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1 Seminario de Televisión Digital Interactiva Universidad del Cauca, Noviembre de 2008 Infraestructura de red para Televisión Digital Interactiva Roberto García Fernández Departamento de Informática Universidad del Cauca Popayán, Colombia MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 2 ÍNDICE Introducción Interfaces para Transport Stream Modulaciones digitales Transmisión por satélite Transmisión terrestre TDT Transmisión por cable Canales de retorno iTV Diseño maqueta de laboratorio para iTV basada en DVB-C

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Seminario de Televisión Digital InteractivaUniversidad del Cauca, Noviembre de 2008

Infraestructura de red paraTelevisión Digital Interactiva

Roberto García FernándezDepartamento de Informática

Universidad del CaucaPopayán, Colombia

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 2

ÍNDICE

Introducción Interfaces para Transport Stream Modulaciones digitales

Transmisión por satélite Transmisión terrestre TDT Transmisión por cable

Canales de retorno iTV Diseño maqueta de laboratorio para iTV basada

en DVB-C

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 3

Bibliografía iTV Handbook. Technologies and Standards

E. M. Schwalb. IMSC, Prentice Hall 2004 Interactive TV Standards

S. Morris, A. Smith-Chaigneau. Elsevier 2005 Digital TV Broadcasting Handbook

Roberto Valentín, ABE Elettronica S.p.A. www.abe.it

DVB-T Digital Terrestrial Broadcasting ABE Elettronica S.p.A. www.abe.it

Televisión Digital Terrestre. Aspectos Tecnológicos M. Ferrando. Universidad Politécnica de Valencia

Televisión Digital Terrestre Fundamentos y Electrónica de las Comunicaciones Universidad de Valencia 2005

Digital Video Broadcasting www.dvb.org

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 4

Introducción

La Televisión Digital es la técnica de difusión de las señales de televisión que ha empezado a sustituir a la TV analógica

Transmisión por Satélite Cable Terrestre

Desarrollo de nuevos estándares

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 5

Definiciones TV Digital (DTV)

Televisión digital: Transmisión y difusión de señales codificadas como 0s y 1s. DTV puede comprimirse para proporcionar 4, 5 ó más programas en el mismo ancho de banda requerido para un canal de la actual televisión.

Televisión Interactiva (iTV): Programas de TV que proporcionan contenido interactivo y mejoras, permitiendo a la TV tradicional la posibilidad de interactividad de un PC

https://www.wfyi.org/wfyi2003/dtvGlossary.asp

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 6

Introducción

Transmisión analógica Variación continua de la señal Sensible al ruido Ejemplos: Teléfono, Radio AM, Radio FM, TV

Transmisión digital Se transmiten flujos binarios: 100101110111 Inmune al ruido Ejemplos: Teléfono móvil, TDT, Internet

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 7

Introducción

Evolución hacia un mundo digital

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 8

Sistema de difusión TV Digital

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 9

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 10

Escenarios transmisión DTV

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 11

Ventajas TV Digital

Más programas de TV en el mismo ancho de banda 1 canal RF: 4 ó más programas TVD

Optimización del espectro radioeléctrico Mayor inmunidad al ruido e interferencias

Menos potencia de transmisión se cubre la misma distancia

Mejor calidad de imagen y sonido Recepción móvil de la señal TV

Sistemas analógicos: doble imagen, reflexiones, distorsiones, …

Transmisión simultánea de datos auxiliares Posibilidad de interactividad

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 12

Comparativa TV analógica

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 13

Espectro canal TV analógica

Sistemas de Televisión Analógica

NTSC (EEUU)

PAL (Europa)

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 14

Transmisión TV Digital

TV Digital transmite las tres portadoras de forma conjunta

Mayor definición, calidad de imagen, sonido y color

Más canales en el mismo ancho de banda Bandas de guarda prácticamente no existen

Optimización espectro radioeléctrico

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 15

Comparación espectroTV Digital – TV Analógica

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 16

Comparación calidadTV Digital – TV Analógica

Mínimo nivel de señalanalógica aceptable

Digital TV Broadcasting Handbook

Aprox. 20 dB de margen para nivelde entrada de señal al receptor

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 17

Espectro electromagnético

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 18

Bandas de frecuencia

BandasTVFM

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 19

Bandas de frecuencia

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 20

Canales actuales TDT

Canales digitales

Canal 60786 Mhz

Canal 64818 Mhz

Canal 66834 Mhz

Canal 67842 Mhz

Canal 68850 Mhz

Canal 69858 Mhz

TPATPA2

Localia

TVE 1TVE 2

24H TVEClan TVERadios

VeoSETenVeo

NetTVTeledeporte

Radios

CuatroCNN+

40 LatinoLa Sexta

Tele5Tele5 Sport

Tele5 EstrellasCincoShopFlyMusic

Punto Radio

Antena 3Antena.NeoxAntena.Nova

Hogar10Radios

Fuente: http://www.tdt1.com/canales-television-asturias.php

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 21

Codificación MPEG-2

El transporte MPEG consiste en secuencias de bits (bit-streams)

Agrupados en paquetes de 188 bytes Header + Payload

PayloadHeader

188 bytes

Paquete MPEG-2

Audio

Video

Datos

MPEG-2encoder

MPEG-2encoder

DSMCC

Mul

tiple

xer

Transport Stream

TS

TS

TS188 bytes 188 bytes 188 bytes 188 bytes

…10101010111110000010100111111010010000101010…

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 22

Multiplexor

Agrega varios Transport Stream en un único Transport Stream

Puede modificar TS, añadiendo datos y tablas Network Information Table (NIT)

Nombres de programas transmitidos que aparecerán en el dispositivo del usuario

Event Information Table (EIT) Teletexto

Bit rate salida multiplexor mayor que la suma de TS entrada + datos + tablas

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 23

Multiplexado de paquetes

Inserción de paquetesnulos (sin contenido)

Mantener constanteel ancho de banda

Transmisión de datosen el mismo formatoque audio y vídeo

…10101010111110000010100111110100101010101011010010000101010…Secuencia binariaa transmitir

Fuente: iTV Handbook

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 24

Procesado stream de datos

Identificación stream de datos Transport stream ID

Espera a que los datos recibidos contengan suficiente información

Fuente: iTV handbook

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 25

Interfaces Transport Stream

Transport Stream Audio, video, datos Desde headend a usuarios

Paquetes: 188 bytes + 16 bytes código R-S Interfaces para Transport Stream

Synchronous Parallel Interface SPI Asynchronous Serial Interface DVB-ASI Serial Digital Interface SD-SDI

…1010101101010111110000010100111110100101010101011010010000101010…

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 26

Interfaz SPI

Synchronous Parallel Interface Interfaz compuesta de 11 señales en paralelo

8 señales de datos (Parallel Data Path) 1 señal de reloj 1 señal de sincronismo (Psync) 1 señal de datos válidos (Dvalid)

Bit rate variable Maximo 108 Mbit/s en “Data Path”

Conector estándar con 25 pines Niveles eléctricos LVDS o LVTTL

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 27

Interfaz DVB-ASI

Asynchronous Serial Interface Transporta streams de vídeo MPEG-2 Bit rate constante 270 Mbit/s Línea de cable coaxial 75 Ω Conector estándar BNC Relleno de bytes para compensar la

diferencia entre TS bit rate y 270 Mbit/s Conexiones entre distintos equipos, aún

separados por largas distancias

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 28

Interfaz DVB-ASI

Múltiples programas en unaportadora DVB-ASI 270Mbps

4 programas multiplexadosen 35Mbps MPTS(Multi-Program Transport Stream)ASI Interface a 270Mbps

OperacionesDVB-ASI Input/Output

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 29

Interfaz SDI SMPTE 259M

The Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) is a professional organization that develops interface and protocol standards for the professional video industry. Two such standards are SMPTE 259M and SMPTE 292M

SMPTE 259M documents the Standard Definition–Serial Digital Interface (SD-SDI) which is used to transport 10-Bit 4:2:2 component and 4fSC

composite digital video signals across 75W coaxial cables

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 30

Tarjeta DekTec DTA-2145

Multi-Purpose Dual ASI/SDI

Universal ASI/SDI input/output adapter for PC-based applications that record, play and/or process MPEG-2 transport streams

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 31

Tarjeta DekTec DTA-2145

DTA-2145-SXP € 1.945 Multi-Purpose

ASI/SDI Input+Output

Adapter for PCI Express bus

With DtTV, DtGrabber+, StreamXpress and StreamXpert analyser

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 32

Modulaciones digitales

Cada canal usa un ancho de banda de aproximadamente 8 MHz

Cada canal permite emitir 4 ó 5 programas Cada programa requiere 4-5 Mbps con MPEG-2

TVDigital

Estándar Modulación Anchobanda

Bit rate Programas

Satélite DVB-S QPSK 36 MHz 40 Mbps 10

Cable DVB-C 64QAM 8 MHz 32 Mbps 8

Terrestre DVB-T COFDM 8 MHz 16 Mbps 4

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 33

Constelaciones para modulación digital

Símbolos

2 bits/símbolo

4 bits/símbolo

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 34

Constelaciones para modulación digital

64-QAM6 bits/símbolo

256-QAM8 bits/símbolo

QPSK2 bits/símbolo

16-QAM4 bits/símbolo

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 35

Constelación QPSK

QPSK presenta una constelación con 4 fases diferentes y amplitud constante

Más resistente al ruido del canal Menor velocidad de transferencia que 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 36

Constelación 16 QAM

Constelación con 16 puntos de diferentes amplitudes y fases Menos resistente al ruido del canal

Símbolos más próximos

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 37

Constelaciones 64QAM y 256QAM

64 QAM 256 QAM

6 bits/símbolo 8 bits/símbolo

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 38

Cálculo de velocidad de transmisión

Bit Rate = Symbol Rate x bits/symbol Ejemplo: Transmisión 6 M symb/sec

Modulación QPSK (DVB-S Satélite) Bit Rate = 6M symb/s * 2 bit/symb = 12M bit/s

Modulación 16QAM (DVB-C Cable) Bit Rate = 6M symb/s * 4 bit/symb = 24M bit/s

Modulación 256QAM (DVB-C Cable) Bit Rate = 6M symb/s * 8 bit/symb = 48M bit/s

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 39

Transmisión QPSK - QAM

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

x 10-6

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

tiem p o

sena

l mod

ulad

a

0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0

Modulación QPSK

0 1 2 3 4 5

x 10-7

-5

0

5

tiem p o

sena

l mod

ulad

a

Modulación 16-QAM

00 01 11 10 00 10 0001 1110 0010

12Mbps 24Mbps

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 40

Calculo de Bit Rate con FEC

Codificación para protegerfrente a errores en transmisiónFEC: Forward Error Correction

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 41

Calculo de Bit Rate con FEC Todos estándares TV Digital usan código Reed Solomon (RS)

para corregir errores Código RS:

188 bytes datos + 16 bytes redundancia 204 bytes canal Code rate = 188/204

Además, DVB-S y DVB-T consideran RS no suficiente y utilizan un código “Inner Code” Código 7/8: 7 bits de datos + 1 bit corrección Código 2/3: 2 bits de datos + 1 bit corrección Código 1/2: 1 bit de datos + 1 bit corrección

Bit Rate = Symbol Rate x bits/symb x Inner Code x RS Code

9.67Mbps = 6 M symb/s x 2 bits/symb x 7/8 x 188/204

BWcanal

ModulacionQPSK

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 42

Efecto del ruido en el canalGráfico de dispersión

Cada cuadrícula representa un símbolo

Si el fasor recibido cae dentro de los límites de decisión no hay error en el símbolo

Visualización del gráfico de dispersión puede ayudar a conocer la naturaleza del ruido

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 43

Efecto del ruido en el canalGráfico de dispersión

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

Qua

drat

ure

In-Phase

Scatter plot

QPSKBER = 0

-5 0 5-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

Qua

drat

ure

In-Phase

Scatter plot

16QAMBER = 0.01

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 44

Efecto del ruido en el canalGráfico de dispersión

-10 -5 0 5 10

-10

-5

0

5

10

Qua

drat

ure

In -Ph ase

Scatter p lot

64QAMBER = 0.08

256QAMBER = 0.16

-20 -10 0 10 20

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

Qua

drat

ure

In -Phase

Scatter p lot

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 45

Ancho de banda RF ocupado

Una portadora modulada digitalmente (QPSK, QAM) ocupa un ancho de banda (BW) de radio frecuencia (RF) que depende de: Velocidad de transmisión de símbolos: Symbol Rate Factor de forma de filtrado: Roll-off / Shaping

Ejemplo: DVB-C estándar Modulación 64QAM Velocidad de símbolos 6M symb/s Roll-off 15% Ancho de banda: 6M * (1.15) = 6.9 MHz

Con BW = 8MHz ¿Velocidad de transmisión en bps?

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 46

Velocidades de transferenciade datos en redes de cable

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 47

Transmisión por satélite DVB-S

TV-satélite utiliza satélites geoestacionarios en órbitas de 36.000 Km

Satélites actúan como repetidores de señal mediante transponders Trasnponders: canales de transmisión de banda ancha de

26-36MHz Espectro de frecuencia (GHz):

Depende de la banda Baja potencia de transmisión (energía solar)

DVB-S utiliza modulación QPSK 2 bits/símbolo

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 48

Cobertura mundial DVB-S

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 49

Transmisión por satéliteDVB-S2

Marzo de 2005: Norma sucesora de DVB-S, adoptada como EN 302 307

Utiliza modulación 8-PSK Hasta 30% más eficiente Necesita una mejor CNR para el mismo BER

Posibilita mejor compresión de señal H.264 o H.262 en lugar de MPEG-2

Más potencia de procesamiento Utiliza el ancho de banda de forma más eficiente

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 50

Transmisión terrestre TDT

Transmisión a través de estructura terrestre Torres de transmisión, repetidores, ...

Estándares TDT a nivel mundial ATSC – Advanced Television System Comitee

EEUU www.atsc.org

DVB-T – Digital Video Broadcasting UNIÓN EUROPEA www.dvb.org

ISDB-T – Integrated Services Digital Broadcasting Japón www.dibeg.org

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 51

Cobertura DVB-T

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 52

Sistema de TV Digital

Audio encoding

Video encoding

InteractiveData Transaction

(Middleware)

MultiplexingTransmission

TransportStream

Audio

Video

t services

Broadcasting

…10101010111110000010100111110100101010101011010010000101010…

Diferentes esquemas de modulaciónpara transmitir Transport Stream

QPSK, QAM, COFDM, 8VSB

Transport Stream

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 53

Sistema DVB

MPEG-2 Audio

MPEG-2 Video

MHPMHEG

MPEGSystems

andStreams

COFDM

Audio

Video

t services

Broadcasting

Modulación COFDM

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 54

Sistema ATSC

Dolby AC-3

MPEG-2

DASE

MPEGSystems

andStreams

8-VSB

Audio

Video

t services

Broadcasting

Modulación 8-VSB

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 55

Sistema ISDB

MPEG-2 AAC

MPEG-2 Video

ARIB

MPEGSystems

andStreams

COFDM

Audio

Video

t services

Broadcasting

Modulación COFDM

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 56

Televisión Digital Terrestre

Estándar DVB-T Modulación COFDM

Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing

Divide el ancho de banda de TV (8 MHz) en miles de fracciones 2K = 1705 portadoras 8K = 6817 portadoras

Cada fracción ocupa una portadora modulada con QPSK o con 64QAM

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 57

Televisión Digital Terrestre

En España se utiliza 8K-COFDM 6817 portadoras moduladas en 64QAM

Cada portadora con un diagrama de constelación diferente

La codificación previa a la modulación debe realizarse con el formato MPEG-2

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 58

Propagación multi-trayecto

Señal viaja por diferentes trayectos Misma señal recibida varias veces Retardos variables (ecos)

Solución: Intentar hacer las señales largas

No haya interferencia entre ecos

Problema: Señales largas son más lentas Menor ancho de banda (bits/s)

Fuente: Digital Video Broadcastingwww.tm.uka.de

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 59

Modulación DVB-T Señales transmitidas lo más rápido posible Señales largas para multi-trayecto

Evitar Interferencia entre Símbolos (ISI) Eco de 1µs corto frente al periodo del símbolo

Solución Transmitir señales en paralelo en lugar de secuencialmente

Si la información es transmitida simultáneamente por 1000 canales de frecuencia distintos, el tiempo es 1000 veces mayor

La velocidad de datos por portadora se reduce grandemente ya que se divide por la cantidad de portadoras, resultando que el periodo de un símbolo es de centenares de microsegundos

Información recuperada por la combinación de todas las señales en un slot de tiempo

Añadir intervalo de guarda para cada señal Tiempo sin información antes de cada símbolo Protección adicional para ISI de ecos retardados

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 60

Modulación DVB-T COFDM: Divide la señal en miles de subportadoras

Subportadoras ortogonales Modo 2k: 1705 subportadoras Modo 8k: 6817 subportadoras

Ancho de banda: ~7,5 MHz Subcarrier interspace: 1,116 kHz Data rate:

27 MBit/s (bruto), 13,3 MBit/s (neto)

FEC: 2/3 Intervalo de guarda: 7 µs – 224 µs

Cada subportadora modulada QPSK, QAM QPSK: 2 bits por símbolo 16QAM: 4 bits por símbolo 64QAM: 6 bits por símbolo

Fuente: Digital Video Broadcastingwww.tm.uka.de

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 61

Televisión Digital Terrestre

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 62

Eficiencia espectral DVB-T

TVA: Uso ineficientedel espectro

TVD: Uso eficiente del espectro

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 63

Isofrequency Broadcasting Networks

Ventaja de la modulación OFDM utilizada en DVB-T Redes de difusión terrestres de frecuencia única Varios transmisores Cubriendo áreas adyacentes Trabajando a la misma frecuencia Difundiendo el mismo programa

Mismo canal de emisión para áreas extensas sin interferencias mútuas SFN: Single Frequency Network

Imposible en difusión analógica

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 64

Redes SFN

Fuente: DVB-T Ventajas Tecnológicas para un éxito mundialEmpresas Europeas en Argentina, Agosto 2006

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 65

Redes SFNAprovechamiento espectro

Fuente: DVB-T Ventajas Tecnológicas para un éxito mundialEmpresas Europeas en Argentina, Agosto 2006

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 66

Redes SFN. Gap fillers

Fuente: DVB-T Ventajas Tecnológicas para un éxito mundialEmpresas Europeas en Argentina, Agosto 2006

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 67

Redes SFN con DVB-T

Fuente: ABE Elettronica S.p.A. DVB-T Digital Terrestrial Broadcasting

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 68

Transmisión por cable DVB-C Televisión transmitida por la red de un operador de cable

Sistema de distribución fibra óptica-cable coaxial Banda de frecuencias 108-862 MHz (Europa) Canal de retorno en la propia red de cable

Ventaja para proporcionar interactividad Canal de retorno (upstream): 5–65 MHz (EuroDOCSIS)

Velocidad de transmisión de datos downstream: 38 Mbps Similar a DVB-S Simplifica la inyección de señales de satélite en la red de cable

Utiliza modulación QAM en downstream 16QAM, 64QAM, 256QAM

Canal de retorno de datos (upstream) QPSK, 16QAM

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 69

Cobertura mundial DVB-C

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 70

Sistema iTV para red de cable

Cabeceracentral

Estudios,

videoteca

Cabeceraremota

Cabeceraremota ó

Hub

Red de transporte

Red de distribución

Amplificador bidireccional

Tap

microondas

Fibra

coaxial

ONT

ONT

Splitter óptico

acometida

Cable módem +“set top box”+ adaptador telefonía

Redtelefónica

Redde datos

Cabeceracentral

Estudios,

videoteca

Cabeceraremota

Cabeceraremota ó

Hub

Red de transporte

Red de distribución

Amplificador bidireccional

Tap

microondas

Fibra

coaxial

ONT

ONT

Splitter óptico

acometida

Cable módem +“set top box”+ adaptador telefonía

Redtelefónica

Redde datos

Red bidireccional HFCRetorno en la propiared del operador

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 71

CanalesTV digital

Audio, video,datos

Cable ModemTerminationSystemCMTS

CableModem(CM)

Canal downstream

Canal upstream

Set-Top BoxDecodificador TVCable Modem

Red decable

Mul

tiple

xor

MPEG-MPTS64 QAM

RedOperador

ServidoresInternet

Com3

Sistema iTV para red de cable5 MHz 65 MHz 108 MHz 550 MHz 862 MHz

Set-topcommand D

atos

Tele

foní

a

Canalesanalógicos

Canalesdigitales D

atos

Tele

foní

a

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 72

Señales QPSK/QAM en la red

CMTS

Com3

Red operadorInternet

64/256QAM

QPSK16 QAM

Amplificadorbidireccional

STB

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 73

Equipamiento red de distribución HFC

CM

5MHz 40MHz

+15dBmV

RG-6 1.37dB/40MHz

1.8dB27dB

7.3dB

0.88dB/40MHz

17dB

3.5dB

0.28dB

RG-6 1.37dB/40MHz3.5dB

0.28dB

Nivel de salida CM:

15+1.8+27+1.37+3.5+0.28 = 48.95 dBmV

Nivel de salida CM:

15+7.3+0.88+17+1.37+3.5+0.28=45.33 dBmV

splittertap

diplexoresamplificadores

BW canal de retorno

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 74

Redes de cableTransmisión downstream

Rango de frecuencias: 88-860 MHz (Norte América) 108-862 MHz (Europa)

Ancho canal: 6 MHz (Norte América) 8 MHz (Europa)

Cable Modem Cable Modem Cable Modem

Cable Modem Cable Modem Cable Modem

Coaxial CableFiber Optic

Link

Fuente: CatvExpert

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 75

Fuente: CatvExpert

Redes de cableTransmisión upstream

Rango de frecuencias: 5-42 MHz (Norte América) 5-65 MHz (Europa)

Ancho de canal: 0.2 hasta 3.2 MHz en 5 intervalos Symbol rates: 160, 320, 640, 1280, 2560 Ksym/sec

TDMA en upstream

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 76

Redes de cableTransmisión upstream

Todos los cablemodems utilizan TDMA en el canal de retorno Uso de minislots controlado por CMTS mediante mensajes

MAP en downstream

Cable Modem Cable Modem Cable Modem

Cable Modem Cable Modem Cable Modem

Fiber OpticLink Coaxial Cable

Fuente: CatvExpert

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 77

Velocidades de transferenciade datos en redes de cable

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 78

Canales de retorno en iTV

Debate entorno a ¿qué es interactividad? Servicios interactivos asociados a Internet

Actualmente, usuarios dejan TV y van al PC para buscar información

Con iTV: interactividad en TV Usar el mando para solicitar información acerca de los que se

está difundiendo por TV Wallet garden Embedded games Aplicaciones en el propio receptor

Para tener interactividad real se necesita conectividad con servidor remoto o ISP a través del canal de retorno Velocidad de transferencia depende de la tecnología

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 79

Tipos de aplicaciones iTV

Enhanced broadcastInteracción entreUsuario – receptor (STB)

No canal de retornoServicios de información, noticias, EPG

Interactive BroadcastInteracción entreusuario-proveedor contenidosUsuario - ISP

Necesario canal de retornoWallet gardenVotaciones, quiz, chat

Internet TVInteracción entreusuario-proveedor contenidosusuario - ISPusuario-Internet

Necesidad de conexión IP (retorno)Más velocidad de transferencia de datosAcceso web no restringidoE-mailISP

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 80

Retorno en DVB-T

Fuente: DVB-T Ventajas Tecnológicas para un éxito mundialEmpresas Europeas en Argentina, Agosto 2006

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 81

Sistema TV interactiva

Difusiónterrestre

Difusiónsatélite

Canal de retornoModemADSLCable

Fuente: iTV Handbook

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 82

Sistema iTV cable

Cabecera operadorred de cable

Fuente: iTV Handbook

ReceptorDeco TV

+CM

DTV + DatosDS + US

Reddatos

MX

Canal de retorno enred del operadorde cable

Ventaja para elusuario

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 83

Comparación plataformasADSL CABLE SATÉLITE TDT

Implantación y recepción

Muy sencilla y de bajo coste

Complicada y de alto costeDe pago

Muy sencilla, instalación parabólica y decodificador, bajo costeDe pago

Sencilla, adaptación infraestructurasAdaptación de antenas, ICTs y compra decodificador

Ancho de banda

Limitado Muy amplioCanal descendente776MHz 4.6Gbit/s

Gran ancho de banda Limitado a una frecuencia UHF por flujo MPEG-220Mbit/s

Canal de retorno

Limitado 2Mbit/s

50MHz 300Mbit/s Uso de otras tecnologías ya que no tiene canal propio de retorno

Uso de otras tecnologías ya que no tiene canal propio de retorno

Cobertura Cobertura nacional sujeta a proximidad a las centrales

Cobertura limitada según redes desplegadas

Cobertura nacional e internacional

Cobertura nacionalOpción de desconexiones autonómicas y locales

Ventajas No requiere instalación exterior a viviendasAprovecha línea telefónica

Inmunidad interferenciasBajo coste inicial equipoNo usa espectroNo existe retardo

Coste insensible a la distancia

Pública y de amplia coberturaMejor aprovechamiento espectro radioeléctricoCalidad DVD

Desventajas Cobertura limitadaAlto coste de operación

0.5s de retardoAlto coste mensual operacionesSensible interferencias

Espectro limitadoSin canal de retorno

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 84

Transacciones anuncios iTV

Fuente: iTV Handbook

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 85

Plataformas iTVCombinación audio, video, datos

Recepción de datos:MPEG-2Transporte IP

Salida gráfica para visualizar

Fuente: iTV Handbook

MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 86

Diagrama de bloques de un receptor iTV

Fuente: iTV Handbook

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MEDIOS DE DISTRIBUCIÓN Y SISTEMAS PARA iTV 87

ModuladorDTA 115

TarjetaPCI Express

DTA 2145

Multiplexorbidireccional12 canales5-1000MHz

Diplexor

Upstream Downstream

CATVSUB

CMTSMotorola

BSR 2000

COMB

CH1 CH11

MPEG2–TSDVB-ASI

Cablecoaxial

Atenuador

Diplexor

DiplexorSplitter

Set-Top-BoxAltech DCD2220iDreamBox 7025

CableModem

SB 5101E

COMB

CATVSUB

RouterCisco

Servidoresaplicación

Splitter Digital4 vías 130 dB

TSB-41 G

Monitor TV

MAQUETA RED DE CABLETV DIGITAL INTERACTIVA

Com3

Encoder +ModuladorDME 1004-C

DVB C

DVB C

4 entradasa/v analógico

ASIinput

ASIoutput

ASIinput

CH12

Red Uniovi+

Internet

Monitor TV

Set-Top-BoxDreamBox 800

ADB 3800