Nella sua essenza, il nuovo sistema digitale terrestre DVB-T2 ha caratteristiche perfettamente compatibili con un impianto TV esistente oggi. Le frequenze usate e la canalizzazione delle trasmissioni rispettano l’attuale sistema di suddivisione della banda UHF in canali larghi 8 MHz all’interno dei quali, così come avviene con il sistema DVB-T, i singoli programmi vengono inseriti in pacchetti multicanale chiamati in gergo MUX.
Il passaggio al DVB-T2 comporterà una riorganizzazione dei canali che non influisce sulla funzionalità di un impianto TV attuale. In pratica, una parte di banda UHF dovrà essere liberata per far spazio ai nuovi servizi 5G per la telefonia mobile che occuperanno anche la banda compresa tra 694 e 790 MHz, oggi occupata dai canali televisivi DVB-T che vanno dal 49 al 60.
Gli aspetti problematici potranno nascere dopo l’occupazione di questi canali dal sistema 5G come già in passato è avvenuto quando il sistema LTE ha occupato i canali UHF dal 61 al 69.
Frequenze in gioco
La TV digitale terrestre oggi usa solo una parte della vecchia banda TV che, nel tempo, è stata parzialmente liberata e occupata dai servizi di telefonia mobile. La vecchia banda di frequenze compresa tra 40 e 860 MHz negli ultimi anni è stata ridotta a due porzioni 174 ÷ 223 MHz in VHF e 470 ÷ 790 MHz in UHF che presto si ridurrà ulteriormente e diventerà compresa tra le frequenze 470 e 694 MHz (canali 21 ÷ 48).
In un impianto TV centralizzato la rete di distribuzione realizzata con cavi coassiali può trasportare, oltre che i segnali TV, con frequenze attualmente comprese tra 470 e 790 MHz, anche quelli SAT con frequenze comprese tra 950 e 2.150 MHz, segnali che non interferiscono tra loro. L’intervallo tra 790 MHz e 950 MHz è usato dai sistemi cellulari sulle bande 900 e 800 MHz e fra poco anche sui 700 MHz con l’attivazione del 5G. Anche se differenti come frequenze in gioco rispetto ai segnali TV e SAT, i segnali cellulari possono avere, in alcune zone, una potenza più alta che, se l’impianto TV non è ben realizzato, può generare interferenze.
Origine delle interferenze
I sistemi di trasmissione TV digitale DVB-T e T2 hanno caratteristiche tali da offrire una buona visione anche quando i segnali subiscono abbassamenti di potenza e interferenze. È però opportuno comprendere quando le possibili interferenze diventano invece insostenibili se riconducibili a segnali emessi dai telefoni cellulari e dalle stazioni radio base.
Il sistema di telefonia mobile, qualunque sia la sua tecnologia 2G (GSM), 3G (UMTS), 4G (LTE-WiMax) o 5G, è nella sua essenza bidirezionale, ovvero sfrutta due canali di comunicazione, ricezione e trasmissione, che sono attivi simultaneamente. Questo aspetto non si deve sottovalutare in quanto ogni telefono cellulare è un trasmettitore che opera su tre possibili bande “pericolose” per i segnali TV: 900 MHz per i sistemi 2G e 3G, 800 MHz per i sistemi 4G e 700 MHz per i sistemi 5G. Queste bande di frequenza sono all’interno della banda UHF ovvero in quella banda sulla quale i televisori di vecchia e nuova generazione sono abili a “ricevere”. Spieghiamo meglio questo aspetto.
Ogni televisore o decoder DTT dispone di un “tuner” ovvero un “sintonizzatore” che ha il compito di selezionare la frequenza del canale digitale sul quale viene trasmesso il programma che viene richiamato con il telecomando. Questa operazione serve a isolare il canale TV richiesto per poterlo “demodulare” al fine di estrarre i contenuti audio e video e dati, trasmessi sul programma che abbiamo richiamato.
I televisori che sono presenti nelle case degli utenti dispongono di due tipi di tuner, in funzione dall’epoca in cui sono stati costruiti. I modelli più vecchi hanno un tuner UHF che arriva fino a 860 MHz, quelli venduti dopo l’entrata in funzione del sistema 4G LTE, hanno un tuner che è limitato a 790 MHz. I modelli che invece saranno venduti appena entrerà in funzione il sistema 5G, avranno un tuner limitato a 694 MHz.
Lo scenario è quindi caratterizzato da edifici condominiali nei quali gli utenti possono avere televisori di epoche diverse con tuner aventi una banda UHF diversa. Questi aspetti possono facilitare l’interferenza perché le trasmissioni cellulari si insinuano nei circuiti di ricezione dei televisori creando un malfunzionamento dei tuner.
Interferenze da stazioni cellulari vicine
In quei condomini dove più facilmente possono penetrare segnali 4G LTE a causa di una maggiore vicinanza con le stazioni radio base di telefonia mobile, sicuramente sono stati già fatti interventi tecnici di protezione dalle interferenze, installando filtri LTE o sostituendo i componenti dell’impianto più a rischio.
In questi condomini l’impianto TV è quindi già filtrato a 790 MHz e i televisori di vecchia e nuova generazione possono funzionare e convivere senza problemi. Rimane da valutare se l’attivazione delle trasmissioni 5G, qualora provengano dalle stesse stazioni Radio Base usate per il 4G LTE, vista la vicinanza, possa creare problemi. In questo caso potremo analizzare le possibili soluzioni a posteriori.
Interferenze da terminali mobili cellulari
Visto che i telefoni cellulari sono dei “trasmettitori” essi stessi possono introdurre interferenze nell’impianto TV nel caso in cui vi siano difetti di schermatura dei componenti. Le emissioni radio dei telefoni cellulari possono penetrare più facilmente nelle parti dell’impianto per cosi dire a “larga banda” ovvero nelle quali la banda TV viene trattata nella sua totale larghezza. Queste parti sono i cavi coassiali, i divisori e derivatori di rete, le prese di utente (le parti “passive”), alle quali si aggiungono gli amplificatori e centralini TV (le parti “attive”).
I casi in cui i telefoni cellulari presenti in un edificio condominiale possano interferire con i segnali TV sono causati principalmente da difetti di connessione di massa (calza schermante o connettori IEC) per ossidazione o falsi contatti, cavi coassiali molto vecchi che hanno una scarsa schermatura, amplificatori o centralini TV non schermati.
Si deve verificare la stabilità e la perfetta connessione dei connettori di collegamento con l’ingresso del televisore e con la presa TV di utente. Questi sono connettori a innesto che fanno contatto per effetto della pressione tra le superfici della spina e della presa: se queste parti sono ossidate o la pressione di contatto è debole, si creano falsi contatti.
Un altro genere di falso contatto si può avere tra la calza schermante del cavo coassiale e la spina TV collegata. Le spine di tipo IEC hanno un sistema di contatto con linguette che premono la calza esterna del cavo o con anelli che stringono il cavo opportunamente spellato. Se queste forme di contatto sono “lasche” od ossidate trasformano il cavo coassiale in un’antenna che può captare il segnale cellulare a 800 e 700 MHz.
Si deve precisare che l’interferenza non è “diretta” ovvero le frequenze dei segnali emessi da un terminale mobile cellulare non vanno a sovrapporsi a quelle dei segnali TV, ma se penetrano i cavi e gli altri dispositivi con una potenza radio che diventa pari o superiore a quella dei canali TV trasportati dal cavo, producono fenomeni di intermodulazione e di generazione di segnali spuri per effetto della somma e differenza tra le diverse frequenze.
L’innesco di interferenze avviene comunque per effetto casuale pertanto può anche accadere che, nonostante ci sia una penetrazione di segnali cellulari nell’impianto TV dell’utente, questa non generi alcun difetto di ricezione.
Un espediente preventivo, economico e semplice da attuare, è l’inserzione di un filtro LTE coassiale sulla presa di antenna del televisore che blocca i segnali con frequenza superiore a 790 MHz. Lo stesso caso potrà nascere con i telefoni cellulari che operano in 5G e la soluzione sarà la stessa, l’inserzione di un filtro apposito che blocchi i segnali con frequenza superiore a 694 MHz, sostituendo così il filtro LTE messo in precedenza.
Impianto Vulnerabile
Il peso delle interferenze può provocare disturbi temporanei di intensità estremamente variabile con la conseguenza di passare da una condizione di “soglia” di ricevibilità con squadrettamenti sulle immagini fino all’oscuramento del segnale.
I fenomeni di intermodulazione tra canali DVB-T2 e 4G-5G che possono rendere l’impianto TV vulnerabile alle interferenze provenienti dalle comunicazioni cellulari si possono riassumere nei casi seguenti:
1 – Scarsa schermatura dei componenti, cavi, spine, prese, amplificatori e ripartitori di rete che facilita le interferenze possibili dai terminali mobili in casa e da stazioni radio base vicine che penetrano nell’impianto.
2 – Elevato livello di intensità di campo dei segnali 5G rispetto ai segnali TV in arrivo e che generano saturazione e intermodulazione degli amplificatori non filtrati.
3 – Captazione e trasferimento all’impianto da parte delle antenne.
Troppo segnale in antenna
Ogni impianto TV dispone di una parte attiva costituita dal centralino o dall’amplificatore di testa. Tale componente ha una dinamica operativa che gli permette di funzionare bene anche se sono presenti contemporaneamente segnali di differente intensità. Può essere il caso di quelle località dove i canali digitali provengono da direzioni diverse e il sistema di antenne monta più antenne UHF.
Può comunque esserci una differente intensità quando i canali sono diffusi da differenti siti di trasmissione. Il fatto che alcuni canali siano più forti e altri siano più deboli non crea particolari problemi se la differenza non è eccessiva e rimane comunque intorno a un massimo di 20 dB. Il centralino o l’amplificatore di testa dell’impianto amplifica tutti i segnali forniti dalle antenne di una pari entità definita “guadagno”.
Tutto funziona bene se i canali più forti, dopo il processo di amplificazione, non superano il massimo livello di uscita dell’amplificatore. Facciamo un esempio: se il canale più forte ricevuto in antenna ha un livello di 78 dBµV e l’amplificatore introduce un guadagno di 30 dB, si ottiene un livello di uscita dall’amplificatore pari alla somma tra il segnale in entrata e il guadagno, ovvero 78 + 30 = 108 dBµV. Questo valore deve essere inferiore al massimo livello di uscita dichiarato dal costruttore dell’amplificatore che potrebbe essere, per esempio, 118 dBµV.
Se invece l’amplificatore ha un livello massimo di uscita di 108 dBµV si cade in una condizione limite pericolosa, perché un piccolo aumento di intensità del segnale in entrata provocherebbe una condizione di sofferenza dell’amplificatore che definiamo “saturazione”. Questa condizione genera distorsione nel processo di amplificazione con la conseguenza di peggiorare la qualità originale dei segnali tanto più quanto aumenta il segnale di entrata. Se in questa condizione dovessero arrivare all’amplificatore anche segnali cellulari 4G o 5G di intensità eccessiva, si avrebbe un aumento di distorsione dell’amplificatore con una saturazione tale da generare fenomeni di degrado non sopportabili.
In altre parole, se oltre ai segnali TV si dovessero aggiungere segnali a 700 MHz (5G) o 800 MHz (4G) captati accidentalmente dalle antenne UHF, l’energia di questi canali si sommerebbe a quella dei canali TV generando un abbassamento delle prestazioni dell’amplificatore e un degrado complessivo su tutti i canali TV amplificati anche quelli che sono comunque più bassi del massimo ammissibile.
Per questo motivo è importante fare in modo che i segnali cellulari 4G e 5G, sebbene vengano captati dalle antenne UHF dell’impianto TV, non giungano all’interno dell’amplificatore grazie all’inserimento di filtri passa basso posti agli ingressi dell’amplificatore stesso in modo che abbassino molto, se non escludano completamente, tutta la banda di frequenze UHF che contiene segnali cellulari e non segnali TV. Così facendo l’amplificatore non sarebbe sollecitato e i canali TV in transito non subirebbero degrado per effetto della saturazione.
Schermatura inefficace
Un altro aspetto degradante dovuto alle interferenze da terminali mobili e stazioni radio base cellulari riguarda la possibilità che questi segnali penetrino nella rete di distribuzione TV coassiale. Il motivo principale perché ciò possa accadere riguarda i difetti di schermatura che si possono sintetizzare in due tipologie: falsi contatti di massa e schermatura inefficace, assente o difettosa del componente.
In epoche in cui le uniche trasmissioni via etere erano canali TV e Radio i difetti di schermatura producevano solo possibili perdite di qualità dei segnali TV distribuiti. Oggi, dove nella stessa banda UHF convivono sistemi diversi, servizi televisivi e servizi di telefonia mobile, i difetti di schermatura diventano perdite di protezione della rete dalle interferenze.
Se un amplificatore TV fosse realizzato come si faceva un tempo, con una piastra di circuito stampato densa di componenti e posta in una scatola di plastica, ci sarebbe un grande rischio di possibili interferenze indotte sui circuiti. Oggi tutti i componenti dell’impianto (amplificatori, divisori, derivatori, connettori) sono completamente schermati. Anche i cavi coassiali sono oggi molto più schermati di un tempo. È quindi importante utilizzare componenti di recente fabbricazione per non creare falle di schermatura.
I contatti massa tra i diversi componenti devono inoltre essere curati e stabili nel tempo, a prova di ossidazione e di sollecitazioni meccaniche. Le condutture incassate e le scatole di derivazione possono accumulare umidità, soprattutto nei vecchi edifici dove non sono state realizzate camere d’aria tra il terreno e le strutture murarie o in quelle località tipicamente più umide. L’umidità costante crea ossidazione, per questo motivo tutti componenti di rete sono protetti superficialmente con trattamenti o strati superficiali antiossidanti.
Tuttavia, un contatto di massa debole o lasco lascia spazio a possibili accumuli di umidità che lentamente generano perdita di contatto e, nel tempo, si trasformano in falle aperte alle interferenze.
Un aspetto singolare della perdita di contatto di massa è quello che trasforma i componenti, e soprattutto i cavi coassiali, in “antenne”. Si crea infatti una “risonanza” dei tratti cavo con le radiofrequenze, di ogni genere e frequenza, presenti nell’etere. Gli stessi componenti potrebbero ricevere dai morsetti di collegamento, dove il contatto di massa è inefficace, segnali radioelettrici indesiderati. Anche in questo caso i fenomeni sono casuali, pertanto l’unica soluzione consiste nella prevenzione ovvero nel mettere cura con cui si realizzano le connessioni tra i diversi componenti dell’impianto.
Attenzione al cavo che collega il TV alla presa a muro
Un altro aspetto da non sottovalutare riguarda il cavo che collega il televisore alla presa TV dell’impianto. Questo cavo, pur facendo parte dell’impianto, viene acquistato e collegato dall’utente. Ci sono cavi già pronti all’uso, preconfezionati e intestati con connettori IEC.
Se analizziamo i cavi in commercio, possiamo riscontrare diverse falle di sicurezza, ovvero diverse caratteristiche che possono causare problemi. La prima riguarda la compattezza della calza schermante. Facendo una prova si può saggiare la qualità di questi cavi: in tal senso, basta spellare un cavo TV economico preintestato per accorgersi dell’estrema fragilità e inconsistenza della calza schermante realizzata con fili sottili molto diradati e spesso senza foglio schermante, oppure con un foglio schermante sottile e soggetto a creparsi.
Analizzando ulteriormente questi cavi preintestati possiamo osservare anche la scarsa qualità dei connettori utilizzati, che spesso non sono schermati totalmente e hanno dimensioni con tolleranze eccessive che non aderiscono bene con la superficie di contatto di massa.
Va da sé, che il cavo migliore è quello realizzato da un tecnico che sa come curare i dettagli importanti utilizzando cavi molto schermati e connettori di buona qualità.
