atsc

Universidad de Aquino Bolivia

Ing. De Telecomunicaciones Sistemas de Video

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NORMA ATSC DE TELEVISION DIGITAL

(Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting) en Japón. SBTVD-T (Sistema Brasileiro de Televisão Digital Terrestre) es el sistema de televisión digital terrestre del Brasil. SBTVD-T (ISDB-Tb) se basa en ISDB-T.

RESUMEN:

El presente trabajo se basa en la investigación de la norma que regula la televisión digital en los EEUU, tema que nos permite ampliar los conocimientos respecto a la televisión y su estrecha relación con el ámbito de las telecomunicaciones.

China (con Hong Kong y Macao) eligió DMB-T/H (Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial/Handheld) como estándar DTV.

PALABRAS CLAVE: En el desarrollo de este trabajo se encontraran las siguientes palabras claves:

En EE. UU. Se ha implantado un sistema estandarizado por el ATSC que utiliza una modulación 8-VSB (8 Level Vestigial Side Band) para la transmisión terrestre.

1.- INTRODUCCIÓN Con el avance de la tecnología, se han producido muchos cambios en lo que respecta a la televisión y su forma de transmisión y recepción, uno de los grandes avances dados en los últimos años es el hecho de llevar la transmisión de manera analógica a digital, junto con este cambio surgieron muchas normas que regulan este tipo de tecnología dentro de estas esta la norma ATSC que fue creada en los EEUU, norma que es el motivo de nuestra investigación.

En Europa, la EBU (European Broadcasting Union), el ETSI (European Telecommunications Standards Institute) y el CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization) han implantado el proyecto DVB. Para la transmisión terrestre se recurre al estándar DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial). Las sigla ATSC que en Ingles significan Advanced Television System Committee es el grupo encargado del desarrollo de los estándares de la televisión digital en los Estados Unidos. ATSC fue creada para reemplazar en los Estados Unidos (EE.UU.) el sistema de televisión analógica NTSC.

2.- OBJETIVO 2.1.-OBJETIVO GENERAL

3.1.- CARACTERISTICAS CARACTERISTIC AS DE ATSC

Recabar toda la información necesaria para obtener un concepto clave de la función de la norma ATSC para televisión digital.

La televisión de alta definición es definida por la ATSC, como una imagen panorámica "Wide Screen" de 16:9 con una resolución de 1920x1080 pixeles. Esto es más de seis veces superior al tamaño de resolución de los anteriores estándares. Sin embargo, también se incluye un proveedor de imágenes de distintos tamaños, por lo que hasta seis canales virtuales de televisión de resolución estándar pueden emitirse por un solo canal de televisión de 6 MHz de ancho de banda. ATSC también contiene calidad de audio "teatral" Dolby Digital con formato AC-3 que provee 5.1 canales de audio.

2.2.- OBJETIVO ESPECIFICO Todo el material impreso, incluyendo el texto, las ilustraciones, y los gráficos, se deben mantener dentro de un área de impresión de 17,5 cm ancho por 23 cm alto. No escriba, ni imprima nada fuera del área de impresión. Todo texto debe estar en un formato de dos columnas. Las columnas deberán ser 8 cm de ancho, con una separación de 1 cm de espacio entre ellas y con espaciamiento sencillo entre renglones. El texto debe estar justificado.

En los países que han adoptado la norma digital, se está llevando a cabo un proceso de transición hasta que los televisores analógicos hayan sido reemplazados por digitales o conectados a decodificadores de señal. Mientras, las estaciones televisoras transmiten dos señales: una analógica-frecuentemente por VHF-y otra digital, transmitida por UHF.

3.- MARCO TEORICO Para la emisión terrestre de programas digitales se emplean cuatro sistemas diferentes en todo el mundo que compiten entre sí. La ARIB (Association of Radio Industries and Businesses) ha estandarizado el sistema ISDB-T

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3.2.- COMPLEMENTARIEDAD DE LA TV DE AIRE CON EL CABLE (TV Libre por antena hogareña y antena comunitaria)

que se podrán interpretar utilizando distintas aplicaciones especificas en el mismo televisor, o ser cargadas y ejecutadas en una computadora.

ATSC fue creado para mantener el principio de antena comunitaria, donde los receptores externos y televisores integrados disponibles en el mercado de electrodomésticos, permiten recibir las señales ATSC de la TV de aire, tanto conectados a una antena de aire, a un Cable Analógico, o a un Cable que ya digitalizó sus señales, sin la necesidad de disponer de un dispositivo extra provisto por el Operador de Cable, tal como lo es hoy para los actuales televisores analógicos que reciben las señales de la TV abierta por aire o cable.

La interactividad en los televisores ATSC se realiza utilizando una plataforma denominada ACAP (Advanced Common Application Platform), que como un sistema operativo, está disponible para los televisores de venta libre, y permite tanto a los Canales de TV como a los Operadores de Cable enviar, cada uno por separado, datos que serán interpretados por los televisores como textos, gráficos, símbolos, imágenes, juegos, entre otras aplicaciones. Estos datos son trasmitidos conjuntamente con las imágenes y sonidos y se pueden almacenar en el televisor para interactuar en forma local o utilizar cualquier canal de retorno bajo protocolo IP para interactividad remota. Las aplicaciones son muy variadas, tanto para los servicios como para el entretenimiento y abren un abanico de oportunidades para desarrolladores locales de software.

Las otras normas digitales, desarrolladas solo para el aire, no pueden ser distribuidas directamente por el cable, y no existen receptores que combinen recepción de aire y cable, ya que sus formas de recepción son muy distintas y la industria no los integra por ser plataformas que en sus mercados originales no se complementan, como si lo son en el modelo de casi todo el continente americano, sino que compiten tal el caso europeo para sus plataformas DVB-T de aire y DVB-C de cable.

El Datacasting, o transmisión de datos para computadoras, puede ser destinado a Servicios Públicos, Institutos Educativos, Empresas, o como complemento de Programas de TV. Esta herramienta, muy difundida en EEUU a través de la TV Pública, permite transmitir datos a Escuelas, denominada “Educasting,” tal como contenidos audiovisuales y evaluaciones, mejorando así la calidad educativa de la población.

Para mantener el concepto de antena comunitaria para los canales de TV Digital Libre y Gratuita bajo las otras normas, habría que negociar con la industria para combinar dos receptores, uno de aire y otro de cable, hoy disponibles por separado y solo en definición estándar para la norma DVB, a precios que podrían llegar a ser superiores al de un receptor ATSC integrado para aire y cable, que soporta definición estándar y alta definición.

3.4.- MOVILIDAD (Nuevos servicios sin penalizar el servicio fijo de TV libre y gratuita)

Condicionar la norma de TV Digital abierta a los hogares, en función a la disponibilidad de soluciones para la TV móvil, puede poner en riesgo las reales posibilidades de autofinanciamiento del modelo de la TV Libre y Gratuita.

Si el operador de cable proveyera el receptor para sus señales digitales mas los canales de aire, se perdería la privacidad sobre la preferencia de los contenidos de la TV abierta, ya que a través del canal de retorno del receptor se podría saber que programas de la TV abierta se están viendo, información disponible hoy en forma voluntaria si se participa en un panel de Rating o en una encuesta.

Por lo general los proyectos para servicios de TV móvil pagos y de calidad profesional, contemplan canales separados para garantizar gran robustez, utilizando frecuencias diferentes a la TV fija. No obstante todas las normas, incluso ATSC, soportan recepciones fijas y móviles utilizando un mismo Canal de TV. Varias compañías miembros de ATSC están trabajando para optimizar aplicaciones móviles y portátiles de alta calidad, utilizando redes muy simples y sin reducir significativamente la carga útil para las señales y servicios de las recepciones fijas, principal sustento de la TV libre y gratuita autofinanciada.

3.3.- INTERACTIVIDAD (Acceso a mayor información por a TV o la PC). La TV Digital, como cualquier otra transmisión de esta naturaleza, transmite datos, que para el caso del video y del audio, están ordenados y empaquetados de forma tal que el receptor sabe que debe utilizarlos para recrear imágenes y sonidos, pero también puede transmitir datos

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. ATSC con la opción A-VSB ha demostrado buenos resultados en recepciones a velocidades que superan las 170 mph, y otras compañías pertenecientes también a ATSC esperan demostrar desempeños similares en el corto plazo.

para producir la información sobre el desfase de tiempo que se enviará a los Sincronizadores Subordinados y así ajustar los tiempos de emisión de sus transmisores asociados. El DTxA utiliza el componente de frecuencia para mantener de manera exacta su velocidad de datos del Flujo de Transporte de salida en tolerancias precisas. Los Sincronizadores Subordinados también utilizan el componente de tiempo en los transmisores para ajustar los tiempos de emisión de las señales asociadas a los desfases de tiempo enviados desde el Adaptador de Transmisión Distribuida, mientras que el componente de frecuencia ayuda a los transmisores a mantener sus frecuencias en tolerancias precisas.

En el momento en que los radiodifusores de la TV Libre y Gratuita consideren consolidado su modelo de servicio fijo y deseen agregar servicios móviles y portátiles en el mismo canal, las soluciones tecnológicas bajo la norma ATSC estarán a su disposición a mejores costos de operación y con mayor eficiencia, ya que una infraestructura sofisticada no será fácil de amortizar, mas aun cuando en algunas ciudades, para evitar accidentes, ya se está pensando legislar sobre la restricción del uso de dispositivos móviles en la vía pública, tanto en trasportes como a pié.

Sincronización de múltiples transmisores de televisión digital ATSC ha aprobado una norma diseñada para facilitar la construcción de sistemas de transmisión exclusivos que utilizan múltiples transmisores en una red de una sola frecuencia (SFN). A/110, la “Norma de Sincronización para Transmisión Distribuida”. La Norma A/110, preparada por el Grupo de Especialistas de ATSC en Transmisión de Radiofrecuencia (T3/S9), define una norma para la sincronización de múltiples transmisores que emiten señales 8-VSB de acuerdo con la norma de televisión digital ATSC (A/53C). También permite ajustar la temporización de los transmisores y otras características al incluir información adicional en la estructura del paquete especificado.

El sistema DTx consta de tres elementos principales: • Un adaptador de transmisión distribuida (DTxA) ubicado en el extremo de origen del subsistema de distribución (enlace estudio-transmisor, STL) • Un subsistema de sincronización subordinado (esclavo) incluido en cada uno de los transmisores • Una referencia externa de tiempo y frecuencia, como el sistema GPS. El adaptador DTxA genera un par de señales de sincronización que son multiplexadas dentro del Flujo de Transporte (TS) antes de su distribución por el sistema STL. Las señales producidas por el Adaptador de Transmisión Distribuida corresponden a una Señal de Cadencia, la que establece la fase de la Trama de Datos en relación con los paquetes TS, y a un Paquete de Transmisión Distribuida (DTxP), el que lleva información para subordinar los precodificadores y los codificadores de entramado en los transmisores e información de comandos que especifica el desfase de tiempo necesario para cada transmisor.

En una red SFN de una sola frecuencia, los transmisores emiten señales idénticas, varias de las cuales pueden ser recibidas con más o menos retraso por los receptores individuales. Los receptores deben tratar las múltiples señales recibidas como ecos unas de otras y para este fin extraer los datos que se están transmitiendo a pesar de la potencial interferencia de los transmisores alternativos dentro de la red SFN. Cabe destacar que si bien la transmisión distribuida (DTx) tiene el potencial de mejorar sustancialmente las áreas de cobertura y de servicios de la transmisión de televisión digital, también es posible que produzca interferencias dentro de la red que algunos receptores —en especial de diseños anteriores— quizás no sean capaces de manejar. Por consiguiente, las redes de transmisión distribuida deben diseñarse cuidadosamente para minimizar la carga que reciban los ecualizadores adaptables en tales receptores antiguos y al mismo tiempo maximizar las mejoras en las señales que se entreguen al público. El impacto que esto cause a cualquier receptor específico dependerá de la ubicación del receptor, el uso de las antenas

En los transmisores se utiliza un Sincronizador Subordinado para captar la Señal de Cadencia y el Paquete de Transmisión Distribuida para subordinar la Trama de Datos que se sincroniza con la Señal de Cadencia y para subordinar el precodificador y el codificador de entramado a los datos en el Paquete de Transmisión Distribuida. En diversas ubicaciones en el sistema se requiere contar con una referencia común de tiempo y frecuencia (como el sistema GPS). El Adaptador de Transmisión Distribuida utiliza el componente de tiempo de la referencia externa

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. receptoras direccionales y los demás factores relacionados con el diseño del receptor.

una calidad de HD de un 71 u 86% para DVB-T y 66 u 86% para ISDB, de la calidad que ofrece ATSC.

5.1.-CUANTIFICACIÓN DE LOS GASTOS DE OPERACIÓN Y COSTOS DE INVERSIÓN .

4.- OPCIONES DE TRANMISION Es posible utilizar diversos tipos de arquitecturas de sistema para transmitir televisión digital. El sistema clásico es una torre elevada con un transmisor de alto poder que cubre un área de gran tamaño. Otro método básico es el uso de una gran variedad de torres más pequeñas con transmisores de menor potencia que cubren áreas más pequeñas, método que corresponde a la red de una sola frecuencia. Si bien por diversos motivos técnicamente no es igual a un sistema de comunicación celular, las áreas que cubren los transmisores en un sistema de este tipo suelen denominarse “celdas”. Las redes SFN pueden diseñarse utilizando unas pocas celdas que cubren áreas relativamente extensas —el denominado sistema de “celdas grandes”— o pueden diseñarse con muchas celdas que cubren áreas relativamente pequeñas —el sistema de “celdas pequeñas”. Los diseños de la red pueden optimizarse recurriendo a una o más de las siguientes medidas:

Las cantidades que se indica mas adelante tienen por objeto entregar a las autoridades, valores relativos que le permitan evaluar las ventajas que al país y a los usuarios en especial, le significaría el ahorro en dinero, la adopción de la norma ATSC. Gastos de operación. El gasto más significativo se debe al mayor consumo de potencia que significaría para los operadores el uso de las normas DVB-T o ISDB, lo que para el caso de seis canales de definición estándar, para el mismo cubrimiento de distancia y superficie, requieren de una potencia efectiva equivalente al 214 o 372% y 302 % respectivamente, de la aplicada para ATSC. Si consideramos la potencia peak, esta alcanza a 338 o 588% para DVB-T y 478% para ISDB, de la aplicada para ATSC. Similar situación se produce para el caso de alta definición en donde los consumos alcanzan al 214 o 295% para DVB-T y 302% para el ISDB en relación con 100% de ATSC. Para valores peak de potencia, la norma DVB-T es el 338 o 467% y 478% para ISDB, respecto al 100% de ATSC. Considerando solo definición estándar, la potencia efectiva que se economiza en la norma ATSC respeto a las otras, está entre un 66% y un 57 o 73% de los consumos de norma ISDB y DVB-T respectivamente, lo que traducido a nivel nacional equivale a una menor demanda continua de potencia de ATSC en 2 a 11 Megawatts, dependiendo de los criterios adoptados para transitar de analógico a digital y los esquemas de modulación adoptados.

• Ubicar las áreas de interferencia dentro de la red en localidades poco pobladas • Usar blindaje de terreno cuando sea posible • Utilizar antenas transmisoras direccionales • Ajustar la temporización de emisión de la red

5.- VENTAJAS CUALITATIVAS Y CUANTITATIVAS DEL ATSC La norma ATSC usada en Estados Unidos, Canadá, México, Corea y Honduras obtiene un mejor aprovechamiento del espectro radioeléctrico, logrando mayor cantidad de programas de multiprogramación, Alta definición (HD), mayor distancia y área de cubrimiento para una misma potencia transmitida, respecto a las otras dos normas mencionadas.

6.-COSTOS DE INVERSION Para los operadores, el uso de ATSC le significaría un menor costo en infraestructura de transmisión, lo que para los seis canales libres existentes puede alcanzar valores en un rango de US$ 20.000.000 Para los usuarios existe un costo inicial de transición: el Set Top Box (STB) o el receptor integrado. El STB en EE.UU. alcanza actualmente un valor promedio de US$ 128 para definición estándar y alta definición. Sin embargo hasta ahora no existe mayor demanda. El Gobierno norteamericano tiene previsto subsidiar en US$ 40 el costo de cada STB en el 2008, por cuanto el “gran apagón” está programado en ese país para el año 2009. Con respecto al valor del receptor de televisión digital, la gran demanda proyectada por USA permitiría tener una economía de escala a favor de la norma ATSC, cuya demanda anual promedio sería del orden de 30.000.000 de unidades. Se estima que la economía por unidad

A vía de ejemplo podemos afirmar que para igual potencia aplicada a transmisores de cada norma, transmitiendo seis programas de definición estándar cada uno de ellos, la distancia que cubren DVB-T e ISDB alcanzan el 86 o 77% para DVB-T y 80 % para ISDB de la que cubre ATSC, y el área de cubierta por esas dos alcanzan al 74 o 59 % para DVB-T y 64 % para ISDB de la ATSC. De lo anterior se desprende que si debemos cubrir las mismas distancias e iguales áreas, los transmisores digitales construidos bajo las normas técnicas DVB-T e ISDB requerirán un mayor demanda continua de potencia, factor muy importante para nuestro País dado la situación que todos conocemos. En cuanto a la alta definición de las imágenes, las normas DVB-T e ISDB, a igualdad de potencia, distancia y área de cubrimiento de ATSC sólo pueden alcanzar

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. para la norma ATSC alcanzaría desde un 35% a un 50% del valor del receptor DVB-T, no existiendo información fidedigna para los receptores de ISDB.. Tanto los receptores de producción masiva de DVB-T e ISDB requieren modificaciones para operar en nuestro país, lo que disminuye la oferta y encarece el precio. En contraste los receptores de ATSC no requieren modificación alguna. Resolución de pantalla: Las diferentes resoluciones pueden operar de modo progresivo, o entrelazado, aunque la más alta sea 1080 donde ya no se puede desplegar de forma progresiva con una secuencia de fotogramas de 59.94 o 60 fotogramas por segundo. Monitores "EDTV" pueden producir imágenes progresivas y frecuencias a 16:9 en formato wide screen. Semejantes resoluciones 720x480 en NTSC o 720×576 en PAL, permiten 60 fotogramas por segundo. Actualmente ATSC viene desarrollado un estándar de televisión móvil/portátil denominado ATSC M/H que está en proceso final de aprobación y que permite la recepción móvil, en vehículos o dispositivos de mano, desde 1 programa a 30 fps hasta llenar completamente el canal de 6 MHz con varios programas a 30 fps, compartiendo la capacidad de bits con varios programas de varias definiciones y de acuerdo al modelo de operación del radiodifusor. En todos estos aspectos la norma ATSC es superior a la norma DVB-T, lo que le permite entregar una cobertura geográfica que a la norma DVB-T le exigiría un transmisor de 4 veces mayor potencia para lograr igualarla. Esto implicaría para las estaciones de TV una diferencia importante en el costo de instalación según la norma que se elija.

1.636 estaciones de TV digital en el aire 212 áreas metropolitanas Cobertura de prácticamente el 100% de hogares con TV >92% tiene acceso a 5 o más señales de TV digital >84% tiene acceso a 8 o más señales de TV digital Las áreas metropolitanas más grandes tienen hasta 28 estaciones de TV digital en el aire. En EE.UU. se creó para reemplazar el sistema NTSC y permite televisión de alta definición hasta 1920 x 1080 pixels en formato 16:9 usando MPEG-2 para codificar el vídeo. ATSC usa audio Dolby Digital AC-3 que permite sonido envolvente de 5.1 canales. Permite la emisión de hasta seis canales de SD televisión en un canal NTSC. Permite numerosos servicios auxiliares de datos. Las diferentes resoluciones pueden operar de modo progresivo, o entrelazado, aunque las mas alta sea 1080 donde ya no se puede esplegar de forma progresiva con una secuencia de fotogramas de 9.94 o 60 fotogramas por segundo. Monitores “EDTV” pueden producir imágenes progresivas frecuencias a 16:9 en formato wide creen. Semejantes resoluciones 720×480 en NTSC o 720×576 en AL, permiten 60 fotogramas por segundo.

PAISES QUE HAN ADOPTADO LA NORMA Como ya se había mencionado anteriormente esta norma fue creada en los EEUU pero son varios países del continente Americano que están adoptando esta norma entre estos se encuentran:

ANEXO1 ESTADOS DE AMERICA LATINA QUE USAN EL SERVICIO

MEXICO

La transmisión de TDT se realiza siguiendo los parámetros técnicos establecidos por diferentes estándares tecnológicos. Existen varios y su uso por parte de los estados responde a su capacidad para crear estándares, a su ubicación geográfica y a su pertenencia a la esfera de influencia de los estados creadores de estándares. Así, el ATSC estadounidense es empleado, entre otros, en Estados Unidos, México, Canadá, Honduras, El Salvador y Corea del Sur. El estándar japonés ISDB-T se utiliza en Japón, Brasil, Perú, Argentina, Chile, Venezuela y Ecuador. El DVB-T europeo se emplea en la Unión Europea, Australia, Sudáfrica, Namibia, Uruguay, Panamá, Colombia y Turquía. En China se usa el DTMB (antes denominado DSM-T/HDSM), que está en pruebas en otros países, como Cuba y Nicaragua

El 2 de julio de 2004, el Gobierno de México anunció que había adoptado la Norma ATSC de Televisión Digital (DTV) para la transmisión de televisión digital terrestre. Leonardo Ramos, el Director de Proyectos de Alta Tecnología de Televisa, comentó: “Ahora que en México tenemos varias estaciones experimentales de televisión digital que transmiten exitosamente con la norma ATSC, nos complace haber dado el primer paso oficial hacia la era de la televisión digital. Trabajaremos junto con nuestras estaciones de transmisión asociadas mientras toda América del Norte transita hacia la era digital.

ANEXO 2

A continuaciónse adjunta una lista que mustra el estado de la norma tanto en Sud America como en Norte America .

IMPLEMENTACION EN EEUU:

CITAS Y/O REFERENCIAS 5



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Recomendamos ingresar a la página web de la norma para obtener mayor información a cerca de las actualizaciones y nuevas reglas que esta organización viene realizando constantemente.

REFERENCIAS ANEXO1

[1] G. Obregón-Pulido, B. Castillo-Toledo and A. Loukianov, “A globally convergent estimator for n frequencies” , IEEE Trans. On Aut. Control. Vol. 47. No 5. pp 857-863. May 2002.

[2] H. Khalil, ”Nonlinear Systems” , 2nd. ed., Prentice Hall, NJ, pp. 50-56, 1996. [3]

Francis. B. A. and W. M. Wonham, “The internal model principle of control theory” , Automatica. Vol. 12. pp. 457465. 1976. [4] E. H. Miller, “A note on reflector arrays” , IEEE Trans. Antennas Propagat., Aceptado para su publicación. [5] Control Toolbox (6.0), User´s Guide, The Math Works, 2001, pp. 2-10-2-35.

[6] J. Jones. (2007, Febrero 6). Networks (2nd ed.) [En línea]. Disponible en: http://www.atm.com. Notas: En general una referencia debe de contener el nombre del autor(es), el Nombre del articulo o libro en itálicas , Edición y editorial ó nombre de la revista, volumen y número, paginas y finalmente el mes y año o solo el año si es un libro o comunicado. Observe el formato del encabezado: Nombre Institución. Apellido Autor1, Apellido Autor2, etc. Título abreviado del artículo. Es permitido utilizar tipo de letra Times New Roman en lugar de tipo Arial, pero debe utilizarse el mismo tipo de letra en todo el documento y aumentar en 1 punto el tamaño respecto de los que se señalan en el presente documento.

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ANEXO 2 8



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