Subportadora

Una subportadora es una banda lateral de una onda portadora de radiofrecuencia, modulada para transmitir información adicional. Algunos ejemplos son la obtención de color en un sistema de televisión en blanco y negro o la obtención de sonido estéreo en una transmisión de radio monofónica. No existe diferencia física entre una portadora y una subportadora; el prefijo "sub" indica que se deriva de una portadora, cuya amplitud ha sido modulada por una señal constante y que mantiene una relación de frecuencia constante con ella.

La transmisión estéreo es posible gracias al uso de una subportadora en las estaciones de radio FM , que toma el canal izquierdo y le "resta" el canal derecho ; básicamente, conectando los cables del canal derecho al revés (invirtiendo la polaridad ) y luego uniendo el izquierdo con el derecho invertido. El resultado se modula con AM de portadora suprimida , más correctamente llamada modulación suma-diferencia o SDM, a 38 kHz en la señal FM, que se une con una modulación del 2% al audio mono izquierdo+derecho (que abarca de 50 Hz a 15 kHz). También se agrega un tono piloto de 19 kHz con una modulación del 9% para activar la decodificación de la subportadora estéreo en las radios, lo que hace que el estéreo FM sea totalmente compatible con el mono.     

Una vez que el receptor demodula las señales L+R y L − R, suma ambas señales ([L+R] + [L − R] = 2L) para obtener el canal izquierdo y resta ([L+R] − [L − R] = 2R) para obtener el canal derecho. En lugar de un oscilador local , el tono piloto de 19 kHz proporciona una señal de referencia  en fase que se utiliza para reconstruir la onda portadora faltante a partir de la señal de 38 kHz. 

Para la radiodifusión AM , se utilizan diferentes métodos analógicos ( AM estéreo ) y digitales ( HD Radio ) para producir audio estereofónico. Las subportadoras moduladas del tipo utilizado en la radiodifusión FM no son prácticas para la radiodifusión AM debido al ancho de banda relativamente estrecho asignado a una señal AM determinada. En las radios AM estándar, se puede utilizar todo el ancho de banda asignado de la señal AM, de 9  kHz a 10  kHz, para el audio.

Asimismo, las señales de TV analógicas se transmiten con la parte de luminancia en blanco y negro como señal principal, y la crominancia de color como subportadoras. Un televisor en blanco y negro simplemente ignora la información adicional, ya que no tiene un decodificador para ella. Para reducir el ancho de banda de las subportadoras de color, se filtran para eliminar las frecuencias más altas. Esto es posible gracias a que el ojo humano percibe mucho más detalle en el contraste que en el color. Además, solo se transmiten el azul y el rojo, y el verde se determina restando los otros dos de la luminancia y tomando el resto . (Véase: YIQ , YCbCr , YPbPr ) Varios sistemas de televisión de difusión utilizan diferentes frecuencias de subportadora, además de diferencias en la codificación .

Para el audio, MTS utiliza subportadoras en el vídeo que también pueden transmitir tres canales de audio: uno para estéreo (con el mismo método de izquierda menos derecha que en FM), otro para programas de audio secundarios (como el servicio de vídeo descriptivo para personas con discapacidad visual y programas bilingües) y un tercer canal oculto para que el estudio se comunique con reporteros o técnicos en exteriores (o para que un técnico o ingeniero de radiodifusión en una estación transmisora ​​remota se comunique con el estudio), o para cualquier otro uso que la cadena de televisión considere oportuno. (Véase también NICAM , A2 Estéreo ).

En el vídeo compuesto transmitido por RF , las subportadoras permanecen en la señal de banda base tras la demodulación de la portadora principal para ser separadas en el receptor. El componente de audio mono de la señal transmitida se encuentra en una portadora independiente y no forma parte integral del componente de vídeo. En las conexiones de vídeo por cable, el vídeo compuesto conserva la estructura de señal de subportadora integrada que se encuentra en la señal de banda base transmitida, mientras que S-Video coloca las señales de crominancia y luminancia en cables separados para eliminar la diafonía de subportadoras y mejorar el ancho de banda y la intensidad de la señal ( nitidez y brillo de la imagen).

Antes de la llegada de los satélites , la música ambiental y servicios similares se transmitían a los grandes almacenes mediante subportadoras de FM. La fidelidad del audio de la subportadora era limitada en comparación con el canal principal de radio FM. La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de Estados Unidos también permitió que las casas de apuestas del estado de Nueva York obtuvieran los resultados de las carreras de caballos de la comisión estatal de juegos mediante la misma tecnología.

Muchas emisoras de radio FM educativas no comerciales en los EE. UU. (especialmente las emisoras de radio públicas afiliadas a NPR ) transmiten un servicio de lectura radiofónica para personas ciegas, que lee artículos de periódicos locales y, a veces, de revistas. Las personas con discapacidad visual pueden solicitar una radio especial, sintonizada permanentemente para recibir audio en una frecuencia subportadora específica (generalmente 67  kHz o 92  kHz), de una emisora ​​de FM en particular.

Servicios como estos y otros que se transmiten en subportadoras de FM son denominados servicio de Autoridad de Comunicaciones Subsidiarias (SCA) por la FCC en los Estados Unidos , y como Operaciones de Multiplexación de Comunicaciones Subsidiarias (SCMO) por la Comisión Canadiense de Radio, Televisión y Telecomunicaciones (CRTC) en Canadá .

La subportadora RDS / RBDS  (57 kHz) permite a las radios FM mostrar en qué emisora ​​están sintonizadas, seleccionar otra frecuencia en la misma red o con el mismo formato, mostrar mensajes breves como eslóganes de la emisora, noticias, información meteorológica o de tráfico, e incluso activar buscapersonas o pantallas publicitarias remotas. También puede transmitir mensajes EAS y tiene un nombre de formato de emisora ​​ALERT para activar automáticamente las radios para sintonizar información de emergencia, incluso si se está reproduciendo un CD . Si bien nunca llegó a popularizarse en Norteamérica , las emisoras europeas suelen utilizar este sistema. ^{[ 1 ]} Una versión mejorada está integrada en la radio digital .

xRDS es un sistema que permite a las emisoras multiplicar la velocidad de transmisión de datos en el canal FM mediante el uso de subportadoras RDS adicionales, desplazadas a las frecuencias más altas del multiplex FM. Estas subportadoras RDS adicionales se ubican en la parte superior del espectro del multiplex y transportan la carga útil de datos adicional. xRDS no tiene frecuencias fijas para las portadoras adicionales de 57 kHz.

Hasta 2012, MSN Direct utilizaba subportadoras para transmitir información sobre el tráfico, precios de la gasolina, horarios de películas, el tiempo y otros datos a dispositivos de navegación GPS , relojes de pulsera y otros dispositivos. Muchas de las subportadoras provenían de estaciones propiedad de Clear Channel . Esta tecnología se conocía como DirectBand .

FMeXtra en FM utiliza docenas de pequeñas subportadoras COFDM para transmitir radio digital de forma totalmente dentro de la banda y en el canal . Al eliminar otras subportadoras analógicas (como la estéreo), se mejora la calidad del audio o se aumenta el número de canales disponibles, lo que permite enviar metadatos no relacionados con el audio, como portadas de álbumes, letras de canciones, información del artista, datos de conciertos y mucho más.

Muchas emisoras utilizan subportadoras para fines internos, como la recepción de telemetría de un transmisor remoto , a menudo ubicado en una zona de difícil acceso en la cima de una montaña. El técnico de la emisora ​​puede llevar consigo un decodificador y detectar cualquier problema, siempre que la emisora ​​esté transmitiendo y se encuentre dentro del alcance. Esta es la esencia de un enlace inalámbrico entre transmisor y estudio .

En los enlaces inalámbricos de estudio/transmisor (STL), no solo se transmiten las subportadoras de la estación de radiodifusión, sino también otros comandos de control remoto .

La conmutación de señales interrumpible , como la que se utiliza para la transmisión remota , también es posible a través de subportadoras, aunque su función es limitada.

La televisión analógica por satélite y las comunicaciones terrestres analógicas por microondas se basan en subportadoras transmitidas junto con la portadora de vídeo en un transpondedor satelital o canal de microondas para los canales de audio de la señal de vídeo. Estas subportadoras suelen operar a frecuencias de 5,8, 6,2 o 6,8 MHz (la portadora de vídeo generalmente se encuentra por debajo de 5 MHz en un transpondedor satelital o repetidor de microondas). En ocasiones, se transmiten subportadoras adicionales a unos 7 u 8 MHz para audio adicional (como en las emisoras de radio) o datos de baja a media velocidad. Esto se conoce como transmisión multicanal por portadora (MCPC).   

Actualmente, esto ha sido reemplazado en gran medida por la televisión digital (generalmente DVB-S , DVB-S2 u otro sistema basado en MPEG-2 ), donde los datos de audio y video se empaquetan juntos ( multiplexan ) en un único flujo de transporte MPEG .

• Autoridad de Comunicaciones Subsidiaria (SCA)
• xRDS

• Receptor de FM con circuito de decodificación de subportadora ; Patente de Estados Unidos 4476581
• Sistema de control de fase de subportadora de crominancia ; Patente de Estados Unidos 3974520