Diagrama de bloques funcionales (pinche en la figura para abrir una versión imprimible en una nueva ventana)
En este subapartado se hará una introducción, sin entrar en ningún momento en aspectos puramente técnicos, pues no es ese el enfoque del desarrollo, a los sistemas de difusión de Televisión Digital Terrestre (TDT). En el mismo se pretende el asentar las bases técnicas de estos sistemas, y el enjuiciar, desde un punto de vista más social y de desarrollo los porqués y las razones de los aspectos técnicos de estos sistemas, así como la exposición de las ventajas o inconvenientes de los mismos, a efectos tanto de operadores, como de usuarios.
La primera cuestión respecto al estándar a emplear, con su tecnología asociada, queda bien definida con los términos empleados en el seminario sobre televisión digital impartido por DigiTAG (Digital Terrestrian Television Action Group). Uno de los objetivos del seminario era el asegurar que los operadores de televisión digital terrestre competiesen en contenidos y no en tecnologías, con lo cual, el desarrollo de estándares abiertos era vital para así asegurar la aceptación de estos sistemas por los usuarios así como el desarrollo de la tecnología. En efecto, teniéndose una situación en la que la mayor parte de los países europeos van a lanzar la televisión digital terrestre en los tres próximos años, es esencial la adopción de un estándar abierto para evitar una fragmentación del mercado y una posible confusión de los usuarios. Así, los mercados emergentes de televisión digital, tienen la responsabilidad de promover estándares abiertos que faciliten la competencia entre suministradores de equipos y la diversificación de los servicios entre operadores.
Básicamente, existen dos normas de Televisión Digital Terrestre, una Americana (desarrollada por el ATSC), y otra Europea (desarrollada por el ETSI). Como es lógico, nos centraremos en la descripción de la norma Europea, pues será la empleada en los sistemas de difusión de Televisión Digital Terrestre en España. No obstante, hacemos una breve 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.
En realidad existe un tercer estándar de televisión digital terrestre, Japonés, denominado ISDB (Integrated Services Digital Broadcasing), quizá de menor importancia o despliegue que los anteriores.
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 siguiente figura se pueden ver los bloques del sistema
Diagrama de bloques funcionales (pinche en la figura para abrir una
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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:
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.
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.
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.
Pinche aquí para ver un gráfico de la propuesta española
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. Principalmente hay dos opciones:
Refiriéndonos a nuestro país, en España se está deliberando ( a fecha Septiembre'99) qué API elegir. En principio, y según palabras de Jesús Banegas, presidente de Aniel, "se está a favor de adoptar el EuroMHEG (MHEG-5) como solución intermedia hasta que el DVB-MHP esté disponible".
De todas formas, y como conclusión se afirma que aunque aún prevalecen los decodificadores únicamente para operadores específicos, resulta impensable que en un futuro próximo, en el que todos los receptores de televisión serán digitales, se continúe con el desarrollo de decodificadores distintos para distintos servicios digitales. Las economías de escala, que permitirán su introducción en el mercado a precios bajos, no obstante requieren, como ya se ha comentado, de la estandarización de los equipos, tal y como ha sucedido y sucede con la telefonía móvil.
