Ministerio de Educación

Indice1. Introducción 2. Televisión analógica vs. Televisión digital 3. Historia de la televisión satelital 4. Televisión satelital 5. Satélite 6. Planificación de las radiocomunicaciones 7. Bibliografía

1. Introducción

El ser humano siempre en busca del desarrollo de su calidad de vida está evolucionando e inventando nuevas herramientas que le ayuden con este propósito. Las personas en general pasan desde horas, hasta días en su hogar descansando y viendo televisión, es por ello que este es un importante centro de estudio y desarrollo con el objetivo de mejorar y ampliar el rango de acción y efecto de la televisión. Desde sus inicios (televisión blanco y negro) hasta sus más recientes innovaciones:

• La digitalización de la señal para su posterior compresión pudiendo así utilizar mejor el espectro radio eléctrico, esto se traduce en más canales televisivos en el mismo ancho de banda.
• Nuevas formas de acceso al usuario; dentro de las cuales se pueden mencionar el cable coaxial y la fibra óptica, las cuales conforman las redes híbridas fibra–coaxial y por otro lado, en los medios no guiados se llega al extremo de los satélites, los cuales, debido al gran ancho de banda que poseen, tienen la capacidad no solo de transmitir un gran número de canales de televisión digitalizada (mayor calidad de vídeo y de sonido), sino también de implementar la televisión interactiva, la cual basa su funcionamiento en la navegación en Internet para la adquisición de Video on Demand (VoD), compras en línea y un sin fin de capacidades que acaban en el mismo sitio donde termina la capacidad de Internet con su comercio electrónico, por ende no tienen nada que envidiarle a las aplicaciones que corren sobre PC’s para la compra en línea a través de Internet.

Nuestro objetivo en este trabajo, más allá de narrar la historia de la televisión desde sus inicios, es estudiar esta nueva plataforma de televisión que va más allá de los medios guiados (coaxial y/o fibra), dicha plataforma es la futurista técnica de acceso de "última milla": Televisión Satelital, incluyendo sus normativas, nuevos servicios a implementar sobre esta plataforma y desarrollo sobre la región de América.

2. Televisión analógica vs. Televisión digital

El principal problema de la televisión analógica es que no saca partido al hecho de que en la mayoría de los casos, las señales de vídeo varían muy poco al pasar de un elemento de imagen (píxel) a los contiguos, o por lo menos existe una dependencia entre ellos. En pocas palabras, se derrocha espectro electromagnético, además de que al crecer el número de estaciones transmisoras, la interferencia pasa a convertirse en un grave problema. En la televisión analógica, los parámetros de la imagen y del sonido se representan por las magnitudes analógicas de una señal eléctrica, por tanto su transporte hasta los hogares ocupa muchos recursos. En el mundo digital esos parámetros se representan por números; en un sistema de base dos, es decir, usando únicamente los dígitos "1" y "0". El proceso de digitalización de una señal analógica lo realiza el conversor analógico/digital. Esta representación, numérica en bits, permite someter la señal de televisión a procesos muy complejos, sin degradación de calidad, que ofrecen múltiples ventajas y abren un abanico de posibilidades de nuevos servicios en el hogar. Sin embargo, la señal de televisión digital ofrecida directamente por el conversor analógico/digital contiene una gran cantidad de bits que no hacen viable su transporte y almacenamiento sin un consumo excesivo de recursos. La cantidad de bits que genera el proceso de digitalización de una señal de televisión es tan alto que necesita mucha capacidad de almacenamiento y de recursos para su transporte. Ejemplos de la cantidad de bits que genera la digitalización de 3 diferentes formatos de televisión:

• En formato convencional (4:3) una imagen digital de televisión está formada por 720×576 puntos (pixel). Almacenar esta imagen requiere de 1 Mbyte. Transmitir un segundo estas imágenes continuas, requiere una velocidad de transmisión de 170 Mbits/s.
• En formato panorámico (16:9) una imagen digital de televisión está formada por 960x 576 puntos (pixel): requiere un 30% más de capacidad que el formato 4:3
• En formato alta definición la imagen digital de televisión consiste en 1920 x1080 puntos (pixel). Almacenar esta imagen requiere más de 4 Mbyte. Transmitir un segundo de imágenes continuas, requiere una velocidad de transmisión de 1Gbit/s.

Afortunadamente, las señales de televisión tienen más información de la que el ojo humano necesita para percibir correctamente una imagen. Es decir, tienen una redundancia considerable, la cual es explotada por las técnicas de compresión digital, para reducir la cantidad de "números" generados en la digitalización hasta unos niveles adecuados que permiten su transporte con una gran calidad y economía de recursos. Estas y otras técnicas han sido los factores que han impulsado definitivamente el desarrollo de la Televisión Digital, permitiendo el almacenamiento y transporte de la señal de televisión con un mínimo uso de recursos. La televisión digital posee múltiples ventajas, tales como:

• Resolución igual o mejor que una película de 35 mm. La televisión analógica convencional tiene una resolución inferior a una película de 16 mm. Esa baja resolución se puede apreciar en la televisión analógica convencional cuando se usan pantallas grandes o proyectores de TV.
• Libre de perturbaciones o ecos. La televisión analógica convencional, cuando se recibe por antena, está sujeta a ecos que se manifiestan como señales superpuestas, con variaciones de color. Estos ecos son debidos a reflexiones de propagación de la señal. Este fenómeno pasa casi inadvertido en la televisión por cable, ya que la señal es guiada por el mismo y no existen posibilidades de reflexión, salvo en el caso de desadaptación de impedancias entre el cable y el receptor.
• Calidad de sonido digital semejante a los CD’s. La televisión convencional modula el video en amplitud y el audio en FM. La diferencia en calidad de sonido en la televisión digital es la misma que la que existe en una estación de audio en FM y la que se obtiene en un amplificador de alta fidelidad con un disco compacto (CD).
• Soporta hasta 16 canales de audio digitales. Con lo cual pueden obtenerse efectos semejantes a los cinematográficos "sensoround". Permite también transmitir programas en varios idiomas.
• Presenta mayor inmunidad contra interferencias y distorsión. Una señal digital es prácticamente inmune a las interferencias y no está sujeta a distorsión.
• Requiere menor potencia de transmisión para cubrir una zona de servicio. La televisión analógica necesita mayor potencia de transmisión para la misma zona de servicio.
• Posee mayor eficiencia en el uso del espectro. El espectro radio eléctrico es un recurso escaso, la televisión digital permite la utilización de redes de frecuencia única, que en la misma frecuencia pueden cubrir áreas de servicio diferentes.
• Ideal para el uso de compresión digital y emisiones multiprograma, con lo cual se pueden acomodar más de cuatro señales de televisión digital en el mismo ancho de banda de una señal analógica. Por ejemplo: la compresión según el sistema MPEG consiste en no enviar las imágenes completas, sino sólo los cambios entre dichas imágenes. El resultado es que se necesitan muchos menos datos para actualizar una imagen. Los datos comprimidos de vídeo, audio y otros se multiplexan formando una sola sucesión de bits. Esta sucesión de bits modula una señal que se transmite por radiodifusión terrestre.

Se presentan dos sistemas de transmisión: NTSC: National Television System Commitee. – Características principales:

1. La señal Y se trasmite por modulación de amplitud con banda lateral vestigial, sobre una portadora de R.F. correspondiente al canal utilizado.
2. La modulación de la croma es en cuadratura, Cb (diferencia al azul) modula en amplitud a una subportadora de valor fsp=3.58MHz y Cr (diferencia al rojo) modula la misma portadora, pero tras haber sido adelantada en 90 grados y colocados en los ejes I y Q, 33 y 123 grados respectivamente.
3. La señal de prueba es una señal constitutiva de 8 barras verticales adyacentes que presenta los 3 colores primarios (rojo, verde y azul), sus respectivos complementarios (cían, púrpura y amarillo) y además el blanco y el negro. La suelen trasmitir las emisoras previo al comienzo de la programación y sirve al usuario para corregir si es necesario los matices de su receptor. El arreglo de colores no es arbitrario, sino empieza por el de mayor luminancia (el blanco) y termina en el extremo derecho con el negro (luminancia nula). Por lo tanto, la secuencia de colores es: blanco, amarillo, cían, verde, magenta, rojo, azul y negro.
4. La frecuencia exacta de la subportadora es fsp=3.579545MHz y el burst se trasmite con fase de 180 grados.
5. La señal C debe ir incluida dentro del canal asignado, pero sin interferir en lo posible a la señal Y.
6. El sistema NTSC adolece de gran inconveniente frente a corrimientos de fase en el trayecto entre emisor y receptor. El receptor NTSC dispone de un control manual al alcance del usuario, que neutraliza este efecto, para lo cual se toma como referencia el color de la piel humana.

PAL: Phase Alternation Line. – Características principales:

1. Este sistema conserva la modulación en cuadratura, pero con los ejes Cb y Cr, asignándole a ambos igual ancho de banda.

1. La fase del producto de modulación cambia de línea a línea en 180 grados, teniéndose así una línea llamada NTSC y la siguiente llamada PAL con fase de 180 grados.
2. El burst se trasmite con fase de 135 grados durante las líneas NTSC y de 225 grados durante las líneas PAL.
3. Confía al propio ojo humano el corregir errores de fase por integración de la imagen, para errores de fase de hasta unos 5 grados. Se parte de la premisa que el contenido de color de 2 líneas consecutivas es prácticamente el mismo. (PAL Simple)
4. En vez de que el ojo integre y corrija, lo hace un circuito, para lo cual es necesario almacenar una línea. (PAL-N)
5. La frecuencia de subportadora original; es de 4.43MHz en sistema PAL Simple y en PAL-N es de 3.58MHz.
6. La señal de vídeo se trasmite por el método de modulación de amplitud con polaridad negativa (máximo brillo corresponde a la mínima amplitud de portadora) y banda lateral vestigial para mayor estabilidad de sincronismo (máxima energía de la portadora) en zonas de recepción pobre.
7. Anchura de banda nominal del canal radio eléctrico: 6MHz.
8. Separación de la portadora de sonido respecto de la de imagen: +4.5MHz.
9. El sonido se trasmite por medio de una portadora independiente de la de imagen. Se emplea para el audio el método de modulación de frecuencia, denominado internacionalmente como F3.

Estándares digitales: DVB: Digital Video Broadcasting. Norma Europea – Características principales:

1. Ancho de banda por canal de 8MHz.
2. Modulación COFDM (Multicanalización por división de frecuencia ortogonal codificada) con mapeo QPSK o QAM.
3. Utiliza estándares de compresión MPEG-2 para video y Musicam para audio.
4. Relación de aspecto 4:3 para televisión de definición estándar (SDTV) y 16:9 para televisión de alta definición (HDTV).
5. Resolución de 1152 líneas verticales y 1920 píxeles horizontal.

ATSC: Advanced Television System Comitee. Norma Americana.

• Características principales:

1. Ancho de banda por canal de 6MHz.
2. Modulación 8-VSB ó 16-VSB.
3. Utiliza estándares de compresión MPEG-2 (Vídeo) y Dolby AC-3 (Audio).
4. Relación de aspecto 4:3 para televisión de definición estándar (SDTV) y 16:9 para televisión de alta definición (HDTV).
5. Resolución de 1080 líneas verticales y 1920 píxeles horizontal.

Las transmisiones de televisión digital, al igual que las de televisión analógica convencional, pueden llegar al receptor por tres medios diferentes: por transmisores ubicados en la tierra (televisión terrenal), por transmisores ubicados en satélites (televisión directa por satélite) o por cables físicos que pueden ser coaxiales o de fibra óptica (televisión por cable). Con la colocación en los últimos años de los diferentes satélites en órbita, se ha producido un espectacular avance de la televisión por satélite. Cada día es más común la imagen de las antenas parabólicas en los tejados de las casas, siendo su misión recoger la señal que les envían los satélites desde el espacio.

3. Historia de la televisión satelital

En 1983, se había aprobado la Planificación del Servicio de Radiodifusión por Satélite, para la Región Américas, en la Conferencia Administrativa Regional de Radiocomunicaciones realizada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). En dicha conferencia se aprobaron posiciones orbitales geoestacionarias y frecuencias en la banda Ku (12-14 GHz) para todos los países de nuestro continente. Dicha planificación se encuentra vigente a la fecha. En la década de los 80, Japón, Estados Unidos y la Unión Europea desarrollaron Sistemas de Televisión de Alta Definición (TVAD o en inglés HDTV) con normas no compatibles entre sí, impulsadas principalmente por las industrias electrónicas de dichos países, interesadas en capturar un importante mercado. Se efectuaron algunas transmisiones experimentales, algunas de ellas utilizando satélites de radiodifusión directa, como el BS-2A del Japón que inició transmisiones experimentales en 1984. La UIT realizó varios esfuerzos para tratar de lograr una norma de carácter mundial y así fue como en 1985 el Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones de la UIT aprobó una Propuesta de Recomendación sobre la norma para el estudio de la televisión de alta definición (TVDA). Luego de doce años de estudios y de conflictos de intereses entre las industria de los países participantes se aprobó en abril de 1997 una Norma Mundial para TVDA. Al iniciarse dichos estudios los avances de la tecnología digital eran aún incipientes. Recordemos que en 1985 se estaban introduciendo el servicio de facsímil y las primeras computadoras personales. No existían redes digitales de telecomunicaciones y las transmisiones por satélite eran analógicas. Tampoco existían sistemas de transmisión de fibra óptica ni cables submarinos de fibra. El concepto de multimedia era discutido sólo a nivel académico. Las redes de Internet utilizaban una tecnología anticuada y cara, y sólo estaban disponibles en organismos de gobierno y en algunas universidades norteamericanas. En la década de los noventas la tecnología digital tuvo un explosivo desarrollo, tanto en los sistemas de comunicación y transmisión de telecomunicaciones como en la informática. El desarrollo de microprocesadores cada vez de mayor capacidad y velocidad así como de costos cada vez menores, produjeron una revolución que sorprendió a los analistas más optimistas.

4. Televisión satelital

Este es un servicio conocido internacionalmente como Direct to Home TV, el cual consiste en llevar un paquete de señales tanto de televisión como de audio a un satélite, desde el cual son bajadas directamente al hogar del abonado. Para esto, el usuario debe tener una serie de equipos y accesorios que le permitirán dar salida a esas señales, generalmente digitales, por el aparato analógico de televisión que comúnmente se encuentra en nuestros hogares.

Transmisión digital satelital de la televisión La TV digital es toda una revolución tecnológica en países europeos, EEUU y Canadá. Permite el uso de una sola línea o conexión satelital para transmitir cientos de canales digitales. Esto es posible gracias a que la transmisión digital no necesita ser decodificada simultáneamente como son aquellas transmitidas en forma análoga. Por el contrario, por cada minuto de recepción de un partido de fútbol, en el sistema normal, pueden ser recibidos más de cien partidos en forma digital. O por ponerlo de otra manera, la tecnología digital satelital permite que en un minuto de transmisión puedan recibirse más de doscientas horas de programación de vídeo, o unos cientos de miles de horas de audio, con la misma calidad que un disco compacto (CD), o un disco de vídeo láser. La compresión, transmisión y recepción digital aprovecha mucho mejor una banda normal satelital (8.1 MHz), haciendo pasar cientos de canales por donde antes sólo pasaba uno. Nadie puede percibir todo este cúmulo de información, pero sí podemos seleccionar lo que queremos ver o guardarlo en forma digital en un disquete o en algún otro soporte de bits. Es aquí donde radica la verdadera diferencia entre lo digital y lo análogo. Llegará un día no muy lejano en el que la televisión, los vídeos, la radio, el periódico y otras tantas formas de comunicación más, viajen vía satélite y sean accedidas ya no por medio de un decodificador o un aparato de TV, o un vídeo, sino por un computador personal (que siempre ha trabajado a base y con estándares digitales). En otras palabras, será posible (ya lo es, de forma incipiente) acceder por medio del computador personal y a través de Internet o el satélite a todo tipo de medios de comunicación, con el beneficio de que podemos seleccionar, editar y conservar, en soportes casi indestructibles y de alta resolución, la información que deseemos.

Cómo se transmite la información

La televisión directa por satélite (TDS) ha experimentado un gran avance en la última década. Cada sistema nacional de televisión por satélite llega a telespectadores que viven fuera de las fronteras del país emisor. Para producir una emisión por satélite tenemos que situar la estación de tierra de emisión en un lugar accesible para la señal procedente del centro de producción de programas. Dicha estación está equipada con una antena de grandes dimensiones y que establece el enlace ascendente con el satélite. Después, la señal que recibe el satélite se retransmite hacia el país por una antena adecuada y con unas características, frecuencia y potencia, que han sido previamente planificadas. Esta es la señal que después van a recibir los receptores situados en tierra, bien sea un usuario individual o una comunidad. Un sistema de televisión vía satélite está formado básicamente por tres partes: la estación emisora, el satélite y la estación receptora.

Estación Emisora En esta estación se encuentra la antena de emisión y el transmisor. La potencia que se emite desde la estación de tierra es alta, del orden de los kW; así, la señal captada por la parábola del satélite, será lo suficientemente buena como para que no se introduzca ni distorsión ni ruido en esta parte del trayecto donde la señal es ascendente. La antena de emisión es una parabólica cuyas dimensiones dependen de la potencia que queramos emitir. Esta antena también tiene que recibir las señales que le envía el satélite para su posicionamiento y seguimiento, que son señales bastante débiles. Estas señales sólo son captadas por la estación emisora y no por la estación receptora. Con ellas, la antena parabólica de emisión se puede orientar hacia el satélite con una mayor precisión.

Las señales que vamos a emitir se generan en un estudio de televisión. La estación emisora puede encontrarse junto al estudio de televisión o no. Si se encuentran juntos, van a estar conectados por cable ya que las distancias son muy cortas. La señal compuesta por vídeo y audio va a pasar directamente al modulador y después al transmisor para, posteriormente, ser radiada por la antena hacia el satélite. Pero, normalmente, no se encuentran en el mismo sitio, ya que los estudios de televisión suelen estar en las grandes ciudades mientras que las estaciones emisoras se suelen situar en sitios tranquilos donde no puedan perturbarse las emisiones y recepciones con ruidos exteriores. En este caso, al estar a una distancia de incluso kilómetros, ya no se pueden conectar por cable por lo que se utiliza un enlace radio eléctrico entre la estación emisora y los estudios. Suelen emplearse las frecuencias de microondas para este tipo de enlaces ya que usando las frecuencias de microondas a estas distancias, vamos a obtener una calidad alta debido al gran ancho de banda de transmisión. En la estación emisora se necesitan instalaciones complementarias, como estaciones de telemando y telemedida, para poder enviar comandos desde la Tierra y situar al satélite en su órbita adecuada. Cuando realizamos una comunicación por satélite, normalmente, se pueden enviar hasta cuatro canales de vídeo con un ancho aproximado por canal de 27 MHz. Una forma que tenemos para enviar un mayor número de canales sin salirnos de la banda permitida es polarizando las señales, con una diferencia entre los ángulos de ambas ondas de 90 grados, para poder emitir dos canales en un mismo ancho de banda, sin que haya ningún tipo de problema a la hora de demodular las señales. La única condición es que el receptor sea capaz de discriminar la polarización vertical de la horizontal.

Como hemos dicho, la estación emisora está unida a los estudios de televisión que proporcionan la información que deseamos transmitir, bien físicamente con un cable o, si la distancia no lo permite, a través de un enlace radio eléctrico usando la frecuencia de las microondas. La información llega a la estación emisora por uno de los dos medios antes citados, y a la salida del enlace vamos a tener la información de vídeo y audio ya moduladas y preparadas para formar la señal que deseamos transmitir. Vamos a tener dos tipos de cadena de modulación, ya que, como hemos dicho antes, los tipos de polarización van a ser dos. En el satélite se van a transmitir diferentes emisoras, y cada una de ellas va a entrar en un modulador independiente. En estos moduladores, la señal que les llega va a ser utilizada para modular en frecuencia a una portadora cuyo valor suele estar alrededor de 70 MHz. Las señales moduladas sobre estas portadoras son las que luego se van a mandar. Todas las señales moduladas van a pasar por un "limitador" para eliminar las variaciones en amplitud que se hayan podido producir.

Como nos podemos imaginar, si mezclásemos todos estos canales antes de enviarlos sería casi imposible su demodulación y la obtención correcta de la información que queremos transmitir, por eso es necesario multiplexarlos en frecuencia (MDF) antes de que salgan de la estación emisora. Multiplexar en frecuencia consiste en dar a cada canal una banda determinada, que se caracteriza por la frecuencia central y el ancho de banda que tiene. Cada canal va a estar separado del siguiente, dejando una banda libre para que no puedan solaparse los espectros de los diferentes canales. A la hora de demultiplexarlo, es suficiente con poner un filtro pasa-banda para poder separar cada canal. Cuando la señal sale del multiplexador tiene una frecuencia inferior a 3GHz. Para poder emitirla al satélite hay que mezclar esta señal con una generada por un oscilador. Al sumar estas dos señales, todo el espectro se va a trasladar a una banda de frecuencias mucho más alta y que ya puede ser trasmitida hasta el satélite. Después de mezclar, las ondas van sobre "guía – ondas", pasan por ecualizadores preparados para corregir las señales y luego por dos amplificadores cuya salida está conectada al control de polarización de la antena que es parabólica. Dentro de las antenas que van a emitir la señal podemos hacer una diferenciación según el número de reflectores parabólicos que tengan. Pueden tener uno o dos. En el primer tipo tenemos un reflector parabólico, en cuyo foco se sitúa una antena de bocina enfocada hacia el reflector. En este tipo de antenas se pueden producir atenuaciones debido a que la señal tiene que llegar a la bocina por medio de una guía, y, si las dimensiones de ésta son muy grandes, va a perderse parte de la señal produciendo las citadas atenuaciones. En el segundo tipo, formado por dos reflectores, se soluciona el problema de las atenuaciones sustituyendo la guía por un segundo reflector.

5. Satélite

El satélite puede considerarse como un repetidor que recibe una señal y la vuelve a enviar con la misma o distinta frecuencia de la onda portadora. Se diferencia en varias cosas de los repetidores convencionales y, sobre todo, en su posición, ya que no está en un lugar fijo sino que se encuentra en una órbita en el espacio. Para encontrar dicha órbita se busca un punto en el espacio en el que la fuerza de atracción de la tierra y la fuerza centrífuga del satélite sean iguales. La órbita del satélite debe ser circular y, además, debe conseguir que el satélite sea visto en una posición fija desde la tierra para poder mantener la recepción de los programas y poder establecer el enlace constantemente con un ángulo fijo. Por todo esto se utilizan órbitas geoestacionarias, ya que son órbitas circulares y ecuatoriales. Los satélites se encuentran en una órbita a 36.000 kilómetros de la Tierra. Las pequeñas variaciones en la posición del satélite pueden ser corregidas desde la estación emisora, asegurando así que el satélite va a tener una posición estable en el espacio. Para colocar un satélite en órbita se suelen utilizar vehículos de lanzamiento, colocando al satélite en una órbita auxiliar que es elíptica, muy inclinada, denominada órbita de transferencia, para que luego la etapa propulsora del satélite lo coloque en la órbita final. Debido a todas las operaciones asociadas con la colocación de un satélite en órbita, como son la fase de lanzamiento, el posicionamiento y mantenimiento en una órbita, los satélites deben llevar incorporados unos sistemas de apoyo que se encuentran en el denominado módulo de servicio. Este módulo también sirve de apoyo al módulo de comunicaciones, que es el encargado de gestionar las señales.

Dentro del satélite se encuentran los equipos necesarios para que este pueda actuar como repetidor. En el exterior vamos a encontrar las antenas y los paneles solares. Con las antenas vamos a cubrir la recepción y emisión de las distintas señales y con los paneles solares vamos a proporcionar alimentación a todas las partes del satélite, así como a las baterías auxiliares que funcionan cuando no se recibe energía del sol. Los satélites tienen incluidos varios subsistemas que desempeñan diferentes funciones. Uno de estos subsistemas es el de telemando. Parte de las maniobras que realiza un satélite están dirigidas automáticamente por las órdenes que lleva en la memoria del ordenador de a bordo, pero otras muchas son mandadas desde tierra por medio del sistema de telemando. Por ejemplo, se puede modificar la órbita del satélite, poner en funcionamiento algunos equipos de medida, etc. Otro subsistema importante es el de telemedida, gracias al cual es posible saber en tierra todo lo que está ocurriendo a bordo. Se puede saber el estado de funcionamiento de los distintos equipos y sistemas, recibir la información que va recogiendo el satélite como, por ejemplo fotografías, etc. El subsistema o módulo de comunicaciones realiza las mismas funciones que un repetidor terrestre, ya que regenera la señal y la cambia, modulándola en otra portadora de frecuencia diferente a la modulación con la que entra en el satélite.

La frecuencia de las ondas que llegan al satélite y la de las que salen, no son iguales. Dentro del satélite hay que realizar una conversión de frecuencias. Si las antenas transmisoras y receptoras tuvieran una directividad muy grande, es decir, se pudieran girar 180º, no sería necesario realizar la conversión de frecuencias. Pero esto no es posible ya que si las antenas están colocadas de forma opuesta, es decir, formando 180º entre ellas, se produce un fenómeno de realimentación, que consiste en que parte de la señal emitida por la antena transmisora sería captada por la receptora, que puede producir un eco indeseado e incluso una auto-oscilación del satélite. Otro problema que hay que controlar es la potencia de las ondas emitidas por el satélite que es bastante pequeña. Esto trae consigo que el rayo ascendente deba tener una frecuencia que se atenúe más que la del rayo descendente porque, la segunda, parte con menos potencia.

Estación receptora

Es la parte que más conocemos ya que se trata de los receptores que puede tener cualquier usuario en su casa. Las estaciones receptoras están formadas por tres partes: la antena, la unidad de sintonía y el aparato de televisión. La función del televisor es traducir las señales radio eléctricas que llegan a su toma de antena en imágenes y sonido. La antena está formada por un reflector parabólico y un cabezal de microondas, y es conocida por todos como "antena parabólica". Las débiles señales que llegan a la antena desde el satélite son concentradas por el reflector en el foco de la parábola, donde se encuentra el cabezal de microondas. Así, se produce un mayor aprovechamiento de la energía recibida siendo ésta mayor cuanto mayor es el tamaño de la parábola, aunque, por otro lado, la parábola no debe ser muy grande por problemas con los grandes vientos y la tecnología de fabricación.

El cabezal de microondas tiene dos funciones: la primera consiste en amplificar la señal que le llega para que luego pueda ser tratada en los circuitos posteriores. La otra función es la de mezcla (bajar la frecuencia). El primer motivo por el que es necesaria la mezcla es por la bajada de la antena a la unidad de sintonía ya que, si no mezclamos, tendríamos la señal recibida por el satélite y se producirían atenuaciones en la línea. El otro motivo por el que es necesario mezclar es porque el televisor no puede recibir señales de microondas. Con la unidad de sintonía podemos recibir diferentes señales de distintas unidades emisoras. El servicio de radiodifusión de televisión por satélite tiene asignada una banda de frecuencias comprendida entre 11.700 y 12.500 MHz, estando modulada en frecuencia la portadora de RF. Para poder recibir una señal de satélite en un televisor, el usuario necesita un equipo auxiliar que convierta las señales de vídeo y audio separadas. Este equipo, que es la estación receptora, consta de una antena, de un equipo exterior, situado junto a la antena parabólica, y de otro equipo que debe colocarse junto al televisor (equipo interior). El equipo exterior consta de un amplificador de bajo ruido, un oscilador, un mezclador y otro amplificador de frecuencia intermedia. Este equipo tiene como función el adaptar las frecuencias, es decir, trasladar la banda de frecuencias recibida a otra más baja pero que siga manteniendo las mismas características de modulación, es decir, la misma frecuencia y el mismo ancho de banda de 27Mhz. Otra de las funciones del equipo exterior es la amplificación de la señal. Cuando se realiza el proceso de conversión de la señal de satélite a los estándares de la televisión, es necesario amplificar, filtrar, corregir distorsiones, etc. En el equipo interior se encuentra un segundo amplificador de frecuencia intermedia, un segundo oscilador que es variable y un amplificador para la segunda frecuencia intermedia. Actuando sobre el oscilador variable podemos conseguir sintonizar el canal deseado. Existen diferentes tipos de receptores, basándose sus diferencias en su comportamiento frente a las siguientes características: el número de conversiones de frecuencia que haya que realizar, el procedimiento que se utilice para la demodulación, el número de canales que pueda recibir simultáneamente, la anchura de banda de la recepción, etc. La banda total de RF asignada a la radiodifusión directa de televisión por satélite es de 800 MHz, aproximadamente va desde los 11,7 a los 12,5 GHz. Un receptor universal que pudiera recibir la señal procedente desde cualquier país debe ser capaz de recibir toda la banda. Aunque realmente, con la mitad de la banda, 400 MHz, sería suficiente al cubrir una de las dos semibandas o bien la de 11,7 a 12,1 ó bien de 12,1 a 12,5 GHz. La Antena no solo debe tener la ganancia necesaria para permitir una adecuada transmisión y recepción, sino que también debe contar con las características de radiación que discriminen señales indeseadas y minimicen interferencias sobre otros satélites o sistemas terrenales. También debe permitir discriminar la polarización deseada. La mayoría de las antenas que cumplen funciones exclusivamente de recepción de TV vía satélite para uso de canales de televisión de circuito abierto o cerrado, son del tipo simétrico, de un solo reflector, debido a su simplicidad de construcción y funcionamiento, y al bajo costo en relación con otros tipos. Los rendimientos de antenas de reflector simple de características profesionales llegan aproximadamente al 60%, pudiendo disminuir en antenas de características muy económicas hasta un 40%. Polarización: Hace referencia a la dirección de traslado del vector campo eléctrico E de la onda electromagnética. Los satélites internacionales INTELSAT reciben y emites sus ondas electromagnéticas en polarización circular derecha (Right Hand Circular Polarization) e izquierda (Left Hand Circular Polarization). Esto significa que el vector E se traslada en el espacio rotando en los sentidos mencionados. Los satélites domésticos y algunos regionales, utilizan polarización lineal vertical u horizontal (el vector E se traslada sin rotar).

6. Planificación de las radiocomunicaciones

La televisión digital por satélite está basada en transmisores ubicados en satélites de órbita geoestacionaria, que transmiten televisión con la norma mundial de televisión digital para la recepción directa en una determinada área geográfica por el público en general, sin la participación de estaciones transmisoras de televisión terrenal, por tal motivo se toman en cuenta, para la planificación de las radiocomunicaciones, lo siguiente:

Consideraciones relativas al espectro y órbitas satelitales El Servicio de Televisión por Satélite (analógico o digital) opera en las bandas y órbitas geoestacionarias aprobadas por la UIT para cada una de las tres Regiones en que está dividido el mundo para fines de la planificación de las radiocomunicaciones. La Región Américas es la Región 2 de la UIT para estos propósitos. En 1983 en la Conferencia Administrativa Regional de Radiocomunicaciones (CARR-83) se aprobó el Plan para el Servicio de Radiodifusión por Satélite para los países americanos. En dicha Conferencia se aprobaron frecuencias y posiciones orbitales para cada uno de los países americanos. Este servicio opera en la banda Ku (12 – 14 GHz). La Planificación aprobada en la CARR-83 se encuentra vigente. En la CARR-83 se estableció que los sistemas que se implementen de acuerdo al Plan serán fundamentalmente para cobertura nacional. Durante la planificación del servicio de radiodifusión por satélite se tomó en cuenta tanto las características del receptor como las del satélite. También se consideró el efecto de atenuación por la lluvia (dicha atenuación es importante en la banda Ku, especialmente en zonas tropicales donde las lluvias son copiosas y frecuentes). Estos satélites de difusión directa se caracterizan por utilizar satélites de gran potencia, los cuales irradian señales que pueden ser recibidas por antenas de pequeño diámetro (menores de 1 m); estas antenas requieren una interfase, que convierte la señal del satélite (banda Ku 12 – 14 GHz) a las frecuencias convencionales de los receptores de televisión (VHF-UHF). La gran potencia de la señal en la tierra se logra mediante antenas altamente directivas ubicadas en el satélite, que producen haces puntuales, que en muchos casos son capaces de cubrir el territorio de un país. En el caso de países de amplio territorio, se recurre al uso de múltiples haces puntuales en vez de uno de gran tamaño, a fin de aprovechar la gran ganancia de antena de los haces puntuales.

A manera de ilustración, en el Cuadro Nº 1 se muestran las características de las frecuencias y órbitas (para televisión analógica), contenidos en el Plan aprobado en la CARR-83. En el caso de la televisión digital por satélite, el número de canales puede ser multiplicado por cuatro o seis veces utilizando técnicas de compresión. Consideraciones relativas a las licencias. Algunos países están condicionando las licencias de operación a este servicio a que por lo menos uno de los canales que transmita estos satélites sea un canal nacional; ello es posible ya que la capacidad de estos satélites puede llegar a 140 canales.

Ventajas de la Televisión Directa por Satélite * Cobertura inmediata. La puesta en operación de un sistema de difusión directa por satélite permite la operación del sistema apenas el satélite entra en operación, ya que no requiere infraestructura terrestre. * Costo menor que la implementación de una red terrenal de la misma cobertura. Como hemos visto, un haz de la antena transmisora del satélite puede cubrir íntegramente un país. Lograr la misma cobertura con un sistema terrenal de televisión tiene un costo mucho mayor. * Permite la transmisión de Televisión de Alta Definición (TVAD). En el mismo ancho de banda de un canal analógico se puede introducir, con compresión digital, un canal de TVAD. * Permite la transmisión de Televisión Multiprograma de televisión convencional. En el mismo ancho de banda de un canal analógico, se puede transmitir de cuatro a seis canales convencionales. Con ello se puede conseguir un número significativo de coberturas nacionales y descargar las actuales redes de cobertura nacional, proporcionando mayor espectro a las estaciones locales o regionales.

Desventajas de la Difusión Directa por Satélite. * Costo adicional en los receptores. Estos requieren de una pequeña antena parabólica (60 a 80 cm) y un convertidor. Estos accesorios no son necesarios para la televisión terrenal. * Imposibilidad de coberturas locales o regionales. Por su propia característica de radiación, este sistema es para cobertura nacional. Para cobertura local o regional tienen que usarse sistemas terrenales. * Carencia de una norma mundial de decodificadores para la televisión digital multiprograma. Los sistemas multiprogramas en actual funcionamiento, operan con diferentes sistemas de códigos, por lo cual se necesitan diferentes decodificadores según sea el sistema utilizado. La UIT ya ha aprobado recomendaciones para normalizar un único decodificador a nivel mundial, tal como se ha logrado para la televisión digital, con lo cual se conseguiría reducir los costos del equipo receptor.

Algunos operadores son: DirecTV a lo largo del hemisferio a través de cinco centros de transmisión satelital SKY Latin America, como SKY Colombia en Colombia, Chile, Brasil y México El boom de los servicios satelitales El surgimiento de los servicios por satélite en los últimos años contribuyó mucho al impulso por desarrollar nuevas posibilidades de interacción. En ocho años los proveedores satelitales captaron más del 20% del mercado de la televisión paga. En Estados Unidos las empresas se han concentrado en el servicio de videos a pedido y en los canales de contenido local. Esto contrasta fuertemente con el sector interactivo en Gran Bretaña, que se ha centrado en la programación. La televisión por cable, quien también ha tenido un crecimiento explosivo debido a sus técnicas de compresión digital, esta basada principalmente en la transmisión de señales por satélite. Con relación a los servicios de televisión, a fines de 1994 existían en el mundo 1,161 millones de receptores de televisión, 174 millones de abonados de televisión por cable, y 38.1 millones de usuarios del servicio de televisión directa por satélite. En una década la tasa compuesta de crecimiento anual de receptores de televisión fue de 6.1%, de los abonados de televisión por cable 11.7 %, y la de los usuarios del servicio de televisión directa por satélite 41.9%. La mayoría de los países, especialmente los de mayor extensión geográfica, distribuyen sus señales de televisión por medio de satélites del servicio fijo (no del servicio de recepción directa), que transportan la señal de los centros de producción o estaciones madres a las diferentes estaciones ubicadas en su territorio. Mediante este sistema de enlace por satélite se logra una cobertura del 100% del territorio nacional y en muchos casos esa cobertura es de tipo regional. En varios países existen proyectos en los cuales conjuntamente con la instalación de servicios de telefonía rural o los modernos centros de teleservicios integrados, se están instalando servicios rurales de radio y televisión, utilizando los enlaces satelitales y pequeñas estaciones receptoras de satélite (TVRO), conectadas a receptores comunales de baja potencia.

7. Bibliografía

Autor:

Juan Carlos Rivas Enlys Molina

Ministerio de Educación Universidad Central de Venezuela Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Departamento de Comunicaciones