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TELEVISION DIGITAL Danilo Santiago Hidalgo Villavicencio. [email protected] Escuela Superior Politécnica del Chimborazo Julio 2 del 2012 Abstract. This paper will describe the characteristics of the existing digital TV standards as well as a perspective on digital TV in Ecuador and the impact it in society.

I.

INTRODUCCIÓN

El surgimiento de la televisión digital ha permitido mejorar sustantivamente la experiencia del usuario en comparación a la televisión analógica. La presencia de la interactividad, la recepción en condiciones de movilidad, la factibilidad de transmisión de video de alta definición así como audio de alta fidelidad, la paquetización de múltiples programas con video de definición estándar sin alterar la asignación de canales y espectro existente en la actualidad, son ventajas indiscutibles de esta nueva tecnología. La televisión digital es hoy una realidad, su implementación en América del Norte y en Europa se ha venido desarrollando desde finales de 1998 y en los países de América del Sur hemos actualmente adoptado los diferentes estándares propuestos. Así en el caso de Ecuador se ha elegido el estándar Japonés con variantes Brasileñas. Su advenimiento representa una serie de transformaciones en los campos tecnológicos, económicos de la política pública y regulación por lo que se convirtió en una agenda social a tratar. Tres principales modelos de la televisión digital se pueden distinguir actualmente: el modelo estadounidense ATSC (Advanced Television Systems Comittee), el modelo europeo DVB (Digital Video Broadcasting) y el modelo japonés ISDB (Integrated Service Digital Broadcasting),modelo chino DTMB (Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcastin) y una variante echa del modelo japonés por Brasil SDBTV.

II.

CARACTERÍSTICAS TDT

En las transmisiones de TDT, la imagen, el sonido y los contenidos se transforman en información digital. Esta información se envía mediante ondas terrestres y es recibida a través de las antenas convencionales instaladas en los hogares. La televisión digital se basa en el muestreo de voltajes, tomando una muestra a intervalos iguales. Cada muestra se transforma en un número digital binario que corresponde con el nivel de voltaje que tenía la señal analógica donde se tomó la muestra. Esa muestra digital se transmite y se recibe en el receptor, donde ese número digital es reconvertido nuevamente en la señal analógica original, permitiendo someter la señal a procesos muy complejos, sin degradación de calidad, ofreciendo múltiples ventajas y abriendo la posibilidad de nuevos servicios en el hogar. ¿Qué diferencia existe entre Televisión Digital Terrestre y TV Digital por satélite / TV Digital por cable? La Televisión Digital Terrestre se transmite por ondas terrestres como la televisión analógica convencional. La recepción se efectúa a través de la misma antena actual, a diferencia de la televisión digital vía satélite o por cable que utilizan otros medios (antena parabólica, cable, etc…). El acceso a la Televisión Digital Terrestre (TDT) es abierta y gratuita, no requiere ningún gasto. El único egreso para acceder a las emisiones digitales, es la adquisición de un receptor; que puede ser un televisor con el sintonizador digital incorporado o a la vez un decodificador (set top box), que permitirá el cambio de formato digital al analógico convencional, utilizando nuestro mismo equipo receptor con el que contamos actualmente.

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La TDT revoluciona la forma de ver la televisión, puesto que nos aporta más canales y más calidad, una mejora de imagen y de sonido, la posibilidad de visualizar los contenidos en formato panorámico (16:9), de disfrutar del sonido Dolby Digital 5.1 y el acceso a servicios y aplicaciones interactivas, como es la guía electrónica de programación, tele información (educación, deportes, clima, mercadeo, etc.). Además, podemos disponer de todas estas ventajas gratuitamente. A. Calidad Aumenta la nitidez, resolución de la imagen y la calidad del audio, debido a que la transmisión digital no se ve afectada por interferencias y ruidos. B. Movilidad y Portabilidad Permitirá la recepción del servicio en dispositivos móviles (celulares, televisiones portátiles y otros, en óptimas condiciones. C. Optimización del uso del espectro En el mismo ancho de banda de 6 MHz que con tecnología analógica se transmite video y audio, en digital se puede transmitir varias programaciones diferentes en alta definición y definición estándar, así como datos adicionales de información particular o general. III.

SISTEMA DE MODULACIÓN EN EL ESTÁNDAR ATSC-T

ATSC, impulsado por un grupo de empresas del área de la radiodifusión y distribuidores de equipamiento electrónico, estableció los servicios de alta resolución espectral como foco de desarrollo para la Televisión Digital [1]. Este estándar fue diseñado en EE.UU para la transmisión de una señal digital de alta definición (HDTV) o múltiples señales de video de definición estándar (SDTV), en un espectro de canal de 6 MHz. Entre las características fundamentales podemos destacar las siguientes:  Para la compresión de video y multiplexado de las señales se adopta las especificaciones del estándar MPEG-2.  El audio se comprime de acuerdo al estándar Dolby AC-3, el cual permite comprimir hasta seis canales de audio digitales.  En modulación se adoptó para Televisión Digital Terrestre (TVDT) 8-VSB de

banda lateral vestigial con 8 niveles discretos de amplitud. IV.

SISTEMA DE MODULACIÓN EN EL ESTÁNDAR DVB-T

El grupo DVB (Digital Video Broadcasting), está conformado por más de 300 miembros entre fabricantes y radiodifusores de más de 30 países. El sistema DVB define un conjunto de estándares que permiten la interoperabilidad de los sistemas de difusión de video digital basados en el estándar MPEG-2 para varios medios de transmisión incluyendo: satélite, cable, radiodifusión terrestre y microondas. El estándar para sistemas de Televisión Digital Terrestre emplea la modulación COFDM (Codec Orthogonal Frecuency Division Multiplex). Este tipo de modulación emplea múltiples portadoras y cada una de ellas se modula en QPSK o 64 QAM. Entre sus características tenemos las siguientes:  Compresión de video y audio de acuerdo al estándar MPEG-2  El protocolo de los paquetes de datos, multiplex y sistemas de transporte es MPEG-2  Modulación empleada para la transmisión es COFDM de múltiples portadoras.  En audio también se adoptó el sistema de compresión Dolby AC-3.  Opera con Televisión Digital Estándar (SDTV) y Televisión Digital de Alta Definición (HDTV).  Recepción portable y móvil, solamente para SDTV.  Transmisión en modo jerárquico.  Redes de frecuencia única (SFN). El estándar DVB-T emplea la modulación COFDM de múltiples portadoras en el que existen dos modos de operación posible:  Modo 2k= 1705 portadoras  Modo 8k= 6817 portadoras V.

SISTEMA DE MODULACIÓN EN EL ESTÁNDAR ISDB-T

El estándar Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting (ISDB-T), ha sido desarrollado en Japón por el grupo DIBEG (Digital Broadcasting Experts Group) tomando como base el estándar DVB-T.

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Hace uso de MPEG-2 para la compresión y multiplexado, así como el sistema de modulación COFDM; sin embargo, presenta algunas características que lo diferencian de DVB-T, tal como la transmisión OFDM segmentada, el tiempo de intercalación de datos y los modos de transmisión. El estándar ISDB-T especifica un sistema diseñado para transmitir sobre los canales existentes de 6, 7 u 8 MHz., y está diseñado para entregar información digital a tasas de 3.561 a 30.980 Mbps. Entre los servicios y aplicaciones que ofrece son las siguientes:  Transmisión de un programa de TV de Alta Definición HDTV o múltiples programas de SDTV.  Servicios de Broadcasting (multimedia e interactividad).  Recepción portable y móvil, con alta calidad de video, audio y datos.  Redes de Frecuencia Única (SFN).  Operación en modo Jerárquico, lo cual permite transportar en el mismo ancho de banda, un lujo de datos para recepción fija y un lujo de datos para recepción móvil.  Servicio de recepción portable de audio y datos. En ISDB-T, el lujo de transporte es remultiplexado y agrupado en segmentos de datos para posteriormente ser transformados en segmentos OFDM. El espectro de transmisión es dividido en trece segmentos que son numerados de 0 a 12.

Fig. 1. Segmentos de datos en ISDB-T, para 6MHz de ancho de banda del canal.

Se efectúan dos tipos de intercalación de datos. La primera de ellas se denomina inter segmentos y consiste en una randomización entre segmentos. El segundo tipo de intercalación se denomina intrasegmentos y consiste en intercalar los datos dentro del mismo segmento. Tres modos de operación diferentes son posibles. En el modo 1, 2 y 3 las portadoras OFDM están espaciadas en 4, 2 y 1 KHz., respectivamente.

Una mezcla de programas de recepción fija y móvil es posible a través de la transmisión jerárquica obtenida por la división de banda en un canal. Esto es, se permite transmitir en forma simultánea un lujo de datos para recepción fija y otro lujo para recepción móvil. La transmisión Jerárquica significa que los tres elementos de la codificación de canal, llámense, el esquema de modulación, tasa de codificación del código convolucional de corrección de errores y la longitud del tiempo de entrelazado, pueden ser seleccionados independientemente. Otra forma de transmisión es la denominada parcial o de banda angosta y es sólo utilizada para la recepción portable o móvil. La característica principal de este tipo de transmisión, implica que el segmento parcial a transmitir, está ubicado en la parte central de la banda de los trece segmentos. En éste sólo se transmite audio y datos, pudiendo ser recibidos por un receptor portátil de banda angosta. El ancho de banda de este receptor es de un segmento OFDM. VI.

TV DIGITAL EN ECUADOR

La Televisión Digital Terrestre (TDT) en el Ecuador, ya se ha puesto en marcha. Las primeras emisiones digitales empezaron el 9 de diciembre de 2008 desde el cerro Pichincha canal 47 en Quito. De acuerdo a lo planificado el proyecto de transición sería de 10 años, es decir para el año 2019, se producirá el denominado „apagón analógico‟, fecha en la que las emisiones dejarán de ser en analógico y pasarán a ser, exclusivamente, en digital. Los canales actuales de TV abierta deberán transmitir simultáneamente su señal analógica y digital (simulcasting). Hasta que se produzca el “apagón” de la televisión analógica y toda la transmisión sería digital. Para ese período se espera exista una gran cobertura del servicio de televisión digital. En los primeros 5 años se espera que los canales de TV logren un nivel de cobertura mínima. El 26 de marzo de 2010, Ecuador adoptó oficialmente el estándar japonés-brasileño (ISDBTb) para la Televisión Digital Terrestre. El Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información y entidades gubernamentales del sector de las telecomunicaciones trabajan en coordinación para implementar este sistema en el país.

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VII. 

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CONCLUSIONES La Televisión Digital es una realidad y cada día está más presente en nuestros países. Las posibilidades de una mejor imagen, interactividad, movilidad, son grandes motivaciones para una migración hacia un sistema de Televisión Digital. Esta nueva tecnología permitirá la convergencia de las telecomunicaciones y la informática, teniendo para ello una gama de oportunidades de negocios e inserción de trabajo. La era digital traerá un desarrollo mucho más acelerado que el que tuvo la TV en sus primeros 50 años en Ecuador, mayor calidad, mayor número de canales, mayores servicios, movilidad y finalmente llegará la interactividad a la tv. Creo que es un cambio cualitativo similar al que ocurrió cuando apareció la televisión a color, en un mundo donde sólo había televisión en blanco y negro. La llegada de la TDT implicará un cambio tan drástico que, una vez que nos acostumbremos a este esquema, será muy difícil que volvamos a ver los antiguos canales, de la manera en la que hoy lo hacemos. La TDT nos cambiará la forma de ver televisión.

VIII.

REFERENCIAS

[1] Cruz Manuel, et al, “Situación de la Televisión Digital en el Mundo e Implicancia en Chile”, Consejo Nacional de Televisión, Junio 2006. [2] SIMONETTA José, Televisión Digital Avanzada, Intertel, Buenos Aires, 2002. [4] Yokohata Kazunori, ISDB-T Transmission Technology - Single transmission for fixed, vehicular, and handheld receivers -, NHK (Japan Broadcasting Corporation) Science & Technical Research Laboratory, Tokyo, Japan. Disponible en: http://ru.ictp.uz/summit2007/yokohata.pdf [5] Federal Communication Commission-USA. DTV Report on COFDM and 8-VSB Performance septiembre 1999 [6] OBERLI C, MARIANOV V, Rios M, Análisis de los Estándares de Transmisión Digital Terrestre y su aplicabilidad al medio Nacional, Pontiicia Universidad Católica de Chile., octubre del 2006. Disponible en http://www.subtel.cl/prontus_tvd/ site/artic/20070315/asocfile/20070315173311/ estudio_uc.pdf

IX.

BIOGRAFÍA Danilo Hidalgo es un estudiante de ingeniería en Electrónica Telecomunicaciones y redes en la

Escuela Politécnica Superior del Chimborazo cursa actualmente el noveno semestre.