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TV DIGITAL: Fundamentos de la Norma DVB
Carlos Pantsios Markhauser.
Profesor de la Universidad Simón Bolívar. Asesor de CONATEL
La adopción de la televisión digital en el mundo va ganando cada día más terreno. Los factores que la impulsan son, básicamente: mejor calidad de la imagen -tanto para el formato normal (4:3) como para el de alta definición digital (16:9)- y mejor utilización del ancho de banda, si la comparamos con la televisión analógica. Una de las tres nuevas normas de televisión digital es la DVB (Digital Video Broadcasting).

La norma DVB, cuyo proyecto comenzó en Septiembre de 1993 bajo el control de la Unión Europea de Broadcasting (EBU), se creó con el fin de desarrollar las especificaciones para la transmisión del video digital MPEG-2, en Europa. Se basa en la norma MPEG-2 para la compresión del video, y MPEG Layer II (MUSICAM) para la compresión del audio correspondiente.

DVB ofrece servicios avanzados como la televisión interactiva, la transmisión de datos y las guías electrónicas para programas (EPG), además de la programación propiamente dicha. La norma DVB fue concebida para operar dentro de los parámetros del espectro UHF existente, asignado a la transmisión analógica.

El Sistema DVB

La base del sistema DVB es el concepto de "contenedor de datos", que comprende los paquetes MPEG-2. Los bits correspondientes al video codificado de un programa en particular son empaquetados para formar la denominada Corriente Elemental de Paquetes (PES). En forma similar, el audio codificado y los datos privados son convertidos, igualmente, en Corriente Elemental de Paquetes. El estándar MPEG-2 es el encargado de definir las reglas que gobiernan la constitución de una Capa de Sistema, que agrupa las Corrientes Elementales de video, audio y datos privados en una sola corriente de bits. Dicho estándar también fija las restricciones necesarias sobre las Corrientes Elementales (ES) para su combinación adecuada. Cada paquete del PES comienza con un encabezado, que contiene las informaciones sobre el tipo de PES correspondiente (audio, video o datos) y el número de identificación del ES del cual proviene.

La figura N° 1 muestra la estructura del encabezado del PES de MPEG-2. La Tabla I especifica cada campo que conforma el encabezado PES de MPEG-2, así como la definición y el número de bits que lo forman. El encabezado contiene, asimismo, información sobre la longitud del paquete en cuestión y el tamaño de la memoria requerida para decodificarlo. Las funciones primordiales de la Capa de Sistema son: la paquetización y combinación de múltiples corrientes en una sola corriente de bits, la incorporación de marcas de tiempo a las corrientes elementales para fines de sincronización durante la reproducción y la inicialización y manejo de las memorias requeridas para la decodificación de las corrientes elementales.

La corriente de programa (PS) está constituida por una o más PESs (video, audio o datos) que deben compartir, necesariamente, el mismo reloj de tiempo del sistema (STC). Este tipo de corriente de bits es apropiado para aplicaciones donde el canal de transmisión o el medio de almacenamiento introduce muy pocos errores (BER<10^-10). Tal es el caso en aplicaciones de multimedia basadas en CD-ROM y disco duro.

La corriente de transporte (TS) lleva, fundamentalmente, la información correspondiente a programas de TV a distancia, por un canal de transmisión susceptible a altas tasas de error. Aquí, la longitud de paquetes es relativamente pequeña (fijada a 188 bytes) para permitir la inclusión de algoritmos de corrección eficientes. La TS se emplea normalmente, para transmitir señales de TV por satélite, cable o transmisor terrestre, usando el estándar DVB europeo.

El multiplexado MPEG-2 de transporte, permite la transmisión de más de un programa, cada uno compuesto por uno o más PESs. Para que el receptor pueda identificar los programas, la norma MPEG-2 ha definido cuatro tipos de tablas que, conjuntamente, constituyen la Información de Programa Específico MPEG-2 (PSI). Cada tabla esta compuesta por una o más secciones (máximo 256 secciones, con 1024 bytes c/u, excepto para la sección privada, que puede abarcar hasta 4096 bytes). La frecuencia de repetición de estas tablas no viene especificada en el estándar, no obstante, debe ser lo suficientemente alta (de 10-50 veces por segundo) como para permitirle al decodificador en el receptor el rápido acceso al programa requerido, por ejemplo, en el caso de un cambio físico del canal de RF.

El estándar DVB mejora el elemento PSI, definiendo una norma para la información de servicio (SI), que especifica los parámetros técnicos para la transmisión, incluyendo el sistema de entrega, el contenido y la planificación de las corrientes de datos para la transmisión. De esta manera, el receptor de TV puede sintonizar cualquier servicio en particular, y decodificar una combinación de servicios que incluya la capacidad para categorizar los servicios con información específica para la planificación.

Las normas DVB han sido diseñadas para los tres métodos principales de transmisión. DVB-S es la norma para las transmisiones pos satélite, DVB-C para los servicios por cable y DVB-T para las transmisiones terrestres. Este último método es completamente compatible y, por lo tanto, puede combinarse con los otros dos. Además, es la única norma que permite recepción de televisión móvil y el uso de una antena portátil para colocar sobre el aparato receptor.

La técnica de modulación utilizada para la DVB-T se conoce como OFDM, que significa Multiplexión Ortogonal en División de Frecuencia. Se escogió esta modalidad de modulación, debido a que los estudios llevados a cabo demostraron que este diseño rinde buenos resultados en zonas con gran densidad de obstáculos, donde pueden producirse reflexiones de ondas con trayectorias múltiples de propagación. En la recepción convencional analógica, estas reflexiones pueden ocasionar una degradación importante en la calidad de la señal de TV recibida. Con la técnica OFDM, los receptores utilizan la característica de las reflexiones en forma ventajosa. Si se agregan varias señales moduladas según el método OFDM y fuera de fase para que sean recibidas por una antena, el receptor correspondiente puede recobrar la señal digital original, formando imágenes y sonidos casi perfectos.

Los tres métodos DVB cuentan con un esquema de protección de errores, consistente de una codificación externa (Reed-Solomon), y una codificación interna. La codificación interna es la misma, tanto para DVB-T como para DVB-S. Esto permite la transmodulación entre los diferentes sistemas, siempre y cuando se use la velocidad de transferencia de bits correcta. Por consiguiente, se pueden producir bloques de circuitos comunes para receptores, abaratando costos de manufactura.

 

 

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