Difusión por satélite de la TV de alta definición
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RECOMENDACIÓN DE ESTÁNDARES
DIFUSIÓN
Los sistemas de distribución DVB aplicados a una plataforma de satélite son los siguientes:
- DVB-S
- DVB-S2
- DVB-SH
DVB-S es la solución más clásica y la más extendida en el mundo. Es el estándar DVB que se aplica en todos los países del mundo.
DVB-S2 es la nueva solución DVB para mejorar la eficiencia y permitir que una plataforma mantenga aproximadamente el mismo número de programas, por transpondedor, en DVB-S que en DVB-S2 (utilizando MPEG4) cuando se emplee la alta definición.
DVB-SH es la nueva solución para recepción multimedia en terminales de mano.
Estos estándares definen la capa física y la capa de enlace del sistema de distribución. Los dispositivos interaccionan con la capa física bien vía un interfaz paralelo síncrono (SPI), un interfaz serie síncrono (SSI), o un interfaz serie asíncrono (ASI). Los datos transportados se transmiten en un trama de transporte MPEG2 (la trama de transporte MPEG4 es la misma que la de MPEG2) según se recoge en DVB-MPEG, o bien simplemente datos encapsulados en paquetes MPEG2. DVB-S emplea modulación QPSK y DVB-S2 utiliza QPSK, 8PSK, 16APSK o 32APSK.
Parece claro que si se apuesta para alta definición y se pretende mantener una eficiencia similar a la actual es necesario transitar hacia DVB-S2 y hacia MPEG4.
CONTENIDOS
Los contenidos de video y audio han estado codificados habitualmente en MPEG2 (DVB-MPEG). No obstante la aparición del MPEG4 permite reducir en un 30% actualmente aunque se esperan reducciones del 50% con la implementación completa del estándar MPEG4-AVC/H-264 en una futura generación de codificadores.
ENCRIPTADO
El acceso condicional no necesita una adaptación para la transmisión de alta definición, sin embargo el DVB-SI si es necesario retocarlo ligeramente para incluir nuevos identificadores en el caso de la transmisión de MPEG-4. También hay que realizar otra pequeña reforma para considerar las nuevas resoluciones en el caso del DVB-CPCM (Sistema de Protección de Contenidos y gestión de la copia para la protección de contenidos recibidos).
PLATAFORMA SOFTWARE
La actual Plataforma multimedia del Hogar (DVB-MHP Multimedia Home Platform) define una plataforma basada en Java para el desarrollo de aplicaciones de video consumo. Con el paso a la alta definición, la plataforma MHP deberá sufrir una adaptación, tanto por la necesidad de nuevos juegos de caracteres adaptados a HD, como de las nuevas abstracciones necesarias para soportar MPEG4.
CANAL DE RETORNO
DVB ha estandarizado un número de canales de retorno que trabajan junto con DVB-S/S2 y que garantizan una comunicación bidireccional. El canal de retorno no debería verse afectado por la alta definición, puesto que el planteamiento del mismo es el correspondiente a un sistema de comunicaciones asimétricas, sin que se haya concebido para proporcionar enlaces bidireccionales punto a punto de video HD.
INSTALACIONES DE RECEPCIÓN
EQUIPAMIENTO DE DISTRIBUCIÓN
La televisión de alta definición vía satélite se distribuirá bien en su formato de modulación original o mediante un cambio de modulación que permita alcanzar mayor eficiencia espectral.
En el primero de los casos, la distribución en su formato de modulación original, se distinguirá entre la distribución directa de la señal (en su frecuencia original) de la distribución utilizando procesado de frecuencia, cambiando la frecuencia original.
En el caso de la transmodulación, el objetivo primordial es conseguir una mayor eficiencia espectral, de forma que el ancho de banda de la señal de satélite (36 MHz) pueda ubicarse en canalizaciones de 8 MHz en las bandas de UHF y VHF.
Será necesario además, analizar las implicaciones acerca de elementos adicionales de la distribución, que incluyen la "Red de distribución", normalmente pasiva (derivadores, cajas de paso, tomas, splitters, etc) y los amplificadores que elevan el nivel de la señal para compensar las pérdidas de distribución de la red pasiva.
De modo general, se deberán tener en cuenta los siguientes aspectos en la distribución de televisión de alta definición vía satélite:
- Formato de modulación de la señal original
- Nivel de calidad de la señal en recepción
- Tipo de procesado que se efectúa sobre la señal
- Nivel de calidad de la señal de salida de cabecera de distribución
- Nivel de calida de la señal en toma de usuario
Distribución directa
La señal de televisión vía satélite es recibida (antena parabólica, conversor) y amplificada para compensar las pérdidas de inserción de la red de distribución. Si se utiliza la misma antena parabólica que la que se utiliza para la recepción de las señales DVB-S, se deberá tener en cuenta tanto la modulación como el FEC (Forward Error Correction) de la señal DVB-S2. Si se establece una frontera en la relación C/N necesaria para alcanzar la condición QEF en la C/N mínima necesaria para la recepción de una señal DVB-S QPSK FEC 7/8 (6.5 dB), se deberán distinguir las modulaciones y FECs del estándar DVB-S2 por encima y por debajo de este valor de C/N. Las que estén por debajo de este valor de modulación no presentarán a priori problemas derivados de la recepción. No obstante, otros aspectos como desapuntamiento de la antena, envejecimiento del conversor, ruido de fase del conversor deben ser analizados.
Como norma general, si los elementos de recepción están preparados para recibir señales DVB-S, se puede decir que la recepción de señales DVB-S2 no presentará problemas, al menos en las modulaciones y FECs debajo del umbral antes mencionado. El resto de modulaciones y FECs dependerán del margen de seguridad de los elementos de recepción.
Distribución con procesado de frecuencia
La distribución mediante procesado de frecuencia introduce a las consideraciones antes mencionadas de la distribución directa el análisis y recomendación de la máscara de ruido de fase para efectuar conversión de frecuencia con señales DVB-S2.
Distribución mediante transmodulación QAM
Todo apunta a que las modulaciones utilizadas serán 128 QAM ó 256QAM, por razones de capacidad ya que la modulación 64QAM será insuficiente para ubicar la cantidad de información contenida en un transpondedor de DVB-S2.
Transmodulación a DVB-T e IP
Con el fin de aprovechar el eventual parque de decodificadores DVB-T de Alta Definición ya instalados en los hogares de los usuarios, se podría optar por transmodular la señal DVB-S2 a DVB-T. Esta transmodulación no puede ser transparente, puesto que la capacidad de un múltiple DVB-T es muy inferior a la de un transpondedor DVB-S2, por lo tanto, será necesario seleccionar los servicios que se quieren emitir en cada transmodulador.
Por otra parte, la configuración de la señal del múltiple DVB-T no está sujeta a las condiciones de propagación terrestre, por lo que se podría optar por usar una configuración más ligera, con un consiguiente aumento de la capacidad.
Una mención especial merece la posibilidad de introducir la señal DVB-S2 en una red IP, como las que se utilizan en hoteles y otros edificios singulares no sujetos a la normativa ICT. Esto permitiría aprovechar la infraestructura montada para la recepción de otras señales vía IP para recibir la señal del satélite. El uso de una pasarela permitiría aprovechar la vía de retorno inherente en una red IP para implementar servicios interactivos.
IMPACTO ECONÓMICO DEL CAMBIO
Los aspectos que condicionarán económicamente la migración de servicios de TV digital en resolución estándar hacia su emisión en formatos de alta definición son:
- Costes por actualización de equipamiento: Salvo en lo que atañe a la adquisición de receptores por parte de Plataformas verticales de pago y/o la eventual actualización de codificadores fruto de la maduración de la tecnología de compresión, estos costes representan un gasto fijo inicial amortizado a lo largo de los años de provisión del servicio.
- Costes derivados de contribuciones externas más caras, al menos inicialmente.
- Costes derivados de un mayor consumo de ancho de banda.
Dentro de un medio de distribución por satélite, en donde no existen a priori demasiadas limitaciones físicas al espectro disponible, se pueden plantear los siguientes escenarios básicos para la implantación de servicios en alta definición:
- Aparición de nuevos servicios únicamente en Alta Definición, sin añadir nuevos canales de RF. Para esto se reutilizaría ancho de banda disponible en transpondedores actualmente en uso, bien por estar libre o porque el Operador decida eliminar servicios poco atractivos de su oferta en SD.
- Simulcast de servicios en resolución estándar y alta definición, sin añadir nuevos canales de RF. Igual que en el caso anterior, aunque se necesitará disponer de más ancho de banda libre al realizar la difusión simultánea de los nuevos contenidos en ambas resoluciones.
- Simulcast de servicios en resolución estándar y alta definición, manteniendo el resto de la oferta del Operador sin modificar. En este caso seguramente resulte necesario el alquiler de nuevos transpondedores para acomodar los canales en alta definición, utilizando modulación DVB-S2.
La adopción de cualquiera de las primeras 2 opciones no genera gastos por alquiler de nuevos traspondedores, por lo que no tiene repercusiones económicas por ancho de banda.
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| Universidad | Universitat d'Alacant |
| Facult/Asign | Sistemas y Servicios de Telecomunicación; Escuela Politécnica Superior |
| Profesor | Adolfo Albaladejo Blázquez |
| Autores | Ana Bernal |
| Tipo de trabajo | PFC |
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| Editable por terceros | Si |
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