Televisión digital
Sistema de television digital
Introducción
Grupos y Foros Dedicados al Desarrollo y
Puesta en Funcionamiento
de la Televisión
Digital (especialmente en Europa)
TV digital vs. tv analógica
Llegada de la Televisión Digital en
Estados Unidos y Desarrollo
de un Estándar Digital
Evolución Histórica en Europa
Aspectos técnicos de los sistemas de televisión digital
El Sistema Europeo de Difusión de Televisión Digital Terrenal
Esquemas de Protección del Esquema de Modulación. Redes Isofrecuenciales.
Aspectos técnicos en la implantación de las redes
Instalación de Transmisores
Distribución Primaria
Plataforma de usuario
Set Top Box
Estándares ATSC y DVB en relación a la calidad de imagen y en relación a los Servicios.
Plataforma Multimedia del Hogar
Televisión de alta definición
Formatos de compresión
Diferentes Tipos de Compresión
Conclusión
Bibliografía
Glosario de términos empleados
1. Sistema de television
digital
Introducción
La llegada de la televisión
digital supone un cambio tan
radical como el que supuso el paso del blanco y negro al color. Se trata de
conseguir imágenes mejores, pero
no se queda ahí, sino que también se van a abrir las puertas a la futura introducción
de servicios
hasta ahora inimaginables, como la recepción móvil de televisión, la interactividad, la
televisión a la carta o los
servicios multimedia tan de moda
hoy en día con la explosión de Internet.
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 al crecer el número de estaciones transmisoras, la interferencia pasa a
convertirse en un grave problema.
Los canales radioeléctricos de la televisión digital ocupan la misma anchura de banda
(8MHz) que los canales utilizados por la televisión analógica pero, debido a la
utilización de técnicas de compresión de las señales de imagen y sonido
(MPEG), tienen capacidad para un número variable de programas de televisión
en función de la velocidad
de transmisión, pudiendo oscilar entre un único programa de televisión de
alta definición (gran calidad de imagen y sonido)
a cinco programas con calidad
técnica similar a la actual (norma de emisión G con sistema de color
PAL), o incluso más programas con calidad similar al vídeo. Sin embargo, inicialmente,
se ha previsto que cada canal múltiple (canal múltiple se refiere a la capacidad de un
canal radioeléctrico para albergar varios programas de televisión) de cobertura nacional
o autonómica incluya, como mínimo, cuatro programas. Por el momento, no se contempla la
emisión de programas de televisión de alta definición.
El empleo de la
televisión digital terrestre como medio para la difusión de televisión proporciona una
serie de beneficios frente a otras posibles opciones:
Los televisores actuales no permiten la recepción de la nueva señal digital para
obtener una imagen visualizable, por lo que caben dos soluciones:
Grupos y Foros
Dedicados al Desarrollo y Puesta en Funcionamiento de la Televisión Digital
(especialmente en Europa)
Las normas para la
televisión digital han sido desarrolladas en Europa por el Proyecto
DVB, integrado por más de 200 organizaciones. Debido a
su menor complejidad, las normas de satélite y cable han precedido uno o dos años a la
norma de TV terrestre, y así se ha reflejado en su respectiva implantación.
2. TV digital vs. tv analógica
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 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. El transporte de
esta señal analógica 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:
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 digital con un mínimo uso de recursos.
Llegada de la Televisión Digital en Estados Unidos y
Desarrollo de un Estándar Digital
El cambio a
la nueva modalidad ocurrió a finales del año 1998. El sistema que se mantenía vigente
hasta entonces, fue establecido en los años cuarenta y cincuenta por la Comisión
Nacional de Sistemas de
Televisión (NTSC). El cambio ha seguido un proceso lento y a menudo muy
controvertido.
Funcionarios de la Comisión Federal de Comunicaciones
(FCC), cadenas emisoras de televisión, fabricantes y académicos trataban de crear un
estándar digital que no dejara inmediatamente anticuados los televisores existentes.
El nuevo sistema opera sobre todo en la banda de 470 a 890 MHz (canales 14 a 83) y en
frecuencias UHF). El sistema nuevo y el antiguo deberán coexistir hasta el 2006, en que
deben cesar las emisiones de señales NTSC, tanto en la banda de 54 a 216 MHz (canales 2 a
13), como en frecuencias UHF y VHF.
La FCC reasignará entonces dichos canales a la televisión digital.
La FCC creó en 1987 una comisión asesora sobre servicios de televisión avanzada, la
ACATS, que debía asesorar a la FCC sobre el servicio de televisión avanzada en Estados
Unidos, incluida la preparación de un estándar técnico.
En 1988 la ACATS pidió a las industrias,
universidades y laboratorios que propusieran normas para la televisión avanzada.
En marzo de 1990 la FCC dio un paso fundamental. Decidió que el servicio de televisión
avanzada se daría en régimen de difusión simultánea (simulcast) con el
servicio convencional, y no en régimen de compatibilidad de receptores (este último fue
el enfoque que se siguió al introducir la televisión en color, en que la señal debería
poderse ver tanto en televisores en color como en blanco y negro). En el régimen de
compatibilidad de receptores, la señal de televisión de alta definición (HDTV) podría
captarse y visualizarse en los receptores actuales convencionales. Pero la señal de HDTV
requiere mucha más información que una señal de color, por lo que el receptor exigiría
un canal suplementario para introducir la información adicional (otro canal de 6 MHz).
Esto plantea varios problemas:
Por estos motivos, es por lo que se optó por el enfoque simulcast. La señal HDTV
se transmite por un canal propio de 6 MHz independientemente de la señal NTSC (en lugar
de emplear compatibilidad de receptores, en el que la señal HDTV se obtiene de la señal
NTSC y de la información que va en el canal suplementario). Así podría equiparse un
sistema de transmisión moderno para la señal HDTV completa.
No obstante persiste el inconveniente de que los televisores actuales no pueden recibir
una señal HDTV. Para evitar que estos televisores se quedaran de repente inservibles, la
FCC asignó un nuevo canal por servicio a cada una de las 1500 estaciones de Estados
Unidos que lo solicitasen. Durante un periodo de transición, la FCC exigiría que el
mismo programa fuera transmitido simultáneamente (o con muy poco retraso) tanto por HDTV,
como por NTSC (más tarde se suprimiría este requisito). Cuando una gran parte del país
ya utilizase la nueva televisión, se suprimiría el servicio NTSC, y la porción de
espectro que ocupaba se utilizaría para nuevos canales HDTV u otros servicios.
Esta decisión tuvo una repercusión decisiva en el desarrollo de una norma para la HDTV.
Poco después comenzaron a recibirse propuestas para sistemas HDTV, y la ACATS y la FCC
decidieron someter a evaluación cinco
propuestas técnicas: una analógica y cuatro digitales. Estas propuestas técnicas se
analizaron en el Centro de Pruebas
de Televisión Avanzada de Alexandria, mientras que la calidad de la imagen se evaluaba en
el Laboratorio
de Evaluación de
Televisión Avanzada de Ottawa.
En febrero de 1993, tras revisar los resultados la ACATS llegó a la conclusión de que
los cuatro sistemas
digitales superaban en prestaciones
al analógico. A su vez, cada uno de los cuatro sobresalía en distintos aspectos. Así
que la ACATS animó a los promotores a que organizaran en un solo sistema los elementos
mejores de los cuatro y lo sometieran a evaluación.
En mayo de 1993 se constituyó la Gran Alianza, un consorcio integrado por AT&T,
Zenith, el centro de investigación de David
Sarnoff, General Instrument Corporation, el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT),
Philips Electronics North America, y la francesa Thomson Consumer Electronics.
Entre 1993 y 1994 la Gran Alianza introdujo mejoras en los mejores elementos técnicos de
los cuatro sistemas y creó un prototipo. En base a ese prototipo de HDTV, la comisión de
Sistemas de Televisión Avanzada (consorcio de industrias) creó un
estándar técnico.
Para poder
transportar en un canal de 6 MHz (aproximadamente 20 Mbps) toda la información de una
imagen de alta definición es necesario comprimir los datos (si no se
comprimiera necesitaría del orden de Gbps). La propuesta de la Gran Alianza se basó en
el sistema MPEG2.
La clave de la compresión según el sistema MPEG consiste en no enviar las imágenes
completas (como en NTSC), 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.
En recepción la señal se capta por una antena y se envía a un receptor, que demodulará
la señal para obtener la sucesión de bits original. Estos bits se demultiplexan y se
recuperan los datos comprimidos para pasar a descomprimirlos a continuación.
En noviembre de 1995 la ACATS recomendó a la FCC el estándar elaborado por la Comisión
de Sistemas de Televisión Avanzada, y ésta lo aceptó en 1996 salvo por un detalle.
Suavizó la restricción de la norma en la que se limita a 18 los formatos de resolución
de vídeo autorizados.
A principios de 1997 la FCC
añadió otras disposiciones en apoyo del nuevo estándar técnico, como por ejemplo la
asignación de canales.El sistema de televisión digital basado en dicho estándar es muy
flexible, y permite por ejemplo que un canal de 6MHz pueda ofrecer imágenes de alta
resolución y sonido perimétrico multicanal, o bien transmitir varios programas de
televisión de calidad comparable a la de los programas actuales. Esta flexibilidad ha
hecho sustituir el acrónimo de Televisión de Alta Definición (HDTV) por el de
Televisión Digital (DTV). Además el estándar está abierto para que se le puedan
incorporar futuras mejoras técnicas.
Evolución
Histórica en Europa
Los servicios de TV Digital por satélite comenzaron en 1996, con un desarrollo desigual
según la estrategia de
implantación seguida, y con los resultados más espectaculares en Francia,
con tres plataformas y más de un millón de abonados en su conjunto.
La difusión terrenal arrancó antes de finales de 1998 en el Reino Unido y Suecia. El DVB
está promoviendo fuera de Europa su sistema DVB-T para difusión terrenal como un sistema
flexible, con capacidad para televisión de alta definición, adaptable a canales de
diferente ancho de banda y susceptible de ser utilizado en red isofrecuencia con cobertura
de todo un país. Esta promoción
está orientada sobre todo a China, el sudeste
asiático, Australia, Brasil y Argentina.
El Reino Unido ha asumido un papel líder en
Europa para el desarrollo de la TV digital terrenal (DTT). En el Reino Unido se han
habilitado 6 múltiplex que se han repartido entre los radiodifusores existentes y una
plataforma comercial. A los radiodifusores se les ha concedido medio múltiplex, capacidad
equivalente a 2 programas por canal analógico existente. De este modo, la BBC ha obtenido
un múltiplex completo, la ITV, Channel 4 y Channel 5, medio múltiplex cada uno
respectivamente, y la S4C, el radiodifusor regional de Gales, otro medio múltiplex con
cobertura exclusiva del País de Gales. Por su parte, la plataforma comercial BDB,
constituida por los grupos Carlton y
Granada, ha obtenido tres múltiplex de cobertura nacional y, por otra parte, medio
múltiplex con cobertura de todo el R.U., excepto Gales, ha sido concedido al consorcio
SDN, formado por S4C, NTL y United News and Media.
En paralelo con el lanzamiento de la DTT, se produce el comienzo de los servicios
digitales de BSkyB. La situación es extremadamente interesante, porque a este lanzamiento
simultáneo de los servicios de TV digital terrenal y por satélite se suman algunos
operadores de cable que están procediendo a digitalizar sus redes. Esto supone que el
usuario final tendrá que elegir qué vía de distribución
prefiere, en lo que influirán no sólo las ventajas intrínsecas de cada forma de distribución, sino
también el atractivo de los contenidos y de las formas de subvención de las cajas de
usuario o de los receptores que ofrezcan las diferentes plataformas.
Suecia lanzó también los servicios DTT a principios de 1999, con
dos múltiplex y una cobertura inicial del 50% de la población. Los
servicios se implantaron sobre una red común, mientras que la provisión de contenidos se
sacó a concurso.
El tercer país europeo que opta a la introducción de la TV digital terrenal a corto
plazo es España. La situación en España
es extremadamente competitiva porque existen ya dos plataformas de satélite en servicio y
los operadores de cable (dos por demarcación) comenzaron a ofrecer sus servicios en 1999.
El Gobierno emitió un
proyecto de Regulación y Plan técnico de la DTT.
3. Aspectos técnicos de los sistemas de televisión digital
Básicamente, existen dos normas de Televisión Digital Terrestre, una Americana
(desarrollada por el ATSC), y otra Europea (desarrollada por el ETSI).
Reseña técnica al sistema americano:
Este sistema, está basado en una modulación 8-VSB. Es un sistema de Banda Lateral
Vestigial (al igual que los sistemas analógicos) basado en una modulación 8-QAM que se
extiende hasta 64-QAM con una codificación de Trellis.
Existe un tercer estándar de televisión digital terrestre, el Japonés,
denominado ISDB (Integrated Services Digital Broadcasing), quizá de menor importancia o
despliegue que los anteriores.
El Sistema Europeo de Difusión de Televisión Digital Terrenal
El sistema europeo está basado en las especificaciones del DVB-T (Digital Video
Broadcast-Terrestrial), realizadas en el ETSI (European Telecommunications Standards
Institute), y recogidas en el documento ETS 300 744 de Marzo de 1997. Dicho estándar
ha sido adoptado por los países Europeos, así como por países de fuera, como Australia,
Brasil o India.
A continuación se describe brevemente los aspectos técnicos más relevantes del DVB-T,
en su aplicación a los sistemas de difusión de Televisión Digital Terrestre.
Como se recoge en la propia norma, el proyecto DVB (Digital Video Broadcast) es un
consorcio de organizaciones tanto
públicas como privadas, con objeto de establecer el marco para la introducción de
servicios de televisión digital basados en MPEG-2. Esto es, se propone abordar las
necesidades reales en este campo teniendo presente la situación y estado
de los mercados, así como
las circunstancias económicas, tanto de la electrónica de consumo,
como de la industria
de difusión de televisión. En el sistema se definen los esquemas de modulación y
codificación de canal para difusión de servicios terrestres de LDTV (Limited Definition
Television), SDTV (Standard Definition Television), EDTV (Enhanced Definition Television)
y HDTV (High Definition Television).
El desarrollo del DVB-T se basó en un conjunto de requisitos de usuario producido por el
Módulo Comercial (Commercial Module) del proyecto DVB. Los miembros del DVB contribuyeron
al desarrollo técnico del DVB-T a través del DTTV-SA (Digital Terrestrial
Television-System Aspects), grupo
de trabajo del Módulo Técnico (Technical Module). Proyectos europeos como
SPECTRE, STERNE, HD-DIVINE, HDTVT, dTTb, y otras organizaciones desarrollaron hardware
de sistema y resultados, que eran comunicados al DTTV-SA.
Una de las principales características del
DVB-T es el empleo de
paquetes MPEG-2, lo cual implica que es transportable cualquier información que sea
digitalizable (vídeo, audio, datos multimedia, etc...). Además, se incluyen en las
especificaciones un conjunto de canales de retorno para los usuarios con objeto de
interactuar con los servicios digitales recibidos (ver apartado de receptores de usuario).
El sistema se define como un bloque funcional que realiza la función de adaptación de la
señal de televisión en banda-base de la salida del mux. de transporte MPEG-2 a las características del
canal terrestre de transmisión. En la figura siguiente se pueden ver los bloques del
sistema
Esquemas de Protección del Sistema
Como se puede ver, el sistema consta de un gran número de bloques referentes a la
protección frente a errores, previos a la modulación de la señal para su transmisión
por el interfaz aéreo. La entrada al sistema difusor de la señal, son paquetes MPEG-2,
con lo que la salida en los equipos receptores, también tendrá este formato. Sin entrar
en detalles se describen brevemente los esquemas de codificación y entrelazado previos a
la modulación:
Esquema de Modulación. Redes Isofrecuenciales
Tras los mencionados esquemas de protección frente a condiciones adversas de
propagación, se pasa a la descripción del esquema de modulación empleado. Nos
centraremos algo más en el mismo, pues puede suponer la parte clave en la implantación
de estos servicios. En efecto, como es bien sabido, uno de los recursos más caros, y por
consiguiente, de mayor requisito de optimización en un sistema vía radio es
el de la frecuencia, el espectro. Debido a esta escasez de banda, hay que tratar de
emplear toda la tecnología disponible, al
menor coste posible para optimizar la banda del espectro a emplear. Aquí aparece ya uno
de los puntos clave en la discusión de la conveniencia de emplear sistemas de difusión
de televisión vía radio frente a la
difusión por cable.
En principio, el principal argumento de defensa de la televisión por cable, desde un
punto de vista tecnológico, es la gran banda de que dispone en su transmisión,
especialmente en sistemas de fibra óptica. Esta
gran capacidad inherente a los sistemas por cable será su principal argumento de defensa
frente a su carencia de movilidad (que no necesariamente de ubicuidad) de los equipos
receptores de televisión. Efectivamente, resulta impensable el arrastrar un cable de
fibra óptica cuando se
desea ver la TV desde el interior de un vehículo, por las calles de una gran ciudad,
aunque también es argumentable la posibilidad o necesidad de recibir este tipos de
servicios, cuando se va conduciendo por ejemplo.
Así, queda visto como un sistema de nueve generación de este tipo ha de presentar un
esquema de codificación y modulación muy robusto y consistente, para poder
ofrecer los servicios deseados, con las calidades deseadas, sabiendo la cantidad de
información que puede requerir la transmisión de televisión, especialmente de alta
calidad, y el reducido espectro de que se puede disponer.
El esquema de modulación empleado es el COFDM (Coded Ortogonal Frequency Division
Multiplexing). El COFDM es un esquema de modulación especialmente apropiado para las
necesidades de los canales de difusión terrestres, principalmente por los siguientes
motivos:
En COFDM se modulan los datos en un gran número de portadoras, a baja velocidad,
empleando técnicas de FDM. El motivo de emplear múltiples portadoras viene precisamente
del hecho de que haya niveles altos de multitrayecto. Como se ha comentado, las ciudades y
centros urbanos podrían ser, en una primera aproximación, el principal mercado para estas
redes. La razón es que es en estas grandes aglomeraciones de edificios y estructuras
donde los sistemas vía radio podrían cobrar ventaja respecto de los sistemas por cable,
que a primera vista aparecerían como sus principales competidores, debido a la gran
dificultad, especialmente económica y logística que
supone cablear una ciudad.
Los fenómenos de multitrayecto se ven además, especialmente aumentados por el extendido
uso de las conocidas "set-top TV antennas". La idea básica sería que si se
esperan retardos altos de la señal, por efectos del multitrayecto, se ha de tener una
duración de símbolo mucho mayor que dichos retardo para hacerlos soportables, con lo que
parece más apropiado el emplear muchas portadoras moduladas a baja velocidad, que una
sola a lata velocidad. Este efecto también es apreciable en el dominio de
la frecuencia, viendo como el multitrayecto provoca una selectividad en frecuencia,
evitable (portadora a portadora, dentro de un canal de banda estrecha), con anchos de
banda estrechos.
No obstante, cabe pensar que aunque el periodo de símbolo se ha hecho mucho mayor que el
mayor de los retardos por multitrayecto, aún sigue habiendo interferencia entre símbolos
(ISI), tal y como se aprecia en la figura anterior (parte derecha). Para evitar esta
pequeña fracción de tiempo en la que hay
interferencia entre símbolos, lo que se hace es insertar un tiempo de guarda.
4. Aspectos Técnicos en la Implantación de las Redes TDT
Instalación de Transmisores
En principio, los transmisores de televisión digital utilizarían los emplazamientos
actuales de transmisores de televisión analógica, con lo cual podría ser reutilizada
gran parte de la infraestructura disponible actualmente. En algunas situaciones se
requeriría una nueva antena; si la antena disponible fuera a ser empleada, habría de
tenerse en cuenta que las señales digitales tendrían que ser combinadas en alta potencia con las
señales analógicas actuales (al menos durante la transición analógico->digital), o
bien el conjunto debería pasarse por un amplificador multicanal, lo cual conllevaría problemas
de filtrado y de no linearidades.
Distribución Primaria
Se requiere una red de distribución primaria para transportar los paquetes MPEG-2
desde los estudios de televisión hasta los centros re-multiplexores
(variaciones autonómicas en la programación) y hasta los
centros transmisores.
Se consideran varias posibilidades, entre las que se incluyen fibra
óptica, redes PDH (Plesichronous Digital Hierarchy) o SDH (Synchronous Digital
Hierarchy), ATM o satélite. Una red
completa constará seguramente de una combinación de las posibilidades comentadas.
Equipos Receptores de Usuario
Probablemente uno de los requisitos más críticos para la adopción
de un nuevo estándar sea la disponibilidad de equipos que lo soporten. En efecto, un
factor clave en el éxito de la implantación de un sistema de TDT es lo atractivo que sea
el sistema y los nuevos servicios y ventajas que ofrezca respecto de los anteriores
sistemas analógicos, lo cual viene en buena parte marcado por la posibilidad de disponer
de receptores sencillos por un lado, y versátiles y que ofrezcan gran variedad de
servicios por otra.
Entre las ventajas respecto de los existentes sistemas analógicos destacamos:
Respecto al tema, cabe comentar el ingente trabajo adicional de especificación que se ha
realizado en Inglaterra (como país
pionero y probablemente referencia) con objeto de maximizar la interoperabilidad
manteniéndose la compatibilidad con DVB. Gran parte de ese trabajo estaba destinado la
especificación del API (Application Programming Interface) para servicios
interactivos
5. Plataforma de usuario
Set Top Box
La STB es el terminal receptor que hay que instalar en los hogares para la recepción de
TDT. En este aspecto son fundamentales los foros DIGITAG (DIgital Terrestrial Action
Group) y VALIDATE. DIGITAG evalúa las características que debe cumplir el
receptor del usuario. VALIDATE es el grupo de trabajo que valida todas las
experiencias de Televisión Digital Terrestre, en cuanto a la compatibilidad de los
equipos de diferentes fabricantes.
A continuación se indican los elementos que forman el equipo receptor o STB.
Equipo receptor
A continuación se muestra un esquema de
bloques para la recepción de televisión digital terrenal de alta definición:
Ejemplo de difusión de TV de alta definición
Tabla 1. Coste del receptor en relación a la calidad del dispositivo y los nuevos
servicios
Características |
Descripción | Estándar de Vídeo |
| STB (sin dispositivo de imagen) | Set Top Box (sin dispositivo de imagen). La imagen podría mejorarse substancialmente en relación a la imagen analógica pero limitada por el interfaz que lo une a la TV analógica empleada como dispositivo de imagen. | MPEG-2 MP@ML |
| 4:3 | TV integrada con CRT convencional. La imagen se mejora substancialmente en relación a la imagen analógica (ancho de banda horizontal, no cross-colour/luminance). La popularidad aumentará cuando la diferencia de precio con el televisor analógico desaparezca y la finalización de la transmisión en analógico esté cerca. | MPEG-2 MP@ML |
| 16:9 | Como 4:3. Esta es la solución más rentable para visualizar todo sin compromiso. Potencialmente podría ser el receptor del maistreamde televisión digital | MPEG-2 MP@ML |
| 16:9 avanzado | Como 16:9 pero mejorado con procesado de señal. Los avances en procesamiento de señal digital junto con el bajo precio de los chipspermitirán impresionantes mejoras en la imagen | MPEG-2 MP@ML |
| 16:9 de alta definición | Televisores capaces de representar 720 líneas y más. Se requiere un coste adicional considerable para tener una diferencia aprecianble en la calidad de imagen en comparación con 16: 9 avanzado | MPEG-2 MP@HL |
Tabla 2. Algunas opciones del receptor en función de nuevos servicios y procesado de
información avanzado.
Características |
Descripción |
| Básico | Receptor estándar con Guía Electrónica de Programación (EPG, Electronic Programation Guide) sencilla |
| Tv de pago (Pay-TV) | Como la anterior + apoyo para Acceso Condicionado (incluido canal de retorno a través de la RTC), EPG enriquecida (Pago por Visión más conocido como Pay Per View) |
| Tv de pago + servicios interactivos básicos | Como la anterior + navegación por información, telecompra, etc. |
| Tv de pago + servicios interactivos ampliados | Como la anterior + juegos, almacenamiento local (por ejemplo en disco duro) para recuperar datos por la noche y almacenar plug-in's |
Tabla 3. Estándares ATSC y DVB en relación a la calidad de imagen
Características |
Descripción del Estándar requerido | ATSC | DVB / UK-DTG |
| 4:3, 16:9 y 16:9 avanzado | Compresión de vídeo digital con definición estándar | A/53 | ETR 154 |
| 16:9 de alta definición | Compresión de vídeo digital con alta definición | A/53 | ETR 154 (HD not applicable in the UK) |
Tabla 4. Estándares ATSC y DVB en relación los servicios
Características |
Descripción del estándar requerido | ATSC | DVB / UK-DTG |
| Básica | Codificación de canal y modulación | A/53 | ETS 300 744 |
| Mega Frame para redes de Frecuencia única (SFN) | - | TS 101 191 (not applicable in the UK) | |
| Información de servicio/programa para soportar EPG | A/65 | ETS 300 468 | |
| Subtitulado | A/53 | ETS 300 743 | |
| TV de Pago | Método de acceso condicional para codificar el A/V stream | Bajo discusión | ETR 289 |
| Interfaz para añadir acceso condicional a un receptor genérico | Bajo discusión | EN 50221 | |
| Encriptación simultánea que soporte un población receptora con múltiples sistemas CA | Bajo discusión | TS 101 197 | |
| Servicios Interactivos Básicos | Protocolos de difusión de datos para la transmisión de datos genéricos sobre redes de difusión | Bajo discusión | EN 301 192 |
| Protocolos de red independientes para protocolos de servicios interactivos para la transmisión de datos genéricos sobre redes bidireccionales como la RTC | Bajo discusión | ETS 300 802 | |
| Canal de interacción a través de RTC o RDSI | Bajo discusión | ETS 300 801 | |
| Aplicaciones interactivas básicas y codificación de objetos multimedia e hipermedia | Bajo discusión | MHEG-5 (still under discussion in DVB) | |
| Servicios Interactivos Ampliados | API | Bajo discusión | Bajo discusión |
Algunos Proveedores
De STBs:
Los diseños de STB continúan agregando nuevas funcionalidades y encontrando maneras de
reducir costes. Uno de los logros es el desarrollo de una plataforma avanzada que permite
la difusión de vídeo a la carta (DVD)
y otras aplicaciones, mediante DVB terrestre, y representa un avance en la convergencia de
los receptores de los hogares. El desarrollo de STBs avanzadas, permite soluciones de
bajo coste y fácil uso de DVD,
TELEVISIÓN digital interactiva (con funciones de teletexto
más avanzadas), y aplicaciones MPEG-2 tales como PPV (Pay Per View o pago por visión) y
vídeo bajo demanda,
proporcionando nuevos niveles de interacción.
Plataforma Multimedia del Hogar
En 1997 el Proyecto DVB extendió su alcance a la Plataforma Multimedia del Hogar
(MHP), que estará formada por el terminal de acceso desde el hogar (STB, TELEVISIÓN,
PC), sus periféricos y la
red digital en casa.
Esta plataforma permitirá al usuario servicios interactivos y acceso a internet
(e-mail, chat,...).
La plataforma aumentará la capacidad de la STB permitiéndole que proporcione servicios
interactivos. La plataforma es una solución software que hace la
televisión más útil, divertida y al servicio de los hogares. Además, creará nuevas
oportunidades económicas para los operadores de red y sus proveedores
de contenidos, hardware y software. Se
abren grandes posibilidades en cuanto a los aparatos, desde las avanzadas STBs hasta las
televisores de alta definición integradas. Un papel crucial
en cuanto a la integración es el de
la API (Application Programming Interface).
Las normas de DVB ofrecen grandes oportunidades a los fabricantes de receptores. Es
probable que los productos
iniciales difieran substancialmente. Las posibilidades para los usuarios también son
enormes, ya que podrán recibir una combinación de contenidos mejorados, imágenes de
alta calidad y nuevos servicios. Las especificaciones de DVB permiten manejar múltiples métodos de
transmisión. Una posibilidad para los usuarios es la recepción combinada
terrestre/satélite, aunque es poco probable al principio.
Plataforma Multimedia del Hogar
La plataforma será una arquitectura abierta,
basada en los estándar de internet, que cumplirá las normas mundiales de difusión de
televisión digital, incluyendo DVB, ATSC y ARIB, y ATVEF. Esto permitirá a los
proveedores de contenidos crear programas una sola vez para verlos en cualquier parte.
También soportará normas de Internet como HTML, JavaScript
y HTML Dynamic, así como
todos los contenidos interactivos autorizados de acuerdo con el ATVEF ( Advanced
Television Enhancement Forum).
Los requisitos básicos que debe cumplir la plataforma son:
6. Televisión de Alta Definición
Después de años de investigación, la NHK
del Japón desarrolló el primer sistema moderno de televisión de alta definición, de
pantalla ancha y de 1,125 líneas con barrido de imagen de 60 Hz, logrando igualar la
calidad cinematográfica de la película de 35 mm.
Conforme aumentaba el interés por la alta
definición, en 1987 la Comisión Federal de Comunicación FCC
de los EEUU propició la formación de la Comisión Asesora sobre el Servicio de
Televisión Avanzada (ACATS, por sus siglas en inglés),
encargada de seleccionar un sólo estándar de transmisión terrestre de televisión
avanzada para los EEUU, estándar para un sistema de televisión de alta definición capaz
de ser transmitido en forma simultánea con la señal NTSC vigente, y por tanto
restringida al esquema de utilización de canales de 6 MHz de ancho de banda.
El 1o. de junio de 1990, la compañía General Instruments de San Diego, California,
propuso un sistema terrestre de televisión de alta definición HDTV completamente
digital, marcando con ello un parteaguas en la historia de la televisión. La
era digital iniciaba, marcando el fin de la televisión analógica e imponiendo el enorme
reto a los industriales de reinventar completamente la televisión.
En un esfuerzo de concertación y de apego a estrategias
nacionales de predominio de mercados, el gobierno
estadounidense propuso a los principales fabricantes que trabajaban cada cual en su
propuesta, que unieran sus esfuerzos en una "Gran Alianza" para proponer un solo
sistema de televisión de alta definición digital, con -lo mejor de lo mejor- en cuanto a
tecnologías de cada uno de los participantes: AT&T (Lucent), MIT, General
Instruments, Zenith Electronics Corporation, North American Philips, David Sarnoff
Research Center (RCA), y Thompson Consumer Electronics.
El sistema de televisión de alta definición HDTV propuesto tendría dos
modalidades principales: 1,080 líneas activas con 1,920 pixeles cuadrados por línea, con
barridos entrelazados de 59.94 y 60 cuadros por segundo, y 720 líneas activas, con 1,280
pixeles por línea, con barridos progresivos de 59.94 y 60 cuadros por segundo. Ambos
formatos operarían igualmente con barridos progresivos de 30 y 24 cuadros por segundo,
para la transmisión de programas filmados.
El sistema de la Gran Alianza emplea compresión de vídeo y sistemas de transporte
MPEG-2, audio Dolby Digital (AC-3), y modulación 8-VSB en banda lateral vestigial. Con
ello, se desarrolló un sistema de pantalla ancha, con relación ancho/altura de 16:9, con
cinco veces más calidad de imagen que la televisión de definición estándar de 480
líneas activas y relación ancho/altura de 4:3. Todo ello comprimido en un canal estrecho
de televisión de 6 MHz de ancho de banda.
A pesar de haberse logrado esta proeza de la ingeniería
electrónica, la FCC cedió ante los intereses de la industria
de la computación, y solicitó en
1995 que se incluyeran en el estándar digital varios formatos menores de televisión de
definición estándar (SDTV, por sus siglas en inglés)
de 480 líneas con barridos progresivos y entrelazados (ver tabla 5).
Resolución vertical |
Resolución horizontal | Pixeles cuadrados | Relación de aspecto | Cuadros por segundo [Hz] | Barrido [tipo] |
| 1080* | 1920 | Si | 16:9 | 23.976, 24, 29.97, 30 | Progresivo |
| 1080* | 1920 | Si | 16:9 | 29.97, 30 | Entrelazado |
| 720 | 1280 | Si | 16:9 | 23.976, 24, 29.97, 30, 59.94, 60 | Progresivo |
| 480 | 704 | No | 4:3, 16:9 | 23.976, 24, 29.97, 30, 59.94, 60 | Progresivo |
| 480 | 704 | No | 4:3, 16:9 | 29.97, 30 | Entrelazado |
| 480 | 640 | Si | 4:3 | 23.976, 24, 29.97, 30, 59.94, 60 | Progresivo |
| 480 | 640 | Si | 4:3 | 29.97, 30 | Entrelazado |
* se codifican 1088 líneas para satisfacer requerimiento MPEG-2 de ser múltiplo de 16
(i) y 32 (p).
Tabla 5. Formatos disponibles para la televisión digital, según la tabla III de la
Norma ATSC.
Finalmente, el 24 de diciembre de 1996, el gobierno norteamericano aprobó como norma
obligatoria para la transmisión terrestre de televisión digital y de alta definición,
la norma para SDTV y HDTV de la ACATS, documentada por el Comité de Sistemas de
Televisión Avanzada (ATSC, por sus siglas en inglés). Esta norma, conocida como la Norma
ATSC, dejó fuera lo referente a la imposición del tipo de barrido (sólo progresivo, o
sólo entrelazado), en aras de lograr, una vez más, el consenso con el grupo de interés
de la industria de la computación.
A partir de la adopción de la Norma
ATSC, el organismo gubernamental encargado de la asignación del espectro en los EEUU
acordó iniciar la asignación gratuita de canales digitales a todos los concesionarios de
canales de televisión analógica, con el fin de estimular la transmisión digital
simultánea de programación. Además, se fijó como meta importante en esta transición a
transmisión digital, el que se regrese el canal analógico NTSC al final del período de
transición, que como meta se fijó el año de 2006 fecha razonable para la finalización
del servicio de transmisión de señales NTSC.
Con la Norma ATSC, será necesario tomar decisiones acerca de la calidad de la imagen que
será transmitida al usuario, esto es, si se le enviará un determinado programa en
definición estándar SDTV, aprovechando el canal digital para el envío de varios
programas simultáneos en modo "SDTV múltiplex", o si se le enviará con la
máxima calidad disponible de alta definición HDTV, para así ser más competitivo. La
transmisión en alta definición HDTV podría ser el medio preferido para eventos deportivos y
programación en horario estelar. Al respecto, varias cadenas televisivas de los EEUU,
operadores de cable y programadores de DBS han hecho pública su intención de
proporcionar servicios de programación de televisión de alta definición HDTV, para
finales de 1998, y al menos en los diez principales mercados de ese país (entre ellos
DirecTV y HBO).
Al día de hoy, el factor limitante para alcanzar la alta definición en el hogar, es la
no existencia de pantallas de televisor capaces de manejarla. Mes con mes se anuncian
mejoras, como la ofrecida recientemente por Fujitsu, en torno a haber
desarrollado una pantalla plana de 42 pulgadas y formato ancho de relación 16:9, con
1,024 pixeles por línea; a sólo un paso de la alta definición total. Sin embargo, el
máximo potencial de la norma para televisión de alta definición HDTV exige más de lo
que puede ofrecer la mejor de las pantallas de televisor de hoy en día, por lo que esta revolución
en tecnología de televisión
digital está detonando el arranque de un nicho tecnológico de investigación y
desarrollo industrial en los fabricantes de pantallas de televisor, sector que durante
muchos años permaneció estancado, sin ofrecer innovaciones importantes. Su nuevo reto
consiste en poder crear una nueva experiencia en televisión, con pantallas más anchas y
de mucho mejores características visuales.
7. Formatos de Compresión
Para ver la necesidad de los formatos de compresión vamos a resumir el proceso de
digitalización del vídeo analógico. El vídeo analógico define el estándar de líneas
por fotograma y fotogramas por segundo (no todas las líneas contienen vídeo activo).
Para digitalizar una señal de vídeo analógico es necesario muestrear todas la líneas
de vídeo activo. Cada muestra de color se
codifica en señal Y-U-V (Y- luminancia, U y V crominancia). Un ejemplo de conversión de
señal analógica de televisión en color a una señal en vídeo digital sería:
Sistema PAL : 576 líneas activas, 25 fotogramas por segundo, para obtener 720 pixels y 8
bit por muestra a 13,5Mhz:
Luminancia(Y): 720x576x25x8 = 82.944.000 bits por segundo
Crominancia(U): 360x576x25x8 = 41.472.000 bits por segundo
Crominancia(V): 360x576x25x8 = 41.472.000 bits por segundo
Número total de bits: 165.888.000 bits por segundo (aprox. 166Mbits/sg). Ninguno de los
sistemas comunes de transmisión de vídeo proporcionan transferencias suficientes para
este caudal de información (el Vídeo CD tiene
un índice de transferencia de 1,4 Mbps y la televisión por cable 6Mbps)
Diferentes Tipos de Compresión
Es un estándar definido específicamente para la compresión de vídeo, utilizado para la
transmisión de imágenes en vídeo digital. El algoritmo que
utiliza además de comprimir imágenes estáticas compara los fotogramas presentes con los
anteriores y los futuros para almacenar sólo las partes que cambian. La señal incluye
sonido en calidad digital. El inconveniente de este sistema es que debido a su alta
complejidad necesita apoyarse en hardware específico.
Existen diferentes opciones dependiendo del uso:
MPEG-1 Estándar escogido por Vídeo-CD:
calidad VHS con sonido digital.
MPEG-2 Se usa en los DVD (Digital Vídeo Disk). Calidad superior al MPEG-1.
MPEG-3 Gran calidad de vídeo: 1920x1080x30 Hz con transferencias entre 20 y 40 Mbps.
MPEG-4 Está en fase de desarrollo.
Básicamente consiste en tratar al vídeo como una secuencia de imágenes estáticas
independientes y su compresión y descompresión mediante el algoritmo
JPEG, para luego, recomponer la imagen de vídeo. Esto se puede realizar en tiempo real e
incluso con poca inversión en
hardware. El inconveniente de este sistema es que no se puede considerar como un estándar
de vídeo pues ni siquiera incluye la señal de audio. Oro problema es que la dependencia
que tiende de las transferencias del sistema de almacenamiento, pues el índice de
compresión no es muy grande. En la práctica es factible conseguir la calidad SVHS con lo
que se pueden realizar trabajos semiprofesionales.
8. Conclusion
La concepción de una televisión más eficiente (mayor calidad), ha traído
consigo la necesidad de introducir tecnología digital a los sistemas de televisión. La
inserción de esta tecnología la podemos visualizar a partir de cómo se trabaja la
señal de TV desde su obtención hasta la presentación en la pantalla de los televisores,
por lo que se podría decir que existen dos métodos generales
para trabajar TV digital a partir del tratamiento de la señal:
La señal análoga de TV es convertida a digital para ser transmitida y posteriormente ser
llevada de nuevo a análoga en el receptor, con lo cual aumenta la eficiencia
de transmisión y también presenta la posibilidad de añadir nuevas prestaciones.
Un sistema digital propiamente dicho, en el cual la señal es digitalizada antes de su
salida de la cámara para su posterior tratamiento y transmisión digital hasta su
presentación en el receptor.
Si evaluamos las ventajas que ofrece la TV Digital entre las que podemos citar:
confiabilídad, multiplexado más eficiente, miniaturización, manejo de proceso de datos,
menos problemas de calibración, mayor complejidad en el manejo de la capacidad,
versatilidad y el poseen mayor capacidad de canales nos daremos cuenta que es la forma que
más se adapta a los cambios presentes y futuros que se desarrollan en la humanidad.
Además, las comunicaciones
digitales se han visto beneficiadas por la tendencia de la industria a utilizar
componentes de estado sólido
para la construcción
de sus sistemas. Estos componentes proporcionan mayor confiabilídad que cualquier otro
componente utilizado en sistemas análogos. Gracias a estos componentes de estado sólido,
tales como circuitos
integrados, el tamaño de los equipos de comunicaciones ha sido tremendamente reducido
y como consecuencia el manejo de datos resulta más eficiente que con técnicas
analógicas.
Las tendencias modernas en comunicación, son
dirigidas a la creación de sistemas cada vez más complejos que son manejados con gran
facilidad debido a la digitalización. Esto se debe en gran parte a la gran versatilidad
de los sistemas digitales.
Actualmente la TV digital no es ampliamente utilizada en el campo de la televisión
comercial debido a ciertos problemas de ancho de banda, pero, sin embargo, estos problemas
están siendo superados. La televisión digital en sus inicios ha sido explotada en el
campo de las investigaciones
aeroespaciales en el estudio de la luna y otros planetas en el
cual se prueba a resultado ser exitosa. También ha resultado ser un éxito en las
sofisticados sistemas armados de vigilancia y como una forma de defensa para el área
militar.
9. Bibliografia
http://www.asenmac.com/tvdigital/index.html
http://www.broadcast99.com/quantel/quanenbroad/quanenbroad.htm
http://www.citedi.mx/intranet/hdtv-ipn.htm
http://www.ibertronica.es/video.htm
Digital Fact Book en Español
10. Glosario de
terminos empleados
A/D o ADC
Conversión de Analógico a Digital (Analogue to Digital Conversion). También
denominado digitalización o cuantificación. Consiste en la conversión de señales
analógicas a digitales, normalmente para su utilización posterior en un equipo digital.
En TV, donde se muestrean las señales de audio y vídeo, la exactitud del proceso depende
tanto de la frecuencia de muestreo como de la
resolución al cuantificar la señal analógica, es decir, de cuántos bits se utilicen
para definir los niveles analógicos. Para imágenes de TV se suelen utilizar 8 ó 10
bits; para sonido, lo normal son 16 ó 20 bits. La recomendación ITU-R 601 define las
frecuencias de muestreo de las
componentes de vídeo basándose en 13.5 Mhz y la AES/EBU determina un muestreo de 44.1 y
48 Khz para el audio.
Para las imágenes, las muestras se denominan pixels, conteniendo cada uno información de
brillo y de color.
Ancho de Banda
La cantidad de información que puede transmitirse en un momento dado. Se necesita un gran
ancho de banda para mostrar imágenes con detalles nítidos y por eso es un factor de
calidad para las imágenes transmitidas o grabadas. ITU-R 601 y SMPTE RP 125 asignan un
ancho de banda para la señal analógica de luminancia de 5.5 Mhz y para la crominancia de
2.75 Mhz, la más alta calidad alcanzable en un formato broadcast estándar.
Los sistemas de imágenes digitales suelen requerir grandes anchos de banda y de ahí la
razón por la cual muchos sistemas de almacenamiento y transmisión recurren a técnicas
de compresión para adaptar la señal reduciendo por tanto el ancho de banda.
Concatenación
Encadenar (sistemas). A pesar de que el efecto en la calidad resultante al hacer pasar
una señal a través de varios sistemas siempre ha sido un motivo de preocupación, el uso
de una cadena de sistemas de vídeo digital comprimido no es, hasta ahora, muy conocido.
El asunto se complica debido a que prácticamente todos los sistemas de compresión
digital difieren en algún aspecto de los demás - de ahí la necesidad de tener cuidado
con la concatenación. En broadcast, los sistemas de compresión analógica actuales PAL y
NTSC operarán, cada vez más, junto con sistemas de compresión MPEG digitales utilizados
para transmisión y, posiblemente, en el estudio. La única forma de estar bastante seguro
de conseguir los mejores resultados es evitar utilizar la compresión en postproducción y
mantener la señal completa ITU-R 601.
Dither (Oscilación)
En televisión digital, las imágenes analógicas originales se convierten en dígitos: un
intervalo continuo de valores de
luminancia y crominancia se traducen en un conjunto de dígitos. Mientras que algunos
valores analógicos se corresponderán exactamente con dichos dígitos, otros caerán,
inevitablemente, en medio. Dado que siempre existirá un cierto grado de ruido en la
señal analógica original, puede existir "dither" en los dígitos en el bit
menos significativo (Least Significant Bit) (LSB) entre los dos valores más cercanos.
Esto tiene la ventaja de permitir al sistema digital que refleje los
valores analógicos entre LSBs para proporcionar una representación digital muy
exacta del mundo analógico.
Si la imagen es generada por un ordenador, o como resultado de un procesamiento digital,
el "dither" puede no existir - dando lugar a efectos de 'contorneado'.
Utilizando Redondeo Dinámico se puede añadir "dither" a las imágenes para
ofrecer un resultado más exacto.
NT: Algunos autores se refieren a "Dither" como 'Indecisión'.
HDTV
Televisión de alta definición (High Definition Television). Formato de televisión
que se caracteriza por una nueva pantalla con relación de aspecto de 16:9 ( la actual es
de 4:3) y capaz de reproducir con mucho más detalle ( de 5 a 6 veces más) que los
sistemas de broadcast existentes. HDTV no se debe confundir con variantes de pantalla
ancha del PAL (PALplus), NTSC o SECAM en los que aunque la forma de la pantalla varía, la
mejora de calidad es pequeña comparada con el HDTV.
No existen acuerdos sobre el deseado estándar mundial de HDTV. En Europa se ha elegido el
sistema 1250/50, por su sencilla relación con 625/50, mientras que en E.E.U.U. se ha
adoptado 1050/59.94, por su relación con 525/59.94. El único consenso logrado hasta
ahora es que la transmisión, para los enlaces y la difusión a los hogares de los
telespectadores, será digital y comprimida, utilizando MPEG-2. Los E.E.U.U. han elegido
el sistema desarrollado por "Grand Alliance" para televisión avanzada.
ITU-R tiene dos estándares de producción
basados en los formatos 1125/60 y 1250/50. Ver el documento 709 de ITU.
ITU-R 601
Esta norma define los parámetros de codificación de la televisión digital para
estudios. Es el estándar internacional para la digitalización de vídeo en componentes
tanto para el sistema de 525 líneas como para el de 625 y se deriva del SMPTE RP125 y del
EBU Tech. 3246-E. ITU-R 601 se aplica tanto a las señales diferencia de color (Y, R-Y,
B-Y) como al vídeo RGB, y define sistemas de muestreo, valores de la matriz
RGB/Y, R-Y, B-Y y características de filtrado. No define sin embargo el interfaz
electro-mecánico - ver ITU-R 656.
ITU-R 601 normalmente se refiere al vídeo digital por componentes diferencia de color (en
lugar de al RGB), para el cual define un muestreo 4:2:2 a 13,5 Mhz con 720 muestras de
luminancia por línea activa y digitalización con 8 ó 10 bits.
Se acepta una pequeña reserva por debajo del negro en el nivel 16 y por encima del blanco
en el nivel 235 - para minimizar distorsiones de ruido y sobremodulaciones. Utilizando una
digitalización con 8 bits son posibles aproximadamente 16 millones de colores
diferentes: 28 cada uno para Y (luminancia), Cr y Cb (señales diferencias de color
digitalizadas) = 224 = 16.777.216 combinaciones posibles.
La frecuencia de muestreo de 13,5 Mhz se eligió con objeto de ofrecer una norma de
muestreo común políticamente aceptable para los sistemas de 525/60 y 625/50, siendo
múltiplo de 2,25 Mhz, la frecuencia común más baja que proporciona un patrón de
muestreo estático para ambos.
ITU-R 656
Interfaces para las señales de vídeo digital en componentes en los sistemas de
televisión de 525 y 625 líneas. Establece la norma internacional para interconectar
equipos digitales de televisión que funcionan de acuerdo con la norma 4:2:2 definida en
ITU-R 601, que deriva de las normas SMPTE RP125 y EBU Tech 3246-E. Define la señal de
borrado, las palabras de sincronismo embebidas, los formatos de multiplexación de vídeo
usados por los interfaces serie y paralelo, las características eléctricas del interfaz
y los detalles mecánicos de los conectores.
Quantel
Nombre del líder mundial
en equipos de televisión digital - abreviatura de Quantised Television (Televisión
cuantificada). Quantel tiene más de 20 años de experiencia en técnicas de televisión
digital - mucha más que cualquier otro fabricante.
Transmisión digital
Las emisiones de TV en el futuro llevarán imágenes y sonido digital hasta nuestros
hogares. Utilizando compresión digital se pueden transmitir varios canales de televisión
en el ancho de banda de un único canal analógico, haciendo posible así recibir más - y
con mayor claridad de imagen y de sonido. La TV de alta definición se transmitirá
digitalmente utilizando compresión MPEG-2.
Las compañías de cable y las empresas de
radiodifusión por satélite y vía terrestre pueden usar la tecnología para ofrecer más
canales. Pero se paga un precio: en general cuanto mayor sea el número de canales, mayor
será la compresión y de peor calidad las imágenes, pero en general, se pueden
transmitir cuatro canales digitales en el ancho de banda de un canal analógico. Los
servicios como vídeo bajo demanda (Video On Demand, VOD) pueden recurrir a una
compresión mayor de forma que cualquier película seleccionada pueda estar disponible en
un intervalo de tiempo especificado pero con una calidad no superior al actual VHS.
VITC
Código de tiempo en el intervalo vertical (Vertical Interval TimeCode). Información
digital de código de tiempo que se introduce en el intervalo de borrado vertical de una
señal de TV. Lo pueden leer las cabezas de vídeo en la cinta en cualquier momento que se
presenten las imágenes, incluso utilizando el "jog" o con la imagen parada,
pero no al rebobinar o al avanzar. Complementa eficazmente al LTC, asegurando que el
código de tiempos se pueda leer en cualquier momento.
MPEG
Grupo de Expertos de Imágenes en Movimiento
(Moving Picture Experts Group), ISO/CCITT.
MPEG se ocupa de definir las normas para la compresión de datos de imágenes en
movimiento. Su trabajo continúa el de JPEG, añadiendo la compresión inter- campo,
compresión extra potencialmente disponible en base a las similitudes entre cuadros
sucesivos de imágenes en movimiento. En un principio se planificaron cuatro normas MPEG,
pero la inclusión de HDTV en MPEG-2 ha hecho que MPEG-3 sea ahora redundante. MPEG-4 se
emplea para diversas aplicaciones inconexas; el principal interés de la industria de la
televisión se centra en MPEG-1 y MPEG-2.
MPEG-1
Se diseñó para funcionar a 1,2 Mbits/seg., la velocidad de datos del CDROM, de modo que
se pudiera reproducir vídeo mediante lectores de CD. Sin embargo la calidad no es
suficiente para broadcast.
MPEG-2
Se ha diseñado para cubrir un serie muy amplia de necesidades, desde "calidad
VHS" hasta HDTV, mediante diferentes "perfiles" de algoritmos
y "niveles" de resolución de imágenes. Con velocidades de transferencia de
datos entre 1,2 y 15 Mbits/seg., hay un interés muy grande en el uso de MPEG-2 para la
transmisión digital de señales de televisión, incluyendo HDTV, aplicación para la que
se concibió el sistema. La codificación de vídeo es muy compleja, sobre todo porque es
preciso que el sistema de decodificación en la recepción sea lo más simple, y por lo
tanto barato, posible.
La compresión MPEG puede ofrecer imágenes de mejor calidad para relaciones elevadas de
compresión que la JPEG pura, pero con la complejidad de la decodificación y en
particular de la codificación y los grupos de imágenes de 12 cuadros ( GOP). No resulta
un sistema de compresión ideal para la edición; si se utiliza algún cuadro P o B,
entonces incluso un corte requerirá volver a utilizar codificación MPEG compleja (e
imperfecta).
De los cinco perfiles y cuatros niveles que generan un conjunto de 20 combinaciones
posibles, 11 ya han sido implementadas. Las variaciones que esto define son tantas que no
sería práctico construir un codificador o decodificador universal. Actualmente el
interés se centra en el "perfil principal" (Main profile), "nivel
principal" (Main level), algunas veces designado como MP@ML, que cubre formatos de
televisión broadcast de hasta 720 pixels x 576 líneas a 30 cuadros/seg. Estas cifras se
consideran las máximas, así que también incluye 720 x 486 a 30 cuadros y 720 x 576 a 25
cuadros. Dado que el propósito de la codificación es la transmisión, se utiliza el
muestreo 4:2:0, que resulta más económico.
Una reciente adición al MPEG-2 es su versión de estudio. Diseñado para el trabajo en
estudio, su muestreo es 4:2:2. La configuración de estudio se denomina 422P@ML. Para
mejorar la calidad de la imagen se utilizan velocidades de transferencia más altas. Las
primeras aplicaciones para esto parecen ser en el campo de la producción
electrónica de noticias ( ENG), y con algunos servidores de vídeo.
MPEG 4:2:2
También denominado MPEG de estudio, MPEG profesional y 422P@ML.
Categoria : Electrónica y/o Comunicaciones Eléctricas . Tema : Televisión Digital
Fecha de Realización : Mayo, 2000.
Trabajo enviado y realizado por: Ramón Mateo
UNIVERSIDAD
AUTONOMA DE SANTO DOMINGO , Facultad de Ingeniería
y Arquitectura
Ing. Amín Abel Hasbún , Departamento de Ingeniería Electromecánica
ing_electronico@hotmail.com