ante los rayos azules, y que está sobre un fondo sensible al rojo. Este sistema se llama “STRIPLE FILTRE” (Filtros de rayas).

5.2.6.5.2.6.- CAMARA DE UN SOLO TUBO Es un sistema empleado en las cámaras domésticas actuales, y en una gran mayoría de las llamadas industriales. Por lo general, suelen usar el tubo llamado de tipo SATICON o VIDICON. El tubo SATICON lleva un filtro formado por bandas verticales coloreadas en rojo, verde y azul, que descomponen la luz que entra por el objetivo en los colores primarios; y mediante unas lentes cilíndricas, dispuestas verticalmente, enfocan los rayos en el tubo. En medio de la serie de bandas de colores fundamentales existe una banda de color negro de igual dimensión y grosor, que se usa de referencia para preparar la información de los colores fundamentales. 5.2.7.5.2.7.- TUBO SENSIBLE A LA LUZ El tubo está formado por una ampolla cilíndrica de vidrio con vacío en su interior en una de cuyas bases se encuentra un material sensible a la luz. En la otra base se encuentra un cátodo que emite un haz de electrones (haz o rayo catódico), que incide sobre la superficie anterior. La imagen formada sobre el material sensible se transforma en corriente eléctrica al incidir dicho haz sobre ella, mientras la recorre siguiendo una trayectoria fijada por las bobinas de barrido horizontal y vertical. Lógicamente, el tubo sólo es sensible a los diferentes niveles de iluminación, pero no a l os colores, lo que explica la necesidad de los filtros separadores. 5.2.8.5.2.8.- SISTEMA DE BARRIDO Es el encargado de producir la señal eléctrica necesaria para hacer que el haz catódico siga la trayectoria adecuada. Generalmente se trata de una señal en “diente de sierra”, la cual convenientemente amplificada se emplea para atacar a las bobinas deflectoras, horizontal y vertical, que producen el campo magnético variable necesario para la deflexión.

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Para que la imagen en el receptor esté sincronizada es necesario tomar una referencia de este barrido y enviarla junto con la señal útil (impulsos de sincronismo).

5.2.9.- CIRCUITOS AMPLIFICADORES DE VIDEO Son simples amplificadores que se emplean para elevar la señal de blanco y negro las señales de los tres colores al nivel necesario para que puedan ser enviadas al exterior. Presentan la particularidad de que son de banda ancha, ya que es necesario que amplifiquen señales desde 0 Hz (continua) hasta 8 ó 10 MHz. El nivel de salida normalizado es de 1 y, pico a pico, sobre una impedancia característica de 75 Ω.

5.3.- MOVIMIENTOS DE LA CÁMARA.

Si durante la grabación de un programa de vídeo la cámara permaneciese constantemente fija, aunque cambiase de emplazamiento para cada uno de los planos, el resultado muy bien podría aparecer como un desfile de fotografías más o menos estáticas. Como referencia, podemos imaginar a un observador, una persona, que no girase nunca la cabeza en ningún sentido - ni hacia arriba o hacia abajo, ni hacia la derecha o hacia la izquierda -, y que tampoco avanzase, retrocediese o se desplazase paralelamente a cualquier elemento. Por este motivo, los movimientos de la cámara intentan imitar la realidad cotidiana, como si se tratase de los ojos inquietos de un observador, el cual mirase en dirección hacia lo más interesante de la escena que se desarrollase ante él, ocupando en todo momento una posición privilegiada para ello. De esta imitación de la realidad han surgido los distintos movimientos que pueden imprimirse a una cámara, aunque con ciertas limitaciones, y la denominación de cada uno de ellos: panorámica, basculamiento, travellings, etc. De todas maneras, esa comparación con la realidad y los movimientos físicos que comporta en cualquier observador, no debe ser tomada literalmente al plantearse la realización de un programa de vídeo. Si así fuere, la cámara estaría constantemente en movimiento, siguiendo la acción, con el consiguiente mareo por parte del espectador que agradecerá e incluso considerará como más «naturales» series de planos fijos en los cuales la cámara se halle sólidamente asentada en un punto determinado. Si no se hiciese así durante un diálogo entre dos personajes, por ejemplo, en el que cada uno de ellos apareciese sólo en primer plano, la cámara debería efectuar una serie de panorámicas seguidas, de uno a otro rostro en función de cada frase del diálogo; sin duda que mantener esta situación durante cierto tiempo fatigaría al espectador y le predispondría en contra de la propuesta visual que se le está ofreciendo... aunque, como siempre, en las técnicas de la comunicación audiovisual todo es relativo: un diálogo tratado de esta manera puede resultar tremendamente dramático y efectista si se realiza con la mesura adecuada y nada impide al director de un programa experimentar en este

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sentido; de todas maneras es un efecto peligroso que conviene meditar dos veces antes de llevarlo a la práctica. En cualquier caso, aunque se efectúe un tratamiento de este tipo en una determinada secuencia del programa, lo cierto es que su duración será limitada y no será posible extenderla a la totalidad de la grabación. Así pues, un programa de vídeo contendrá, en general, planos fijos durante la grabación de los cuales la cámara se mantendrá inmóvil en un punto y otros planos durante los cuales la cámara efectuará algún tipo de movimiento girando o basculando sobre un eje, desplazándose en cualquier sentido o dando la apariencia de movimientos a través de medios ópticos, como con la utilización del zoom, aunque permanezca quieta. Vamos a ver cuáles son estos movimientos, de qué manera deben realizarse y cómo pueden combinarse algunos de ellos. 5.3.1.- LA PANORÁMICA Se denomina panorámica al movimiento de giro horizontal de la cámara sobre su eje vertical. Para ello, la cámara puede estar apoyada sobre un trípode o ser sostenida a mano, aunque, como es lógico, el trípode permitirá un mayor control del movimiento y la eliminación de posibles vaivenes. Cuando una panorámica se realiza sin ayuda de soporte alguno, se requiere gozar de una buena capacidad para mantener el equilibrio y un pulso muy seguro, ya que un movimiento oscilante resultaría desagradable a la vista. En cualquier caso, antes de realizar la grabación del plano, es aconsejable comprobar mediante el visor de la cámara cuál va a ser el final del movimiento, es decir, el encuadre con el cual se terminará el plano; una vez se esté seguro de que dicho encuadre es el más adecuado y de haber tomado algún punto de referencia que sirva para identificarlo durante la grabación, a fin de no tener la menor duda en el momento de detener el movimiento, puede volverse al principio de la panorámica, es decir el arranque de la misma. Una panorámica debe ser, siempre, ensayada previamente a fin de adquirir el control de la velocidad necesaria para efectuaría: la duración de una panorámica variará y, por consiguiente, variará también la velocidad del giro que deba realizar la cámara. De ahí que sea aconsejable ensayar dicho giro tantas veces como sea preciso. Uno de los defectos más característicos de los aficionados es su tendencia a efectuar panorámicas demasiado veloces, de manera que, cuando se contemplan en la pantalla, se asiste a un desfile fugaz de imágenes difíciles de identificar y que suelen ser mareantes para el espectador. Lo más prudente, siempre que sea posible, será realizar una grabación de prueba y comprobarla luego a través del monitor, sobre todo si aparecen en el encuadre puntos de luz, ya que, entonces, es muy probable que se produzca el efecto conocido como “cola de cometa” por poco que se acelere en exceso la velocidad de la panorámica. Por otra parte, debe tenerse en cuenta que una panorámica se supone que sirve para que el espectador pueda ver los elementos que se hallan entre el principio del plano y el final del mismo; por lo tanto, es necesario que pueda «ver» realmente dichos elementos dándole, para ello, el tiempo preciso para que los reconozca. Otra cuestión a tener en cuenta es la uniformidad del movimiento; en efecto, una panorámica debe poseer un movimiento suave y continuado, sin saltos bruscos del

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mismo. Por eso es también muy aconsejable ensayar previamente a la grabación definitiva. En las siguientes imágenes podemos ver un ejemplo de panorámica.

5.3.2.- EL BASCULAMIENTO En realidad, el basculamiento, es un movimiento de cámara idéntico al de la panorámica, pero que se desarrolla de forma vertical, es decir de arriba o de abajo a arriba. De esta manera, la cámara se mantiene fija en un punto determinado, ya sea sobre un trípode o sujeta a mano, pero efectúa un movimiento vertical para mostrar, durante su recorrido, diversos elementos del conjunto fotografiado. Se suele utilizar para recorrer un edificio, un árbol, una persona, etc. de manera parecida a como lo haría la mirada de un observador situado frente al sujeto y a una distancia tal que no fuese posible abarcar su totalidad de un solo vistazo. Por ejemplo, para ver la totalidad de un edificio sería necesario trabajar con un gran angular y hallarse situado a una distancia considerable. En cambio, mediante el basculamiento de la cámara, la distancia entre ella y el sujeto se reduce, permitiendo el uso de un objetivo normal; por otra parte el plano obtenido de esta manera, posee un mayor dramatismo al enfatizar la imagen, a la vez que concentra la atención sobre aquellos elementos que interesa destacar.

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Las siguientes tomas muestran en que consiste un basculamiento de la cámara.

5.3.3.- EL ZOOM Se conoce con el nombre de zoom al objetivo cuya distancia focal es variable, siendo variable también, por lo tanto, su ángulo de visión. Esto significa que puede pasarse de un gran angular a un teleobjetivo o viceversa de modo continuo y sin necesidad de cambiar de elemento óptico. Sus distancias focales se expresan en milímetros, constando en la montura del zoom su máxima y su mínima abertura. Para una cámara de vídeo con un tubo de 2/3 de pulgada, un zoom típico suele ser el de 11-70 mm, es decir, una relación de 6:1. La relación, en un zoom, se obtiene dividiendo la mínima abertura del mismo por la máxima y significa el grado de ampliación que ofrece: dando a la abertura mayor (gran angular) el valor 1, al cerrar el zoom hasta su abertura menor (teleobjetivo) se obtiene una relación determinada equivalente a una ampliación de la imagen X veces. En el tipo comentado 11-70 mm., la imagen estará ampliada 6 veces con el objetivo situado en 70 mm., en relación a la imagen que ofrece situado en 11 mm.

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Un zoom con estas longitudes focales abarca un ángulo de visión máximo de 48º y un mínimo de 8º. Podemos ver un ejemplo de un zoom en la figura siguiente.

5.3.4.- EL TRAVELLING Ya se ha dicho anteriormente que todo tipo de movimiento que se efectúe con la cámara, el cual implique un desplazamiento de la misma hacia cualquier dirección y sentido, se conoce con el nombre de travelling. “Travelling” es una palabra de origen inglés que significa viaje, adoptada internacionalmente para designar, en general, la puesta en movimiento de la cámara por parte del operador. Los tipos de travelling que pueden realizarse son muy diferentes: desplazamientos laterales, circulares, hacia adelante, hacia atrás, hacia arriba, hacia abajo, etc.

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De todas formas, un travelling hacia arriba o hacia abajo deberá ser efectuado mediante una grúa e incluso, si durante su desplazamiento la cámara ha de realizar un largo recorrido, será necesario recurrir a un helicóptero. Asimismo, pueden conseguirse magníficos travellings situando la cámara sobre algún tipo de vehículo, ya sea un automóvil, un tren, un avión, etc. Actualmente existen soportes para cámara dotados de mecanismos hidráulicos que permiten efectuar travellings a mano con la misma suavidad y precisión que los realizados con vías y carros, lo cual permite, además, caminar en cualquier dirección, con lo que se obtienen los más complejos movimientos. Son aparatos que se hallan fuera del alcance de cualquier aficionado por su elevado costo y que requieren un gran profesionalismo para su manejo. Otro aparato que facilita la realización de complicados travellings consiste en una minúscula cámara de vídeo situada en el extremo de un brazo articulado con inversas secciones. Se maneja por control remoto y permite programar sus movimientos y velocidad durante el ensayo del plano; de esta manera, el resultado de la grabación es exactamente el previsto. Se trata de un aparato para ser utilizado tan solo en la televisión comercial por su elevado costo y su complejidad.

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5.3.5.-COMBINACIÓN DE TÉCNICAS Aunque la realización de panorámicas, travelling o zooms se consideren, normalmente, técnicas independientes unas de otras, lo cierto es que pueden perfectamente combinarse dos de ellas en un mismo plano, obteniendo así una serie enorme de posibilidades visuales que multiplican los esquemas creativos sobre los que se apoya el realizador en su trabajo. La combinación de distintas técnicas requiere habilidad y una elaboración más minuciosa del plano, pero los recursos expresivos que ofrecen compensan sobradamente el esfuerzo de preparación. 5.3.6.- TRAVELLING Y PANORÁMICA Se trata de un efecto frecuente, utilizado en muchas ocasiones para descubrir partes del decorado que, de otra manera, permanecerían ocultas para el espectador. Por ejemplo, cuando después de efectuar un travelling perpendicular, la cámara gira hacia la derecha o hacia la izquierda para mostrar una de las partes laterales del decorado. Y a la inversa, cuando después de describir una panorámica, la cámara inicia un travelling en cualquier sentido. Ambos movimientos de cámara pueden ser simultáneos desplazando, de esta manera, el punto de vista de la cámara sin que cese el sentido de avance o retroceso de la misma. 5.3.7.- TRAVELLING Y ZOOM. Puede utilizarse para acelerar la velocidad del movimiento cuando en un travelling perpendicular se manipula el zoom en el mismo sentido del desplazamiento: cerrando el zoom en un travelling hacia adelante o abriéndolo en un travelling hacia atrás. De todas maneras, deben extremarse las precauciones cuando el zoom se halle en una longitud focal que corresponde a la de teleobjetivo, ya que la posible vibración del travelling será mucho más visible. Cuando los dos elementos se desplazan en sentidos distintos, puede llegar a obtenerse un efecto curioso y raro, que tal vez resulte útil para una historia de misterio: si el travelling avanza hacia adelante al mismo tiempo que se abre el zoom hacia gran angular, el encuadre puede permanecer inalterable pero la sensación de perspectiva aumentará, dilatándose el espacio ante la cámara. Y al contrario: si el travelling retrocede al tiempo que el zoom se cierra hacia la posición de teleobjetivo, la sensación de perspectiva disminuirá, comprimiéndose el espacio. Es necesario advertir que este efecto es de muy difícil consecución ya que se basa en mantener, en todo momento, los mismos elementos que se hallen en primer término, para lo cual es preciso una perfecta sincronización entre el travelling y el zoom. Otra posibilidad de esta combinación de técnicas reside en acercarse o alejarse de un sujeto, en un momento determinado, durante el desplazamiento del mismo y al cual se está siguiendo mediante un travelling horizontal. Como antes, habrá de tenerse gran cuidado con la vibración del travelling en la posición de teleobjetivo de la cámara.

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5.3.8.- PANORÁMICA Y ZOOM La posible lentitud de un zoom hacia adelante sobre el sujeto en movimiento se acelera combinándolo con una panorámica que acompañe su desplazamiento; de esta manera, la impresión visual será que dicho sujeto avanza hacia la cámara aunque, en realidad, permanezca a una distancia mayor. Asimismo, el movimiento lateral del personaje ayuda a que no resulte tan perceptible el cambio de la longitud focal del zoom, proporcionando una apariencia más natural a la aproximación. Es este un efecto que, bien ensayado, puede llegar a dar la sensación de un auténtico travelling horizontal, sobre todo si se tiene la precaución de situar ante la cámara diversos elementos que aparezcan y desaparezcan del encuadre durante la realización de la panorámica, y el personaje se desplaza en diagonal con respecto a la cámara, a fin de mantener siempre un ángulo de visión parecido del mismo. Es una combinación de técnicas que requiere la utilización de un trípode muy sólido y de unos cuantos ensayos para obtener un resultado satisfactorio.

5.4.- FILTROS ÓPTICOS. Ante nuestros ojos existe una realidad que parece inmutable, unas imágenes que, a lo sumo, pueden cambiar según se ilumina de una manera o de otra. Al principio de la historia de la fotografía y del cine difícilmente podía modificarse alguno de los elementos que se hallaban situados ante la cámara: si se quería fotografiar o rodar una escena de niebla en un día normal no quedaba otra alternativa que inundar de humo el escenario; si la secuencia se desarrollaba durante el crepúsculo debía trabajarse rápidamente aprovechando los últimos rayos de sol del día y si la acción tenía lugar durante la noche era necesario empezar la sesión después de la puesta del sol e iluminar con enormes proyectores el decorado con el consiguiente costo de tiempo y dinero. Con el transcurso de los años y los extraordinarios avances de la técnica, la cuestión se ha simplificado enormemente y hoy están al alcance de cualquier aficionado los más increíbles y espectaculares efectos, con un coste también increíblemente bajo. Utilizando los mismos ejemplos anteriores, hoy es posible grabar una escena de niebla a pleno sol, un crepúsculo a media mañana y una secuencia nocturna a cualquier hora del día. Asimismo, es sumamente sencillo multiplicar una imagen gran número de veces, forzar una determinada dominante de color, suavizar los contornos de los elementos, eliminar las nubes en un paisaje o mostrarías de modo más espectacular que a simple vista, tratar una imagen fotográfica como si fuese una pintura, destacar las grandes luces y hasta cambiar por completo los colores naturales y las formas y emplazamientos de los elementos.

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5.4.1.- LA CREATIVIDAD El enorme desarrollo de la industria en los últimos tiempos ha permitido situar en manos de los aficionados, a bajo coste, una serie de elementos que hasta hace poco estaban reservados a los profesionales consagrados: efectos, trucos y secretos que son posibles de conseguir y realizar sin apenas esfuerzo y que amplían en gran manera los recursos creativos de cualquier grabación de vídeo. En las páginas siguientes expondremos algunas de estas posibilidades, pero ha de ser el propio aficionado quien desarrolle dichos recursos y encuentre nuevas y hasta mejores formas de aplicación de los elementos que se hallan a su disposición. Sólo mediante la práctica y la experimentación personal conseguirá imágenes capaces de causar la admiración del espectador. Y aunque, alguna Vez, el resultado obtenido no sea satisfactorio e incluso pueda considerarse como fracaso, no debe ser motivo de desánimo ni obstáculo para seguir investigando; únicamente de esta manera se conseguirá avanzar en el extraordinario mundo de la construcción de la imagen, en el apasionante campo de la creatividad. 5.4.2.- FILTROS Dejar libre a la imaginación y trabajar para trasladarla a la realidad, es una labor sumamente gratificadora. Alguna vez, al contemplar las imágenes grabadas, seguramente usted habrá pensado que hubiese sido preferible disponer de un cielo más rojizo o poder envolver al personaje en un halo difuso o que tal vez si el color hubiese podido descomponerse alrededor de unos determinados edificios, el efecto habría alcanzado unas características sensacionales. Pues bien, el empleo de filtros creativos hace posible jugar con las imágenes y modificarlas según nuestros propios criterios y nuestra imaginación más desbordada. En el mercado existen más de un centenar de filtros de efectos, especiales para color, los cuales pueden, además, combinarse entre sí; de esta manera es posible conseguir centenares de efectos distintos, del más variado tipo. Muchos de los filtros que se encuentran en el mercado son circulares y están dotados de una rosca mediante la cual se acoplan al objetivo, pero ello presenta algunos inconvenientes ya que es necesario disponer de un juego de filtros para cada objetivo, dado que no todas las ópticas son del mismo diámetro; por otra parte, este sistema no suele posibilitar el uso de más de un filtro cada vez. Actualmente algunos fabricantes han optado por el diseño de filtros de formato cuadrado que, mediante un ingenioso sistema de portafiltros, pueden adaptarse a cualquier objetivo permitiendo. a la vez, la utilización simultánea de varios de ellos. Por sus especiales características, algunos filtros deben poseer una obligada forma circular, según veremos más adelante, lo cual no es obstáculo para que puedan colocarse también en el portafiltros mencionado. A fin de sistematizar el estudio de los diversos filtros, los hemos dividido en tres grupos que corresponden, a la vez, a tres clases de efectos distintos: perfeccionadores de la imagen, modificadores del color y matizadores de la imagen o del color. En otro lugar estudiaremos otros tipos de filtros de efectos, los modificadores de la imagen, por afectar más al tema de la composición que al de la iluminación.

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5.4.2.1.5.4.2.1.- Filtros perfeccionadores de la imagen. Básicamente, esta clase de filtros se reducen a dos: ultravioleta y polarizador, admitiendo este último la adición de otros filtros complementarios que amplían su gama de posibilidades. 5.4.2.1.1.- Ultravioleta (UV) Conocido también como Skylight (luz del cielo), no modifica ni introduce ninguna coloración en la imagen, ya que no retiene ninguna luz visible, sino que filtra y elimina el exceso de rayos ultravioletas del espectro, a la vez que evita las dominantes azuladas o violáceas. Asimismo, hace desaparecer, prácticamente, la neblina o la bruma que suele hacerse visible en los grandes espacios abiertos. Es un filtro que debería hallarse situado siempre ante el objetivo, ya que no modifica la imagen ni el color pero, en cambio, sirve de protector de la lente frontal de la óptica contra la lluvia, las salpicaduras, los arañazos, etc.

En las imágenes anteriores, la primera está tomada sin filtro ultravioleta, y la segunda sí utiliza el filtro ultravioleta, consiguiendo eliminar la bruma de la figura anterior.

5.4.2.1.2.- Polarizador Resulta especialmente útil para eliminar los reflejos molestos de los cristales y de casi todas las superficies brillantes (excepto las metálicas); asimismo, oscurece el cielo y le proporciona un color azul más intenso; también suprime los reflejos de la superficie del agua y, en general, proporciona una mayor saturación a todos los colores.

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Este filtro es siempre circular, por lo que admite cualquier posición en el portafiltros: según sea su angulación con respecto a la luz que incide sobre el sujeto (ángulo de reflexión), el efecto conseguido será más o menos acusado. Por lo que respecta a los reflejos, si el ángulo es de 90 grados, el filtro polarizador no afecta a la imagen, mientras que entre los 30 y 40 grados halla su máxima eficacia; la gran cantidad de posiciones intermedias que puede adoptar permiten la mayor o menor intensidad del reflejo, ya se trate del producido por un cristal, por el agua, etc. Asimismo, la máxima intensidad del azul del cielo se consigue cuando los rayos solares forman un ángulo de 90 grados con respecto al filtro, sin que ello influya en los demás colores. La primera imagen está tomada sin filtro polarizador, sin embargo en la segunda se han eliminado los reflejos del cristal de la imagen anterior mediante un filtro polarizador.

5.4.2.1.3.- Polarizadores complementarios Una serie de filtros, que deben usarse conjuntamente con el polarizador, permiten obtener un sinfín de variaciones en el color de la escena que se está grabando.

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Estos filtros pueden ser monocromáticos o bicolor. Los monocromáticos suelen ser rojos, azules y amarillos y según sea el ángulo que adopta el filtro polarizador, se acentúa una u otra gama de colores. Si el filtro polarizador se gira hasta su máxima angulación se obtiene la máxima intensidad de color del filtro complementario, hasta el punto de que con el azul, por ejemplo, es fácil conseguir un efecto de noche. Los filtros bicolor suelen existir en cuatro combinaciones: rojo-verde, rojo-azul, malvanaranja y azul-amarillo. En todos ellos, manteniendo fijo el filtro bicolor, la imagen podrá pasar gradualmente de uno a otro color del filtro, al girar el polarizador.

5.4.2.1.4.- Filtros modificadores del color Son todos aquellos filtros que alteran el color de la imagen real, proporcionándole una determinada dominante más o menos acusada. Aunque esto puede parecer poco recomendable, lo cierto es que la enorme gama de filtros de este tipo permite matizar, más o menos sutilmente, los tonos generales de una escena o de parte de ella, dándole mayor calidez o frialdad, oscureciendo tan solo el cielo mientras el paisaje permanece inalterado e incluso cambiando únicamente el color del fondo. a) Filtros cálidos Existe una amplia gama de filtros con diversas intensidades de color que tienden hacia el amarillo rojizo y que pueden proporcionar mayor calidez a la escena. Sus tonalidades son tan sutiles que su uso llega a pasar desapercibido para el espectador. De todas maneras, la mayor aplicación de estos filtros se encuentra en la supresión de las dominantes azuladas de las grabaciones efectuadas con cielo cubierto o a la sombra en un día claro con cielo despejado. Los filtros que poseen mayor intensidad de color, dentro de esta gama, tienden hacia el naranja y dan un acusado tinte al sujeto hasta la obtención de imágenes casi monocromáticas.

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La diferencia existente entre la primera imagen y la segunda, reside en que en la segunda se ha aplicado un filtro cálido lográndose eliminar la dominante azulada.

b) Filtros fríos. Todos ellos se encuentran dentro de la gama de los azules y se utilizan, sobre todo, para atenuar o suprimir los tonos cálidos y rojizos dominantes durante la salida o la puesta de Sol. Asimismo, un adecuado uso de esta gama de filtros, puede proporcionar imágenes de extraordinaria belleza, efectos sorprendentes e incluso convertir el día en noche, bien sea simulando que el Sol es la Luna o bien grabando una escena con las luces de una casa encendidas.

c) Filtros monocromáticos. Reciben este nombre porque proporcionan a la imagen un color único dada su intensidad. Utilizándolos mesuradamente, sin abusar de ellos, algunas grabaciones pueden ofrecer interesantes efectos. Este tipo de filtros suele ser de gelatina, lo cual permite recortarlos en las más diversas formas de modo que el uso del color se adapte a las necesidades de cada grabación.

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d) Filtros degradados Son filtros en los que sólo la mitad de los mismos está coloreada, degradándose gradualmente a partir del centro, lo cual permite modificar los colores de parte de la escena únicamente. Ello permite reducir la frecuente diferencia de luminosidad entre las dos mitades de ciertos motivos, por ejemplo, entre el cielo y la tierra. Por otra parte, el filtro puede girar y desplazarse verticalmente en el portafiltros, por lo que no es necesario dividir la escena en dos mitades exactas; asimismo, el suave degradado central permite variar casi infinitamente la gama de matices. Con un gran angular, el efecto será muy notable, mientras que con un teleobjetivo la transición será prácticamente invisible. La suma de varios de estos filtros puede proporcionar extraordinarios efectos de color. e) Filtros coloreados del fondo Se trata de una gama de filtros creada para colorear el fondo de una imagen sin que ello afecte al sujeto principal de la misma. La técnica consiste en el uso de dos filtros de colores complementarios, por ejemplo, amarillo y violeta o verde - azulado y naranja. Uno de los filtros se monta ante el objetivo de la cámara para colorear la totalidad de la escena y el otro filtro de color complementario se sitúa ante la fuente de luz que ilumina al personaje. De esta manera la fuente de luz anulará la dominante que el filtro situado ante el objetivo proporciona al sujeto, pero no actuará sobre el fondo, al cual no alcanzará la intensidad de la fuente de luz. El principio de aplicación de esta técnica es sencillo, pero la realización práctica requiere paciencia y método... por lo tanto, no se desanime si no acierta a la primera. Con el efecto buscado: siga experimentado hasta conseguir resultados satisfactorios. Por descontado que, en una grabación de vídeo, solo será posible manejar este sistema cuando se trabaje en interiores e incluso en algún exterior mediante el uso de un equipo de iluminación artificial.

5.4.2.2.5.4.2.2.- Filtros matizadores de la imagen y el color. Esta gama de filtros no altera las formas de la imagen ni tampoco el color de las mismas, pero matiza ambos elementos, dándoles unas características especiales.

5.4.2.2.1.- Pasteles Parecidos a los anteriores, pero con un efecto mucho más suave, hasta el punto que algunos detalles pueden llegar a desaparecer. Cuanto más en contraluz se halle el sujeto, mayor será el efecto conseguido.

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5.4.2.2.2.- Niebla Se trata de filtros parecidos a los anteriores, pero cuya difusión se limita únicamente a la mitad del mismo, con una zona degradada en el centro. De esta manera es perfectamente posible conseguir un interesante efecto de niebla, aún con un cielo despejado.

5.4.2.2.3.- Difusores Proporcionan a la imagen una atenuación de los contrastes, que suaviza las formas de los elementos sin que desaparezcan los detalles. En el argot profesional se conoce como efecto “flou”, el cual puede ser más o menos acusado. En la imagen de la izquierda podemos ver una imagen tomada sin filtro alguno, por el contrario la de la derecha está tomada con un filtro difusor.

5.4.2.2.4.- Crepúsculo Son filtros cuyo mayor punto de intensidad de color (rojizo) se halla en la parte superior, al cual va degradándose suavemente hasta el extremo inferior de los mismos. Así, es perfectamente posible obtener un efecto de crepúsculo a cualquier hora del día. Según sea la intensidad del filtro, el efecto es más o menos acusado.

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5.4.2.2.5.- Filtros de punto central Permiten un difuminado en color o incoloro alrededor de una imagen central, la cual no se altera.Consisten en unos filtros totalmente coloreados o pasteles excepto en un punto central que permanece sin tratar. El efecto de color será más intenso si el sol u otra luz cualquiera incide directamente sobre el filtro.

5.4.2.2.6.- Difusores coloreados No se trata propiamente de filtros, sino de películas metalizadas de distintos colores las cuales se sitúan ante el objetivo con la ayuda del portafiltros. Con ellas es posible crear espectaculares efectos de difusión y coloración, los cuales son más notables cuanto más se arruga la película metalizada. Para que una parte de la imagen no sufra ninguna alteración, pueden hacerse las perforaciones necesarias en la película.

5.4.2.2.7.- Vaselinas coloreadas. Existen especiales coloreadas y trasparentes que pueden aplicarse sobre un filtro incoloro, obteniendo así una serie de efectos que no se conseguirían con otro sistema. Se trata como lo haría un pintor y el sentido que se imprima a las “pinceladas”, marcará el carácter de la imagen.

5.4.2.2.8.- Barnices coloreadas. Parecidos a las anteriores pero dotados de mayor transparencia, permiten la creación de imágenes originales y sorprendentes cercana a la fantasía. Se aplican también sobre un filtro incoloro mediante pequeños toques, aunque es preferible no mezclar los distintos colores entre sí para dar mayor nitidez a la escena. El abuso de este tipo de efecto de color podría, incluso, hacer poco distinguible la imagen. 5.5.- EFECTOS ÓPTICOS.

Hasta aquí hemos visto como evitar los reflejos, alterar el color, dar mayor suavidad a una imagen, dar la sensación de niebla, etc. No obstante, existe un gran número de efectos visuales que pueden incorporarse a cualquier grabación y que contribuye a alterar la apariencia real de los elementos que se hallan ante la cámara. Algunos se pueden realizar mediante la propia cámara, pero otros requieren de ciertos filtros especiales o de lentes adecuadas para su correcta consecución.

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Determinados efectos pueden ser efectuados directamente en vídeo, pero para obtener otros más complejos será necesario realizarlos en soporte cinematográfico para, más tarde, grabarlos en una cinta de video mediante la proyección de la película.

5.5.1.- AUREOLA

Estos filtros forman una aureola de intensidad variable según sea su intensidad, alrededor de las zonas más luminosas. Ello se debe a que provocan la saturación de la luz en aquellos puntos en que ésta incida con mayor frecuencia o que por la mayor claridad del objeto, este proyecte una mayor luminosidad que el resto de la escena.

5.5.2.- ESPEJISMO Reproduce una misma imagen pero invertida con respeto a la vertical de la misma, dando la sensación de un reflejo o de un espejismo. Puede ser útil para la creación de ciertos efectos más o menos cercanos a una situación de magia o irrealidad, aunque debe usarse con prudencia para no desorientar o fatigar excesivamente al espectador.

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5.5.3.- ARCO IRIS Se trata de un efecto que hace aparecer el arco iris en el cielo, directamente durante la grabación del plano, e independientemente de las condiciones atmosféricas reales, tanto si se trata del brillante cielo azul de un desierto, como de un bosque nevado con el cielo nuboso. 5.5.4.- MÁSCARA En realidad, se trata de un sistema de doble viñeta que permite la inclusión de dos imágenes distintas en un mismo plano, de modo parecido a lo que el lenguaje de efectos especiales electrónicamente se conoce como incrustación.

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5.5.5.- MULTIMAGEN Se trata de filtros tallados en diversas facetas, de cinco a doce generalmente, que multiplican la imagen captada por la cámara tantas veces como facetas tenga el filtro. El centro del mismo está ocupado por un círculo neutro, sin facetas, a través del cual capta la imagen real, de manera que las demás imágenes aparecen alrededor de dicho círculo.

5.5.6.- MULTIPARALELO Este filtro multiplica la imagen en varias bandas paralelas, pudiendo orientarse éstas a voluntad, según las necesidades o preferencias de cada cual.

5.5.7.- TRAZADOR También llamado filtro de “velocidad” ya que el efecto que proporciona responde al de la imagen en movimiento, dotada de velocidad. Una variación de este efecto es el super-trazador, el efecto es más acusado, usa trazos más violentos. Aumenta la sensación de velocidad.

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5.5.8.- PRISMA Se trata de un prisma que se sitúa ante el objetivo de la cámara con lo cual se obtiene la descomposición de los colores de la imagen captada. El azul, el amarillo, el verde y el rojo de la luz blanca, se separan en bandas distintas, de la misma manera que sucede con el arco iris por la descomposición de la luz reflejada por las gotas de agua.

5.5.9.- DIFRACTORES Estos filtros están dotados de miles de surcos prismáticos, por cuyo motivo descomponen el espectro luminoso de la misma manera que en un prisma, pero sin alterar la imagen.

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5.5.10.- ESTRELLAS Son filtros que provocan la aparición de estrellas en los puntos en que la luz brilla con mayor intensidad. Los rayos que aparecen en la imagen, procedentes de dichos puntos, pueden ser de dos, cuatro, ocho o dieciséis puntas, según sea el tipo de elementos utilizados.

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Capítulo

6

Sistemas industriales de vídeo. 6.1.- CAMPO DE APLICACIÓN.

Existen en la práctica tres niveles diferenciados en el equipamiento y los sistemas de vídeo: Doméstico, Industrial y Broadcast. Ante todo, estos términos hay que entenderlos referidos al uso y aplicaciones a que se destinan unos determinados equipos y sistemas de vídeo, si bien es cierto que tanto las especificaciones de calidad como el propio diseño están condicionados por dichos usos o aplicaciones. En lo que denominamos vídeo doméstico el nivel de calidad de los equipos, así como la gama de posibles configuraciones, están limitados por los usos para los que el vídeo doméstico está previsto, restringidos a la esfera familiar y al “hágaselo usted mismo”. A diferencia del vídeo doméstico, las aplicaciones que podemos llamar «industriales» de la tecnología del vídeo abarcan la práctica totalidad de las actividades de la sociedad moderna, desde simples circuitos cerrados de vigilancia en bancos y grandes almacenes, hasta sofisticadas aplicaciones de los sistemas de vídeo de Alta Resolución, pasando por una ilimitada gama de usos educativos, comerciales, documentales, empresariales, científico-técnico, etc. Las aplicaciones del vídeo industrial abarcan en suma, todas aquellas que exceden del vídeo doméstico y no son específicamente broadcast. Tal variedad de usos y aplicaciones requiere equipos, configuraciones y formas de operación muy diversificados, de forma que cada aplicación pueda llevarse a cabo mediante el sistema específico adecuado, tanto en lo que se refiere a calidad como a criterios de operación y de rentabilidad-eficacia. De forma práctica y a título introductorio podemos considerar, pues, algunas características generales del vídeo industrial: -

El vídeo industrial se sitúa entre los niveles doméstico y broadcast, aunque con una entidad propia y diferenciada, definida por sus aplicaciones.

-

Su campo de aplicación es múltiple y diversificado, lo que condiciona la existencia de distintos tipos de equipamiento de vídeo industrial.

-

El nivel de calidad de los equipos de uso industrial puede variar, en función de los requisitos de la aplicación o uso a que se destine, desde el nivel doméstico o inferior hasta el nivel broadcast o superior.

A la vista de la variada gama de usos y aplicaciones del vídeo en el campo industrial, no cabe hablar en realidad de “vídeo industrial” como si de un todo homogéneo se tratase, sino más bien de sistemas industriales de vídeo, o sistemas de vídeo de aplicación industrial.

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Un sistema industrial de vídeo debe entenderse como un sistema de vídeo diseñado en función de una o más aplicaciones concretas dentro del campo industrial. En un sistema de este tipo, por consiguiente, tanto la elección del equipamiento como su configuración y operación han de dirigirse prioritariamente a cubrir unos objetivos de aplicación determinados por necesidades concretas de uso y susceptibles de control y evaluación. Un sistema de vídeo industrial no es un lujo. Se justifica por su utilidad para la industria, institución o entidad que lo costea, ya que supone una inversión y unos gastos de mantenimiento, operación que debe rentabilizarse a través de sus resultados. Por tanto, son éstos (los resultados) los que han de determinar las características básicas del sistema. Estos criterios de rentabilidad son sumamente importantes como punto de partida para el diseño de sistemas industriales de vídeo. Tal diseño implica una evaluación previa del cuadro de necesidades objetivas de aplicación, teniendo siempre en cuenta que el vídeo es a la vez un medio de comunicación y un soporte de conservación audiovisual y que, en este sentido, puede tener aplicaciones ambivalentes. Las necesidades de aplicación deben jerarquizarse en cuanto a prioridades y órdenes de importancia a distinto plazo, a la vez que se analizan las que puedan ser compatibles entre sí en uno u otro grado. Una vez sistematizado el cuadro de necesidades se procede a la asignación de objetivos operativos, determinando así una expectativa de resultados. Es sobre esta base, sobre la que hay que diseñar el sistema de vídeo propiamente dicho, diseño que a su vez comprende dos áreas diferenciadas: Por un lado el área de equipamiento, instalación e infraestructura (área de Hardware) y por otro lado todos los aspectos relacionados con la operación del sistema (área de Software). 6.2.- CALIDAD INDUSTRIAL

La calidad de los equipos de un sistema de vídeo industrial no está sujeta a unos parámetros y especificaciones precisos, como sucede con el vídeo broadcast, sino que viene definida por la utilización que del sistema se requiera. Un sistema de vigilancia, por ejemplo, configurado a base de pequeñas cámaras monocromas de resolución horizontal no superior a 240 líneas no proporciona, desde luego, imágenes de una calidad maravillosa pero no por ello podremos decir que se trate de un sistema de mala calidad; sencillamente, una calidad superior de imagen seria superflua y el sistema se encarecería sin aprovechamiento real. Por el contrario, un sistema de vídeo para aplicaciones biomédicas en combinación, por ejemplo, con un microscopio electrónico, puede requerir una calidad muy alta y configuraciones digitales con alto grado de complejidad tecnológica. En consecuencia, no es muy riguroso, aunque sí muy extendido, el empleo del término «industrial» para referirse a una calidad o prestaciones del equipamiento intermedias entre el nivel doméstico y el broadcast. No obstante, este criterio de calidad intermedia es con el que se han diseñado la mayoría de los equipos de vídeo industrial de uso generalizado hoy en día, excepción hecha de equipos de aplicación especifica como en el caso de los ejemplos mencionados anteriormente. Esta es la razón por la que, en la práctica, están establecidos unos estándares de equipamiento que los propios fabricantes agrupan bajo la de nominación de “línea industrial”.

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La línea industrial de equipamientos se ha desarrollado a partir de la necesidad de realizar producciones completas de videoprogramas aptos para ser duplicados y/o distribuidos mediante CCTV (Circuito Cerrado de Televisión), al menor coste posible. Teniendo en cuenta las diferentes fases o etapas que supone la producción completa de un programa de vídeo y su distribución, la gama de configuraciones de los sistemas de vídeo de línea industrial incluye: -

Sistemas de toma y registro.

-

Sistemas de postproducción.

-

Sistemas de duplicación.

-

Sistemas de distribución - presentación.

El proceso de producción de programas de vídeo industrial al que nos estamos refiriendo como modelo, supone que desde la grabación original o matriz (toma) hasta la presentación, el videoregistro puede sufrir al menos dos generaciones de copia (una en postproducción y otra en duplicación). Esto requiere una calidad inicial superior a la que proporcionan los equipos domésticos, aunque no sea necesario alcanzar el nivel que imponen las exigencias broadcast. En lo que se refiere a calidad de la señal de vídeo, ésta ha de cumplir como mínimo las siguientes especificaciones básicas: -

Resolución horizontal: Color: Mejor que 250 líneas. Luminancia: Mejor de 300 líneas.

-

Relación señal/ruido: Color: Mejor de 43 dB. Luminancia: Mejor de 45 dB.

Teniendo en cuenta que el elemento de calidad más débil de un sistema de vídeo correctamente diseñado es el magnetoscopio, tales especificaciones mínimas son directamente aplicables a éste, y las correspondientes a los elementos de captación (cámara) y presentación (monitores) serán siempre superiores a las dadas. 6.3.- SISTEMAS DE TOMAS

Se considera sistema de toma todo conjunto interrelacionado de equipos cuya función es la captación inicial de la imagen y su registro en soporte vídeo. Los elementos de los sistemas de toma pueden ser de tres tipos: -

Cámaras.

-

Magnetoscopios.

-

Elementos complementarios.

Atendiendo a la forma de operación y a la finalidad o aplicación, existen dos modelos fundamentales de sistemas de toma:

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6.3.1.6.3.1.- SISTEMAS ENG (ELECTRONIC NEWS GATHERING). Son sistemas ligeros de captación y registro, consistentes en una única cámara y un magnetoscopio, ambos portátiles y alimentados por baterías. La instalación y operación de los sistemas ENG requieren un número mínimo de personas, permitiendo una rápida y sencilla puesta en funcionamiento. El transporte es igualmente fácil (basta un simple automóvil), lo que proporciona gran movilidad y rapidez de desplazamiento. Al estar alimentados autónomamente mediante baterías, los sistemas ENG pueden operarse en cualquier lugar sin requerir apenas preparativos. Su campo de aplicación lo constituyen todas aquellas situaciones en las que la rapidez de puesta a punto y operación priman sobre las restantes consideraciones, especialmente cuando es necesaria la captación de imágenes “In situ” y sin posibilidad o tiempo disponible para modificar a nuestra conveniencia la realidad o el acontecimiento que se trate de registrar. 6 .3.2..3.2.- SISTEMAS EFP (ELECTRONIC FLEID PRODUCTION). Son sistemas medios y “pesados” de captación y registro, compuestos por varias cámaras sincrónicas, que requieren consolas de mezcla de vídeo, así como monitores independientes para cada cámara, además de uno o varios magnetoscopios de registro. Los sistemas EFP se instalan y operan generalmente en estudios o platós especialmente acondicionados, aunque también pueden incorporarse a vehículos de tamaño medio dotados de generadores propios de corriente eléctrica, en cuyo interior se ubican los equipos de control y grabación, mientras las cámaras se sitúan en las posiciones de toma más convenientes. En este caso los sistemas EFP reciben la particular denominación de “unidades móviles”. La instalación y operación de un sistema EFP requiere un mayor número de personas y los ajustes necesarios para la puesta a punto son considerablemente más complejos que en los sistemas ENG. 6.4.- ELEMENTOS DE UN SISTEMA ENG.

6.4.1.6.4.1.- CÁMARA DE VÍDEO PORTÁTIL. Independientemente de las especificaciones generales de las cámaras de vídeo industrial, una cámara ENG debe reunir las siguientes características fundamentales: -

Poco peso: Máximo 6 kg.

-

Alimentada mediante baterías recargables de la mayor duración posible.

-

Robustez del chasis y de sus elementos principales.

-

Diseño exterior ergonómico y controles de operación en posición adecuada para poder ser manejada apoyada en el hombro del operador.

-

Visor electrónico de pequeño tamaño (máximo 2") situado de forma que permita el acercamiento del ojo del operador. Indicación a través del visor de los datos fundamentales de operación: Carga de las baterías, posición de grabación del magnetoscopio, nivel de iluminación, etc.

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-

Ajustes internos fácilmente accesibles.

-

Generador de barras de color, integrado en la cámara.

-

Sistema rápido de ajuste del balance de blancos (white balance).

-

Lente con iris automático y opción conmutable de iris manual.

6.4.2.6.4.2.- MAGNETOSCOPIO PORTÁTIL. El tipo más extendido en aplicaciones industriales es el magnetoscopio de sistema UMatíc, que utiliza cinta de vídeo de 3/4" en casetes. Los modelos portátiles de magnetoscopios U-Matic admiten casetes de hasta 20 minutos de duración y funcionan alimentados por baterías recargables. Su poco peso (10 kg. como máximo) y reducido tamaño, unidos a su elevada robustez, hacen de este tipo de magnetoscopio el más apropiado para todo tipo de sistemas ENG en vídeo industrial. Entre los distintos modelos existentes en el mercado, son recomendables aquellos que incorporan las funciones “visual search” (imagen visible en avance rápido y rebobinado) y “automatic editing function” (mecanismo que permite el editaje entre cada dos segmentos consecutivos de la grabación). Baterías de repuesto y cargador de baterías, tanto para la cámara como para el magnetoscopio. Monitor de vídeo color portátil, alimentado mediante baterías. Aunque los automatismos de ajuste de las cámaras y magnetoscopios ENG permiten en condiciones normales la operación sin necesidad de monitorar la imagen en color, en determinadas ocasiones puede ser muy útil incorporar al sistema un pequeño monitor (máximo 9") a baterías que ayude a controlar y corregir posibles anomalías.

6.4.3.6.4.3.- UNIDAD DE RADIOFRECUENCIA (RF CONVERTER). Todos los magnetoscopios de formato U-Matic poseen un receptáculo para la incorporación opcional de una unidad RF, con el objeto de poder visionar tanto la imagen como el sonido mediante un receptor convencional de TV.

6.4.4.6.4.4.- TRÍPODE. No siempre es imprescindible manejar la cámara portátil sobre el hombro. Cuando la ocasión lo permite es conveniente hacerlo sobre un trípode que facilite la estabilidad de la toma. Debe escogerse un trípode ligero y plegable, a la vez que sólido, teniendo buen cuidado en la elección de la cabeza o rótula, puesto que de ella depende la deseable suavidad de los movimientos panorámicos de cámara, tanto en sentido vertical (tilt) como horizontal (panning).

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6.5.- ELEMENTOS DE UN SISTEMA EFP.

6.5.1.6.5.1.- CADENA DE CÁMARAS EFP. Compuesta por dos o más cámaras gemelas sincronizadas entre si. Para sincronizarías, es preciso que todas las cámaras de la cadena dispongan de “genlock”, mecanismo que permite a cada cámara ser gobernada por sincronismos externos en lugar de por los propios. La fuente de sincronismos externos puede ser la señal de cualquiera de las cámaras del sistema, o bien un generador máster de sincronismos independiente. Los ajustes electrónicos de las cámaras EFP se realizan mediante unidades de control remoto independientes del cuerpo principal de la cámara, que es el que maneja el operador. Dichas unidades son operadas desde el control del sistema, que normalmente se sitúa en un recinto aislado y separado de la cadena de cámaras.

6.5.2.6.5.2.- MEZCLADOR DE VÍDEO. Una vez sincronizadas las cámaras, sus señales respectivas son conducidas a un mezclador con el cual se puede seleccionar la señal de la cámara que se desee, y pasar de una a otra por corte brusco (switch) o por transición gradual (fade). Mediante un generador de efectos especiales (SEG), que casi todos los mezcladores de producción de programas tienen incorporado, es igualmente posible producir electrónicamente una serie de combinaciones y efectos entre dos o más señales procedentes de las cámaras (incrustaciones, “cortinas”, “persianas”, etc.).

6.5.3.6.5.3.- MONITORES DE CONTROL. En la operación del sistema, la imagen proporcionada por cada una de las cámaras requiere un monitor de vídeo para su control. Estos monitores suelen ser monocromos, ya que el ajuste de color de la cadena de cámaras se realiza previamente al comienzo de la operación propiamente dicha. Los monitores de cámara permiten visualizar los diferentes encuadres y, por tanto, seleccionar (“pinchar”) en el mezclador, la cámara que se desee que “entre” en el programa en cada momento. Además de estos monitores monocromos son necesarios al menos dos monitores de vídeo color adicionales. Uno de ellos se utiliza para monitorar las mezclas y efectos de vídeo, y el otro para control de la grabación en el magnetoscopio. Por tanto, para un número N de cámaras en la cadena, serán necesarios N + 2 monitores (N en b/n y 2 n color).

6.5.4.6.5.4.- MAGNETOSCOPIOS. En los sistemas industriales EFP de producción de videoprogramas se utilizan habitual rente magnetoscopios estacionarios de formato U-Matic, que admiten casetes de hasta 60 minutos de duración con cinta de vídeo de ¾”.

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6.5.5.6.5.5.- SISTEMA DE INTERCOMUNICACIÓN. Don el fin de que los operadores de cámara puedan recibir las correspondientes órdenes desde el control, relativas a encuadres, movimientos de cámaras, etc., es muy conveniente disponer de un sistema de intercomunicación entre el control la cadena de cámaras. Normalmente esta intercomunicación se realiza a través de los cables multiseñal de cada una de las cámaras, que disponen de hilos conductores previstos para este fin. En el cuerpo principal de las cámaras EFP existe una conexión para los auriculares de intercomunicación, mediante los cuales, cada operador recibe las instrucciones que el realizador o su ayudante dictan ante un micrófono desde la sala de control.

6.5.6.6.5.6.- TALLY. Del mismo modo es conveniente que tanto los operadores de cámara como, en su caso, los actores o personas que intervienen en la acción sepan cuándo es seleccionada (“pinchada”) cada cámara en el mezclador de vídeo. Con este objeto, las cámaras EFP tienen visible en su parte frontal un indicador luminoso de color rojo que se enciende automáticamente al ser pinchada la cámara. 6.6.- MAGNETOSCOPIOS PARA SISTEMAS INDUSTRIALES.

Aunque la gran variedad de aplicaciones no permite la elección de un único formato universal de grabación industrial, en los últimos años se ha ido progresivamente imponiendo en la práctica el magnetoscopio de formato ¾”, el sistema U-Matic, como estándar para la mayor parte de los usos industriales del vídeo en color, debido a su ajustado nivel de calidad/precio y a la robustez y fiabilidad de operación que presenta. Al utilizar cinta de vídeo encasetada, facilita la manipulación e intercambiabilidad de los registros, así como su almacenamiento, clasificación y envío, ventajas todas ellas de indudable interés en las aplicaciones industriales más generalizadas. Además, el formato 3/4" incorpora dos pistas independientes de audio, lo que permite nuevas aplicaciones (banda sonora bilingüe, sonido estereofónico...) imposibles con los formatos domésticos corrientes. La fabricación de magnetoscopios de este formato con posibilidad de edición electrónica, por incorporación del mecanismo “servo capstan”, hace del sistema UMatic un medio ideal para la producción completa de programas de una calidad media muy adecuada para las aplicaciones industriales. 6.7.- EL MAGNETOSCOPIO U-MATIC

El magnetoscopio U-Matic para videocasetes de 3/4" fue desarrollado por la firma japonesa Sony, que lo presentó en 1970 como primer magnetoscopio doméstico a videocasete. Sin embargo, cuando un año más tarde salió al mercado lo hizo con un precio (1.300 $) excesivo para el consumidor particular, aunque suficientemente bajo como para ser considerado un magnetoscopio de excelente calidad y bajo coste en aplicaciones educativas, industriales y similares. A partir de entonces el uso del sistema U-Matic y del formato 3/4" ha ido creciendo progresivamente en el ámbito industrial hasta convertirse en el estándar de magnetoscopio para tal tipo de aplicaciones.

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El magnetoscopio U-Matic es un aparato de grabación helicoidal que utiliza cinta de 3/4" en casetes de 60 minutos de duración máxima (20 minutos en los modelos portátiles), con capacidad para grabar dos pistas independientes de audio, además de las pistas de vídeo y de control. La disposición de las pistas en una grabación realizada en U-Matic se incluye en el gráfico anterior. Al ser la pista 2 la más protegida de las de audio, es la que debe utilizarse para el sonido principal. Un magnetoscopio U-Matic grabador/reproductor tiene normalmente las siguientes conexiones: Toma de corriente alterna (AC IN). Es un conector tripolar para conducción de las dos fases de corriente y de la toma de tierra. Entrada de vídeo (VIDEO IN). Se realiza a través de un conector BNC. Acepta señal de vídeo compuesta, con un nivel aproximado de 1,0 voltios p-p y 75 ohms de impedancia. Entrada de duplicación (DUB IN). A través de conector multiseñal de 7 patas, se utiliza para copiaje entre dos magnetoscopios U-Matic directamente por frecuencia de cabezas, sin pasar la señal por los moduladores y demoduladores de señal vídeo, con lo que mejora notablemente la calidad del copiaje. Dos entradas de audio por línea (AUDIO IN. Ch.1.-Ch.2). Aceptan señal de alta impedancia en ambos canales. Conectores phono RCA. Dos entradas de micrófono (MIC IN. Ch.1-Ch.2). Aceptan señal de baja impedancia en ambos canales. Conectores jack-mini. Salida de vídeo (VIDEO OUT). Conector BNC. Salida de señal de vídeo compuesta con nivel de 1,0 voltios p-p e impedancia de 75 ohms. Dos salidas de línea de audio (AUDIO OUT. Ch.1-Ch.2). Salida de señal de audio de alta impedancia para ambos canales Conectores phono RCA. Monitor de audio (AUDIO MONITOR). Salida de los dos canales de audio mezclados. Alta impedancia. Conector jack-mini. Salida de auriculares (PHONE). Salida de señal para monitorar la grabación o reproducción mediante auriculares. Conector jack phone, estéreo. Salida de duplicación (DUB OUT). Salida directa de frecuencias de cabezas a través del conector de 7 p. Salida de RF (RF OUT). Mediante conector coaxial. Para que esta salida sea activa es necesario incorporar al magnetoscopio un modulador de RF en el alojamiento que el aparato tiene previsto para ello. Dicho modulador es opcional y no se incluye con el aparato, por lo que habrá de ser adquirido aparte. Entrada/Salida de audio y vídeo mediante conector EIAJ de 8 patas (TV). Se utiliza para las conexiones audio y vídeo entre el magnetoscopio y un monitor o monitor/receptor que incorpore el mismo tipo de conector.

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Tratamiento de señal. En los magnetoscopios de sistema U-Matic no existen circuitos de demodulación y sintonización de la señal de antena capaces de convertirla en señal de vídeo. Ello es debido a que su uso se ha ido limitando cada día más al campo industrial, por lo que su diseño está estudiado para recibir únicamente señales de vídeo procedentes bien de otro magnetoscopio, o de una cámara o mezclador (cuando se utilizan varias cámaras simultáneamente). Por lo tanto, para grabar con un magnetoscopio, U-Matic una señal de antena, es necesario disponer de un equipo sintonizador - demodulador independiente, que transforme dicha señal de vídeo normalizada (vídeo compuesto ±1,0 voltio a p-p. 75 ohms). En un magnetoscopio U-Matic, la señal de vídeo sigue el camino descrito en el dibujo adjunto. La señal de audio como es norma en todos los magnetoscopios, sigue un camino distinto al vídeo y en el caso del formato U-Matic tiene la particularidad de incluir dos pistas independientes. El sonido registrado en cada una de las pistas habrá circulado por circuitos independientes entre sí y habrá sido registrado por distintas cabezas, una para cada pista. Para ello, los magnetoscopios U-Matic disponen de conectores independientes, tanto de entrada como de salida, para cada una de las pistas. En lo que al tratamiento electrónico de la señal de vídeo se refiere, hay que destacar la mejora ostensible respecto a los formatos domésticos en la grabación de la señal de crominancia, debido al aumento de la velocidad relativa cabeza - cinta y a una mayor calidad en los circuitos de tratamiento de la señal. Como consecuencia, en estos equipos se dobla prácticamente el ancho de banda de la señal de crominancia respecto a los formatos domésticos. Las consecuencias inmediatas son por una parte, una más fiel reproducción de la señal de color y por otra, un incremento de la resolución horizontal, que alcanza valores de hasta 330 líneas para luminancia y 260 para crominancia. La mejoría que así mismo se obtiene en la relación señal/ruido de color, que puede llegar hasta los 45 dB, permite la obtención de copias hasta de tercera generación con un apreciable nivel de calidad. 6.8.- CÁMARAS INDUSTRIALES

Las características de este tipo de cámaras responden a dos criterios: aquellas destinadas a garantizar un nivel de calidad mínimo para el rendimiento industrial; y las encaminadas a darles la versatilidad adecuada para cubrir con solvencia los variados condicionantes que tienen la amplia gama de aplicaciones en el campo profesional. Una de las características exigirles en una cámara profesional, es la de tener un sistema óptico removible que permita su intercambiabilidad, para poder usar la óptica adecuada a la aplicación que se desee efectuar. Actualmente, la configuración básica de la mayoría de las cámaras existentes en el mercado incluyen un objetivo de óptica variable (zoom). Pero existen muchas aplicaciones en as cuales pueden necesitarse desde un objetivo de las mismas características, pero con diferentes parámetros (diversos objetivos de tipo zoom), hasta ópticas de focal fija (que pueden variar desde objetivos “tele” a gran angular, ojos de pez, objetivos macro, etc.), hasta el empleo de accesorios ópticos como anillos, fuelles

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de extensión, acopladores ópticos para utilizaciones especiales: telecines, microscopia, endoscopia, pantalla CRT (tubos de rayos catódicos). En todos estos casos, una óptica no intercambiable como poseen la mayoría de las cámaras domésticas sería inutilizable. Este es uno de los aspectos más importantes que hay que tener en cuenta a la hora de la adquisición de una cámara para uso industrial. Tendremos también que ver qué accesorios de los comentados ofrecen los distintos fabricantes, ya que no todas las ópticas y acoplamientos son compatibles (existen varios tipos diferentes de monturas ópticas como, por ejemplo, las “C”, 6.9.- AJUSTE MANUAL O AUTOMÁTICO

Al igual que ocurre en el campo fotográfico, un equipo profesional se distingue del amateur en que todos los ajustes deben de poder ser manuales (independientemente de que también sean automáticos). Con esto, el profesional que la maneja puede variar los parámetros a voluntad, con la intención de conseguir unos efectos específicos en función de sus propios intereses y del cometido que debe realizar, y no de las condiciones medias que todo automatismo garantiza. En este sentido, es el “iris” o diafragma uno de los ajustes ópticos en los que se hace más imprescindible el manejo manual (y del cual carecen la mayoría de las cámaras domésticas). Esto se debe a que, por una parte, en una toma determinada, el nivel medio de iluminación del plano no coincide en muchos casos con el nivel luminoso del objeto que más interesa obtener con precisión (que puede estar más iluminado - con lo que quedaría saturado- o menos iluminado con lo que resultaría subexpuesto con respecto al nivel medio). Por otra parte, al tener el iris una relación proporcional o interdependencia con el enfoque, el poder controlar ambos manualmente, permite al profesional graduar la profundidad de campo en muchas ocasiones, según sus necesidades:

6.9.1.6.9.1.- SENSIBILIDAD. Otras de las características propias de las cámaras industriales es la de poder ajustar la sensibilidad según las condiciones de iluminación del motivo a tomar, básicamente en lo que se refiere a condiciones de iluminación insuficiente. En éstas, al aumentar la ganancia del amplificador de vídeo, podemos obtener imágenes aceptables que, sin este ajuste, no serían posible. No obstante, hay que tener en cuenta que una mayor ganancia tiene por contrapartida un empeoramiento de la relación señal - ruido. Por esto, sólo es recomendable usarlo si es imposible de otra forma la toma, por la baja situación lumínica (la ganancia suele ser medida de decibelios, y normalmente se encuentra en una escala de 3, 6, 9 y 12 dB). 6.9.2.6.9.2.- GEN LOCK. Una característica básica de las cámaras profesionales, es su posibilidad de sincronizarse entre dos o varias, en orden a poder realizar programas mediante mezcla de la señal proveniente de distintas cámaras. Las domésticas, en cambio, están diseñadas solamente para su uso como equipo individual y autónomo.

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Existen dos sistemas básicos para lograr tal sincronización. El primero consiste en distribuir las señales de los distintos sincronismos (H. V. Sync., SC, BLK, BF, Pal Pulse), provenientes de un generador máster de estudio, a través de la unidad de control de cada cámara y el cable multiseñal, a las distintas cámaras. Este sistema de “sincro externo” es apropiado únicamente para cámaras de estudio y aplicaciones EFP. Otra segunda forma alternativa para sincronizar una cadena de cámaras es el sistema de «Gen Lock», consistente en que la señal de vídeo (o también la de black burst), procedente de una de las cámaras, es distribuida al resto, de tal forma que todas ellas quedan sincronizadas electrónicamente respecto a la primera. Esto permite su mezcla y la realización posterior, mediante el mezclador de vídeo adecuado.

6.9.3.6.9.3.- BALANCE DE BLANCO. La mayoría de las cámaras industriales tienen este tipo de balance automático. Hay que tener en cuenta que para realizarlo correctamente es preciso tomar un plano de un objeto blanco que cubra la totalidad de la imagen durante el tiempo que el mando tarde en realizar el ajuste (normalmente dos o tres segundos). Esto es imprescindible para que la cámara pueda equilibrar todas las diferentes componentes de color que son las reflejadas en una superficie blanca. El balance de blanco corrige el desequilibrio cromático de la luz proveniente de la iluminación utilizada, 6.9.4.6.9.4.- AJUSTE DE TEMPERATURA DE COLOR. No obstante, cuando las circunstancias de las fuentes de iluminación son muy diversas, es preciso corregir la “temperatura de color”. Existen dos sistemas básicos de corrección de la temperatura de color. 1)

Ajuste electrónico. En este caso, la cámara mezcla convenientemente los distintos niveles de señal provenientes de las componentes de color, según la dominante de cada circunstancia, que determina la temperatura de color (no es lo mismo la temperatura de luz procedente de lámparas de incandescencia, que la de las lámparas de cuarzo o la luz solar a las distintas horas del día).

2)

Por filtros ópticos. En muchas cámaras ENG actuales, el problema de la temperatura de color ha sido resuelto mediante un portafiltros giratorio, que permite colocar el filtro adecuado en el eje óptico de la cámara, entre la óptica y el tubo de imagen

6.9.5.6.9.5.- CONVERGENCIAS. En las cámaras de tres tubos, es preciso además hacer coincidir las señales provenientes de cada uno de ellos - rojo, verde y azul -, de tal forma que den como resultante una señal compuesta. Esto se logra mediante la superposición de las tres imágenes “HGB”, ayudándose normalmente de una carta de ajuste. En las cámaras industriales actuales, este ajuste está suficientemente simplificado (pues varios ajustes vienen hechos de fábrica, y no hay que modificarlos), y sólo es preciso ajustar la posición vertical y horizontal de la señal del rojo y del azul respecto a la del verde, que se toma como base. Para dicha operación, estas cámaras disponen de un conmutador que permite invertir la polaridad del canal verde, y compararlo alternativamente con el rojo y el azul. El mejor ajuste de convergencia se consigue cuanto más se aprecie en el monitor de blanco y negro de la cámara la neutralización de ambos imágenes.

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6.9.6.6.9.6.- FASE HORIZONTAL Y SUBCARRIER. En las cámaras con Gen Lock, es necesario hacer unos ajustes complementarios para poner en fase cada una de las cámaras respecto a la primera, que se toma como referencia. Para ello, tienen unos mandos para el ajuste de la fase horizontal y la subportadora de color.

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Capítulo

7

Sistemas de postpost-producción. Son varios los aspectos, tanto de orden teórico como práctico, los que han condicionado la rápida evolución que han sufrido en los últimos años las técnicas de producción de programas en el medio VIDEO. Por una parte y para satisfacer las crecientes demandas que en el campo del montaje de vídeo se planteaban, ha sido necesario desarrollar toda una nueva tecnología que permitiera a los magnetoscopios alcanzar mayores cotas de perfeccionamiento tanto en sus posibilidades técnicas como creativas. Por otra parte había que intentar dotar a los equipos electrónicos de todas las posibilidades (y en muchas ocasiones superarlas), que en el medio cinematográfico proporcionan los procesos de laboratorio, efectos especiales, truca, animación, etc. Desde el punto de vista tecnológico era un reto difícil que sólo ha podido superarse con la incorporación al vídeo de los adelantos producidos en el campo de los ordenadores, microprocesadores y en especial las técnicas digitales. Una vez que el vídeo tuvo a su alcance todas las posibilidades que los nuevos equipos aportaban, cambian dos modos de utilización: a) De modo directo durante la producción del programa, ya fuera en platós como en exteriores. b) Con posterioridad a la producción del programa y en un proceso similar al utilizado en cine con el laboratorio, montaje, mezclas sonoras, titulación, rótulos, etc. El primer modo (durante la producción) planteaba serias dificultades, especialmente de tipo económico, ya que dotar a un “plató” o a una unidad móvil del equipamiento necesario para conseguir determinados efectos, supone una fuerte inversión, teniendo en cuenta que tales efectos, por lo general, sólo se utilizan en algunas producciones especiales, e incluso, dentro de estas producciones sólo en determinadas secuencias. Sería muy difícil amortizar la inversión ya que se trata de equipos de un alto coste que pueden alcanzar decenas de millones de pesetas. De otro lado la preparación y ejecución de estos efectos supone un tiempo adicional en la utilización del plató (si el programa se produce en estudio), y es conocido el número de personas y medios técnicos que se movilizan en torno al plató con el consiguiente aumento del “coste por hora de grabación”. Todo ello hace que se recurra normalmente al segundo modo descrito. Reunir en un estudio o sala especial el equipamiento necesario para realizar en él todo tipo de procesos que con posterioridad a la producción sea necesario efectuar con el material grabado. Estos estudios o salas reciben el apelativo de POSTPRODUCCION.

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7.1.- EDICIÓN ELECTRÓNICA.

La teoría del proceso de montaje en vídeo es muy similar al cine: se trata, al fin y al cabo, de un ordenamiento secuencial de las imágenes, de manera que partiendo de una serie de planos grabados previamente y no necesariamente ordenados, estos queden finalmente colocados en la cinta, de manera que en conjunto compongan el programa previsto. Lo que si difiere, y notablemente, del proceso cinematográfico es la técnica empleada. La técnica de edición ha evolucionado con el propio desarrollo de los magnetoscopios y parece conveniente hacer un poco de historia al respecto. En un principio los únicos magnetoscopios utilizados en el mundo de la televisión fueron los “cuadruplex” (cuatro cabezas de grabación y un ancho de cinta de dos pulgadas. En ellos, al inicio y al final de una gr ación, hay un tiempo en que la imagen grabada no es estable y por tanto no es útil (el proceso es similar en los aparatos industriales y domésticos). En consecuencia no había posibilidad de pensar en un sistema de montaje al estilo del utilizado en sonido; es decir «pinchar» el mando de GRABACION (RECORD) en el momento adecuado, ya que la transición de una imagen con la otra no sería válida. Hasta que el desarrollo técnico pudo conseguir, mediante los circuitos necesarios, la posibilidad de grabación instantánea y estable de la imagen, el sistema que se utilizó en vídeo fue muy parecido al cine físicamente se cortaba la cinta en el plano adecuado de las secuencias a unir y mediante un empalme físico (realizado con cinta adhesiva especial) las dos secuencias quedaban unidas. El proceso como se comprenderá era laborioso, lento y en extremo delicado, ya que en principio había que estar observando el monitor en donde iban visionándose los planos sucesivos. Sobre la marcha (no existe en los magnetoscopios cuádruples la parada de imagen) había que elegir el plano a montar, marcar la cinta en el lugar decidido (se utilizaba un lápiz graso), cortar físicamente la cinta y unirla con el trozo que contenía la siguiente secuencia con el que previamente se había realizado un proceso similar. Aunque el método era bastante más complicado, es suficiente con lo explicado para comprender las dificultades de un montaje con este sistema. Por otra parte el más mínimo error cometido era imposible de solucionar ya que la cinta era sometida a cortes físicos. Finalmente, toda la manipulación que sufría la cinta y los propios empalmes degeneraban notablemente la calidad de las imágenes finales. 7.2.- SISTEMAS DE EDICIÓN ELECTRÓNICA.

Para solucionar estos problemas y conseguir dar respuestas a las cada lía mayores exigencias creativas en los montajes de vídeo, se desarrollaron los sistemas de “Edición electrónica”. Se diseñaron los circuitos necesarios para posibilitar a los magnetoscopios la grabación instantánea y estable de imagen. Este es el sistema actualmente utilizado en montaje de vídeo, tanto en los formatos profesionales como en los industriales y domésticos.

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Debe tenerse en cuenta que al igual que en el montaje cinematográfico, donde el «empalme» entre dos secuencias debe realizarse a fotograma completo, en la edición electrónica la unión de dos planos consecutivos de vídeo ha de efectuarse justamente en el intervalo de tiempo que ocupa el llamado “intervalo de borrado vertical”. Este intervalo es justamente el que aprovecha el “haz electrónico” para que al terminar de analizarse la última línea de un campo, subir para comenzar a analizar la primera línea del campo siguiente. A pesar de que gráficamente el intervalo parece tener unas dimensiones apreciables hay que considerar que realmente se trata de tiempos del orden de milésimas de segundo. Esto da la medida de las dificultades de todo orden que se han encontrado a la hora de diseñar los circuitos de edición electrónica que fueran capaces de operar en tiempos tan breves. De no ser así, la señal de vídeo obtenida, una vez realizada la edición, no estaría sincronizada, es decir contendría señales de servicio incompletas y por tanto no coherentes, lo que llevaría a una reproducción incorrecta de las imágenes durante el tiempo de transición de un plano a otro, provocando a su vez un descontrol momentáneo en el movimiento del haz electrónico en el monitor receptor TV-. Esta es la razón fundamental por la que un magnetoscopio editor debe disponer de circuitos especiales que le permitan pasar en un corto espacio de tiempo del modo REPRODUCCION (PLAY) al modo GRABACION (RLCORD), y realizarlo exactamente en el intervalo de «borrado vertical» de modo que la unión de los planos se efectúe sin que se produzcan alteraciones en la señal de vídeo. 7.3.- EQUIPO DE EDICIÓN.

En principio hay que indicar que el sistema de Edición Electrónica requiere, en un proceso normal del montaje, la utilización de dos magnetoscopios: uno reproductor (Player) y otro grabador (Recorder). Ambos han de estar conectados en la configuración normal para copiaje. El proceso mecánico es fácilmente comprensible ya que se trata de reproducir desde el magnetoscopio reproductor (Player) las secuencias originales e irlas grabando ordenadamente en el magnetoscopio grabador (Recorder). En el caso de los equipos profesionales no se requiere ningún elemento, aparte de los dos magnetoscopios; en los magnetoscopios industriales y domésticos es necesario, para un trabajo bien preciso, la utilización de un elemento (CONSOLA DE CONTROL) que actúa sobre los sistemas mecánicos y operacionales de los dos magnetoscopios. 7.4.- CONSOLA DE CONTROL. La necesidad del uso de la CONSOLA DE CONTROL será fácilmente comprensible si profundizamos un poco más en el proceso de montaje. -

En primer lugar hay que localizar en la cinta original (colocada en el magnetoscopio reproductor) el plano que inicia la nueva secuencia.

-

Ha de estar localizado igualmente el plano con que finaliza la secuencia ya grabada en la cinta colocada en el magnetoscopio grabador.

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-

Los dos magnetoscopios deben «Marchar atrás» un tiempo prefijado e idéntico en ambos casos.

-

Seguidamente los equipos deben arrancar simultáneamente en el modo REPRODUCCION (PLAY),entrando la máquina grabadora en el modo GRABACION (RECORD) a partir del punto que anteriormente se había seleccionado.

Al estar conectadas las salidas de audio y vídeo del magnetoscopio reproductor, a las entradas respectivas del magnetoscopio grabador, y entrar este último “en grabación” en un momento determinado, a partir de ese instante se irá registrando la nueva imagen y el nuevo sonido en la cinta colocada en el magnetoscopio grabador. La necesidad de tener que retrasar las dos máquinas un determinado tiempo (4 segundos generalmente) antes de arrancarlas simultáneamente para realizar el “empalme”, viene en función de que el magnetoscopio reproductor precisa de un tiempo (bien es verdad que cada vez más breve) para dar imagen estable al entrar en modo REPRODUCClÓN (PLAY), de la misma forma que lo necesita el magnetoscopio grabador con el fin de que al realizarse el empalme haya alcanzado el régimen correcto tanto en la velocidad de rotación de las cabezas, como en el desplazamiento de la cinta. El empalme ha de realizarse cuando todos estos parámetros alcanzan los valores apropiados. El proceso requiere que los dos magnetoscopios, una vez fijado el punto de empalme, puedan ser atrasados «exactamente» el mismo tiempo y puedan ser arrancados simultáneamente. En los magnetoscopios profesionales estas funciones son realizables incluso sin la ayuda de elementos de control externo, gracias a sus perfeccionados sistemas de medida de tiempo, movimiento de cinta y arrastre de la misma. En los sistemas industriales, más simplificados mecánica y electrónicamente, algunas de esas funciones se realizan comandadas desde la consola de control. La consola se convierte en un control remoto desde donde pueden operarse prácticamente la totalidad de las funciones de los magnetoscopios (Play, record, pausa...). Dispone además de mandos para la búsqueda rápida o lenta de imágenes y «memorias» para almacenar datos sobre el lugar exacto de la cinta que se ha seleccionado como “PUNTO DE EDICION”. 7.5.- REBOBINADO PREVIO (PRERROLL).

El proceso básico de la edición electrónica se apoya en la operación denominada “PRERROLL» (Rebobinado previo). El «prerroll» consiste en rebobinar las dos cintas colocadas respectivamente en los magnetoscopios reproductor y grabador, en una cantidad de tiempo suficiente para que ambos magnetoscopios puedan sincronizarse. Durante ese tiempo la máquina que asume el control (GRABADOR actuando sobre sus motores, consigue que, en el instante exacto en que debe pasar al modo GRABACION (RECORD), las dos cintas están pasando exactamente por un bobinado de cuadro, es decir se encuentren en sincronismo vertical. En este instante el magnetoscopio grabador entrará en el modo GRABACION (RECORD) y la edición se realizará con una precisión de +1 cuadro.

Tipo C. Parte II: Vídeo.

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7.6.- AMBITO DE UTILIZACIÓN.

Al ser todo proceso de montaje y desde el punto de vista eminentemente práctico un proceso de copia (se produce en un magnetoscopio y se graba en otro) lo primero que debe cumplirse es que los equipos utilizados permitan la obtención de copias con una degeneración mínima en la calidad de imagen final. Este primer principio ha influido decisivamente en que el desarrollo de los sistemas de edición se haya limitado a los equipos profesionales e industriales; incluso en estos últimos cuando se trata de trabajos que requieren cierto nivel de calidad se utiliza como elemento estabilizador y corrector de la señal de vídeo un TBC (Corrector de base de tiempos). En los equipos domésticos es tan sólo en los últimos tiempos cuando algunas marcas han desarrollado elementos que posibilitan montajes con determinado nivel de complejidad.

7.7.- MODOS DE EDICIÓN. Es fundamental conocer los dos modos de grabación que en un proceso de montaje pueden usarse. Nos referimos a los modos “lnsert” y “Assemble”. En toda cinta de vídeo, una vez grabada, existen las siguientes pistas: -

Pista de vídeo.

-

Pista de IMPULSOS (CONTROL).

-

Pista de audio (1,2 ó 3 segundos formatos).

Refiriéndonos a las grabaciones realizadas en el formato industrial (U-MATIC). La diferencia entre los modos “Insert” y “Assemble” va a residir en el tratamiento que en cada caso se va a someter la pista de impulsos de control.

7.7.1.- INSERT. En el modo «Insert» la máquina grabadora, durante el proceso de grabación, NO BORRA NI GRABA IMPULSOS de control en la pista correspondiente, respetando por tanto los impulsos que la cinta tenía grabados y siendo estos los que regulan todos los servomecanismos del magnetoscopio. Si se utiliza el modo “Insert”, la cinta con la que se trabaja en el magnetoscopio grabador debe estar grabada sin interrupciones en un tiempo no inferior a la duración de las imágenes que se van a editar Por supuesto, y como lo único que se necesita es una correcta e ininterrumpida pista de impulsos, no importa la señal que se halle grabada previamente en la cinta, tanto en vídeo como en audio, puesto que durante el proceso normal de montaje sólo se respeta la pista de control, quedando registradas con la nueva información el resto de las pistas.

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7.7.2.- ASSEMBLE. En el modo “Assemble” cuando el magnetoscopio entra en GRABACION, también se graban nuevos impulsos en la pista de control, justo desde el punto de empalme y además de un modo sincronizado con los que existían grabados hasta ese punto de la cinta. Prácticamente esta diferencia incide en que en el primer modo (Insert), tanto la entrada como la salida (IN y OUT) de la imagen nueva grabada es estable y sincronizada, mientras que en el segundo modo (Assemble) la entrada (IN> es estable y sincronizada en tanto que la salida (OUT) no lo es y por tanto no es válida. Ello es motivado porque al “salir” el magnetoscopio de la posición GRABACION (RECORD), la pista de control deja de grabarse durante unos instantes, muy breves, pero suficientemente para que al reproducir la grabación efectuada, al pasar ese instante de la cinta por la cabeza se pierda el control tanto de la velocidad de cabeza como de arrastre de cinta. Para la elección del modo más adecuado en cada caso hay que considerar dos variantes: -

Cuando el montaje consista en la «inclusión» sobre imágenes y sonidos ya grabados, de imágenes y sonidos (o alguno de ambos) nuevos, deberemos utilizar ineludiblemente el modo «Insert» con el fin de respetar la pista de control y tener entrada y salida estables y sincronizadas.

-

Si el montaje consiste en el ordenamiento secuencial de imágenes y sonidos donde la única preocupación, en principio, es el empalme correcto entre la secuencia anterior y la siguiente, se puede utilizar el modo “Assemble” evitando la necesidad de utilizar cinta previamente grabada, puesto que no es necesario respetar la pista de control.

7.8.- POSIBILIDADES DE EDICIÓN.

Independientemente de otras consideraciones de índole creativo, operativo, etc., es claro que la edición electrónica puede considerarse desde el punto de vista técnico como una GRABACION, si se quiere un poco especial, pero grabación al fin y al cabo. Por tanto y con las medidas oportunas (usando el modo “Insert”) se puede seleccionar en cada momento la pista o pistas que quieran grabarse de nuevo y cuáles deben respetarse en determinada instancia. Las posibilidades que permiten los equipos editores son las siguientes dentro del modo “Insert”. (En el modo «Assemble» no es posible realizar una selección de pistas ya que la grabación afecta a todas ellas.) Insert total. En la cinta se registrará, a partir del punto de empalme, nueva información en todas las pistas con excepción de la de control que quedará respetada. Insert vídeo. En este caso sólo se graba información nueva en la pista de vídeo, permaneciendo lo anteriormente grabado en las pistas de audio y lógicamente manteniéndose inalterable la pista de impulsos (control). Con este modo se pueden sustituir determinadas imágenes que ya componían el programa, por otras que se consideren más adecuadas, y todo ello sin necesidad de manipular el sonido que estaba grabado.

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Insert audio. Este modo se utiliza cuando se pretende cambiar el sonido registrado en las pistas de sonido o el de alguna de ellas, respetando las imágenes que ya están grabadas. 7.9.- OPERACIÓN EN ASSEMBLE.

Imaginemos que se pretende montar un programa compuesto simplemente por una presentación a continuación de la cual editaremos un número musical. La secuencia operativa será la siguiente: 1. Colocar en el magnetoscopio reproductor la cinta donde se ha realizado la grabación de la “presentación”. En el magnetoscopio grabador se habrá introducido la cinta virgen donde se va a realizar la edición. 2. Seleccionar en la consola el modo de operación: Insert o Assemble. En este caso lógicamente se elegirá Assemble puesto que se trata de empalmar dos secuencias y va a utilizarse para editar una cinta virgen (sin impulsos previamente grabados). 3. Poner en REPRODUCCION (PLAY) el magnetoscopio reproductor comprobando que las señales de vídeo y audio llegan correctamente al magnetoscopio grabador (Utilizar los medidores «vúmetros» para el audio, y el monitor de imagen para el vídeo.) ajustar con el mando de Tracking la óptima reproducción. 4. Proceder a copiar en el grabador por el método normal (PLAY en el reproductor y RECORD en el grabador) la primera secuencia, que en este caso es la presentación. Una vez efectuada esta fase, comienza la auténtica labor de montaje. 5. Copiada la primera secuencia en el grabador, se coloca en el magnetoscopio reproductor la siguiente secuencia y se procede a comprobar los niveles de audio y vídeo que llegan al magnetoscopio grabador, con el fin de igualarlos (sobre todo en audio) con los niveles grabados en la secuencia primera. 6. Reproducir las últimas imágenes válidas de la secuencia grabada (cinco o seis últimos segundos) con el fin de seleccionar el último plano o imagen válida, tanto en vídeo como en audio. Para ello, actuando sobre el mando de «marcha lenta» de la consola se localiza fácilmente el punto apropiado. Con el magnetoscopio grabador en posición de PAUSA se marca en la consola el punto de entrada. La máquina grabadora está en condiciones de realizar el montaje. 7. Repetir la misma operación en el magnetoscopio reproductor con las primeras imágenes de la secuencia a editar, seleccionando el plano y la imagen inicial de éste. Se marca en la consola dicho punto. 8. Es conveniente en ocasiones, antes de proceder a la edición definitiva de las dos secuencias, proceder a realizar un «simulacro» con el fin de asegurar que la edición se realizará como está previsto. Para ello las consolas de edición incorporan un mando de «PREVIO» que permite realizar el simulacro de edición, controlando el resultado previo en el monitor de imagen. 9. Una vez comprobado este asunto y pulsando el mando «EDIT» os magnetoscopios realizan el siguiente proceso:

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-

Retroceden el tiempo prefijado en la consola (4 segundos generalmente).

-

Arrancan ambos magnetoscopios en REPRODUCCION (PLAY).

-

Al llegar al punto fijado para el empalme el magnetoscopio grabador entrará en GRABACION (RECORD) y el magnetoscopio reproductor continuará en REPRODUCCION (PLAY), procediéndose al COPIADO-EDICION de la secuencia.

Si hubiera otras secuencias a continuación se procedería de modo idéntico al descrito.

7.10.- OPERACIÓN EN INSERT.

Si se pretende introducir un inserto de imagen y/o sonido sobre secuencias ya montadas, el proceso ha de ser idéntico al citado anteriormente con dos características diferenciadoras: 1.

Seleccionar el modo “Insert” en la consola y determinar las pistas a sustituir.

2.

De la misma manera que se procedió a seleccionar el punto de entrada (IN) (descrito en el ejemplo anterior), debe procederse a seleccionar y marcar el punto de salida (OUT), sólo que en el caso de salida (OUT) bastará con marcarlo en los mandos de la consola correspondientes al magnetoscopio grabador.

De este modo el magnetoscopio grabador conocerá dónde debe comenzar y finalizar el inserto, respetando lo ya grabado antes y después de producirse éste. Cualquiera otra nueva operación de edición que se pretenda realizar será posible simplemente eligiendo el modo de operación adecuado y seleccionando la pista o pistas a sustituir. Hay que indicar, sin embargo, que en cualquier caso y siempre que se utilicen los equipos señalados (magnetoscopios, consola y monitores) sólo es posible la sustitución TOTAL de imagen y/o sonido, ya que la sobre impresión de imágenes o la mezcla de sonidos requiere la utilización, además del equipo descrito, de otros equipos como mezcladores de vídeo, mesa de mezclas audio... Estas situaciones son tratadas ampliamente en el capítulo dedicado a la POSTPRODUCCION. 7.11.- TERMINOLOGÍA. Como se ha podido comprobar a lo largo de todo lo expuesto, existe una auténtica terminología en el montaje de vídeo, distinta en vocablos y en significados a la utilizada en cualquier otro tipo de montaje (sonoro, cinematográfico, etc.). Es fundamental conocer y aplicar correctamente esta terminología, ya que cada palabra tiene una distinta función técnica y artística y de su aplicación adecuada puede depender el resultado final de una operación determinada.

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Los términos más utilizados son: -

Equipo de edición: Es el conjunto de aparatos capaces de realizar la edición electrónica de vídeo y audio. Generalmente está compuesto por dos magnetoscopios, consola de edición y sistema de monitorización vídeo - audio.

-

Magnetoscopio editor: Aparato estático que incorpora circuitos mecánicos y electrónicos (servo capstan, sistema edición, etc.) que posibilitan la grabación instantánea y estable de imagen y sonido.

-

Recorderd: Magnetoscopio editor que en el sistema de edición se utiliza como grabador.

-

Player: Idéntico al anterior utilizado como reproductor.

-

Lógicamente al ser idénticos pueden, en cualquier circunstancia, intercambiarse las funciones de ambos.

-

Insert: Modo de grabación, en el cual se respeta en toda ocasión la pista de control, pudiendo utilizarse, según convenga, todas o sólo algunas de las pistas disponibles.

-

Assemble: Modo en el cual, sincronizadamente, se puede iniciar una grabación en la que desde el inicio se grabarán nuevas informaciones en las pistas de la cinta.

-

Insert IN - Insert OUT: Puntos de entrada y salida respectivamente de las informaciones de vídeo y/o audio que se incorporan en la cinta.

-

Assemble IN: Punto inicial de la grabación en modo Assemble.

-

Prerroll: Operación durante la cual los dos magnetoscopios rebobinan hasta situarse (en el modo PAUSA) a un tiempo, prefijado en la consola, del punto de empalme.

-

Previo: Simulacro de edición mediante el cual y sin necesidad de reaizar el empalme se puede comprobar el resultado creativo que obtendremos cuando se realice la edición.

7.12.- MANIPULACIÓN Y LENGUAJE.

Para la persona que debe trabajar con un equipo de edición el procedimiento operativo no es difícil y ha do partir de un estudio profundo del «modo de empleo» y posibilidades reales que ofrezcan los equipos específicos. Sin embargo, podría pensarse que en el montaje de vídeo todo estriba en la manipulación de teclas y botones convirtiendo en puro automatismo algo de tanto contenido y función creativa como es el MONTAJE. Nada más lejos de la realidad ya que el aparente automatismo está limitado a la operación con los equipos; por encima de ello queda la labor de lenguaje que todo montador ha de conocer y esforzarse en enriquecer permanentemente. Si, es cierto que el vídeo tiene su propia y específica tecnología y por tanto el tratamiento del material base (cinta magnética) debe realizarse con equipos y sistemas específicos del medio vídeo.

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El continuo desarrollo de la tecnología en los sistemas de edición va estrechamente unido a nuevas posibilidades de operación, permitiendo el USO de varios magnetoscopios reproductores, presentación de operaciones en pantalla, mezcla y efectos entre las señales de vídeo procedentes de varios magnetoscopios, etc. Todo ello abre paralelamente una nueva relación del montador con los equipos que opera y amplía el campo de la experimentación del lenguaje audiovisual.

7.13.- LA BANDA SONORA EN EL MONTAJE DE VÍDEO.

El propio término “montaje de vídeo”, generalmente utilizado a la hora de hablar de la edición de programas grabados con magnetoscopios, parece ignorar que en toda la cinta de vídeo existe una o más pistas dedicadas al sonido. Se trata simplemente de una cuestión semántica ya que en realidad la señal de audio está presente, por lo general, en todo el proceso de montaje. Y lo está en tal medida que en múltiples ocasiones será el sonido el que marque el ritmo del montaje. Como regla general y cuando la banda sonora se componga solamente de los diálogos» que acompaña a la imagen (entrevistas, dramatizaciones...) el montaje se realizará simultáneamente en vídeo y audio con las precauciones lógicas a la hora de efectuar la «edición» en lo que se refiere a conservar las pausas naturales y sobre todo en mantener los niveles de amplitud entre los distintos fragmentos que componen el programa. En vídeo el sincronismo entre imagen y sonido es permanente. Téngase en cuenta que a pesar de que el “empalme de edición” de vídeo y audio se efectúa físicamente en lugares distintos de la cinta, la coincidencia en el tiempo es total. Cuando el magnetoscopio grabador recibe la orden de pasar al modo GRABACION (RECORD), las cabezas de vídeo y audio entran en la grabación simultáneamente, aunque al estar físicamente separadas (más en unos formatos que en otros) el empalme se efectúa en lugares distintos para el vídeo que para el audio; eso sí de forma naturalmente sincronizada. Si la banda sonora va a ser fundamentalmente musical, la atención mayor debe fijarse en el sonido, de tal forma que en múltiples ocasiones interesará editar en primer lugar la banda sonora despreocupándose de la imagen para, a posteriori, y teniendo como referencia el sonido, editar las imágenes correspondientes. De todos modos y al igual que ocurre con el vídeo, si se necesita mezclar las bandas sonoras de las pistas audio del magnetoscopio reproductor (en el caso de U-MATIC y magnetoscopios profesionales), o superponer a alguna de las bandas, música, efectos, etc., debe recurrirse a la utilización de la consiguiente mesa de mezclas de audio. Estos elementos con sus posibilidades y variantes son profundamente desarrollados en el capítulo dedicado a la POSTPRODUCCIÓN.

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7.14.- MONTAJE EN VÍDEO DOMÉSTICO

La amplia gama de posibilidades técnicas y creativas que permite la edición electrónica en el campo profesional e industrial, no está aún al alcance de los equipos domésticos. Bien es verdad que ya se han desarrollado aparatos y circuitos de interconexión (interfases) que obtienen prestaciones de edición similares a los campos profesionales e industrial. En estos nuevos equipos domésticos, los principios de la «edición electrónica» siguen punto a punto lo que hemos mencionado para los formatos industriales. Se requiere, de igual modo, que los equipos incorporen sistemas más perfeccionados de servomecanismos, sobre todo en lo que respecta al sistema de arrastre de la cinta (servocapstan). Por otra parte, y al igual que en el formato U-Matic, se precisa de una consola - control que opere sobre los dos magnetoscopios (para el caso de montajes complejos). En el mercado existen consolas - control específicas para los formatos domésticos. Obviamente las funciones y operatividad de estas consolas son prácticamente idénticas a las descritas anteriormente para los formatos industriales. Los equipos domésticos que habitualmente se encuentran en el mercado no incorporan la posibilidad de edición electrónica debido al encarecimiento que supone dotar a los aparatos de servomecanismos apropiados para conseguir la grabación instantánea y precisa. (Recuérdese que debe producirse en el corto espacio de tiempo que ocupa el «intervalo de borrado vertical»). Por ello los principales fabricantes han desarrollado una nueva generación de magnetoscopios denominado VIDEOS DOMESTICOS INDUSTRIALES, a los que entre otras novedades se les incorpora la posibilidad de edición electrónica. Para el sistema Betamax, y a modo de ejemplo, cabe citar el modelo desarrollado por la casa SONY (SLO-383) en cuyos aparatos se incorporan las siguientes innovaciones: -

Motores de acoplamiento directo para el disco de cabezas y capstan.

-

Cabezas de borrado rotatorias permitiendo asegurar una mayor precisión en la conmutación del intervalo vertical.

-

Sistema de «servo» para el seguimiento de campo.

En lo que respecta a la grabación, este formato ofrece algunas diferencias respecto al BETA convencional. Primera y más importante es que la velocidad de desplazamiento de la cinta es «doble» respecto al BETA convencional, lo que en principio incompatibiliza las grabaciones realizadas en ambos sistemas y además acorta el tiempo de grabación a igualdad de longitud de cinta. Por contra, mejora notablemente la relación señal - ruido en el BETA industrial y permite la utilización de dos pistas audio de idéntica calidad (Estéreo). En el caso del formato VHS, han sido probablemente las casas JVC y PANASONIC las primeras en adelantarse en el formato VHS INDUSTRIAL. Presenta, al igual que en el caso del BETA, innovaciones respecto a sus homónimos convencionales:

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-

Conducción directa del motor de cabezas.

-

Sistema de servos para el motor capstan.

-

Circuitos de compensación del ruido

-

Compensador automático de seguimiento de campo.

En lo que respecta a la GRABAClÓN, los equipos VHS industrial no presentan grandes diferencias siendo absolutamente compatibles con los modelos convencionales, aunque mejorando notablemente la relación señal - ruido en los modelos industriales. Así pues, aunque dentro de las lógicas reservas, existen posibilidades completas de edición electrónica con los equipos domésticos industriales.

7.15.- EQUIPOS DOMÉSTICOS CONVENCIONALES.

Para tener posibilidades de montaje con los equipos domésticos convencionales, es necesario que el magnetoscopio (se necesitan dos) dispongan de circuitos de SECUENCIA SINCRONIZADA. Deben ser montajes elementales en función casi exclusivamente de ordenar secuencias. Donde la posibilidad de «secuencia sincronizada» (SS) cobra su máximo interés es precisamente en los equipos portátiles. Con ellos, y siempre que se disponga de estos circuitos, pueden realizarse reportajes instantáneamente editados. Cada vez que finaliza la grabación de una secuencia y se pulsa la PAUSA del magnetoscopio (o desde la propia cámara), la cinta se rebobina unos instantes, quedando preparada para, al comenzar la grabación de la secuencia siguiente, realizar una «edición» en el punto de la cinta donde se pulsó la PAUSA con anterioridad. La edición con dos magnetoscopios domésticos se realiza utilizando las pausas sincronizadas de ambos y siempre de una forma manual controlando directamente la imagen por el monitor o receptor TV.

Tipo C. Parte II: Vídeo.

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Capítulo

1

Multimedia. 1.1.- INTRODUCCIÓN

Multimedia, en informática, es presentar la información empleando para ello una combinación de las distintas herramientas que ofrece la informática en la actualidad. Entre estas herramientas nos podemos encontrar texto tradicional, sonido, imágenes, animación, vídeo e hipertexto. Entre las aplicaciones informáticas multimedia más corrientes figuran juegos, programas de aprendizaje, tutoriales, enciclopedias, incluso la tan nombrada “red de redes”, Internet, emplea los elementos multimedia. La mayoría de las aplicaciones multimedia incluyen hipervínculos, que permiten a los usuarios moverse por las distintas partes de la información de manera más cómoda, llegando con mayor celeridad al concepto buscado. Las aplicaciones multimedia son programas informáticos, que suelen estar almacenados en CD-ROM o en DVD-ROM, ambos términos serán definidos más adelante. También pueden residir en una página de Web, páginas de Internet. La vinculación de información mediante hipervínculos se consigue mediante programas o lenguajes informáticos especiales. El lenguaje informático empleado para crear páginas de Web se llama HTML (siglas en inglés de HyperText Markup Language). Una de las características de las aplicaciones multimedia suele ser que necesitan más recursos informáticos que las aplicaciones tradicionales; entre los recursos se encuentra la necesidad de emplear más memoria para almacenar la aplicación y para poder ponerla en funcionamiento, además consume más capacidad de proceso. Un ordenador multimedia también necesita memoria adicional para ayudar a la CPU a efectuar cálculos y permitir la representación de imágenes complejas en la pantalla. El ordenador también necesita un disco duro de alta capacidad para almacenar y recuperar información multimedia, así como una unidad de disco compacto para ejecutar aplicaciones almacenadas en CD-ROM o una unidad de DVD_ROM si se encuentra almacenado en un disco de vídeo digital. Por último, una computadora multimedia debe tener un teclado y un dispositivo apuntador como un ratón para que el usuario pueda dirigir las asociaciones entre elementos multimedia.

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1.2.- ELEMENTOS VISUALES.

La característica principal de cualquier imagen es la resolución, con este término se designa el número de pixels (número de puntos por pulgada) que forman dicha imagen, a un mayor número de pixels más resolución. Al aumentar la resolución aumenta la nitidez de dicha imagen. El problema surge cuando queremos manipular con equipo informático una imagen con una alta resolución, una imagen nítida, que además este definida por muchos colores, ya que estos dos parámetros obligan al equipo a disponer de más recursos hardware. Las fotografías, dibujos y otras imágenes estáticas deben pasarse a un formato que el ordenador pueda manipular y presentar. Entre esos formatos están los gráficos de mapas de bits y los gráficos vectoriales. Los gráficos de mapas de bits almacenan, manipulan y representan las imágenes como filas y columnas, matrices, de pequeños puntos. En un gráfico de mapa de bits, cada punto tiene un lugar preciso definido por su fila y su columna. Algunos de los formatos de gráficos de mapas de bits más comunes son el Graphical Interchange Format (GIF), el Tagged Image File Format (TIFF) y el Windows Bitmap o Mapa de Bits (BMP). Los gráficos vectoriales emplean fórmulas matemáticas para recrear la imagen original. En un gráfico vectorial, los puntos no están definidos por una dirección de fila y columna, sino por la relación espacial que tienen entre sí. Como los puntos que los componen no están restringidos a una fila y columna particulares, los gráficos vectoriales pueden reproducir las imágenes más fácilmente, y suelen proporcionar una imagen mejor en la mayoría de las pantallas e impresoras. Entre los formatos de gráficos vectoriales figuran el Encapsulated Postscript (EPS), el Windows Metafile Format (WMF), el Hewlett-Packard Graphics Language (HPGL) y el formato Macintosh para ficheros gráficos (PICT). Para obtener, formatear y editar elementos de vídeo hacen falta componentes y programas informáticos especiales. Los ficheros de vídeo pueden llegar a ser muy grandes, por lo que suelen reducirse de tamaño mediante la compresión, una técnica que identifica grupos de información recurrente (por ejemplo, 100 puntos negros consecutivos), y los sustituye por una única información para ahorrar espacio en los sistemas de almacenamiento de la computadora. Algunos formatos habituales de compresión de vídeo son el Audio Video Interleave (AVI), el Quicktime y el Motion Picture Experts Group (MPEG o MPEG2). Estos formatos pueden comprimir los ficheros de vídeo hasta un 95%, pero introducen diversos grados de borrosidad en las imágenes. Las aplicaciones multimedia también pueden incluir animación para dar movimiento a las imágenes. Las animaciones son especialmente útiles para simular situaciones de la vida real, como por ejemplo el vuelo de un avión de reacción. La animación también puede realzar elementos gráficos y de vídeo añadiendo efectos especiales como la metamorfosis, el paso gradual de una imagen a otra sin solución de continuidad.

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1.3.- ELEMENTOS DE SONIDO

El sonido, igual que los elementos visuales, tiene que ser grabado y formateado de forma que la computadora pueda manipularlo y usarlo en presentaciones. Dos tipos frecuentes de formato audio son los ficheros de forma de onda (WAV) y el Musical Instrument Digital Interface (MIDI). Los ficheros WAV almacenan los sonidos propiamente dichos, como hacen los CD musicales o las cintas de audio. Los ficheros WAV pueden ser muy grandes y requerir compresión. Los ficheros MIDI no almacenan sonidos, sino instrucciones que permiten a unos dispositivos llamados sintetizadores reproducir los sonidos o la música. Los ficheros MIDI son mucho más pequeños que los ficheros WAV, pero su calidad de la reproducción del sonido es bastante menor. 1.4.- ELEMENTOS DE ORGANIZACIÓN

Los elementos multimedia incluidos en una presentación necesitan un entorno que empuje al usuario a aprender e interaccionar con la información. Entre los elementos interactivos están los menús desplegables, pequeñas ventanas que aparecen en la pantalla del ordenador con una lista de instrucciones o elementos multimedia para que el usuario elija. Las barras de desplazamiento, que suelen estar situadas en un lado de la pantalla, permiten al usuario moverse a lo largo de un documento o imagen extenso. La integración de los elementos de una presentación multimedia se ve reforzada por los hipervínculos. Los hipervínculos conectan creativamente los diferentes elementos de una presentación multimedia a través de texto coloreado o subrayado o de una pequeña imagen denominada icono, que el usuario señala con el cursor y activa haciendo clic con el ratón. Por ejemplo, un artículo sobre el presidente norteamericano John F. Kennedy podría incluir un párrafo sobre su asesinato, con un hipervínculo en las palabras "funeral de Kennedy". Cuando el usuario hace clic en el texto hipervinculado, aparece una presentación en vídeo del funeral de Kennedy. El vídeo, a su vez, está acompañado por un texto que incluye hipervínculos que llevan al usuario a una presentación sobre ritos funerarios de diversas culturas, en la que se escuchan diversas canciones fúnebres. Las canciones, a su vez, están hipervinculadas con una presentación sobre instrumentos musicales. Esta cadena de hipervínculos puede llevar a los usuarios hasta una información que nunca habrían encontrado de otro modo. La palabra multimedia, aparte de señalar diversidad de medios, sirve para denominar de forma genérica un nuevo tipo de comunicación. Esta nueva forma de comunicación necesita la interactividad para ser algo más que una simple mezcla de imágenes, sonidos y textos, de aquí podemos apuntar un principio de definición: “Los sistemas multimedia interactivos designan la integración de distintos medios audiovisuales y textuales gestionadas por programas informáticos (software). Estos sistemas permiten que el acceso a la información esté controlado por el usuario”.

Tipo C. Parte III: Sistemas Multimedia.

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Capítulo

2

El ordenador multimedia. La multimedia integra una gama de periféricos que es posible conectar al ordenador. Al día de hoy existen innumerables productos multimedia que facilitan su integración con los ordenadores domésticos. A continuación veremos algunos de los más modernos dispositivos de hardware multimedia:

2.1.- CD-ROM.

El CD-ROM es un sistema de almacenamiento de información en el que la superficie del disco está recubierta de un material que refleja la luz. La grabación de los datos se realiza creando agujeros microscópicos que dispersan la luz (pits) alternándolos con zonas que sí la reflejan (lands). Se utiliza un rayo láser y un fotodiodo para leer esta información. Su capacidad de almacenamiento es de unos 600 Mb de información (equivalente a unos 70 minutos de sonido grabado). CD-ROM, acrónimo de Compact Disc-Read Only Memory. Estándar de almacenamiento de archivos informáticos en disco compacto. Se caracteriza por ser de sólo lectura. Otros estándares son el CD-R o WORM (permite grabar la información una sola vez), el CD-DA (permite reproducir sonido), el CD-I (define una plataforma multimedia) y el PhotoCD (permite visualizar imágenes estáticas). Una unidad de CD-ROM está compuesta por una compleja mecánica interna formada por varios elementos: El Cabezal Óptico formado por un diodo láser, se haya situado sobre un brazo giratorio. En su estructura se encuentran también una lente y un detector de luz que lee el reflejo del láser desde el disco. El detector de luz posee varios diodos cuya misión es asegurar el enfoque del láser sobre el disco. El Controlador Interno es una tarjeta instalada dentro de la unidad de CDROM. Su misión consiste, entre otras cosas, en controlar el foco de luz del láser, la velocidad de giro del CD, la distancia entre las pistas, y las solicitudes que el usuario realice sobre la estructura del CD. El Procesador de Señal se encarga de demodular y descodificar la señal recibida por el láser para que sea inteligible por el ordenador. Otra de las grandes funciones del procesador de señal, es la corrección de errores en los datos. Las malformaciones en las superficies de algunos discos, así como la suciedad o el empañamiento, pueden distorsionar la señal produciendo errores de lectura. El procesador se señal se encarga de resolver esos errores, haciendo posible su lectura.

Tipo C. Parte III: Sistemas Multimedia.

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La Bandeja de Colocación del Disco sirve para alojar el disco antes de introducirlo en la unidad, facilitando la correcta colocación del CD-ROM. Si hay algo en que hayan evolucionado las unidades de CD-ROM, es en las características y en las prestaciones. Las primeras unidades de CD-ROM tenían una tasa de transferencia de 150 Kbytes, luego aparecieron las de 2x (dos velocidades, doblando la tasa de transferencia de las anteriores) y más tarde las de 4x, 6x, 8x, 10x, 12x, etc. hasta las actuales de 56x. 2.2.- DVD-ROM.

En 1.998 comenzó ha hacer furor un nuevo disco de plata, el DVD-ROM. Su nombre proviene de las siglas Digital Versatile Disc o disco digital versátil. Sus características le hacen ser el candidato ideal para ocupar, en un futuro cercano, el puesto de sistema de almacenamiento más utilizado. Sus argumentos son poderosos, la misma información que cabe aproximadamente en siete CD-ROM podrá almacenarse en un solo DVDROM. Pero la capacidad e un DVD-ROM puede llegar a ser 25 veces superior a la de un CD-ROM. En efecto, en lugar de almacenar los escasos 650 megabytes que puede ofrecernos el CD-ROM, el DVD de menor capacidad almacena 4,7 Gigabytes. Además el DVD-ROM ofrece importantes mejoras de calidad de sonido y de imagen así como en su uso para el ordenador utilizando un proceso de fabricación y grabación mucho más sofisticado. Existen DVD-ROM que utilizan una doble capa para almacenar datos. Si además estos discos son grabados utilizando las dos caras, se pueden llegar a almacenar hasta 17 Gigabytes, la friolera de 25 veces más que un CD-ROM. La siguiente tabla muestra una relación con los diferentes tipos DVD-ROM especificando su tamaño, número de capas utilizadas y capacidad. Tipo de DVD

Tamaño

Caras

Capas

Capacidad

DVD-5

120 mm.

1

1

4,7 Gigas

DVD-9

120 mm.

1

2

8,5 Gigas

DVD-10

120 mm.

2

1

9,4 Gigas

DVD-18

120 mm.

2

2

17 Gigas

DVD-1

80 mm

1

1

1,4 Gigas

DVD-2

80 mm.

1

2

2,7 Gigas

DVD-3

80 mm.

2

1

2,9 Gigas

DVD-4

80 mm.

2

2

5,3 Gigas

Tipos de DVD-ROM.

Toda esta inmensa cantidad de espacio de almacenamiento puede parecer exagerada pero lo cierto es que no lo es tanto. Muchas veces el espacio de un CD no es suficiente sobre todo en el caso de juegos de ordenador, catálogos de imágenes y grandes obras de consulta.

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Sin embargo, la que se va a beneficiar más directamente de los discos DVD es la industria del vídeo. Además el DVD puede dejar en olvido los problemas de calidad de imagen de las cintas magnéticas actuales ya que con este soporte se obtiene una calidad muy alta. Desde la aparición del DVD, muchos han hablado de la inminente desaparición del VHS. En la medida que en los precios de los reproductores de DVD desciendan, y aparezcan DVD - Vídeo grabables, irá creciendo el parque de DVD en los hogares, y su cultura irá también desarrollándose. Pasarán algunos años hasta que sustituyamos los vídeos caseros de VHS, todos sabemos que el camino no tiene retorno: la revolución del videodisco ya ha comenzado.

DVD-ROM

Las aplicaciones informáticas son sólo una parte de las múltiples aplicaciones del DVD. La imagen y el sonido empiezan a cobrar una nueva dimensión con los formatos DVDVídeo y DVD-Audio que, dentro de muy poco, sustituirán a los CD-Audio convencionales y a los reproductores de vídeo VHS y Láser Disc. Una película en formato DVD almacena más de dos horas de vídeo de la máxima calidad, en formato MPEG-2 y sonido 3D Dolby Digital AC-3 o DTS, en el disco estándar de 4,7 Gigabytes de capacidad. Evidentemente, si la película posee una duración mayor, puede utilizarse el formato de DVD de dos caras y doble capa que almacena hasta ocho horas de vídeo y audio. Las películas DVD incorporan interesantes funciones multimedia: Soporte para el formato ancho o panorámico de los nuevos televisores, permitiendo el cambio inmediato entre ambos (4:3 y 16:9). Doblaje en 8 idiomas y 32 subtítulos. Salto automático del vídeo. Esta opción permite al espectador saltarse las escenas violentas o de sexo. Nueve ángulos de cámara. Menús interactivos (juegos, preguntas,...). Función de rebobinado y avance instantáneos.

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Cambio interactivo del desarrollo y desenlace de la película. Esta opción que integrarán próximos títulos, permitirá elegir diferentes maneras de conducir el argumento de un film, permitiendo acabar la trama con finales y opciones diferentes. En cuanto a calidad el formato MPEG-2 está basado en el protocolo ISO/IEC 13818. Su resolución es mucho mayor que la de un Láser Disc (567 x 480) y casi el doble que el viejo y vetusto sistema VHS. La calidad de sonido de un DVD es calidad CD, similar al de las salas de cine con sistemas Dolby Pro Logic. El sonido es comprimido bien mediante el sistema Dolby Digital 5.1 o Dolby AC-3 (el 5 se refiere a 3 vías frontales independientes, y el 1 a la posibilidad de conectar una vía especializada para graves), bien mediante MPEG-2 Audio 7.1 (similar al anterior más un altavoz para el canal central derecho, y otro para el central izquierdo). De esta manera asistimos a la presencia de un sonido multicanal que logrará envolver al espectador. La interactividad permite acceder a cualquier punto de la película y, por tanto, a modificar los planos del guión. Podremos tener acceso en tiempo real a cualquier escena, plano o secuencia. El DVD permite, junto a la película, escuchar el metraje en 8 idiomas diferentes y 32 idiomas subtitulados. La potencia del DVD en este aspecto permite ahorrar costes de producción y, al tiempo, ayuda a escuchar y aprender otros idiomas. Pero, quizá la opción más llamativa en un DVD-Video, es la inclusión de la banda sonora completa dentro del propio DVD. Algunas compañías hablan, incluso, de la incorporación del videojuego de la película en el mismo disco DVD. La siguiente tabla compara la calidad que ofrece el DVD frente a los otros sistemas: VHS

VideoCD

LáserDisc

Resolución

270 líneas

352 líneas

425 líneas

500 líneas

Audio

Pro Logic

MPEG-1

Dolby Digital

AC-3 y DTS

4 horas

2 horas

2 horas

8 horas

3.000 aprox.

9.000 aprox.

2.500 aprox.

Capacidad Películas disponibles

Más de 30.000

DVD

Formatos

Ancho

Panorámico

Panorámico

Ambos

Grabación

Sí

No

No

Sí

Comparación de formatos. 2.3.- TARJETA DE AUDIO.

Las capacidades de gestión de sonido de los ordenadores personales han recorrido un largo camino desde los bips o pitidos hasta la reproducción de alta fidelidad. En principio, los ordenadores integraban un diminuto altavoz, de prestaciones muy limitadas, cuya función básica consistía en facilitar información al usuario cuando el sistema no arrancaba, por algún motivo grave, y no era capaz de mostrar ninguna imagen en la pantalla.

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La orientación profesional de los ordenadores estuvo relacionada con esta tardanza en la introducción del sonido, que terminó llegando a partir de la amplia difusión de los juegos y el software de entretenimiento, hasta terminar de imponerse como uno de los elementos básicos del entorno multimedia que, hoy en día, forma parte de todos los ordenadores personales. El sonido es una sensación que se genera en nuestros oídos al recibir las vibraciones que produce un cuerpo al moverse, chocar o simplemente rozar con otro. Estas vibraciones provocan variaciones de presión en el aire que éste se encarga de transmitir en forma de ondas sonoras. Dichas ondas pueden presentarse mediante un gráfico en el que el eje horizontal representa el tiempo y el eje vertical el desplazamiento o longitud de la vibración desde el punto de origen. Todo sonido tiene dos propiedades básicas, el tono y la intensidad. El tono lo determina la frecuencia a la que se producen las vibraciones, y suele medirse en hercios (Hz), unidad que indica vibraciones por segundo. Cuanto mayor sea la frecuencia, más alto o agudo es el tono del sonido. El oído humano no está capacitado para percibir todas las frecuencias posibles. Muy pocas personas pueden distinguir, con claridad, tonalidades con frecuencias inferiores a los 16 Hz o superiores a los 20 KHz. La nota más grave de un piano alcanza, por ejemplo, 27 Hz y la más aguda 4 KHz. La frecuencia, que indica el tono de un sonido, no debe confundirse con la frecuencia de digitalización, que determina la resolución de los sonidos en formato digital. La intensidad de un sonido, también conocida como amplitud, determina su volumen en función de la energía sonora de las vibraciones que lo producen. Esta intensidad sonora se mide en decibelios (dB), una medida logarítmica que indica la relación existente entre dos potencias sonoras. Por ejemplo, la intensidad o amplitud relaciona los niveles acústicos que alcanzan las ondas sonoras en los extremos superior e inferior de su curvatura. El hecho de que la intensidad sea una medida logarítmica, se debe a que el oído humano no responde a las sensaciones acústicas de una manera lineal. Al subir el volumen de un equipo de música de 4 a 16 W de potencia, el sonido no incrementa su intensidad en la misma relación (multiplicando por 4), sino que únicamente aumentará hasta el doble. Las ondas sonoras pueden convertirse en secuencias de datos en formato digital, mediante un proceso que recibe el nombre de digitalización o sampling (término inglés que significa tomar muestras). Los datos digitalizados pueden archivarse en ficheros que permiten su almacenamiento, manipulación y reproducción. Tanto las operaciones de digitalización como las de reproducción de la información digital se realizan a través de la tarjeta de sonido. Este periférico suele integrarse en una tarjeta de expansión que se conecta al bus del sistema aunque, en algunos equipos, los circuitos de la tarjeta de sonido están integrados, directamente, en la placa base. El volumen de información que compone un sonido en formato digital y que debe procesar el ordenador es muy pequeño si lo comparamos con el volumen de datos que genera, constantemente, el sistema gráfico de un ordenador. Las mejoras introducidas en las tarjetas gráficas han requerido de un aumento constante de la capacidad de transferencia con el sistema, que ha llegado a la incorporación de nuevos buses de conexión PCI o AGP. Las tarjetas de sonido, por el contrario, no han necesitado de una mayor capacidad de transferencia sino que han mejorado sus prestaciones por otras vías.

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A pesar de ello, en la actualidad muchas de estas tarjetas han dejado de emplear el bus ISA a favor del PCI que, además de otras mejoras, facilita su instalación plug & play. La única función de las primeras tarjetas de sonido era digitalizar y reproducir las señales y datos que recibían. Al aumentar el volumen de datos que debían procesar, estas tarjetas incorporaron procesadores de sonido diseñados, especialmente, para manipular importantes cantidades de información en formato digital. Estos procesadores especializados o coprocesadores se conocen como DSPs (Digital Signal Processors, procesadores de señales digitales). En función de cada tarjeta, pueden encontrarse uno o varios DSPs que, al igual que el procesador del sistema, necesitan una cierta cantidad de memoria para funcionar. Una memoria ROM incorpora las principales instrucciones de funcionamiento del DSP, mientras que una pequeña cantidad de memoria RAM le facilita el área de trabajo y almacenamiento en tiempo de ejecución. Las prestaciones del DSP no son tan importantes respecto a la calidad del sonido que almacena y reproduce una tarjeta, como los conversores DAC (Digital to Analog Converter, conversor digital a analógico) y ADC (Analog to Digital Converter, conversor analógico a digital) que también incorpora. Estos componentes de la tarjeta de audio son los que se encargan de convertir el sonido de un formato a otro y, por lo tanto, de determinar la capacidad y calidad de los datos en ambos formatos. La incorporación en muchas tarjetas de sonido de potentes DSPs y de conversores DAC y ADC de elevadas prestaciones, permite descargar de trabajo al procesador central y aumentar ligeramente la velocidad del sistema cuando se hace un uso intensivo de su apartado de audio (generalmente con los juegos). En consecuencia, en estos casos, suele hacerse referencia a las tarjetas de sonido como tarjetas aceleradoras de audio. La siguiente figura muestra el esquema de funcionamiento de una tarjeta de sonido

CD AUDIO IN Entrada de micrófono Entrada de línea

ADC Filtro RAM

Sintetizador DSP

Salida del altavoz Salida de línea

Amplificador

Conector MIDI y Joystick

Interfaz MIDI JOISTICK

Mezclador DAC ROM DAC

Conexión al bus de expansión ISA o PCT

Esquema de una tarjeta de sonido.

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2.4.- TARJETA DE VÍDEO.

El monitor es una de las partes más importantes del ordenador ya que es el primer medio por el que el usuario conoce los resultados de su trabajo. Los monitores se conectan a las tarjetas controladoras de vídeo, estando éstas tarjetas conectadas a un bus de expansión. La tarjeta de vídeo, tarjeta controladora de vídeo o tarjeta gráfica, es la encargada de controlar la información que se encuentra en la pantalla del monitor. Esta tarjeta genera, por un lado, las señales de sincronización horizontal y vertical que controlan el monitor, y por otro, las señales que llevan el contenido de la memoria RAM de vídeo a la pantalla. Por su parte, el microprocesador es el encargado de colocar en la memoria de vídeo los datos procedentes de la aplicación que se esté ejecutando. Estos datos son convertidos en informaciones representables por el monitor gracias a la intervención de un programa residente llamado controlador o driver. Las tarjetas gráficas pueden ser: 2.4.1.2.4.1.- MDA. Los primeros monitores para PC no tenían capacidad gráfica, reproduciendo sólo signos alfanuméricos en un solo color, monocromo, en una pantalla dividida en 25 filas por 80 columnas. Las tarjetas gráficas que controlaban este tipo de monitor recibieron el nombre de MDA (Monochrome Dysplay Adapter) y disponían de una memoria de pantalla de 4 Kbytes. Esta tarjeta solo podía ser usada con monitores TTL.

2.4.2.2.4.2.- CGA. Para aquellas aplicaciones que requerían color, se desarrollo en 1981 la tarjeta gráfica CGA (Color Graphics Adapter). Esta tarjeta puede representar textos en 25 filas de 80 columnas, ocupando cada carácter una matriz de 8x8 puntos, de los cuales el carácter en si solo ocupa 7x7 puntos. En modo gráfico CGA tiene tres modos de trabajo: 16 colores con una resolución de 160x100 puntos; 4 colores con una resolución de 320x200 puntos (modo normal), y 2 colores con una resolución de 640x200 puntos. La tarjeta dispone de una memoria de pantalla de 16 Kbytes y puede conectarse a monitores RGB y monitores composite (señal de vídeo compuesta).

2.4.3.2.4.3.- HÉRCULES. La necesidad de representar gráficos con cierta calidad llevó a que apareciese en el mercado en 1982 la tarjeta HGC (Hercules Garphics Card), también llamada MGA (Monochrome Graphics Adapter) la cual es capaz de representar no sólo caracteres alfanuméricos en 25 filas por 80 columnas compatibles con MDA, sino también gráficos con una resolución de 720x348 puntos en monocromo. La tarjeta tiene una memoria de pantalla de 64 Kbytes y una frecuencia de 50 imágenes por segundo. En modo texto es capaz de producir una matriz de 14x9 puntos por carácter, de los cuales el carácter es si ocupa 9x7 puntos.

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2.4.4.2.4.4.- EGA. Los gráficos a color con alta resolución llegaron en 1984 de la mano de la tarjeta gráfica EGA (Enhanced Graphics Adapter), con ella se puede tener 16 colores con una resolución de 640x350 puntos. Esta resolución permite trabajar en modo texto con 25 filas y 80 columnas. Cada carácter es representado con una matriz de 14x8 puntos y los 16 colores pueden ser escogidos de una paleta de 64 colores. La tarjeta gráfica EGA tiene una memoria de pantalla de 256 Kbytes. 2.4.5.2.4.5.- VGA. Las tarjetas VGA (Video Graphics Array) supusieron un nuevo paso en la consecución de gráficos de alta calidad, al representar 256 colores a escoger de una paleta de 262.144 tonalidades, con una resolución de 640x480 puntos en un modo gráfico y 720x400 puntos en modo texto. En modo texto, los caracteres están formados por una matriz de 16x9 puntos, pudiendo representar 25 filas por 80 columnas o 50 filas por 80 columnas. VGA es compatible con las tarjetas gráficas anteriores, de forma que el software desarrollado para las tarjetas gráficas anteriores puede ser utilizado sin problemas por un ordenador con tarjeta VGA. Una de las diferencias fundamentales entre las tarjetas VGA y las tarjetas anteriores es que mientras las anteriores transmitían la señal al monitor en forma digital, VGA lo hace en forma analógica. Esto hace que las tarjetas VGA funcionen con monitores analógicos VGA o con monitores multiscan, los cuales admiten señales tanto analógicas como digitales. Las primeras tarjetas VGA tenían una memoria de pantalla de 256 Kbytes, pudiendo representar 16 colores en resolución 640x480 o 256 colores en resolución 350x200. Sin embargo, posteriormente han aparecido tarjetas VGA con mayores capacidades de memoria, pudiéndose representar un mayor número de colores en su más alta resolución. 2.4.6.2.4.6.- SUPERVGA. En la carrera por conseguir cada vez más resolución, la última aportación ha sido el modo llamado SuperVGA. Con estas tarjetas se consiguen resoluciones de 1024x768 puntos. El número de colores que puede representar depende de la cantidad de memoria RAM que se tanga instalada. Con 512 Kbytes se pueden conseguir 16 colores con resolución 1024x768 puntos, mientras que con 1 Mbyte el número de colores es de 256 con esa misma resolución. CARÁCTERÍSTICAS

TIPO DE TARJETA MDA

CGA

HERCULES

EGA

VGA

SVGA

XGA

Año

1981

1981

1982

1984

1987

1989

1991

Resolución gráfica

NO

320x200

720x348

640x350

640x480

1024x768

1024x768

8x8

8x8

14x9

14x8

16x9

16x9

16x9

Nº Colores max. Resolución

2

4

2

26

16

256

256

RAM

4K

16 K

64 K

256 K

>256 K

>512 K

>512 K

TTL

RGB Composite

TTL

RGB TTL

Analógico

Analógico

Analógico

Matriz carácter

Tipo Monitor

por

Tarjetas Gráficas.

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2.5.- ESCÁNER.

Un escáner óptico, es un dispositivo de entrada para los ordenadores que utiliza un haz luminoso para detectar los patrones de luz y oscuridad (o los colores) de la superficie del papel, convirtiendo la imagen en señales digitales que se pueden manipular por medio de un software de tratamiento de imágenes o de reconocimiento óptico de caracteres. Un tipo de escáner utilizado con frecuencia es el flatbed o de sobremesa, que significa que el dispositivo de barrido se desplaza a lo largo de un documento fijo. En este tipo de escáner, como las fotocopiadoras de oficina, los objetos se colocan boca abajo sobre una superficie lisa de cristal y son barridos por un mecanismo que pasa por debajo de ellos. Otro tipo de escáner flatbed utiliza un elemento de barrido instalado en una carcasa fija encima del documento. Otros escáner funcionan pasando las hojas de papel sobre un dispositivo fijo de barrido, como ocurre en las máquinas de fax convencionales. Algunos escáner especializados utilizan para el barrido una cámara de vídeo, convirtiendo la imagen de vídeo a señales digitales. Un tipo muy popular de escáner es el escáner de mano, también llamado hand-held o de mano, porque el usuario sujeta el escáner con la mano y lo desplaza sobre el documento. Estos escáner tienen la ventaja de ser relativamente baratos, pero resultan algo limitados porque no pueden leer documentos con una anchura mayor a 12 o 15 centímetros.

Escaner.

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2.6.- ALTAVOCES.

Aunque este periférico se deje olvidado casi la mayor de las veces, hay que ser justo con el papel que se desempeña. Si nuestro ordenador no dispusiera de unos altavoces, ninguno podría escuchar la música de bienvenida de Windows, ni los CD-ROM multimedia, ni enterarse del contenido de una enciclopedia multimedia interactiva. Su papel, aunque desvirtuado, es imprescindible, y constituye uno de los principales periféricos multimedia de los ordenadores. La calidad, la tridimensionalidad y la sensación de inmersión espacial, viejo caballo de batalla de las industrias de sonido, también ha llegado a la informática doméstica. Los modernos videojuegos y el DVD-Video juegan un papel primordial en la aparición de los modernos sistemas domésticos de sonido envolvente. Los altavoces subwoofer y los sistemas de sonido 3D mejoran la calidad y la percepción del audio, convirtiendo la más aburrida de las secuencias de un juego, en un instante de sensaciones nuevas.

Conjunto de altavoces. 2.7.- MONITORES TÁCTILES.

El monitor es uno de los periféricos más importantes del ordenador. Esto es debido a que a través de él el usuario comprueba los datos que introduce, los resultados que obtiene y lo que el ordenador hace en cada momento. Aparte del nombre de monitor, a este dispositivo también se le conoce por los nombres de pantalla, display, consola, CRT (tubo de rayos catódicos) o VDT (Video Display Terminal). El monitor, al igual que un televisor se basa en la técnica de los tubos de rayos catódicos. Un haz de electrones sale del cátodo con dirección a la pantalla, que es ánodo. Este haz de electrones recorre la pantalla línea por línea desde la parte superior hasta la inferior, formando la imagen que el usuario ve. Para que la imagen de la parte superior de la pantalla no se desvanezca cuando el haz de electrones está representando la parte inferior, la pantalla de los monitores está recubierta interiormente por una superficie fosforescente que hace persistir cada punto luminoso. Los monitores reciben la información de la imagen que deben representar de las tarjetas de vídeo. Los monitores normales que utilizan los ordenadores pueden ser de

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dos tipos, dependiendo del tipo de señal que reciben de la tarjeta de vídeo: monitores TTL y monitores analógicos. Los monitores que aceptan las señales digitales de vídeo se llaman monitores TTL, y los monitores que aceptan las señales analógicas de vídeo se llaman monitores analógicos. Tanto unos como otros pueden ser monocromos o color. Las características de los monitores en cuanto a colores y resoluciones vienen dadas por las características de las tarjetas de vídeo, ya que ambas trabajan conjuntamente. Sin embargo, existen otras características, como el entrelazado o la rejilla de potencial, que son típicas de los monitores. En tipo especial de monitor son las conocidas como pantalla táctil, en ordenadores o computadoras, es una pantalla diseñada o modificada para reconocer la situación de una presión en su superficie. Al tocar la pantalla, el usuario puede hacer una selección o mover el cursor. El tipo de pantalla táctil más sencillo está compuesto de una red de líneas sensibles, que determinan la situación de una presión mediante la unión de los contactos verticales y horizontales. Otros tipos de pantallas más precisas utilizan una superficie cargada eléctricamente y sensores alrededor de los bordes externos de la pantalla, para detectar la cantidad de cambio eléctrico y señalar exactamente donde se ha realizado el contacto. Un tercer tipo fija diodos emisores de rayos infrarrojos (LEDs, acrónimo de Light-Emitting Diodes) y sensores alrededor de los bordes externos de la pantalla. Estos LEDs y sensores crean una red invisible de infrarrojos en la parte delantera de la pantalla que interrumpe el usuario con sus dedos. Las pantallas táctiles de infrarrojos se usan a menudo en entornos sucios, donde la suciedad podría interferir en el modo de operación de otros tipos de pantallas táctiles. La popularidad de las pantallas táctiles entre los usuarios se ha visto limitada porque es necesario mantener las manos en el aire para señalar la pantalla, lo que sería demasiado incómodo en largos periodos de tiempo. Además no ofrece gran precisión al tener que señalar ciertos elementos en programas de alta resolución. Las pantallas táctiles, sin embargo, son enormemente populares en aplicaciones como los puestos de información porque ofrecen una forma de señalar que no requiere ningún hardware móvil y porque presionar la pantalla es algo intuitivo.

Monitor táctil.

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2.8.- CÁMARAS DIGITALES.

Si Louis Lumière levantara la cabeza, posiblemente quedaría perplejo anta la capacidad de las modernas cámaras fotográficas digitales. Si hace unos años, Kodak lanzó su sistema de revelado en CD-ROM o Kodak Photo-CD, ya no hace falta ni tan siquiera ir a la tienda de revelados. Con una cámara digital es posible guardar las instantáneas, bien en una memoria Flash bien en un disquete. Estas fotos podremos retocarlas posteriormente con cualquier software de retoque fotográfico como Adobe Photoshop, Paint Shop Pro o Corel PhotoPaint desde nuestro ordenador. Una de las opciones que incorporan las cámaras digitales es la posibilidad de aplicar efectos en tiempo real.

Cámara Digital. 2.9.- SISTEMAS DE RECONOCIMIENTO DE VOZ.

Olvidarse de los teclados y hablarle al ordenador para dictarle una carta, un artículo periodístico o, simplemente, un memorándum, es ya posible. Aunque los primeros sistemas de reconocimiento de voz sufrían retardos y no conseguían niveles de fidelidad adecuados, los modernos sistemas de reconocimiento tanto de Dragon Systems como de IBM, transcriben nuestro habla en tiempo real a la perfección. Un sistema multimedia que incorpore un sistema de reconocimiento de voz, puede convertirse es una potente plataforma de trabajo profesional. Teletrabajadores, periodistas, escritores, secretarias, abogados y un innumerable número de campos profesionales son el centro de interés de este tipo de dispositivos.

Vía Voice de IBM.

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2.10.- WEBCAMS O CÁMARAS WEB.

Las Webcams o cámaras Web han alcanzado gran popularidad entre la comunidad de internautas. Una cámara Web es una pequeña cámara capaz de capturar por su diminuto objetivo, más de 15 fotogramas por segundo, y transmitirlos a través de Internet gracias a un software especial. La principal aplicación es la videoconferencia.

Webcam. 2.11.- TECLADOS MIDI.

El MIDI es un interfaz estándar en serie que permite la conexión de sintetizadores, instrumentos musicales y ordenadores o computadoras. El MIDI estándar se basa, por una parte, en el hardware y, por otra, en la descripción de la norma utilizada para codificar la música, el sonido y la comunicación entre dispositivos MIDI. La parte de hardware del estándar define estos tipos de canales de entrada y de salida, llamados puertos MIDI, y especifica un tipo particular de cable, un cable MIDI, que se conecta a estos puertos. Los tres tipos de puertos definidos por las especificaciones MIDI son MIDI In, MIDI Out y MIDI Thru. Un sintetizador o cualquier otro dispositivo de MIDI recibe mensajes del mismo nombre a través de su puerto MIDI In. También reenvía los mensajes de vuelta a través del puerto MIDI Thru para que otros dispositivos puedan recibirlos. Los dispositivos MIDI pueden también enviar sus propios mensajes a otros dispositivos a través del puerto MIDI Out. La información transmitida entre dispositivos MIDI está compuesta de mensajes MIDI, que contienen información codificada en bytes de 8 bits acerca del sonido, como el tono y el volumen. Los dispositivos MIDI se pueden utilizar para crear, grabar y reproducir música. Las computadoras, sintetizadores y secuenciadores pueden comunicarse entre sí utilizando MIDI, ya sea para mantener el ritmo o para controlar la música creada por otro equipo conectado al sistema. La estandarización del MIDI por los principales fabricantes de sintetizadores es responsable, en parte, del gran éxito de las computadoras en el campo de la música.

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El MIDI es un estándar de comunicación adoptado por todos los fabricantes de instrumentos musicales, ordenadores y aparatos de audio en general. Las siglas MIDI proceden de Musical Instrument Digital Interface. El MIDI, es por tanto, un protocolo de comunicaciones de datos, capaz de permitir que instrumentos musicales puedan controlar a otros y que se entiendan entre sí. El instrumento controlador recibe el nombre de Maestro o Master y el instrumento o instrumentos controlados reciben el nombre de Esclavos. El interface MIDI es la parte electrónica propiamente dicha y es quien se encarga de enviar y recibir informaciones MIDI hacia y desde otros dispositivos. El interface transmite información digital por una línea y la recibe por otra. En consecuencia, cada dispositivo debe contar con un interface MIDI.

Esquema de conexión MIDI.

El conector que recibe la información que proviene de otros aparatos, recibe el nombre de MIDI IN. El conector que transmite la información hacia otros dispositivos, recibe el nombre de MIDI OUT. Hay un tercer conector, encargado de retransmitir la información que pasa por el MIDI IN, que recibe el nombre de MIDI THRU. La conexión entre, por ejemplo, un teclado musical y el ordenador se realiza a través de un cable adaptador que se conecta por un lado al conector del Joystick de la tarjeta de sonido y, por el otro, a las tomas IN y OUT del teclado. El adaptador cuenta con un tercer conector aéreo que permite conectar igualmente el Joystick.

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Conectores MIDI.

El MIDI permite casi de todo en lo que a música se refiere. Con un sencillo PC, un software de shareware y un sintetizador que disponga de conexiones MIDI, podemos convertir nuestra habitación en un estudio de grabación. Cuanto mejor sea el software, mejor será el resultado. Se pueden interconectar varios dispositivos MIDI entre sí y conseguir grabaciones espectaculares. A modo de ejemplo: Con una configuración como la descrita, podremos tocar cualquier cosa en el teclado y el secuenciador lo grabará en formato MIDI tras lo cual, se podrá reproducir la grabación desde el secuenciador las veces que se desee. En ese momento el teclado sonará ¡SOLO! reproduciendo todas y cada una de las notas e instrumentos que se utilizaron durante la fase de grabación; además, en las pistas grabadas en el secuenciador se podrán variar todos los parámetros, cambiar instrumentos, velocidad de reproducción, añadir o eliminar notas, ver y editar la partitura de lo que hemos tocado, etc. Incluso podremos poner en marcha la grabación para añadir más pistas en tiempo real, es decir, podrás ir grabando las pistas de instrumentos uno a uno (primero la batería, luego el bajo, los acordes, la melodía, etc.). 2.12.- SISTEMAS DE RETROPROYECCIÓN DIGITAL.

Cuando en alguna ocasión es preciso ofrecer una conferencia, convencionalmente se recurre a las transparencias, esos plásticos sobre los que es posible escribir, fotocopiar e, incluso, imprimir desde nuestra impresora. Un retroproyector digital, no es nada más que un proyector capaz de convertir en haces de luz, los datos que envíe un ordenador de sobremesa o un portátil sobre una pared o una pantalla blanca. Gracias a estos retroproyectores, las posibilidades de presentación multimedia se amplían en gran medida, puesto que paquetes como Office 97 o Word Perfect 8.0 / 9.0 es posible realizar presentaciones de productos, presentaciones corporativas y de empresas, y también conferencias de cualquier tipo. Este periférico, es una herramienta imprescindible en determinados ámbitos profesionales, y permite mejorar la calidad final de una reunión, una presentación o una conferencia.

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2.13.- MODEMS.

El símbolo de nuestra generación es, sin duda, el módem. Este pequeño y estridente aparato, es la puerta hacia el ciberespacio, hacia el mar impurpúreo de la galaxia de Vicent Cerf. Algunas revistas de prestigio internacional como Wired o Mondo 2000, colocan al módem en el primer peldaño de las llamadas Wired Tools, las herramientas para los conectados. Los actuales modems gozan de velocidades superiores a los 56 Kbytes, llegando incluso a los 128 Kbytes. Conectables a un PC doméstico o a un portátil, el módem es el dispositivo indispensable para acercar el universo interactivo e hipermedia de la Red a la pantalla de todos los ordenadores.

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Capítulo

3

Software multimedia. Cuando un programa es capaz de exportar sus archivos a más de un formato, cuando sus plug-ins son importables desde un programa de 3D, por ejemplo, o permiten publicar sus trabajos directamente en la red de redes, Internet, entonces se dice que nos encontramos ante un programa que piensa en multimedia. Desde que apareció el sistema operativo Windows 95, muchos programas del mercado reúnen este requisito; aunque ha sido con la llegada de la siguiente versión de Windows, el famoso Windows 98, y de la aparición de hardware compatible con él, el que determina el grado de multimedia del software. 3.1.- MACROMEDIA DIRECTOR 7.

Macromedia Director.

Macromedia Director ha sido desde sus inicios la mejor herramienta de producción multimedia. Prácticamente todos los CD-ROMs distribuidos en el mercado han sido realizados mediante esta herramienta de autor. La última versión de Macromedia Director ofrece una nueva dimensión para la publicación multimedia en la Web. Director es un programa que ofrece una potencia incalculable, combinando en sí mismo texto, gráficos, animación y vídeo. Su gran flexibilidad y su enorme potencia permiten realizar desde presentaciones interactivas, demostraciones de productos, hasta tutoriales y vídeojuegos. De hecho, con las primeras versiones de este programa, allá por 1.994, algunas compañías de videojuegos realizaron la primera versión de "Myst", un popular videojuego que pasó a convertirse en novela de culto.

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Director 7 es un programa de autor que, siendo desarrollado inicialmente para Apple Macintosh, muy pronto fue adaptado al entorno Windows. Un sistema de autor, igual a como ocurre con Authorware, es un programa que proporciona al usuario las herramientas necesarias para crear sus propias aplicaciones. Tanto si se trata de una simple presentación en la que aparecen imágenes en la pantalla como si se trata, como hemos dicho antes, de un juego de la talla de Myst. La principal ventaja que ofrecen estos sistemas de autor es que, salvo algunas ocasiones, no hace falta saber nada más de programación. Director 7 ofrece herramientas para el desarrollo de aplicaciones para la Red de Redes, Internet. La idea de Director se basa en una concepción cinematográfica. El resultado de un programa creado con Macromedia Director es una película o movie, que puede ser una presentación o cualquier otro formato de programa ejecutable. De esta manera para ejecutar la aplicación creada no es necesario disponer de ningún programa y de ningún compilador. Las características principales de Macromedia Director 7 son: Control de alta velocidad de más de 1000 canales simultáneos. Ningún programa existente en el mercado es capaz de generar en tiempo real la reproducción de 1000 canales independientes simultáneamente y a 999 fotogramas por segundo de velocidad. De esta manera, es posible reproducir cualquier evento a la velocidad que sea necesaria. Efectos especiales. Es posible aplicar efectos especiales en tiempo real sin necesidad de código, a cualquier objeto que haya en pantalla. Es posible rotar, escalar, invertir o aplicar efectos de transparencia a cualquier canal en tiempo real. Texto editable. A diferencia de las anteriores versiones de Director, ahora es posible incorporar cualquier tipografía a las producciones, aplicarles antialias y editar el texto en pantalla en tiempo real. Compatible con los estándares de Internet. Ofrece una completa compatibilidad con los protocolos HTTP y HTTPS para la creación de aplicaciones seguras de comercio electrónico en la red, lenguaje XML y CGI. Dibujos vectoriales. Las ventajas del dibujo vectorial permiten reducir el tamaño de la imágenes y poder jugar en pantalla con ellas aplicando cualquier dibujo sin pérdida de calidad. Nuevas librerías. Con las nuevas librerías es posible aplicar efectos especiales a los objetos, o comportamientos. Más de 100 eventos están incluidos, facilitando cualquier tarea al creador multimedia, sin necesidad de ningún código.

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3.2.- MICROGRAFX WEBTRICITY 2.

Estimulado por el crecimiento de Internet, el mercado de las aplicaciones gráficas ha experimentado un crecimiento espectacular. Este es el caso de Micrografx Webtricity 2, que no es más que un enorme paquete en el que se integran cuatro potentes herramientas para el diseño gráfico: -

Picture Publisher 8

-

Simply 3D 3

-

Windows Draw 6

-

Media Manager

Con estos programas es posible desarrollar no sólo impresionantes gráficos, sino también animaciones en tres dimensiones y dibujos vectoriales. La posibilidad de publicación on-line, convierte a este paquete en una herramienta pensada para el Webmaster.

Micrografx Webtricity 2.

Hasta hace tan sólo un par de años, los programas existentes en el mercado ofrecían posibilidades, pero limitadas por la incapacidad de integrarse con otros programas del mismo sector. En el campo del diseño, existían programas que permitían dibujar vectorialmente, otros que permitían retocar imágenes, otros que permitían generar código HTML para la Web, pero entre todos ellos faltaba algo: la capacidad de trabajar en conjunto aumentando el rendimiento del diseñador. Hoy estos programas, pensados para usuarios de diversos tipos, expertos y profanos, aúnan las características que antes requerían estos programas. Así pues, con este paquete podrá crear el fondo de una página Web, retocar gráficos y aplicarles efectos de diverso tipo, exportar el fichero hacia el otro programa y rematar el diseño con un texto en tres dimensiones enlazado con otra página Web.

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3.2.1.3.2.1.- MEDIA MANAGER. Media Manager es un pequeño programa que permite gestionar CDs de cliparts, directorios de imágenes, al tiempo que facilita la creación de catálogos para su posterior impresión. Una de las dificultades a la hora de trabajar con los que se va a realizar la composición: imágenes de fondo, texturas, cliparts, logos, fotografías, escenarios, etcétera. Con Media Manager dispondrá de un control absoluto de los medios a utilizar.

3.2.2.3.2.2.- SIMPLY3D Este programa integrado en le paquete, permite generar gráficos y animaciones en tres dimensiones con gran facilidad. Es a la vez intuitivo e interactivo, ya que le ayuda en todo momento a través de todo el proceso de creación de un objeto en 3D. Con Symply3D podrá arrastrar y soltar objetos, animaciones predeterminadas efectos de iluminación, materiales y deformaciones dentro de la escena en tiempo real. Simply3D ofrece a los creadores de Web y a los diseñadores profesionales una gran flexibilidad, permitiendo guardar los proyectos en varios formatos, incluyendo VRML 2.0, Gifs animados, JPEG para Internet, AVI, etcétera. Una vez que haya creado el proyecto, podrá usarlo directamente en una presentación de Microsoft Power Point, usarlo en vídeos corporativos

Simply 3D.

3.2.3.3.2.3.- PICTURE PUBLISHER 8 Es una colección de herramientas de edición de imágenes de alta resolución. Ofrece herramientas de retoque fotográfico, creación de imágenes y pintura digital, gráficos para Internet y aplicación de efectos especiales. Además, con Picture Publisher, tendrá acceso a los formatos gráficos más conocidos, incluidos Gifs transparentes y entrelazados, JPG, PNG Y FlashPix. Una de las grandes características de Picture Publisher son las avanzadas opciones de previsualización interactiva en tiempo real, con información de tiempo de descarga en Internet a diferentes velocidades de módem, transparencias, etcétera. Una de las grandes posibilidades de Picture Publisher, tiene lugar en el campo de los efectos especiales. Cada día se demanda más intervención de efectos que mejores, alteren o resalten el aspecto visual de una imagen. Picture Publisher posee 125 plug-ins que darán a su creación un aspecto realmente atractivo. Además, ofrece soporte a la incorporación de plug-ins de terceras compañías, con lo que las posibilidades multimedia quedan plenamente ampliadas.

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Microsoft Publisher.

3.2.4.3.2.4.- WINDOWS DRAW 7. Es la herramienta que viene a completar el paquete. Con ella el diseñador podrá crear fácilmente impactantes páginas Web que incorporen los elementos del resto de programas de Webtricity. De hecho, el criterio en pantalla es similar al resto de los programas del paquete. Windows Draw ofrece un sistema de creación de paginas WYSWYG, es decir, lo que ves es lo que obtienes. Incluye una lista de páginas predeterminadas que podrá modificar a su antojo, incluyendo los elementos que haya creado bien con Simply 3D o bien con Picture Publisher. Ofrece compatibilidad con todos los formatos gráficos existentes en el mercado para incluir las imágenes en la Web. Al mismo tiempo, a la hora de la publicación on-line, Windows Draw te ayudará por medio de un asistente.

Windows Draw.

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3.3.- ADOBE PREMIERE 5.

Adobe Première 5.1.

La primera aparición de este programa data de la primera de 1.991. Por aquel entonces los creadores de Adobe Première pensaron que el Apple Macintosh resultaba ser una plataforma ideal para la edición de vídeo no lineal. Y lo cierto es que lo seguido siendo hasta la fecha, porque en el campo de la post - producción digital profesional en vídeo, aún se sigue utilizando esta plataforma, aunque con unas características bien distintas. Pese a que Adobe Première va orientado principalmente al mundo de la edición no lineal semiprofesional, muchas han sido las producciones realizadas para la gran pantalla. La perfecta integración de elementos de terceras compañías, así como animaciones 3D generadas con programas de la talla como Autodesk 3D Studio MAX, y la posibilidad de explotar las producciones para mesas de edición profesionales, concierten a Première en el programa por excelencia en el ámbito de la postproducción. Aunque su interfaz recuerda a un hermano mayor utilizado en las cadenas de televisión del mundo entero, el programa de postproducción y edición de Avid Technologies, la mecánica es completamente distinta. Adobe Première 5 es un programa ideal para editar videos de alta calidad en soporte CD-ROM. De hecho, muchas compañías lo combinan junto a Macromedia Director para hacer sus productos multimedia. Así mismo, Première 5 también incorpora importantes novedades en el campo de la emisión de vídeo bajo demanda a través de Internet, ya que junto a él le acompañan los famosos compresores Microsoft NetShow y RealVideo. Con estos codecs de compresión, cualquiera puede realizar producciones directamente emitibles desde Internet con un ancho de banda ajustable. Una de las principales características de Premiere es la posibilidad de importar cualquier fichero gráfico de los existentes en el mercado, incluidos los formatos de vídeo compatibles tanto para PC como para Mac: Vídeo For Windows y Apple Quick Time 3.0. La versión 6 de Premiere incluye también el nuevo codec de compresión Apple, el Quick Time 4.0, capaz de emitir por Internet a más de 65.000 colores con resoluciones de pantalla elevadas. Al ser Premiere un completo programa de postproducción, su núcleo central se haya compuesto por un potente generador de efectos especiales: efectos 3D, barras deslizantes, bloques en zigzag, cortinas aleatorias, deslizamientos, encadenados y un enorme directorio de transiciones. Con Premiere es posible importar los plug-ins de terceras compañías y de terceros programas, con el Adobe Photoshop. Tanto la imagen como el sonido se hallan completados por plug-ins, que permiten ajustar los valores de

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las ondas de sonido, aplicar delays, efectos de ecos y panoramización, y un variado elenco de herramientas de audio. Por si sólo Adobe Premiere constituye una herramienta funcional e indispensable para el desarrollo de aplicaciones interactivas multimedia. Una aplicación multimedia no puede permanecer ajena del vídeo, del mismo modo que el audio y la imagen constituyen su razón de ser. Así pues, se puede utilizar esta aplicación para gravar explicaciones de un presentador sombre fondo azul, e incrustar sobre el color, posteriormente con Premiere, cualquier imagen generada en 3D. Así, es posible crear escenarios virtuales para cursos monotemáticos sobre naturaleza, informática, fotografía, cultura, historia y un largo etcétera. En el campo de la edición, aunque lejos quedan los años de los montadores de cines tradicionales, aún siguen compartiendo la esencia con las técnicas ofrecidas por Premiere. Antiguo es ya el arte del montaje cinematográfico, un curioso ejercicio creativo delante de la moviola (aquella mesa con dos carretes giratorios para el paso de la película y otros dos más para la banda sonora, un monitor y un amplificador), mediante el cual directores, realizadores y montadores, convertían en historia todo el material en bruto rodado meses antes. Los años transcurridos desde aquel entonces, incluso para el cine, nunca podrán se olvidados, porque el arte del montaje sigue estando presente en el día de hoy aunque las moviolas se hayan convertido en potentes ordenadores. De hecho, las técnicas y los principios siguen perdurando a pesar del tiempo; lo único que ha cambiado ha sido la capacidad de jugar con la imagen o, lo que es lo mismo, la posibilidad que la tecnología digital ha aportado a la edición en cuanto a tratamiento de la imagen y del sonido. Desde hace años las mesas de edición de vídeo permiten la manipulación de los planos y secuencias mediante efectos de transición electrónicos, fundidos, cortinillas y un largo etcétera. Con la llegada de la edición y la postproducción digital, los efectos son casi infinitos y están en manos, únicamente, de la imaginación del autor; además, la posibilidad de tratar digitalmente las imágenes permite un mayor elenco de posibilidades de edición. Dentro de este ámbito se halla Adobe Premiere. Cabe mencionar que el campo de la edición digital no sólo ha integrado a los formatos de vídeo, sino que tam bién se ha incorporado al mundo del cine. Las antiguas moviolas de los viejos estudios de cine han sido sustituidas por modernos equipos de captura de alta resolución de películas, para su posterior edición y tratamiento digital. Todas las películas en la actualidad gozan de este tratamiento; con el se mejora la calidad del producto final, sobretodo se ahorra en tiempo y en costes. Adobe Premiere también posee un potente generador de textos lo que en vídeo se ha llamado hasta la llegada de los programas de postproducción como tituladora. Con la llegada de la televisión y sobretodo con las retransmisiones en directo, la necesidad de incorporar a los sistemas de edición generadores de caracteres pronto se hizo evidente. Luego llegaron los sistemas de postproducción, y con ellos comenzaron a realizarse todo tipo de efectos con los textos. La herramienta de titulación de Adobe Premiere responde a este segundo grupo: con el podrá generar todo tipo de textos, con la fuente tipo gráfica que elija y el color que desee. Podrá moverlos a su gusto o importar textos artísticos creados con otros programa del mercado, por ejemplo el Photoshop.

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Titular una producción no es sólo añadirle un título al inicio del programa, sino que también implica la creación de subtítulos en los doblajes (por ejemplo cuando se habla en otro idioma), sobre impresión de nombres de participantes e entrevistas, titulares, protagonistas de una noticia, avisos, comunicados escritos, o la generación de los llamados títulos de créditos, el listado completo del equipo de profesionales que han intervenido en la producción de un programa o una película. 3.4.- HOT METAL PRO 6.

La edición de páginas Webs se ha convertido el día de hoy en una asignatura más para todos y cada uno de los usuarios. El crecimiento de usuarios, el abaratamiento de los costes de conexión y las tarifas de los proveedores, el aumento del espacio Web que regalan los ISPs, son todos los factores que inciden en que el usuario, se enfrente como si de una necesidad se tratara con la idea de crear y diseñar su propia página Web. De hecho, en Estados Unidos de América los niños de 5 años comienzan aprendiendo como construir y diseñar su propia página Web. En España aún queda un poco de tiempo hasta que esta tecnología se integre en las escuelas, pero lo realmente importante es que muchas personas como usted ya comienzan a publicar su propios contenidos en páginas de Internet.

Hot Metal Pro 6.0

Aunque en un principio Hot Metal estuvo dirigido a los profesionales de la red de redes, a Webmasters expertos y programadores de alto nivel, la nueva y última versión de este editor ha centrado sus esfuerzas en acercar sus potentes herramientas al usuario mas novel. La principal característica de Hot Metal Pro 6.0 reside en que reúne en pantalla todos los elementos necesarios para el diseño de un WebSite, sin tener que disponer en el mismo programa de herramientas separadas.

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Existen tres métodos de edición de páginas Web con Hot Metal. La experiencia de anteriores versiones de este programa de SoftQuad, ha demostrado que cada diseñador obtiene mejores prestaciones y resultados si el software se adapta al método de creación que él mismo más domina. Ante esta multiplicidad de diferentes estilos, Hot Metal Pro se desmarca de otros editores de páginas Web, por disponer nada menos que de tres formas diferentes y a la vez simultáneas de crear y editar páginas Web:

3.4.1.3.4.1.- EDICIÓN WYSIWYG (WHAT YOU SEE IS WHAT YOU GET) Los usuarios noveles utilizan esta forma de edición gráfica donde lo que se ve es lo que se obtiene. Este sistema de creación de WebSites permite visualizar todas las operaciones de manera gráfica, con todos los elementos dispuestos en pantalla (gráficos, tablas, enlaces, etcétera). Es un sistema de arrastrar y soltar, donde no hará falta saber ningún código de programación en HTML. 3.4.2.3.4.2.- EDICIÓN DE CÓDIGO FUENTE HTML Esta vista proporciona el mejor control posible de todas las funciones durante la creación, y es la única vía de acceso a la edición profesional de página Web. El autoformato con códigos de color, las tareas automáticas, convierten a Hot Metal Pro en un verdadero editor HTML profesional. 3.4.3.3.4.3.- EDICIÓN TAGS ON VIEW Este sistema reúne las características de la edición HTML y de la edición WYSIWYG donde el creador de la página tendrá absoluto control sobre las funciones, elementos, atributos y valores, y donde el sistema de arrastrar y soltar también tiene un papel importante. Como buen programa de edición Web, Hot Metal Pro, no se ha olvidado de la importancia de la edición de imágenes para incluir en la página Web. En este sentido incorpora varios programas que facilitan esta tarea: Ulead PhotoImpact 3.02 SE y Ulead PhotoImpact Gif Animator 1.5, este último capaz de generar impactantes Gifs animados para el diseño de banners. Hot Metal Pro soporta hojas de estilo CSS, HTML Dinámico, frames, Java, JavaScript, WebTV , VScript, Miva, XML, Shockwave, Flash, QuickTime y RealAudio. Las herramientas de corrección y revisión, esenciales antes de publicar un WebSite, dispone de buscadores muy eficaces para encontrar y reparar los enlaces perdidos, sustituir textos y cuadros, e incluso existe un sumario de estadísticas que ofrece datos tan importantes como los tiempos de carga y los tamaños de los ficheros. Si durante el proceso de corrección Hot Metal Pro ha detectado el movimiento de un archivo, los enlaces se actualizarán automáticamente. Y para los usuarios menos experimentados, el potente asistente de Hot Metal Pro 5 ayudará en todos los pasos necesarios para crear una página Web.

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3.5.- DREAMWEAVER 2.

Ante la fuerte competencia existencia en el mercado de los editores de páginas Web, la llegada de editores marca la diferencia con el resto de competidores. Macromedia Dreamweaver apareció en el mercado a principios de 1.998. En sólo un año y medio ha sido revisado en dos ocasiones (versión 1.2 y versión 2.0). Dreamweaver remonta sus orígenes en los editores de páginas de Apple Macintosh. Su enorme potencia y su completo interfaz visual le convierten, junto a Hot Metal Pro 5 y junto a Front Page 98/2000, en la solución más idónea para la producción y el diseño profesional de WebSites, ofreciendo a los usuarios un entorno visual que no compromete en absoluto la calidad del código HTML. Su sistema de menús de fácil acceso y edición permiten generar páginas de muy alta calidad. Así pues, es enormemente sencillo insertar una tabla, editar una fila o una columna, y cambiar sus propiedades.

DreamWeaver.

Entre las características más importantes de Dreamweaver se encuentra la generación de HTML Dinámico, soporte de hojas de estilo CSS y la generación de efectos multimedia. La tecnología Round Trip HTML permite generar un código limpio y sin redundancias, legible y exento de errores. Además, puede importar páginas creadas con otros editores y corregir cualquier error de sintaxis sin modificar nada en pantalla. Su enorme potencia le permite trabajar simultáneamente tanto con el código HTML como con la pantalla en WYSIWYG. La integración de los llamados Templates permite generar plantillas de diseño, para posteriormente realzar la actualización de la página oportuna sin tener que iniciar el diseño entero de la página. Puede bloquearse el diseño y dejar transparente el contenido para su actualización.

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Quizá una de las novedades más interesantes y que facilitan enormemente la tarea del diseñador, es la posibilidad de trabajar en segundo plano con la imagen completa creada con editor gráfico. Del mismo modo que en la animación tradicional se utiliza la técnica llamada papel cebolla, donde los dibujos quedan superpuestos mediante un papel semitransparente que permite ajustar los fotogramas posteriores sobre los anteriores, Dreamweaver incorpora el Tracing Image, un sistema mediante el que podremos importar la imagen del diseño creado con Adobe Photoshop, dejarla en segundo plano y trabajar sobre ella para crear un código HTML exactamente igual que en el diseño. Además, las capas de Photoshop pueden convertirse a capas de Dreamweaver y, en un último paso, convertirlas a tablas mediante un sencillo sistema de conversión de layers a cells (conversión de capas a celdas). Las herramientas de creación multimedia mediante HTML Dinámico, permiten animar cualquier objeto e insertar comportamientos específicos a dicho objeto en un momento concreto de la acción. Su enorme facilidad de uso permite generar sorprendentes páginas Web, donde partes de la página interactúan con otras. Es posible crear incluso juegos interactivos on-line, ya que la idea de la línea de tiempos es similar al score de Director 7.

3.6.- 3D STUDIO MAX 2.5.

Estamos acostumbrados a ver en el cine y en la televisión innumerables efectos especiales hechos en 3D. Casi como una jerga nueva, hablar de 3D es hablar hoy de la generación de espacios tridimensionales, escenarios virtuales, personajes animados integrados con personajes reales, y un sinfín de objetos y animaciones que sirven en la mayor parte de las ocasiones para introducir un programa, resaltar una escena, o darle un mayor sensacionalismo. Lejos quedó la primera película realizada por ordenador (Tron, de Walt Disney), o el primer personaje virtual hecho infografía (el caballero de la vidriera del Jovencito Sherlock Holmes, de Steven Spielberg). Luego siguieron Abyss, Terminator 2, Willow, Star Trek, Parque Jurásico, Twister, Toy Story, A Bug´s Life, Antz, etcétera. Sin embargo, una fecha importante para este apartado, fue el estreno de Pérdidos en el Espacio, la primera película cuyos impresionantes efectos especiales se generaron enteramente con 3D Studio Max 2.5. Aunque años después, 3D Studio 4.0 dio un salto al mundo cinemátográfico con Johnny Mnnemonic, nunca antes se habían creado escenas tan complejas como las aparecidas en la mencionada película estrenada en el verano de 1.998. Hoy, son muchos los cortos y los largometrajes, los spots de televisión y la cabeceras de programas que poseen en su diseño el toque especial de 3D Studio MAX. 3D Studio MAX es un programa de modelado, render y animación tridimensional, con el que es posible simular cualquier espacio, cualquier situación física y cualquier comportamiento natural de los objetos. Tras un entorno amigable, a diferencia de su antigua versión para MS-DOS, 3D Studio MAX integra todo lo que hace falta para modelar, animar, texturizar e iluminar, dentro de la misma interfaz.

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Con 3D Studio MAX es posible modelar a partir de primitivas básicas, e ir completando el proyecto mediante deformaciones de las primitivas; o bien, podrá utilizar directamente un sistema de modelado mediante curvas de Nurbs, similar a los que poseen los tradicionales paquetes de animación tridimensional profesionales para plataformas Silicon Graphics, como Alias Wavefront o Maya. Cualquier objeto es representado en pantalla en tiempo real, incluso si lo deforma con cualquiera de las herramientas de deformación que el programa ofrece. Es posible aplicar luces volumétricas, capaces de proyectar sombras y halos de luz visibles, similares a los rayos del sol entrando a través de una vidriera de una catedral. Podrá colocar infinitas cámaras, para luego desde el panel de animación, controlar el cambio de plano. No obstante, el apartado más destacado de 3D Studio MAX, se encuentra en el de la aplicación de texturas. Las texturas pueden tener movimientos e, incluso, comportamientos. Con ellas es posible simular sobrerelieves, rugosidades, efectos de agua, transparencias, fluorescentes, y un largo etcétera de materiales. Gracias a este módulo de materiales, podrá importar los gráficos diseñados con paquetes de edición gráfica como Adobe Photoshop. Las texturas serán visibles en tiempo real sobre el objeto, para permitir su ajuste a las coordenadas del propio modelo. La aportación de 3D Studio MAX al universo multimedia, resida en su capacidad para simular escenarios de cualquier tipo. Muchas empresas utilizan este programa para diseñar enciclopedias que reconstruyan la anatomía humana, las guerras y conflictos de nuestra historia, modelos de aviones, explosiones solares, etcétera. En el apartado también multimedia se encuentran los videojuegos. Los diseños de los personajes y de los escenarios, así como las extraordinarias secuencias cinemáticas, están desarrolladas en 3D Studio MAX. Un buen ejemplo de ello es Comandos, el popular juego de la compañía española Pyro Studios, donde se realizaron todos los diseños mediante el programa 3D Studio MAX, y el banco de modelos de REM Infográfica. 3D Studio MAX es un programa que permite implementar numerosos plug-ins externos capaces de mejorar muchas de las funciones, ampliando el abanico de posibilidades: nuevos efectos especiales, nuevos sistemas de texturización en tiempo real sobre modelos, animación humana, etcétera. El realismo que es capaz de generar en los renders, utilizando tecnología de trazado de rayos que mejoran la iluminación y los efectos de reflexión y refracción, convierten a 3D Studio MAX en un potente software equiparable a las más potentes estaciones gráficas utilizadas por Pixar, los creadores de The Geri´s Game, Toy Story y Bichos. No obstante, también hay que decir que el programa 3D Studio MAX no es nada si no se complemente con el estilo y capacidad creativa de los modeladores, animadores, ilustradores y texturizadores que son necesarios para llevar a cabo una buena producción en tres dimensiones. Ellos son quienes dan el verdadero realismo a las imágenes y a las secuencias cinemáticas, trasladando los fenómenos de la vida real a un espacio virtual. Con 3D Studio MAX se pueden crear verdaderas obras de arte digitales. Algunos incluso utilizan 3D Studio MAX para publicar arte en la red.

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Blibiografía parte C •

VIDAL ALBERT (1991): !La cámara creativa de vídeo”, Ed. Ceac.

•

GOÑI, Miguel J. (1987): “Técnicas de vídeo y televisión”, De. Nueva Lente.

•

LACRUZ ALCOCER, Miguel (2000): “Nuevas Tecnologías para Futuros Docentes”, Ed. Gráficas Llogodí, S. C.

•

PEÑA DE SAN ANTONIO, Óscar (1999): “Multimedia Edición 2000”, Ed. Anaya Multimedia.

•

LIMANN, Otto (1998): “Fundamentos de Televisión”, Ed. Marcombo.

•

MICHILOT VARA, César Alejandro (1997): “Montaje y Configuración de Ordenadores”, Ed. Infomun.

•

Revista “Taller de electrónica”.

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Revista “Computer Hoy”.

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“PC a Fondo”, Ed. Multimedia Ediciones S. A.

Tipo C: Bibliografía

TEST DE CONCEPTOS BÁSICOS 1.- Un átomo que posee en su corteza un exceso de electrones tiene carga: a.- Positiva. b.- Negativa. c.- Es neutro.

2.- La electricidad se origina debido a: a.- El movimiento ordenado de electrones. b.- Que enchufamos un aparato eléctrico en una toma de luz. c.- La desintegración nuclear de los átomos. 3.- Un átomo se compone de electrones, protones y neutrones, siendo: a.- Los electrones los que se encuentran moviéndose en la corteza. b.- Los protones y neutrones los que más se mueven. c.- Los electrones y los protones los que se encuentran en el núcleo del átomo. 4.- Un átomo cargado positivamente se denomina: a.- Anión. b.- Catión. c.- Megatrón. 5.- La carga eléctrica se mide en: a.- Faradios. b.- Culombios. c.- Amperios. 6.- La potencia eléctrica se mide en: a.- Vatios. b.- Julios. c.- Newtons. 7.- La inductancia de una bobina se expresa en: a.- Henrios. b.- Faradios. c.- Ohmios.

Conceptos Basicos.Test de evaluación.

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8.- Un Megaohmio es equivalente a: a.- 10 Ohmios. b.- 1.000.000 Ohmios. c.- 10 Kilohmio. 9.- 30 mA, son equivalente a: a.- 0,30 Amperios. b.- 30.000 µA c.- 0,03 Amperios. 10.- El movimiento de los electrones en una batería se produce desde: a.- El borne positivo al negativo. b.- Es un movimiento aleatorio. c.- El borne negativo al positivo. 11.- El sentido de la corriente eléctrica en una batería, se dibuja desde: a.- El borne positivo al negativo. b.- El borne negativo al positivo c.- Las dos anteriores son válidas. 12.- Si tenemos el generador y el receptor de un circuito unido por los conductores, nuestro circuito se encuentra: a.-Cerrado. b.- Abierto. c.- Averiado. 13.- Una corriente alterna se caracteriza por: a.- El nivel de señal permanece invariable en el tiempo. b.- El nivel de señal varia con el tiempo. c.- El nivel de la señal varia con la temperatura. 14.- Una señal alterna a 50 Hz: a.- Se repite 25 veces en 2 segundos. b.- Se repite 50 veces en 1 minuto. c.- Se repite 50 veces en 1 segundo. 15.- La frecuencia de una corriente continua es: a.- 50 Hz. b.- 75 Hz. c.- 0 Hz

Conceptos Basicos.Test de evaluación.

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16.- Una onda sinusoidal de frecuencia 50 Hz, tiene un período de: a.- 2 ms. b.- 20 ms. c.- 2 m. 17.- La frecuencia se mide en: a.- Hercianos (Hc). b.- Segundos. c.- Hercios (Hz). 18.- La amplitud de una señal se define como: a.- Valor medio de la señal. b.- Diferencia entre los valores máximo y mínimo de la señal. c.- Valor eficaz de la señal. 19.- El valor eficaz de una señal sinusoidal de 200 V pico a pico es: a.- 70,7 V. b.- 141,42 V. c.- 100,74 V. 20.- Matemáticamente se define la ley de Ohm como: a.- I = R/V b.- V = I ⋅R c.- R = I ⋅V 21.- En un circuito inductivo la intensidad: a.- Es muy grande. b.- Está retrasada con respecto V. c.- Está adelantada con respecto a V. 22.- 30 mA son equivalente a: a.- 0,30 A. b.- 30.000 µA c.- 0,03 A 23.- Cual será la reactancia de un inductor de 100 mH a una frecuencia de 1000/π Hz: a.- 100 Ω b.- 200 Ω c.- 400 Ω

Conceptos Basicos.Test de evaluación.

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24.- Las bobinas sometidas a una corriente continua se comportan como: a.- Resistencias. b.- Circuitos abiertos. c.- Cortocircuitos. 25.- Un condensador o capacidad, sometido a una corriente alterna de muy alta frecuencia se comporta como: a.- Una resistencia. b.- Cortocircuito. c.- Circuito abierto. 26.- En un condensador la tensión (V): a.- Se encuentra en fase con 1. b.- Adelanta 1. c.- Se retrasa a 1. 27.- La amplitud pico a pico de una señal alterna sinusoidal es: a.- 2 Vef. b.- Vmáx / √2 c.- 2 Vmáx. 28.- Un circuito R, L, C serie, su comportamiento será: a.- Siempre capacitivo. b.- Siempre inductivo. c.- Variable con la frecuencia. 29.- El rango de frecuencias que contiene una señal, se denomina: a.- Ancho de banda. b.- Frecuencia de oscilación. c.- Espectro. 30.- ¿ Qué es un Gigahercio? a.- 1.000 Megahercios. b.- 1.000.000 Hercios. c.- 1 Hercio de gran amplitud. 31.- Un Watimetro consta de dos circuitos: a.- Amperimétrico y Voltimétrico. b.- De corriente continua y alterna. c.- Resistivo y capacitivo.

Conceptos Basicos.Test de evaluación.

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SOLUCIONARIO TEST DE EVALUACIÓN CONCEPTOS BÁSICOS. 1.- b

15.- c

29.- c

2.- a

16.- b

30.- a

3.- a

17.- c

31.- a

4.- b

18.- b

5.- b

19.- a

6.- a

20.- b

7.- a

21.- b

8.- b

22.- c

9.- b

23.- b

10.-c

24.- c

11.- a

25.- b

12.- a

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13.- b

27.- c

14.- c

28.- c

Conceptos Basicos. Soluciones Test de evaluación

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TEST DE EVALUACIÓN PARTE A 1.- Una frecuencia de 2 Khz corresponde a un periodo: a.- 0,2 ms. b.- 0,5 ms. c.- 2000 ms.

2.- ¿Qué es frecuencia ? a.- Las veces que se repite una onda en un segundo. b.- Las veces que se repite un periodo en un segundo. c.- La velocidad de propagación de una onda en m/s. 3.- Con una onda electromagnética de 3 Mhz tiene una longitud de onda de: a.- 100 m. b.- 1 cm. c.- 1 Km 4.- Una onda en la Banda métrica a que gama de frecuencias corresponde: a.- VHF. b.- UHF. c.- MF. 5.- La señal de vídeo de una señal de televisión esta modulada en: a.- Frecuencia. b.- Amplitud. c.- Ninguna de las dos. 6.- El ancho de banda que ocupa un canal de UHF es. a.- 8 Mhz. b.- 7 Mhz. c.- 5 Mhz. 7.- Distancia entre portadoras de audio y vídeo a.- 8´8 Mhz. b.- 5´5 Mhz. c.- 4´4 Mhz.

Tipo A.Test de evaluación.

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8.- La frecuencia de líneas de una señal de televisión es. a.- 50 Hz. b.- 625 Hz. c.- 15625 Hz.

9.- Las señales de comerciales de radio moduladas en F.M. están entre: a.- 68 a 108 Khz. b.- 88 a 108 Mhz c.- 1605 a 2000 Khz.

10.- El estandar de compresión utilizado en la señal de televisión es. a.- MPG-2. b.- MPG-1. c.- SECAM. 11.- La modulación COFDM utilizada en grandes territorios como España es. a.- COFDM modulada en “QPSK 2K”. b.- COFDM modulada en “QPSK 8K”. c.- COFDM modulada en “QAM 8K” . 12.- La modulación digital terrestres utilizada para televisión es: a.- 64 QAM. b.- QPSK. c.- COFDM. 13.- La modulación digital empleada para televisión satélite es: a.- QAM. b.- F.M. c.- QPSK. 14.- La relación Señal/Ruido de una señal de televisión satélite modulada en QPSK es: a.- 11. b.- 33. c.- 28. 15.- El medidor de Campo se utiliza para: a.- Pedir la intensidad de campo eléctrico en dBmV. b.- Pedir la intensidad de campo magnético en henrios. c.- Pedir la intensidad de la red en voltios.

Tipo A.Test de evaluación.

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16.- El analizador de espectro es un aparato que sirve para medir: a.- Armonícos y frecuencias. b.- Tensiones e intensidades. c.- Ninguna de las anteriores. 17.- La antena receptora convierte la energía electromagnética procedente del transmisor en: a.- Señal eléctrica. b.- Señal de Televisión. c.- Señal magnético-eléctrica. 18.- El equipo de cabeza es el encargado de: a.- Captar la señal entregada por el equipo de cabeza b.- Distribuir la señal entregada por el equipo de cabeza c.- Adaptar la señal entregada por el equipo de cabeza 19.- La capacidad de la antena de concentrar la potencia radiada en una determinada dirección se denomina: a.- Relación delante/atrás. b.- Directividad. c.- Ancho de haz 20.- Los amplificadores los podemos dividir en. a.- Regulables y altenuables. b.- Bandsssa ancha y atenuables. c.- Banda ancha y monocanales. 21.- El montaje típico de una instalación con amplificadores monocanales se denomina: a.- Técnica “Z”. b.- Técnica ensambladora. c.- Técnica modular. 22.- La tensión máxima de salida (según reglamento) del equipo de cabeza para UHF debe ser: a.- 115 dBmicroV . b.- 120 dBmicroV. c.- Depende de las necesidades de la instalación 23.- La atenuación de un derivador puede ser: a.- Atenuación en derivación y en prolongación. b.- Atenuación en derivación y en distribución. c.- Atenuación de paso y en prolongación.

Tipo A.Test de evaluación.

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24.- Una instalación colectiva de TV la podemos dividir en base a: a.- Al sistema de amplificación empleado y al tipo de red de distribución. b.- Al sistema captador y al Equipo de Cabeza. c.- Al Equipo de Cabeza y al sistema de amplificación. 25.- La banda del espectro radioeléctrico utilizado en satélite es: a.- Banda “C” b.- Banda “FI” c.- Banda “KU” 26.- El elemento encargado de recoger, convertir, ampliar y obtener la 1ª F.I. del satélite se denomina: a.- LNB b.- Alimentador c.- Conversor - Polarizador 27.- Las polaridades empleadas en la banda F.S.S. son. a.- Polaridad lineal: Horizontal y Vertical b.- Polaridad lineal: Izquierda y Derecha c.- Polaridad circular: Izquierda y Derecha 28.- Una instalación en F.I. se caracteriza por. a.- Distribuir la señal en una modulación original y en la banda de 950 Mhz-2500 Mhz. b.- Distribuir la señal en QAM y en la banda UHF. c.- Distribuir la señal den QPSK y en la banda “S” 29.- El dispositivo encargado de cambiar la modulación QPSK a modulación QAM en una instalación satélite se denomina: a.- Procesador de F.I. b.- Transmodulador digital adyacente. c.- Transmodulador digital transparente. 30.- La frecuencia del oscilador local de una LNB universal en banda alta es de: a.- 10`6 Ghz. b.- 9`15 Ghz. c.- 8`75 Ghz. 31.- La Red troncal de una instalación de TV por cable la podemos dividir en. a.- Red troncal principal y secundarias. b.- Red primaria, secundaria y terciaria. c.- Red troncal de distribución.

Tipo A.Test de evaluación.

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32.- La línea de transición generalmente utilizada en la red troncal primaria de una Instalación de CATV es: a.- Cable coaxial. b.- Fibra óptica. c.- Cable de pares. 33.- Los principales elementos de un teléfono son: a.- El micrófono y el receptor. b.- El micrófono y el hilo telefónico. c.- El micrófono y el solenoide 34.- La modulación ASK se emplea generalmente. a.- En los módem. b.- En los teléfonos. c.- En los fax. 35.- El puente de Wheatstone se utiliza para: a.- Medir la tensión. b.- Para medir la resistencia y aislamiento de un par. c.- Para medir la intensidad de un par. 36.- La banda de frecuencia utilizada en los sistemas LMOS son: a.- La comprendida entre los 24`5 y 26`5 Ghz. b.- La comprendida entre los 850 y los 25000 Mhz. c.- La comprendida entre los 126 y los 12`75 Ghz. 37.- El Recinto de instalaciones Modular de empleará en una I.C.T. siempre y cuando tengamos: a.- 25 o menos de 25 viviendas. b.- Más de 30 viviendas. c.- Más de 10 viviendas. 38.- El registro secundario de 55 x 100 x 15 se empleará: a.- Siempre que tengamos 2 viviendas por planta. b.- Siempre que tengamos más de 10 viviendas por planta. c.- Siempre que tengamos más de 2 viviendas por planta. 39.- La previsión de la demanda para el cálculo de los pares necesarios en una instalación de ICT será: a.- 1,5 por el número de pares. b.- 1,4 por el número de pares. c.- El doble de los pares a utilizar.

Tipo A.Test de evaluación.

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40.- El cálculo de los tubos para TLCA será: a.- De 2 tubos cada 10 viviendas o fracción b.- De 4 tubos cada 16 viviendas o fracción. c.- De 2 tubos cada 8 viviendas o fracción. 41.- El diámetro del tubo de la canalización principal de una I.C.T. deberá ser como mínimo de. a.- 40 mm. b.- 60 mm. c.- 20 mm. 42.- El tubo empleado en la canalización principal deberá ser de: a.- Rígido y de PVC. b.- Flexible y corrugado c.- Se puede emplear el que se quiera.

Tipo A.Test de evaluación.

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SOLUCIONARIO TEST DE EVALUACIÓN PARTE A. 1.- b

15.- a

29.- c

2.- a

16.- a

30.-a

3.- a

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42.- a

Tipo A.Sosluciones Test de evaluación.

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TEST DE EVALUACIÓN PARTE B 1.-Los tres tipos de teléfonos, según sea su proceso de marcación y señalización son: a.- Analógico y digital b.- Decádico, multifrecuencia y digital c.- Digital, por tonos y multifrecuencia

2.- El - tráfico telefónico - se define como: a.- El flujo de mensajes que pasa a través de un sistema de telecomunicaciones, con independencia de que las llamadas se completen o no. b.- El flujo de llamadas que pasan a través de una centralita, una vez se realice la conexión.

c.- El flujo de mensajes que pasa a través de un sistema de telecomunicaciones, con la obligación de terminar la llamada. 3.- Un erlang es equivalente a.- A una llamada que dure una hora completa . b.- A una llamada que se realiza con una centralita. c.- A una llamada a tres. 4.- ¿Cómo puede definirse la señalización en una red de conmutación? a.- Los medios utilizados para que los bits de información no se choquen entre sí. b.- El intercambio de información entre los elementos que constituyen una red de conmutación. c.- El intercambio de claves de acceso de los distintos elementos que constituyen una red de conmutación. 5.- El ancho de banda de una red telefónica es de: a.- 4 KiloHerzios b.- 3100 Herzios c.- 3100 bit/seg. 6.- La palabra Módem viene de. a.- MOdulador - DEModulador b.- MOderno – DEMoledor c.- MODerno – EMpaquetador

Parte B: Test de evaluación.

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7.- La transmisión en modo Semi-duplex consiste en: a.- El sentido de información es en ambos sentidos pero no simultáneamente. b.- El sentido sólo se produce en un sentido. c.- El sentido de información se produce en ambos sentidos simultáneamente.

8.- Un módem consta de a.- Modulador , amplificador y receptor. b.- Fuente de alimentación, transmisor y receptor. c.- Demodulador, tarjeta de sonido y altavoz.

9.- En la transmisión síncrona : a.- El emisor sincroniza el encendido con el receptor

b.- Todas las señales están referenciadas a una señal patrón (reloj) c.- La señal se transmite mediante una señal de referencia 10.- Un byte es equivalente a: a.- 16 bits b.- 1 bit con una duración superior c.- 8 bits 11.- Un modulador convierte a.- La informacion binaria en señal analógica b.- La señal analógica en información binaria c.- La información de la señal en digital y después en analógica. 12.-Un protocolo de comunicaciones es a.- El conjunto de reglas que establecen la forma en que se inicia, ejecuta y finaliza una transmisión

b.- La distancia que separa el emisor del receptor. c.- El numero de bits que son rechazados en una transmisión. 13.- El modem interno se conecta a: a.- El puerto serie del ordenador. b.- A un slot libre del PC. c.- En paralelo con la tarjeta de sonido, para mejorar las comunicaciones. 14.- Las siglas RDSI significan a.- Red Digital de Sistemas Integrados b.- Red Digital de Servicios de la Informción c.- Red Digital de Servicios Integrados

Parte B: Test de evaluación.

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15.- La red telefónica actualmente sólo puede transmitir datos como máximo sin comprimir a:

a.- 28.800 Kbits/s. b.- 28.800 Mbits/s c.- 28.800 Bits/s

16.-La velocidad de transmisión de la linea RDSI es como mínimo de: a.- 64 Kbits/min b.- 64.000 bit/s c.- 64 Kbytes/s

17.- ¿En la transmisión digital que tipo de onda es la señal portadora? a.- onda cuadrada b.- onda cero c.- onda senoidal 18.- ¿De qué tipo de modulación estamos hablando si al transmitir una señal, mantenemos constante la amplitud y la fase de la señal portadora, y modificamos la frecuencia? a.- modulación en amplitud y fase b.- modulación en frecuencia c.- modulación en cuadratura con desfase de la señal portadora. 19.- ¿Cuál de las tres afirmaciones es correcta? a.- El número de señales por segundo que transmite el módem se conoce con el nombre de baudio. b.- El número de segundos que tarda en transmitirse una señal por el módem se le conoce con el nombre de baudio c.- El número de bits/s que transmite un módem se le conoce con el nombre de baudio 20.- EL número de bits por baudios empleados en la modulación multiplicados por la velocidad de modulación nos da: a.- Aceleración de la transmisión serie en bps2 b.- Velocidad de transmisión serie en bps. c.- Tensión eficaz de la señal portadora. 21.- La técnica de transmisión mediante la cual ambos módems utilizan las mismas frecuencias portadoras para modular los datos a transmitir se denomina: a.- Sincronización de la señal portadora. b.- Cancelación de eco. c.- Supresión de la señal discordante.

Parte B: Test de evaluación.

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22.- La técnica de compresión consiste en : a.- El módem emisor, comprime la información procedente del ordenador antes de modularla. b.- El módem receptor comprime la información procedente del emisor después de modularla. c.- El módem emisor descomprime la información procedente del ordenador después de modularla. 23.- ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? a.- Para medir la velocidad de transmisión utilizaremos un VELOCIMETRO b.- El ancho de banda de un canal de transmisión se medirá mediante un Caudalímetro ultrasónico. c.- El valor eficaz de la señal portadora se medirá con un Voltímetro. 24 ¿Cuál será la velocidad de transmisión serie si la velocidad de modulación es de 2400 baudios y número de bits por baudios empleados en la modulación es de 4.? a.- 600 bps. b.- 9.600 bps. c.- No existe ningún canal que alcance 2400 baudios. 25.- ¿Se pueden conectar módem de distintos fabricantes? a.- Sí, siempre.. b.- No, ambos deben de ser del mismo fabricante. c.- Sí, pero cuando la codificación y la frecuencia es la misma. 26.- ¿Los módem de banda base realizan modulación? a.- Por supuesto, todos los módem realizan modulación. b.- No, ya que se utilizan en comunicaciones donde no existe limitación de ancho de banda. c.- Sólo utilizan la modulación en frecuencia. 27.- ¿ En qué consiste la técnica de multiplexación? a.- Consiste en aumentar el ancho de banda y disminuir la frecuencia. b.- Consiste en empaquetar los bits de envío en tramas multimodo. c.- Consiste en compartir el canal físico de comunicaciones por varios circuitos lógicos. 28.- Si queremos transmitir datos entre dos puntos, qué es lo que será imprescindible. a.- Un módem, una linea telefónica y estar al corriente de pago. b.- Una pareja de módem y una linea telefónica. c.- Dos PC´s, una línea telefónica y un Módem.

Parte B: Test de evaluación.

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29.- ¿Cuál de las siguientes técnicas de multiplexación no es correcta? a.- Multiplexación por división en frecuencia. b.- Multiplexación por división en el tiempo c.- Multiplexación por división en el espacio. 30.- Si en una línea telefónica transmitimos señales inferiores a 300 Hz y superiores a 3400 Hz, ¿Llegarán a su destino? a.- Las superiores a 3400 Hz sí, pero las inferiores a 300 Hz no. b.- Las superiores a 3400 Hz no, pero las inferiores a 300 Hz sí. c.- Las superiores a 3400 Hz no, y las inferiores a 300 Hz tampoco. 31.- ¿La capacidad de una canal de comunicación está limitado por el ancho de banda? a.- Si. b.- No, normalmente está limitado por la longitud del cable. c.- A veces sí y a veces no. 32.- ¿Qué es un GigaHerzio? a.- 1.000 MegaHerzios. b.- 1.000.000 Herzios. c.- 1 Herzio más grande de lo normal 33.- Si decimos que un canal de comunicaciones es de 64 Kbits/s, ¿De qué estamos hablando? a.- Velocidad de transmisión. b.- Ancho de banda del canal. c.- Tiempo que tarda en estar operativo un canal, después de enviar la señal. 34.- ¿Qué te sugiere las iniciales PABX? a.- Una módem digital. b.- Una centralita telefónica. c.- Tarjeta de comunicaciones RDSI, de última generación. 35.- ¿Qué es la fibra óptica? a.- Un medio de transmisión. b.- Es un canal de televisión c.- Es un enlace óptico. 36.- ¿Qué significan las siglas RTB? a.- Red Transporte de Barcelona. b.- Red Telefónica Básica. c.- Red Telefónica de Barcelona.

Parte B: Test de evaluación.

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37.- ¿Qué es una Central Primaria? a.- Es la Central a la que se conectan las centrales locales. b.- Es la primera Central que se creó. c.- Es la Central a la que se conectan las centrales secundarias. 38.- ¿Qué es un circuito de enlace directo, en una conexión de centrales? a.- Son los pares de hilos telefónicos que tenemos en las casas. b.- Es la conexión entre centrales locales. c.- Son líneas dedicadas. 39.- ¿De qué se encarga un Nodo de comunicación? a.- De gestionar las conexiones para que se establezca la comunicación entre dos terminales. b.- De entretenernos antes del comienzo de una película. c.- De transmitir las señales por la red telefónica. 40.- Un cable coaxial está formado por: a.- Es una manguera de 2x1mm2 que se utiliza en Redes Locales. b.- Dos conductores paralelos con tecnología coaxial. c.- Dos conductores concéntricos separados por un aislante.

Parte B: Test de evaluación.

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SOLUCIONARIO TEST DE EVALUACIÓN PARTE B. 1.- b

15.- c

29.- c

2.- a

16.- b

30.-c

3.- a

17.- c

31.-a

4.- b

18.- b

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26.- b

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14.- c

28.- b

Parte B: Soluciones Test de evaluación.

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TEST DE EVALUACIÓN PARTE C. 1.- La presión acústica puede ser transformada en señal eléctrica mediante: a.- Un osciloscopio. b.- Un presostato. c.- Un micrófono. 2.- El sonido puede considerarse a.- Como fenómeno fisiológico. b.- Como fenómeno físico y fisiológico. c.- Ninguna de las anteriores es correcta. 3.- El receptor y analizador espectral de sonido humano es: a.- La laringe. b.- Las cuerdas vocales. c.- La relación entre la señal de audio y la señal de sonido. 4.- La relación señal ruido nos indica: a.- La señal que no interesa amplificar. b.- La diferencia de niveles entre la señal y el ruido presente. c.- La relación entre la señal de audio y la señal de sonido. 5.- ¿Es lo mismo el timbre que el tono de una señal musical?. a.- No. b.- Sí, pero con distinta frecuencia. c.- Sí, pero con distinta amplitud. 6.- Un sonómetro es: a.- Un instrumento para medir niveles de sonido. b.- Un instrumento para medir frecuencias. c.- Un instrumento para medir espectro. 7.- Los materiales absorventes desde el punto de vista del sonido son aquellos que: a.- Absorben energía eléctrica. b.- Absorben energía sonora. c.- Ninguna de las anteriores es correcta. 8.- Un micrófono es un traductor: a.- Electromecánico. b.- Electromagnético. c.- Electroacústico.

Parte C. Test de evaluación.

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9.- La impedancia interna de un micrófono se presenta como: a.- Una resistencia en paralelo. b.- Una resistencia en serie. c.- Una impedancia en serie. 10.- ¿Qué se entiende por Poping?. a.- Un efecto provocado por el viento. b.- Un efecto `provocado por al humedad. c.- Un efecto al pronunciar las consonantes labiales. 11.- El principio de funcionamiento de un micrófono de bobina es: a.- Magnetoelectrónico. b.- Electromagnético. c.- Piezoeléctrico. 12.- Un micrófono electret necesita para su funcionamiento: a.- Una polarización con una pila o fuente de alimentación. b.- Un condesador de filtro. c.- Una resistencia de carga. 13.- El micrófono inalambrico consiste en: a.- Un emisor de FM. b.- Un receptor de AM. c.- Un emisor y un receptor de FM. 14.- Un cable de tipo balanceado, ¿Puede conectarse a un micrófono?. a.- Sí, cuando el conector sea CANON DIN. b.- Sí, cuando el conector se JAK 6,5 mm. c.- Las dos respuestas anteriores son correctas. 15.- Un “motor” en acústica es una parte de: a.- Amplificador. b.- Altavoz. c.- Cinta magnética. 16.- El diafragma de un altavoz es utilizado para: a.- Elemento para convertir energía eléctrica en mecánica. b.- Elemento par a convertir energía mecánica en eléctrica. c.- Elemento para convertir energía mecánica en acústica.

Parte C. Test de evaluación.

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17.- Los conocidos niveles de señal de línea de micro, ¿poseen el mismo valor?. a.- Si. b.- No. c.- Sí, si el equipo es profesional. 18.- El campo “HI-FI” pertenece a: a.- Equipos comerciales. b.- Equipos profesionales. c.- Equipos infantiles. 19.- ¿Es lo mismo conexión asimétrica qué balnceada entre equipos de sonido?. a.,- Sí, si se utiliza el mismo cable. b.- Sí, si se utiliza el cable adecuado para cada conexión. c.- No. 20.- En un sistema de recepción estereo, desde el punto de vista de conexión de altavoces: a.- Deben realizarse respetando la polaridad. b.- Deben realizarse respetando la funcionalidad del equipo. c.- Deben realizarse según el libro del servicio técnico. 21.- Un Compresor es: a.- Un tipo de ecualizador. b.- Un tipo de control de tono. c.- Un tipo de procesador de dinámica. 22.- La mesa de mezcla es un dispositivo: a.- Intermedio en un equipo de sonido. b.- Traductor de un equipo de sonido. c.- Emisor de sonido. 23.- Queremos conectar cinco etapas de potencia de 1500 W para sonorizar un escenario, ¿cómo deberá realizarse dicha conexión?. a.- Conectándolas en paralelo con la salida de la mesa de mezcla. b.- Conectándolas en serie con la salida de la mesa de mezcla. c.- Mediante un divisor de frecuencia con cino salidas, preseleccionadas 24.- El bus de una mesa de mezcla es: a.- Un sistema de comunicación entre las entradas y salidas. b.- Las mesas de mezcla no tienen bus. c.- Un sistema de comunicación de extensiones.

Parte C. Test de evaluación.

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25.- Las señales R y L son: a.- Diferentes altavoces de un equipo. b.- Señales que componen un sistema stereo, izquierda-derechac.- conexiones de los filtros pasivos que corresponden a bajos y altos.

Parte C. Test de evaluación.

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SOLUCIONARIO DE EVALUACIÓN PARTE C 1.- c

14.- c

2.- b

15.- b

3.- c

16.- c

4.- b

17.- b

5.- a

18.- a

6.- a

19.- c

7.- c

20.- a

8.- c

21.- c

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11.- a

24.- a

12.- a

25.- b

13.- c

Parte C. Soluciones Test de evaluación.

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