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  • 1. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 1  Abstract. The internet access to search or query any field has become a necessity for people. Imagine a world where you can do all this while watching a television program, is to imagine a world that has data transmission digital TV. I. INTRODUCCIÓN Actualmente solo se ha podido enviar datos atravesó de la señal de televisión, es decir solo se puede transmitir señales que llegan a cada uno de los televisores, esto ha convertido a los televidentes únicamente en observadores, sin posibilidad de interactuar con las señales que reciben. Un ejemplo de televisión digital seria por ejemplo, cuando una persona esté viendo un partido de futbol o una serie, este podría saber la información del jugador o de los actores de la serie, sin la necesidad de investigar esto en internet, únicamente se solicitaría esta información por transmisión de datos. II. TELEVISION DIGITAL TERRESTRE Conceptualmente se puede decir que la transmisión digital terrestre es la transmisión de imágenes en movimiento y su sonido asociado (televisión) mediante una señal digital (codificación binaria) y a través de una red de repetidores terrestres. Estos repetidores son los que permiten que la señal llegue hasta los hogares de todo el planeta Al hacer una codificación digital es decir una codificación binaria se da la posibilidad de comprimir a la señal, lo cual hace que el uso del espectro de la señal sea más eficiente. Cabe recalcar que la señal digital no es más robusta que la señal analógica, es decir, la señal digital no es más resistente a posibles interferencias, ya que ambas son señales electromagnéticas, de la misma naturaleza, y susceptibles de ser distorsionadas. La diferencia, radica en la manera de codificar la información. La codificación digital sigue algoritmos lógicos que permiten posteriormente identificar y corregir errores, mientras que las señales analógicas no siguen estos patrones. En resumen se pude decir que la Televisión digital Terrestre “TDT”, es el resultado de la aplicación de la tecnología digital a la señal de televisión analógica, proceso mediante el cual se permitirá optimizar el espectro radioeléctrico e implementar nuevos servicios audiovisuales e interactivos con una programación diversa a través de este medio de comunicación. Es una oportunidad que posibilitará el desarrollo de múltiples programas y aplicaciones como Telegobierno, Telesalud y Teleducación, para el buen vivir de la población a nivel mundial. III. VENTAJAS DE LA TELEVISION DIGITAL TERRESTRE. Gracias a este cambio tecnológico de la televisión analógica hacia la televisión digital, se garantizará el derecho a la comunicación, inclusión, cohesión y equidad social a la población en general, así como la universalización del servicio de televisión abierta de manera libre y gratuita; se mejorará la calidad del servicio de televisión en cuanto al audio, video, nuevos servicios como interactividad; se promoverá la generación de contenidos de educación, salud y TRANSMISIÓN DE DATOS POR TELEVISION DIGITAL Juan Carlos Lojano U.
  • 2. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 2 cultura que mejoren la calidad de programación actual fomentando los valores nacionales. Ancho de banda Una ventaja de la televisión digital terrestre está estrechamente relacionada con el ancho de banda, y su mejor aprovechamiento. La tecnología de la televisión analógica sólo permite la transmisión de un único programa de televisión por cada canal UHF (ya sea de 6 MHz, 7 MHz u 8 MHz de ancho de banda). Además los canales adyacentes al canal que se está emitiendo deben estar libres para evitar las interferencias, esto significa que si se está transmitiendo por una canal UHF a una velocidad de 7 MHz de ancho de banda y al mismo tiempo se está trasmitiendo por un canal adyacente a este, a una velocidad determinada, esto generara interferencias en la transmisión del primer canal. Mientras que la codificación digital de los programas permite que en el ancho de banda disponible en un solo canal UHF se puedan transmitir varios programas con calidad HD, lo cual es una enorme ventaja con respecto a la transmisión analógica. El número de programas simultáneos depende de la calidad de imagen y sonido deseadas, si bien en la actualidad es de cinco programas, con un uso habitual de cuatro, lo cual da una buena calidad en imágenes con movimientos lentos, si bien en escenas de más acción se pueden apreciar fácilmente zonas de la imagen distorsionadas, debido a que son movimientos mas rápidos, estas distorsiones reciben el nombre de artefactos (anomalías) debidas a la codificación digital MPEG-2 (o MPEG-4) de baja velocidad. Sin embargo, la gran flexibilidad de la codificación MPEG-2 o MPEG-4 permite cambiar estos parámetros en cualquier momento, de manera transparente a los usuarios. El bloque de cuatro o cinco canales de emisión que se emite por un canal habitual de UHF recibe el nombre de MUX (múltiplex). El flujo binario del MUX es la multiplexación de los canales que lo componen. La relación de flujo de cada canal multiplexado se puede regular a voluntad, lo que es equivalente a regular la calidad de los mismos. Se puede asignar un flujo alto a una película o un evento deportivo de pago quitando flujo de los otros canales que componen el MUX y pueden ser de emisión abierta, lo cual es una gran ventaja. Como el flujo depende del contenido de la imagen, muchas variaciones o mucho detalle de una imagen producen más flujo. El aprovechamiento óptimo del MUX, cuando todos sus componentes tienen la misma importancia comercial, se realiza mediante un control estadístico del flujo. Un sistema inteligente estima el flujo de cada canal que compone en MUX en cada momento y va asignando mayor o menor ancho de banda según la necesidad detectada. Lógicamente, se puede determinar, canal por canal, un ancho de banda mínimo como se ha comentado anteriormente. Fig. 1. Transmisión analógica vs digital
  • 3. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 3 Calidad de imagen y sonido Gracias a la ventaja mencionada en el punto anterior, las emisiones de la televisión digital terrestre pueden constar de mayor calidad audiovisual. Esto implica una mejora en la calidad de imágenes y sonidos transmitidos. Además de la transmisión de datos por el mismo canal: La transmisión terrestre de televisión se ve afectada por dispersión de energía, zonas de sombra y reflexiones que provocan ecos. En transmisión analógica esos problemas se manifiestan como nieve, ruido en la imagen, dobles imágenes, colores deficientes y sonido de baja calidad. En trasmisión digital, al haberse codificado la señal de manera lógica y no proporcional, el receptor puede corregir, hasta cierto punto, las distorsiones provocadas por interferencias. No obstante, cuando el receptor no es capaz de subsanar ciertos errores - ello puede ocurrir cuando la interferencia ha modificado sustancialmente la señal - puede producirse la congelación de partes de la imagen o la interrupción del sonido. Cuando el nivel de error supera cierto límite, el receptor es incapaz de recomponer la señal. Es entonces cuando la pantalla ofrece una imagen en negro sin sonido. El hecho de que exista este límite de error determinado, y no una pérdida progresiva de la calidad se denomina abismo digital. La imagen, sonido y datos asociados a una emisión de TDT se codifican digitalmente. El problema de los ecos se ha solucionado mediante la modulación CDFDM En la televisión digital terrestre el flujo binario resultante de codificar la imagen, el sonido y los datos del programa se transmite mediante miles de portadoras entre las que se reparte la energía de radiación. Las portadoras mantienen una ortogonalidad, en el dominio de la frecuencia, lo cual facilita la transmisión y evita interferencias indeseadas. La duración de los bits es superior a los retardos, evitando ecos y permitiendo reutilizar las mismas frecuencias en antenas vecinas, solucionando de esta forma el problema de los ecos en las transmisiones. Fig. 2. Transmisión analógica, un solo programa Transmisión digital, cinco programas Fig. 3. Transmisión video y audio Fig. 4. Transmisión video, audio y datos Fig. 5. Ecos
  • 4. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 4 IV. TELEVISION DIGITAL TERRESTRE EN ECUADOR Luego de la adopción de la televisión digital terrestre en Ecuador, y para su óptimo uso dentro del país, se tendrán que realizar adquisición de equipos, plataformas y sistemas para transmitir y recibir la TDT, al hacerlo se cambiara la forma de ver la televisión. Sin embargo para que puedan sobrevivir, la regulación debe favorecer y proteger a ellos con el objetivo de cumplir esta transición dentro de los plazos que se establezcan para el periodo de Transmisión de TV Simultanea Analógica/Digital. Con esto se puede decir que estamos en camino hacia el apagón analógico y al uso masivo de la TDT. Cabe recalcar que en marzo del 2010 Ecuador adopto de manera oficial el estándar japonés- brasileño de la televisión digital terrestre. Muy pronto la población ecuatoriana empezará a acoger el lenguaje audiovisual como el modo de comunicación interpersonal, resultado de la convergencia de las telecomunicaciones. Los usuarios demandan calidad, movilidad, interactividad, portabilidad, multiservicios. Son algunos de los conceptos que se repiten en el presente y el futuro del medio televisivo, sus predicciones son parten de una realidad indiscutible. Actualmente se están emitiendo señales de prueba en la ciudad de Quito con tecnología digital. Para iniciar con el proceso de transición se formó el Comité Interinstitucional Técnico de Introducción de la Televisión Digital Terrestre CITDT. En Ecuador, el 11 de marzo del 2011 los televisores de los ciudadanos se encendieron sin ser programados y emitieron alertas de emergencia: un tsunami se aproximaba. Mucha gente tomó precauciones y salvó su vida. Esta es una de las muchas aplicaciones importantes que puede dársele a la televisión digital terrestre. Se estima que el último plazo para el apagón analógico en Ecuador, es decir, cuando se dejara de utilizar las señales analógicas será en el 2018. 25 estaciones solicitaron permiso al Consejo Nacional de Telecomunicaciones para transmitir señales de prueba en televisión digital; lo harán durante este año y mantendrán, además, su señal analógica. La televisión digital es más que simplemente cambiar canales, la televisión digital permitirá a los usuarios conocer información e interactuar directamente con la televisión, como si lo hicieran con un ordenador, es decir, de la misma forma como si se realizara consultas en internet mediante una pc. Lo mencionado anteriormente permite introducir el tema siguiente que es justamente la interactividad con el usuario V. INTERACTIVIDAD CON EL USUARIO Probablemente, la ventaja más “novedosa” de la televisión digital sea la interactividad. Actualmente existe la opción que está disponible para quienes vean los partidos del Fútbol para Todos, pues existe una aplicación diseñada por la firma DataFactory la cual permite la visualización de información adicional que puede obtenerse vía el control remoto. Fig. 6. Interactividad
  • 5. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 5 La transmisión de los partidos fue el ámbito elegido para esta nueva aplicación de la Televisión Digital Terrestre (TDT), gracias a una aplicación que permite ver a los usuarios algunos datos en tiempo real sobre los equipos y el desarrollo del juego. De esta forma, los usuarios pueden acceder a datos estadísticos con actualización en tiempo real de las tablas de posiciones, promedio y goleadores, , composición de las fechas, jugadores titulares y suplentes, autores de los goles, tarjetas amarillas y rojas, día, hora y estadio en el que se juega, árbitro asignado, y canal que transmite cada uno de los partidos, entre otros datos. TRANSMISIÓN DE DATOS Los datos se pueden transmitir mediante el mismo canal por el cual se transmite el audio y el video: Se pueden transmitir aplicaciones que contengan audio, video, imágenes texto, etc. Un ejemplo de esto serian:  Juegos  Menues interactivos  Estadísticas  Actualizaciones de firmware , etc. A continuación se presenta los modelos adoptados por Ecuador, es decir el modelo japonés-brasileño TRANSMISIÓN DE SEÑALES DE TV DIGITAL MEDIANTE SATELITES (DVB-S) En este apartado de la presente investigación se describe la metodología de transmisión de señales vía satélite. A modo de introducción se realiza el proceso de modelar matemáticamente el comportamiento de un satélite geoestacionario. Calculo de la fuerza centrífuga del satélite: Fig. 7. Interactividad en la tv digital. Transmisión de datos Fig. 8. Transmisión de datos Fig. 9. Modelo Japonés/Brasileño Fig. 10. Satélite geoestacionario.
  • 6. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 6 Fuerza centrípeta actuando sobre un satélite geoestacionario: Condición de equilibrio del satélite: Cada satélite geoestacionario de comunicaciones se ubica sobre el ecuador en una órbita de aproximadamente 36.000 Km sobre la superficie de la Tierra. Esto significa que estos satélites se posicionan de tal manera que se mueven alrededor de la Tierra a la misma velocidad angular con que la propia Tierra está girando, es decir una vez por día. Hay esencialmente sólo una única posición orbital, a una distancia constante de aproximadamente 36.000 Km de la superficie de la Tierra donde esto puede lograrse, el único punto en que la fuerza centrífuga del satélite y la atracción gravitatoria de la Tierra se cancelan. Sin embargo, varios satélites pueden posicionarse a varios grados de longitud, es decir a posiciones angulares sobre la superficie de la Tierra. PARÁMETROS DE MODULACION EN DVB-S En principio, los mismos sistemas satelitales pueden usarse para transmitir ambas señales de TV, analógicas y digitales. Sin embargo, en algunas partes del mundo las señales digitales se localizan en una banda de frecuencia diferente, mientras que las bandas de frecuencia de satélite anteriores todavía están ocupadas con la televisión analógica. Por ejemplo en Europa pueden recibirse vía satélite alrededor de cien programas tanto de señales analógicas como digitales y la mayoría de éstas son completamente libres. Durante algún tiempo se consideró el uso de modulación 8-PSK en lugar de QPSK para aumentar la tasa de datos. En principio, la transmisión satelital requiere de un método de modulación que sea relativamente inmune al ruido y, al mismo tiempo ser capaz de manejar severas no-linealidades. Debido a la inmensa distancia de 36.000 Km entre el satélite y la antena receptora, la transmisión satelital está sujeta a severas interferencias de ruido causadas por la atenuación de espacio-libre de aproximadamente 205 dB. En ambos tipos, QPSK y 8PSK, el contenido de la información está exclusivamente en la fase. También, por esta razón, en la transmisión satelital de TV analógica se usó la modulación de frecuencia en lugar de la modulación de amplitud. Fig. 11. Parámetros de modulación en DBV-S (QPSK, código Grey)
  • 7. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 7 Un canal satelital de un satélite de radiodifusión directa normalmente tiene una anchura de 26 a 36 MHz (por ejemplo 33 MHz en el Astra 1F, 36 MHz en el Eutelsat Hot Bird 2), la transmisión hacia satélite está en la banda de 14 a 19 GHz y la bajada en 11 a 13 GHz. Por consiguiente es necesario seleccionar una Tasa de Símbolo que produzca un espectro que sea más estrecho que el ancho de banda del transponedor. Por esta razón, la tasa de símbolos seleccionada es a menudo 27,5 MS/s. Como la QPSK permite la transmisión de 2 bits por símbolo, se obtiene una tasa bruta de datos de 55 Mb/s. Es decir: tasa_bruta_de_datos = 2 bits/símbolo × 27,5 MS/s = 55 Mb/s; QPSK, 8PSK (uniforme y no uniforme) y 16APSK (desplazamiento de fase de 16 amplitudes) fueron proveídos como métodos de modulación. La protección de error usada es totalmente nueva, denominada LDPC (chequeo de paridad de baja densidad). Pueden también ser transmitidos flujos de datos no conformes con los flujos MPEG-2 y es posible transmitir uno o varios flujos de transporte. Esto también se aplica a los flujos de datos genéricos que también se pueden dividir en paquetes. Se realiza el mapeo de QPSK, 8PSK, 16APSK.) o 32APSK. Éste es siempre el mapeado absoluto, es decir, no-diferencial. Esto se puede observar a continuación: Fig. 12. QPSK código Gray, mapeo absoluto (como en DVB-S) Fig. 12. 8PSK Código Gray Fig. 13. 16 APSK Código Gray Fig. 13. 32 APSK Código Gray
  • 8. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 8 VI. CONCLUSIONES La presente es una investigación sobre la transmisión de datos por televisión digital, y se puede concluir con lo siguiente:  La televisión digital cambiara el modo de ver la televisión, convirtiendo a este aparato en al más que una simple máquina, gracias a la interactividad que se lograra  Uno de los puntos más fuertes de la transmisión de datos mediante televisión digital es la interactividad que esta ofrece con el usuario, lo cual hace que sea más útil que un simple aparato con canales.  Actualmente esta tecnología está llegando a Ecuador, pero esto implicara que el país tendrá que adquirir una serie de dispositivos que permitan implementar esta tecnología.  La DBV-S es una forma diferente de realizar las transmisiones de señales de televisión, esta tecnología tiene sus grandes ventajas y beneficios, aunque también presenta varios inconvenientes y problemas que hay que saber enfrentar. REFERENCIAS  48832_20111118_020512_THETRANSITI ONTODIGITALTELEVISION.PDF. (s. f.). Recuperado a partir de http://didattica.unibocconi.it/mypage/upload /48832_20111118_020512_THETRANSITI ONTODIGITALTELEVISION.PDF  Lifia2 - introa-tvd.pdf. (s. f.). Recuperado a partir de http://tvd.lifia.info.unlp.edu.ar/ginga.ar/imag es/diapositivas/introa-tvd.pdf  P57 - TTL057_Reyes_EA.pdf. (s. f.). Recuperado a partir de http://www.laccei.org/LACCEI2010- Peru/Papers/Abstracts.%20pdf/TTL057_Rey es_EA.pdf  PAPER TESIS-FINAL Rev5-ARA _8-Nov- 2011_ - PAPER TESIS-FINAL-PRV-AR - MGRTII (NOV 2011).pdf. (s. f.). Recuperado a partir de http://www.advicom.ec/userFiles/files/Publi caciones/PAPER%20TESIS-FINAL-PRV- AR%20- %20MGRTII%20(NOV%202011).pdf  redes_cap_08.pdf. (s. f.). Recuperado a partir de http://www.mfbarcell.es/docencia_uned/rede s/tema_08/redes_cap_08.pdf  Schwartz-Oct19-Final.doc - Designed_Video_for_Learning.pdf. (s. f.). Recuperado a partir de
  • 9. TELEVISION DIGITAL – Universidad de Cuenca 9 http://aaalab.stanford.edu/papers/Designed_ Video_for_Learning.pdf