Formación ETT RTVE - 1 INTRODUCCIÓN (JMG)

Cadena de transmisión ETT RTVE

..Curso operación y

Mantenimiento

2 Telefónica Servicios Audiovisuales

CONTENIDO CURSOCONTENIDO CURSO

INTRODUCCIÓNCOMUNICACIONES DIGITALES POR SATÉLITE

MODULACIÓN DVB

AMPLIFICADOR DE POTENCIA SISTEMA REDUNDANTE TWTA 1:1

TEORÍA SOBRE TUBOS

SISTEMA DE ANTENA GUÍAS DE ONDA

MECÁNICA DE ANTENA

CONTROLADOR

CODIFICADOR E5740ESQUEMA EQUIPO

EXPLICACIÓN MENÚS BÁSICOS

OPERACION PASOS A SEGUIR

APUNTAMIENTO DE ANTENA

SUBIDA DE SEÑAL


INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATCOMUNICACIONES DIGITALES POR SATÉÉLITELITEMODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVB


Sistema de comunicaciSistema de comunicacióón por satn por satéélitelite

Compuesto por:Compuesto por:--SatSatéélite artificial de comunicacioneslite artificial de comunicaciones--EstaciEstacióón terrenan terrena

FunciFuncióón del satn del satéélitelite

•• RecibeRecibe la la seseññalal de la de la estaciestacióónn terrenaterrena (Uplink)(Uplink)•• TrasladaTraslada la la seseññalal en en frecuenciafrecuencia•• AmplificaAmplifica la la seseññalal•• RetransmiteRetransmite la la seseññalal (Downlink) (Downlink)

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITESistemasSistemas de de comunicacionescomunicaciones porpor satsatéélitelite

Uplink

Downlink


En cuanto al tipo de órbita:

-GEO (Geosyncronous Earth Orbit).- Satélites geoestacionarios- Ubicados a 36.000 km de altitud sobre el Ecuador Terrestre.

- Periodo de rotación: 24 horas

- Introducen un retardo aproximado de 0,24 segs

- Separación entre satélites: 2º (aprox. 1.600 kms)

- En la actualidad la órbita geoestacionaria se encuentra casi saturada con más de 600 satélites.

-MEO (Medium Earth Orbit)- Altitud entre 10.000 y 20.800 kms

- Posición variable sobre la superficie terrestre

- Menor retardo que los satélites GEO

-LEO (Low Earth Orbit)- Altitud por debajo de los 5.000 kms, típico entre 600 y 1.600 kms

- Gran potencial de ancho de banda y muy baja latencia

- Se prevén constelaciones de satélites para ofrecer cobertura global mundial

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITETiposTipos de de SatSatéélitelite


En cuanto al tipo de servicio:

-Servicio Fijo- Constituido por uno o varios satélites y las estaciones terrenas que se

intercomunican a través de ellos

- Las estaciones terrenas permanecen siempre en el mismo punto geográfico

- El servicio fijo abarca la mayoría de servicios de transmisión y recepción de TV, telefonía, radio y datos

- Servicios prestados con satélites GEO

-Servicio Móvil- Los usuarios que se comunican vía satélite cambian de lugar constantemente

- Es el caso de barcos, plataformas marinas, aviones, automóviles,...

- Los equipos de comunicación terrestres tienen antenas capaces de mantener el contacto con el satélite (p.ej. con sistemas de tracking o seguimiento que mueven la antena manteniéndola siempre orientada al satélite)

- Servicios prestados con satélites GEO y LEO



Por banda de frecuencias:

-Banda Ku

• Rango de frecuencias: recepción 11’7-12’2 GHz, y transmisión 14-14’5 GHz.

• Ventajas: longitudes de onda medianas que traspasan la mayoría de los obstáculos y transportan una gran cantidad de datos.

• Inconvenientes: la mayoría de las ubicaciones están adjudicadas y alta atenuación debida a la lluvia

-Banda C

• Rango de frecuencias: en recepción 3’7-4’2 GHz, y en transmisión 5,925 - 6,425 GHz.

• Ventajas: longitudes de onda mayores que no son afectadas por la lluvia

• Inconvenientes: tamaños de antena mayores e interferencias por otros servicios terrestres

-Banda Ka

• Rango de frecuencias: en recepción 17,7 - 21,7 GHz, y en transmisión 27,5 - 30,5 GHz.

• Ventajas: longitudes de onda pequeñas que permiten haces directivos; amplio espectro que permite transmisión de grandes cantidades de datos

• Inconvenientes: son necesarios transmisores potentes; sensible a interferencias ambientales; gran atenuación debida a la lluvia



La La ““carga carga úútiltil”” del satdel satéélite comprende todos los lite comprende todos los transpondedorestranspondedores y antenas empleados en las y antenas empleados en las comunicaciones.comunicaciones.

La mayorLa mayoríía de los a de los transpondedorestranspondedores utilizados actualmente son transparentes, se limitan a utilizados actualmente son transparentes, se limitan a efectuar una conversiefectuar una conversióón de frecuencia y amplificar las sen de frecuencia y amplificar las seññales moduladas procedentes de las ales moduladas procedentes de las antenas receptoras antes de encaminarlas a las antenas transmisoantenas receptoras antes de encaminarlas a las antenas transmisoras correspondientes.ras correspondientes.

Otros Otros transpondedorestranspondedores mmáás perfeccionados incluyen elementos de conmutacis perfeccionados incluyen elementos de conmutacióón para la n para la rráápida transferencia de las sepida transferencia de las seññales entre diferentes haces (ales entre diferentes haces (AMDTAMDT--CSCS: Interconexiones de : Interconexiones de acceso macceso múúltiple por distribuciltiple por distribucióón en el tiempo con conmutacin en el tiempo con conmutacióón en el satn en el satéélite).lite).

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECargaCarga úútiltil del del satsatéélitelite: : TranspondedorTranspondedor


Una estaciUna estacióón terrena comprende todo el equipo n terrena comprende todo el equipo terminalterminal de un enlace por satde un enlace por satéélite. Las lite. Las estaciones terrenas constan, por lo general, de los siguientes 4estaciones terrenas constan, por lo general, de los siguientes 4 dispositivos principales:dispositivos principales:

Antena transmisora y receptoraAntena transmisora y receptora•• DiDiáámetro que varmetro que varíía desde 0,6m hasta ma desde 0,6m hasta máás de 30m.s de 30m.

•• Las antenas grandes estLas antenas grandes estáán equipadas con un dispositivo de seguimiento automn equipadas con un dispositivo de seguimiento automáático que las tico que las mantiene apuntadas constantemente hacia el satmantiene apuntadas constantemente hacia el satéélitelite

•• Las antenas de tamaLas antenas de tamañño mediano pueden tener dispositivos de seguimiento sencillos o mediano pueden tener dispositivos de seguimiento sencillos mientras que las antenas pequemientras que las antenas pequeññas no y por lo general pueden reorientarse manualmente.as no y por lo general pueden reorientarse manualmente.

El El sistema receptorsistema receptor, con una unidad de acceso de amplificador de bajo nivel de ruid, con una unidad de acceso de amplificador de bajo nivel de ruido y o y sensible, con una temperatura de ruido que varsensible, con una temperatura de ruido que varíía de unos 40 grados Kelvin (K), o incluso a de unos 40 grados Kelvin (K), o incluso menos, a varios centenares de K.menos, a varios centenares de K.

El El transmisortransmisor, con una potencia que var, con una potencia que varíía desde algunos vatios a varios kilovatios, a desde algunos vatios a varios kilovatios, dependiendo del tipo de sedependiendo del tipo de seññales que han de transmitirse y del trales que han de transmitirse y del trááfico.fico.

Los Los equipos de modulaciequipos de modulacióón, n, demodulacidemodulacióónn y conversiy conversióónn de frecuencias...de frecuencias...

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITEEstaciEstacióónn terrenaterrena


Las estaciones terrenas pueden ser fijas o Las estaciones terrenas pueden ser fijas o mmóóvilesviles

Estaciones terrenas mEstaciones terrenas móóviles:viles:

SNG (SNG (SatelliteSatellite NewsNews GatheringGathering) ) es la es la transmisitransmisióón temporal y ocasional de una noticia n temporal y ocasional de una noticia corta de televisicorta de televisióón o sonido con propn o sonido con propóósitos sitos broadcastbroadcast, utilizando estaciones terrenas , utilizando estaciones terrenas portablesportables o transportables de o transportables de uplinkuplink (enlaces (enlaces ascendentes) operando en una red de servicios ascendentes) operando en una red de servicios de satde satéélite fijo. lite fijo.

DSNG (Digital DSNG (Digital SatelliteSatellite NewsNews GatheringGathering) ) es es una SNG empleando modulaciuna SNG empleando modulacióón digital, que n digital, que permite un mejor aprovechamiento del segmento permite un mejor aprovechamiento del segmento espacial.espacial.

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITETiposTipos de de estacionesestaciones terrenasterrenas


La zona de cobertura de un satLa zona de cobertura de un satéélite va a depender de la forma del diagrama de radiacilite va a depender de la forma del diagrama de radiacióón de n de la antena transmisora del satla antena transmisora del satéélite y, de la misma manera, la potencia necesaria para lite y, de la misma manera, la potencia necesaria para transmitir desde una estacitransmitir desde una estacióón terrena va a depender de la ganancia de la antena receptora n terrena va a depender de la ganancia de la antena receptora del satdel satéélite. En una huella de cobertura (lite. En una huella de cobertura (footprintfootprint) podremos evaluar estas dos situaciones, ) podremos evaluar estas dos situaciones, segsegúún estemos en el caso de n estemos en el caso de recepcirecepcióón o transmisin o transmisióónn..

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITEDiagramaDiagrama de de antenaantena: Footprints: Footprints


•• Determinar la potencia necesaria que se debe transmitir desde lDeterminar la potencia necesaria que se debe transmitir desde la estacia estacióón terrenan terrena

•• Se representan contornos del parSe representan contornos del paráámetro G/T (metro G/T (dBdB/K) de la antena receptora del sat/K) de la antena receptora del satéélite lite segsegúún la zona desde la que se transmiten la zona desde la que se transmite

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITEHuellaHuella del del satsatéélitelite en en recepcirecepcióónn

A un mayor valor de G/T le corresponderA un mayor valor de G/T le corresponderááuna mejor recepciuna mejor recepcióón por parte del satn por parte del satéélite lite por lo que la potencia a transmitir en ese por lo que la potencia a transmitir en ese lugar serlugar seráá menor, y viceversa.menor, y viceversa.

Un decremento de 3 Un decremento de 3 dBdB supone la supone la necesidad de duplicar la potencia de necesidad de duplicar la potencia de transmisitransmisióón y viceversa.n y viceversa.

Ej.: diagrama del Ej.: diagrama del HispasatHispasat--1C que una 1C que una transmisitransmisióón desde Londres ha de ser 3 n desde Londres ha de ser 3 dBdBmmáás potente que desde Barcelona, por lo s potente que desde Barcelona, por lo tanto, el nivel de salida del HPA debertanto, el nivel de salida del HPA deberáá ser ser el doble para llegar al satel doble para llegar al satéélite en las lite en las mismas condiciones. mismas condiciones.


•• Este diagrama determina la PIRE que transmite el satEste diagrama determina la PIRE que transmite el satéélite (es decir, potencia y direccilite (es decir, potencia y direccióón de n de radiaciradiacióón) sobre una zona de la Tierra.n) sobre una zona de la Tierra.

•• Este valor determinarEste valor determinaráá el tamael tamañño de la antena receptora en tierrao de la antena receptora en tierra

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITEHuellaHuella del del satsatéélitelite en en transmisitransmisióónn

A un mayor valor de PIRE del satA un mayor valor de PIRE del satéélite le lite le correspondercorresponderáá un menor valor de diun menor valor de diáámetro metro de antena receptora ya que la potencia de antena receptora ya que la potencia radiada sobre ese lugar de la zona de radiada sobre ese lugar de la zona de cobertura es mayor que en las restantescobertura es mayor que en las restantes

Un decremento de 6 Un decremento de 6 dBdB en la PIRE supone en la PIRE supone la necesidad de multiplicar el tamala necesidad de multiplicar el tamañño o necesario de la antena por dos, ya que la necesario de la antena por dos, ya que la PIRE depende del PIRE depende del áárea de la antena rea de la antena receptora y, por tanto, de su direceptora y, por tanto, de su diáámetro al metro al cuadrado cuadrado


LNB

Receptor DVB-S / DVB-S2

Up Converter a Banda L/FI

CodificadorMPEG

SatSatéélitelite

UplinkUplink DownlinkDownlink

ModuladorDVB-S / DVB-S2

AntenaAntena TxTx

AntenaAntena RxRx

HPA con Block Up HPA con Block Up Converter Converter IntegradoIntegrado

TTíípicamentepicamente, la , la seseññalal de de contribucicontribucióónn de la de la DSNG DSNG llegallega al al centrocentro de de recepcirecepcióónn de TV, de TV, desdedesde dondedonde se se enrutaenruta al al centrocentro de de producciproduccióónn..

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITECOMUNICACIONES DIGITALES POR SATELITEEnlace por satEnlace por satéélitelite DSNG


INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

COMUNICACIONES DIGITALES POR SATCOMUNICACIONES DIGITALES POR SATÉÉLITELITEMODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVB


DVB: Digital Video DVB: Digital Video BroadcastingBroadcasting

Organismo europeo, constituido por las principales empresas de Organismo europeo, constituido por las principales empresas de

telecomunicaciones del continente, y dedicado a la creacitelecomunicaciones del continente, y dedicado a la creacióón de n de

todos los esttodos los estáándares de transmisindares de transmisióón de TV digital que van a ser n de TV digital que van a ser

utilizados en Europautilizados en Europa

•• SatSatéélite (DVBlite (DVB--S, DVBS, DVB--S2)S2)

•• Cable (DVBCable (DVB--C)C)

•• Terrestre (DVBTerrestre (DVB--T)T)

•• etc...etc...

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVB¿¿QuQuéé eses el DVB?el DVB?


La seLa seññal a transmitir en un sistema de comunicaciones val a transmitir en un sistema de comunicaciones víía sata satéélite puede ser tanto anallite puede ser tanto analóógica gica como digital. Las diferencias fundamentales, son:como digital. Las diferencias fundamentales, son:

Ventajas de la seVentajas de la seññal digital:al digital:

•• Se puede regenerar, no importa la forma de la seSe puede regenerar, no importa la forma de la seññal sino la polaridad y al sino la polaridad y

el orden de los pulsosel orden de los pulsos

•• Un mensaje daUn mensaje daññado parcialmente puede ser recuperado al 100% por algoritmos ado parcialmente puede ser recuperado al 100% por algoritmos

matemmatemááticosticos

•• Por lo tanto, el ruido puede no influir sobre el contenido del mPor lo tanto, el ruido puede no influir sobre el contenido del mensajeensaje

Inconveniente de la seInconveniente de la seññal digital:al digital:

•• El ancho de banda de la seEl ancho de banda de la seññal digital es siempre mucho mayor que el al digital es siempre mucho mayor que el ancho de ancho de

banda de la sebanda de la seññal analal analóógica que la origingica que la originóó

Actualmente se trabaja con seActualmente se trabaja con seññales digitales por comportar un mayor nales digitales por comportar un mayor núúmero de ventajas y mero de ventajas y porque la competencia entre los distintos fabricantes ha reducidporque la competencia entre los distintos fabricantes ha reducido el precio de los equipos y o el precio de los equipos y mejorado las prestaciones mejorado las prestaciones

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBCaracterCaracteríísticassticas de la de la seseññalal a a transmitirtransmitir


La digitalizaciLa digitalizacióón de la sen de la seññal de TV estal de TV estáá contemplada en la recomendacicontemplada en la recomendacióón ITUn ITU--RR--601:601:

•• Muestreo de la seMuestreo de la seññal de luminancia Y a 13,5 MHZal de luminancia Y a 13,5 MHZ•• Muestreo de las seMuestreo de las seññales diferencia de color Bales diferencia de color B--Y y RY y R--Y a 6,75 MHZ (el ojo es menos Y a 6,75 MHZ (el ojo es menos

sensible a estas sesensible a estas seññales)ales)•• 1010--8 bits por muestra8 bits por muestra

BitBit RateRate de =13,5 muestras/de =13,5 muestras/secsec x 10x 10--8 bits/muestra + 2 x (6,75 muestras/8 bits/muestra + 2 x (6,75 muestras/secsec x 10x 10--8 8 bits/bits/muetramuetra)= )= 270 270 MbpsMbps –– 216 216 MBpsMBps

Ancho de banda muy elevado para transmisiAncho de banda muy elevado para transmisióón n �� SURGE LA NECESIDAD SURGE LA NECESIDAD DE COMPRIMIRDE COMPRIMIR

La organizaciLa organizacióón de estn de estáándares ISO ha establecido un grupo de trabajo (ISO/ IECJTCI/ SC2ndares ISO ha establecido un grupo de trabajo (ISO/ IECJTCI/ SC2/ / WG11), conocido como MPEG (Grupo de expertos en imagen en movimiWG11), conocido como MPEG (Grupo de expertos en imagen en movimiento), para ento), para desarrollar los estdesarrollar los estáándares para la codificacindares para la codificacióón de las sen de las seññales audiovisuales para su ales audiovisuales para su almacenamiento en medios digitales. almacenamiento en medios digitales.

El El MPEG 2MPEG 2 ((MovingMoving PicturesPictures ExpertExpert GroupGroup) es la normativa de compresi) es la normativa de compresióón digital de TV n digital de TV que ha seleccionado el DVB como estque ha seleccionado el DVB como estáándar. ndar.

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBCaracterCaracteríísticassticas de la de la seseññalal a a transmitirtransmitir


Tipos de muestreo MPEGTipos de muestreo MPEG--22

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBCompresiCompresióónn MPEG 2MPEG 2

Tipos de muestreo de señal de TV

4:2:2 Rec 601 4:1:1

4:2:0

1 muestra de luminancia Y

2 muestras de crominancia B-Y, R-Y


Perfiles y Niveles MPEGPerfiles y Niveles MPEG--22

MPEGMPEG--2 define una serie de niveles (2 define una serie de niveles (levelslevels), asociados a resoluciones de imagen, ), asociados a resoluciones de imagen,

y perfiles (y perfiles (profilesprofiles), asociados a tipos de muestreo y tipos de im), asociados a tipos de muestreo y tipos de imáágenes utilizadas, genes utilizadas,

con los cucon los cuááles trabaja. les trabaja.


Profiles Levels

Simple Main 4:2:2 SNR Spatial High

Low 4:2:0 352x288 4 Mbps I,P,B

4:2:0 352x288 4 Mbps I,P,B

Main 4:2:0 720x576 15 Mbps

I,P

4:2:0 720x576 15 Mbps

I,P,B

4:2:2 720x576 50 Mbps

I,P,B

4:2:0 720x576 15 Mbps

I,P,B

4:2:0 4:2:2 720x576 20 Mbps

I,P,BHigh-1440 4:2:0

1440x1152 60 Mbps

I,P,B

4:2:0 1440x1152 60 Mbps

I,P,B

4:2:0 4:2:2 1440x1152 80 Mbps

I,P,BHigh 4:2:0

1920x1152 80 Mbps

I,P,B

4:2:0 4:2:2 1920x1152 100 Mbps

I,P,B


Perfiles y Niveles MPEGPerfiles y Niveles MPEG--22

Los servicios de TV digital Los servicios de TV digital broadcastbroadcast (sat(satéélite, cable, TDT) actuales utilizan perfil lite, cable, TDT) actuales utilizan perfil

principal y nivel principal (MP@ML). Esta ha sido la base para lprincipal y nivel principal (MP@ML). Esta ha sido la base para la primera generacia primera generacióón n

de receptores europeos DVB. Los proveedores de servicio ofrecen de receptores europeos DVB. Los proveedores de servicio ofrecen programas con un programas con un

bitbit--raterate mmááximo de 15 ximo de 15 MbpsMbps (t(tíípico entre 3 y 6 pico entre 3 y 6 MbpsMbps) resoluci) resolucióón 720x576 y muestreo n 720x576 y muestreo

de la sede la seññal analal analóógica 4:2:0. gica 4:2:0. EjEj: canales TDT: canales TDT

Los servicios de TV digital para contribuciLos servicios de TV digital para contribucióón (intercambio de programas entre n (intercambio de programas entre

estudios) utilizan el perfil 4:2:2 y nivel principal (4:2:2P@ML)estudios) utilizan el perfil 4:2:2 y nivel principal (4:2:2P@ML), debido a que este , debido a que este

formato, con nformato, con núúmero doble de muestras de mero doble de muestras de crominanciacrominancia que en MP@ML, permite el que en MP@ML, permite el

procesado en estudio de las seprocesado en estudio de las seññales con muy poca pales con muy poca péérdida de calidad. rdida de calidad.



TTéécnica de compresicnica de compresióón: Eliminacin: Eliminacióón de redundanciasn de redundancias..

Una imagen de televisiUna imagen de televisióón contiene gran cantidad de informacin contiene gran cantidad de informacióón repetida. La imagen se n repetida. La imagen se compone de puntos o compone de puntos o pixelspixels. Si nos fijamos, observaremos que, en muchos casos, un . Si nos fijamos, observaremos que, en muchos casos, un pixelpixel es ides idééntico a los que tiene a su alrededor y, lo que es mntico a los que tiene a su alrededor y, lo que es máás, permanece constante s, permanece constante a lo largo de un cierto tiempo. a lo largo de un cierto tiempo.

Tres tipos de reducciones:Tres tipos de reducciones:

1.1. Las Las reducciones espacialesreducciones espaciales son aquellas en las que un determinado grupo de son aquellas en las que un determinado grupo de pixelspixelsse repite dentro de un mismo cuadro o se repite dentro de un mismo cuadro o frameframe..

2.2. Las Las reducciones temporalesreducciones temporales son aquellas en las que un grupo de son aquellas en las que un grupo de pixelspixels se repiten a se repiten a lo largo del tiempo, aunque sean en distinta posicilo largo del tiempo, aunque sean en distinta posicióónn

3.3. La La reduccireduccióón de cn de cóódigodigo: utilizaremos un c: utilizaremos un cóódigo mdigo máás corto para aquellas agrupaciones s corto para aquellas agrupaciones que se repitan mque se repitan máás a menudo.s a menudo.

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBCompresiCompresióónn MPEG 2 (II)MPEG 2 (II)


ReducciReduccióón de la redundancia espacial (Compresin de la redundancia espacial (Compresióón n IntracuadroIntracuadro))

Se trata de aprovechar el hecho de que, en una imagen o cuadro dSe trata de aprovechar el hecho de que, en una imagen o cuadro de imagen, el e imagen, el

contenido de pcontenido de pííxeles adyacentes, tanto vertical como horizontalmente, es muy sixeles adyacentes, tanto vertical como horizontalmente, es muy similar milar

((EjEj: cielo o fondo de color uniforme).: cielo o fondo de color uniforme).

La CompresiLa Compresióón n IntracuadroIntracuadro utiliza como herramienta de compresiutiliza como herramienta de compresióón la Transformada n la Transformada

Discreta del Coseno (DCT).Discreta del Coseno (DCT).

La DCT se aplica sobre bloques de 8x8 pLa DCT se aplica sobre bloques de 8x8 pííxeles. Transforma los bloques de 8x8 xeles. Transforma los bloques de 8x8

ppííxeles del dominio espacial al dominio de la frecuencia de variacxeles del dominio espacial al dominio de la frecuencia de variaciióón espacial. Los n espacial. Los

bloques transformados se representan como matrices de coeficientbloques transformados se representan como matrices de coeficientes DCT 8x8es DCT 8x8



ReducciReduccióón de la redundancia espacial (Compresin de la redundancia espacial (Compresióón n IntracuadroIntracuadro))


8x8 píxeles

576 líneas

720 píxeles

43.8 -40 -4.1 0 -1.1 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

Imagen 8x8 Valores de las muestras Coeficientes DCT

223 191 159 128 98 72 39 16

223 191 159 128 98 72 39 16

223 191 159 128 98 72 39 16

223 191 159 128 98 72 39 16

223 191 159 128 98 72 39 16

223 191 159 128 98 72 39 16

223 191 159 128 98 72 39 16

223 191 159 128 98 72 39 16


ReducciReduccióón de la redundancia temporal (Compresin de la redundancia temporal (Compresióón n IntercuadroIntercuadro))

Se trata de aprovechar el hecho de que, en una secuencia de imSe trata de aprovechar el hecho de que, en una secuencia de imáágenes, el contenido genes, el contenido

de una imagen es muy similar al de la imagen siguiente, la mayorde una imagen es muy similar al de la imagen siguiente, la mayor parte de los pparte de los pííxeles xeles

son iguales en dos imson iguales en dos imáágenes consecutivas (genes consecutivas (EjEj: locutor de telediario): locutor de telediario)

Se realizan predicciones de imSe realizan predicciones de imáágenes a partir de otras imgenes a partir de otras imáágenes con tgenes con téécnicas de cnicas de

estimaciestimacióón de movimienton de movimiento

Se obtienen imSe obtienen imáágenes diferencia entre las imgenes diferencia entre las imáágenes reales y las predichas. Al ser genes reales y las predichas. Al ser

estas imestas imáágenes muy parecidas, los valores de los pgenes muy parecidas, los valores de los pííxeles de las imxeles de las imáágenes diferencia genes diferencia

son casi todos ceroson casi todos cero

Se trabaja con 3 tipos de imSe trabaja con 3 tipos de imáágenes (I, P y B), sobre las que se aplica la DCTgenes (I, P y B), sobre las que se aplica la DCT



En la trama MPEG 2, tenemos 3 tipos de cuadros:En la trama MPEG 2, tenemos 3 tipos de cuadros:

1.1. Cuadros ICuadros I El nombre viene de INTRA y son aquellos en los que la informaciEl nombre viene de INTRA y son aquellos en los que la informacióón del n del cuadro estcuadro estáá completa. Se han enviado todos los grupos de completa. Se han enviado todos los grupos de pixelspixels necesarios para la necesarios para la formaciformacióón del cuadro.n del cuadro.

2.2. Cuadros PCuadros P Estos cuadros son los PREDICTIVOS, y contienen la informaciEstos cuadros son los PREDICTIVOS, y contienen la informacióón que estn que estáábasada en cuadros anteriores. Un ejemplo de este tipo de cuadrosbasada en cuadros anteriores. Un ejemplo de este tipo de cuadros serseríían los an los movimientos de movimientos de travellingtravelling de cde cáámara. Si nos damos cuenta, la diferencia entre un mara. Si nos damos cuenta, la diferencia entre un cuadro y el siguiente estriba en que unos grupos desaparecen y acuadro y el siguiente estriba en que unos grupos desaparecen y aparecen otros parecen otros nuevos, pero el grueso de la imagen snuevos, pero el grueso de la imagen sóólo cambia de posicilo cambia de posicióón, por lo que se puede n, por lo que se puede seguir empleando la codificaciseguir empleando la codificacióón del n del frameframe anterior. Este tipo de cuadro necesita anterior. Este tipo de cuadro necesita menos bits que los anteriores para ser representadosmenos bits que los anteriores para ser representados

3.3. Cuadros BCuadros B: Estos cuadros son aquellos en los que para su formaci: Estos cuadros son aquellos en los que para su formacióón son necesarios n son necesarios tanto cuadros anteriores como posteriores. Este es posible gracitanto cuadros anteriores como posteriores. Este es posible gracias a que en la TV as a que en la TV Digital se utilizan Digital se utilizan buffersbuffers de memoria que almacenan la informacide memoria que almacenan la informacióón necesaria antes de n necesaria antes de la construccila construccióón de las imn de las imáágenes. Este tipo de cuadros se utiliza para alargar la genes. Este tipo de cuadros se utiliza para alargar la secuencia entre cuadros I. Se reduce el secuencia entre cuadros I. Se reduce el bitratebitrate pero aparece un cierto retardo de pero aparece un cierto retardo de codificacicodificacióón.n.



ComposiciComposicióón de la secuencia de imn de la secuencia de imáágenesgenes

Conocido como Conocido como GOP (GOP (GroupGroup ofof picturespictures),), define la estructura de envdefine la estructura de envíío de la o de la informaciinformacióón.n.

La estructura de un GOP podrLa estructura de un GOP podríía ser IBBP BBP BBP BBI. Esto constituira ser IBBP BBP BBP BBI. Esto constituiríía una a una secuencia de aproximadamente 0,48 s. En este caso 11 de 13 secuencia de aproximadamente 0,48 s. En este caso 11 de 13 framesframes que se que se transmiten no son completos, con lo que la compresitransmiten no son completos, con lo que la compresióón es realmente efectiva.n es realmente efectiva.



CompresiCompresióón de Audio en MPEGn de Audio en MPEG--22

El audio se comprime segEl audio se comprime segúún el formato MPEGn el formato MPEG--1 1 LayerLayer II dentro del estII dentro del estáándar DVB.ndar DVB.

Se emplea una tSe emplea una téécnica de codificacicnica de codificacióón denominada CODIFICACIn denominada CODIFICACIÓÓN PERCEPTIVA que N PERCEPTIVA que

aprovecha el efecto aprovecha el efecto psicoacpsicoacúústicostico conocido como ENMASCARAMIENTOconocido como ENMASCARAMIENTO




El espectro de audio pues va cambiando DINEl espectro de audio pues va cambiando DINÁÁMICAMENTE en funciMICAMENTE en funcióón de los niveles n de los niveles

en cada en cada subbandasubbanda de frecuencia. de frecuencia.

La tLa téécnica de compresicnica de compresióón se basa pues en la divisin se basa pues en la divisióón en SUBn en SUB--BANDAS, simulaciBANDAS, simulacióón del n del

MODELO PSICOMODELO PSICO--ACACÚÚSTICO ponderando las muestras y codificSTICO ponderando las muestras y codificáándolas.ndolas.


Muestreo

Codificador MUSICAM (MPEG-1 Layer II)



Se definen los siguientes parSe definen los siguientes paráámetros:metros:

-- Muestreo: Muestreo:

32, 44.2 y 48 32, 44.2 y 48 KHzKHz

-- Modos:Modos:

StereoStereo, Mono, Dual Mono o , Mono, Dual Mono o JointJoint StereoStereo

-- BitBit raterate de salida: de salida:

32 a 192 32 a 192 kbpskbps para el monopara el mono

64 a 384 64 a 384 kbpskbps para el estpara el estééreoreo



Estructura y jerarquEstructura y jerarquíía de tramas MPEGa de tramas MPEG--22

El formato final en el que siempre se transmite una seEl formato final en el que siempre se transmite una seññal MPEGal MPEG--2 es en 2 es en trama de trama de transporte o transporte o transporttransport streamstream, ya sea conteniendo un solo programa (SCPC) o varios , ya sea conteniendo un solo programa (SCPC) o varios programas (MCPC)programas (MCPC)

La trama de transporte ha sido diseLa trama de transporte ha sido diseññada para usos en entornos relativamente ada para usos en entornos relativamente propensos a errores, como pueden ser las aplicaciones propensos a errores, como pueden ser las aplicaciones BroadcastBroadcast y de y de telecomunicacionestelecomunicaciones

La trama de transporte MPEGLa trama de transporte MPEG--2 est2 estáá constituida por paquetes de longitud fija de 188 constituida por paquetes de longitud fija de 188 bytesbytes de los cude los cuááles 4 son de cabecera (seles 4 son de cabecera (seññalizacializacióón) y el resto carga n) y el resto carga úútiltil

Los Los PacketizedPacketized ElementaryElementary StreamsStreams ((PESPES) son las unidades m) son las unidades míínimas de informacinimas de informacióón n que son transportadas en los TS.que son transportadas en los TS.

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBMultiplexadoMultiplexado seseññalal DVBDVB


Los PESLos PES pueden tener diferentes funciones en relacipueden tener diferentes funciones en relacióón con su contenido.n con su contenido.

La mayor parte de los PES son de transporte de informaciLa mayor parte de los PES son de transporte de informacióón correspondiente al vn correspondiente al víídeo deo digital, pero tambidigital, pero tambiéén pueden ser de audio, de datos, de posicin pueden ser de audio, de datos, de posicióón dentro de una n dentro de una secuencia, informacisecuencia, informacióón de acceso condicional, etc.n de acceso condicional, etc.

Cada programa estCada programa estáá identificado mediante un identificado mediante un PIDPID ((Identificador de ProgramaIdentificador de Programa). Estos ). Estos paquetes son los que nos permiten diferenciar unos programas de paquetes son los que nos permiten diferenciar unos programas de otros dentro de la otros dentro de la corriente de informacicorriente de informacióón de un TS. n de un TS.

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBMultiplexadoMultiplexado seseññalal DVBDVB


1. Byte de sincronismo: Identifica el comienzo de cada paquete y la sincronización de la trama. Su contenido es siempre “0x47”

2. Transport error indicator: Indica presencia de algún bit erróneo en carga útil del paquete

3. Transport priority: Indica prioridad de la carga útil de este paquete frente a otros

4. PID (Packet Identifier Data): Son 13 bits que identifican el contenido de la carga útil del paquete. Permiten la localización dentro de la trama de los paquetes que corresponden a cada canal de vídeo, audio o datos. Existen 8196 (2 elevado a 13) posibles valores de PID

5. Transport scrambling control: Indica si el contenido de la carga útil del paquete está o no encriptado. El contenido de la cabecera de paquete no va encriptado en ningún caso

6. Continuity counter: Son 4 bits que actúan de contador (1 a 16) para los paquetes con cada valor de PID. Es decir, el valor de este contador se incrementa en una unidad en el paquete actual con respecto al valor en el paquete anterior con el mismo PID

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBCabeceraCabecera del PES: Headerdel PES: Header


Otro tipo de informaciOtro tipo de informacióón que pueden contener los PESn que pueden contener los PES

• Tablas PSI (Program Specific Information) / SI (Service Information): Son tablas que contienen información específica del contenido de la trama de transporte, programación, red de transporte, etc., y que son utilizadas por el decodificador digital para entender y organizar de forma automática toda la información que recibe.

Existen valores de PIDs reservados para los paquetes que contienen estas tablas

2. PCR (Program Clock Reference): Son referencias temporales de reloj, que se transmiten periódicamente para cada uno de los programas contenidos en la trama de transporte, y que permiten la sincronización de los relojes (OL de 27 kHz) asociados al multiplexor (transmisión) y demultiplexor (en recepción).

Cada información de PCR ocupa 42 bits dentro de los paquetes destinados específicamente a la tarea de sincronización.

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBCargaCarga úútiltil del PES: Payloaddel PES: Payload


Otro tipo de informaciOtro tipo de informacióón que pueden contener los PESn que pueden contener los PES

3. PTS/DTS (Presentation/Decodification Time Stamps): Son referencias temporales que le indican al decodificador digital cuándo tiene que presentar/decodificar cada una de las imágenes que recibe para que la presentación en pantalla sea sincronizada, tanto en vídeo como en audio

4. Stuffing bytes: Son bytes de relleno, que ponen el valor ”1” en cada uno de los 184 bytes de carga útil del paquete. El PID reservado a los paquetes de “stuffing”es 8195. La misión de los paquetes de relleno es que el bit rate de salida sea siempre el especificado para la trama de transporte, cuando el contenido real útil de la trama no llegue a ese valor

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBCargaCarga úútiltil del PES: Payloaddel PES: Payload


TablasTablas PSI (Program Specific Information)PSI (Program Specific Information)

Contienen información específica de los programas en la trama de transporte.

La transmisión de estas tablas es obligatoria en el sistema definido por el DVB.

Su contenido permite la sintonización y decodificación automática de los receptores de usuario.

Las tablas PSI son las siguientes:

1. PAT (Program Association Table): Describe el contenido de la transportstream y asocia a cada uno de los programas de la trama con el PID de la PMT que le corresponde.Existe una tabla PAT asociada a cada transport stream.La PAT es la principal tabla PSI y la primera tabla que intentan detectar y leer los receptores digitalesSu PID es el 0x0000

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBTablas PSI / SITablas PSI / SI


TablasTablas PSI (Program Specific Information)PSI (Program Specific Information)

2. PMT (Program Map Table): Describe el contenido de cada uno de los programas de la transport stream y asocia a cada componente (vídeo, audio, teletexto,...) su valor de PID.Existe una tabla PMT asociada a cada programa.Su PID está en el rango 0x0020 a 0x1FFE

3. CAT (Conditional Access Table): Lleva información relacionada con el encriptado de los programas.Sólo se transmite en el caso de que exista acceso condicional en los programas contenidos en el transport streamExiste una tabla CAT asociada a cada transport stream.Su PID es el 0x0001

4. NIT (Network Information Table): Contiene la información relacionada con la organización física de todas las transport streams incluidas en la red de emisión y las características de la propia redSu PID es el 0x0010



TablasTablas SI (Service Information)SI (Service Information)

Contienen información acerca de los eventos y servicios incluidos dentro de todas las transport stream que utiliza el proveedor de servicio

La transmisión de estas tablas no es obligatoria en el sistema definido por el DVB.

Sin embargo su contenido es importante que que se utiliza en el STB de usuario para componer la guía electrónica de programas (EPG).


Tablas SI PID(hexadecimal)

Identificador de tabla(hexadecimal)

SDT 0x11 0x42, 0x46BAT 0x11 0x4AEIT 0x12 de 0x4E a 0x4F y

de 0x50 a 0x6FRST 0x13 0x71TDT 0x14 0x70TOT 0x14 0x73


Modulaciones Analógicas: AM (Amplitude modulation): La señal modula en amplitud a la portadora.FM (Frecuency modulation): La señal modula en frecuencia a la portadora.

Modulaciones Digitales de Fase: Binary Phase Shift Keying (BPSK): Los cambios en la polaridad de la señal binaria producen cambios de 180º en la fase de la portadora. La señal binaria se puede filtrar en banda base para eliminar las bandas laterales.

Quadrature Phase Shift Keying (QPSK): Los bits se agrupan de dos en dos de modo que existen 4 símbolos (00, 01, 10, 11) a los que se asigna una fase determinada de la portadora. Por ejemplo se podría asignar 45º (00), 135º (01), 225º (10) y 315º (11)

8 Phase Shift Keying (8PSK): Los bits se agrupan de 3 en 3 de modo que existen 8 símbolos a los que se asigna una fase diferente de la portadora. Modulación que requiere mayor potencia de transmisión y que transmite más información en el mismo ancho de banda que QPSK

Modulaciones Digitales de Amplitud - Fase: Quadrature Amplitude Modulation (16QAM, 32QAM, 64QAM,...): Modulación multinivelde orden superior a QPSK/8PSK

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBTiposTipos de de modulacimodulacióónn


DVBDVB--S define varios niveles de protecciS define varios niveles de proteccióón frente a erroresn frente a errores

• Códigos Reed Solomon: consiste en añadir a cada paquete TS de 188 bytes una serie de bits redundantes(16 bytes) generados a partir de la información, y que son capaces de detectar y corregir algún byte erróneo. Cada paquete TS pasa a tener 204 bytes

• Códigos FEC (Forward Error Correction): añaden una serie de bits redundantes que permiten corregir parcialmente errores producidos en la transmisión de satélite. Es un código variable según la robustez del enlace: 1/2, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6 y 7/8. Cuanto menor es la relación numerador/denominador, más eficiente es el sistema, a costa de ser más sensible a las interferencias

• Otro método muy efectivo utilizado par controlar los errores, es entrelazar (interleaving)las informaciones que queremos mandar, de tal forma que si se produce un error en un determinado momento, éste se reparta a lo largo de una serie de PES, ya que cada uno de ellos tiene a su vez sistema de corrección de errores que logra restablecer la información original.

Modulaciones utilizadas por DVBModulaciones utilizadas por DVB--SS

Por norma general se utilizan modulaciones QPSK y 8PSKPor norma general se utilizan modulaciones QPSK y 8PSK

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBModulaciModulacióónn DVBDVB--SS


¿¿QuQuéé es DVBes DVB--S2S2

Evolución de la norma DVB-S para hacer frente a transmisiones que demanden mayor ancho de banda (Ej: TV de Alta Definición)

Diferencias con DVB-S:

• Más eficiente en cuanto a ocupación de ancho de banda (hasta un 30% más eficiente)

• Formato de compresión: MPEG-2 ó MPEG-4/H.264

• Formato de transporte: Transport Stream MPEG-2 (igual que en DVB-S)

• Soporta esquemas de modulación más avanzados y más eficientes, además de QPSK

y 8PSK: 16APSK y 32APSK

• Códigos de protección frente a errores más eficientes:

• Códigos BCH sustituyen el código Reed Solomon

• Códigos LDPC sustituyen al código FEC

MODULACIMODULACIÓÓN DVBN DVBModulaciModulacióónn DVBDVB--S2S2

Formación ETT RTVE - 1 INTRODUCCIÓN (JMG)

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