Digitalización y Transmisión de Televisión Digital

Digitalización de imágenes

Para obtener una señal de TV o señal de vídeo digital, debemos digitalizar las señales analógicas proporcionadas por las cámaras. Las cámaras de TV descomponen la imagen en sus tres componentes básicas de color: rojo, verde y azul (RGB).

A continuación, las tres imágenes se convierten en señales eléctricas proporcionales al contenido de cada imagen. Estas señales, denominadas señales de color RGB, son de naturaleza analógica. El proceso de digitalización consiste en convertir las tres señales RGB en una secuencia de unos y ceros.

Este proceso se realiza mediante un muestreo, cuantificación y codificación de cada una de las señales RGB. Finalmente, se produce un multiplexado de las tres tramas binarias para obtener una única trama binaria que constituye la señal de vídeo digital.

Tasa binaria

La tasa binaria que se produce en una digitalización de la señal de televisión depende de dos factores:

• El tipo de muestreo utilizado.
• La resolución que se le aplique a las imágenes captadas.

Estos factores determinarán el formato de vídeo.

Compresión de la señal de vídeo digital

MPEG-2

Es usado para comprimir audio y vídeo digital para señales de transmisión, tales como televisión digital terrestre, satélite y cable. El estándar MPEG-2 se organiza en un sistema de perfiles (Profiles) y niveles (Levels) que definen las características de la señal digital, tales como:

• Muestreo utilizado
• Algoritmos utilizados
• Formato de vídeo
• Tasa binaria

Existen 5 perfiles diferentes y 4 niveles. Para el sistema de TV estándar SDTV 720x576i se utiliza el sistema de compresión MPEG-2 (MP@ML), (Main Profile Main Level) o perfil principal y nivel principal. Sus principales características determinan un formato de vídeo 720x576i, 50/2 fps, tasa y muestreo de YUV 4:2:0. La capacidad de compresión MPEG-2 (MP@ML) es variable en función de la complejidad de la imagen.

MPEG-4

El estándar MPEG-4 más utilizado en señales digitales de TV se denomina MPEG4AVC. Gracias a su capacidad de compresión, es útil para comprimir audio y vídeo digital de Alta Definición para televisión terrestre, cable y satélite. El inconveniente principal de MPEG4AVC es que precisa procesadores hasta 8 veces más potentes que MPEG-2.

La señal digital de transporte. Corriente de transporte (TS)

La trama binaria obtenida en el multiplexado de varios programas de televisión.

El PID

Permite al receptor de televisión realizar la separación de las informaciones de vídeo, audio y datos de un programa.

Modulaciones para televisión digital

M. QPSK

Es la utilizada actualmente en los sistemas de transmisión de TV por satélite (DVB-S). Esta modulación realiza agrupamientos de dos bits, lo que significa que se producirán cuatro símbolos. Es de amplitud constante, lo que le da la facultad de una gran robustez a la transmisión frente a interferencias y al ruido.

La velocidad o frecuencia de símbolo (Symbol Rate – SR)

Se define como el número de símbolos trasmitidos por segundo por cualquier sistema de emisión. Se expresa en baud/sg ó Simb/sg. De la velocidad de símbolo se deduce el tiempo de símbolo (ts), que se definirá como el tiempo que tarda en transmitirse un símbolo. ts = 1/SR.

M. QAM

Es una combinación de la modulación de amplitud y de fase. 64-QAM es el utilizado para la transmisión de televisión digital por cable (DVB-C). En esta modulación se procesan 6 bits por símbolo, generándose 64 diferentes símbolos.

M. COFDM

Es un estándar de modulación basado en la utilización de múltiples frecuencias portadoras. Dichas portadoras se transmiten de forma simultánea y equiespaciadas en frecuencia. A su vez, cada una de ellas se modula mediante una modulación QPSK o QAM. El sistema de modulación utilizado en España para las transmisiones de TDT es el COFDM 8K.

El sistema DVB

Hay 3 tipos: DVB-S, DVB-C y DVB-T.

DVB-T

Es el sistema para la transmisión de televisión digital terrestre (TDT) creado por la organización europea DVB. Este sistema transmite el flujo TS MEPG-2, usando una modulación COFDM, basada en la utilización de miles de portadoras simultáneas en la transmisión. La transmisión de las señales DVB-T para la TDT se realiza en la banda de UHF (canales 21 al 69). Utiliza la modulación COFDM que se compone de 6817 portadoras que están separadas entre sí 1116 Hz. De las 6817 portadoras, 6048 son de información y 769 para el sistema. En esta transmisión se deja un intervalo de guarda para evitar señales fantasma (Valor de ¼). A la señal se le aplica un FEC (Viterbi) de 2/3, es decir, que de cada 3 bits transmitidos, dos son de datos y uno de corrección.

Parámetros de la señal TDT

• Potencia del canal
• Relación portadora ruido (C/N)
• MER
• BER
• CBER
• VBER
• CSI