La TV Digital representa...

Transcripción

1 La TV Digital representa... Un Hito en la Historia de la Televisión Un Nuevo modo de ver la Televisión 1

2 La TV Digital representa... Hitos en la historia de la televisión 2

3 La TV Digital representa... Un nuevo modo de ver la televisión 3

4 Conceptos básicos A n a l ó g i c o Entre un máximo y un mínimo de un parámetro determinado, existen infinitos valores posibles. Infinitos valores posibles D i g i t a l Entre un máximo y un mínimo de un parámetro determinado, existen sólo unos cuantos valores posibles. 8 valores posibles DEPTO. ASISTENCIATECNICA 4

5 Conceptos básicos Muestreo y conversión MUESTREADOR CONVERSOR Reloj SEÑAL ANALOGICA SEÑAL MUESTREADA VALORES POSIBLES CODIFICACION BINARIA

6 Conceptos básicos Los códigos binarios de un parámetro analógico se pueden memorizar, tratar, transmitir, etc Los códigos binarios se recuperan y se transforman de nuevo al formato analógico original SEÑAL ANALOGICA DEPTO. ASISTENCIATECNICA 6

7 Standard de codificación de audio y vídeo para la transmisión de señales digitales DEPTO. ASISTENCIATECNICA 7

8 Empresas españolas miembros del DVB Retevisión Hispasat DGTEL RTVE Sogecable Pesa Alcatel SESA (En total los signatarios del DVB son más de 120 compañías) DEPTO. ASISTENCIATECNICA 8

9 La señal de TV está compuesta por: R G B 9

10 Señal de video El ojo humano es más sensible a la variación de brillo (luminancia) que a la de color (crominancia) La señal de video queda formada por: Luminancia Dif. Crominancia B-Y Dif. Crominancia R-Y Y CB CR 10

11 Se muestrean las 3 señales ANALOGICA CONVERSION ANALOGICA/DIGITAL DIGITAL Y CB CR 8 bits = 1byte Frec. Muestreo 13,5 MHz 6,75 MHz 6,75 MHz Y CB CR TOTAL 27 Megamuestras/seg 27 MHz x 8 bits=216 Mb/seg 11

12 Disposición de la información La unidad básica de información es el pixel x o X= Byte Y O= Byte CB = Byte CR 1 línea- 720 pixels Los píxels se agrupan en: Bloque: Macrobloque: Trama: Cuadro: G.O.P.: (Grupo de Imágenes) 8x8 pixels 16x16 pixels 12 Macrobloques varias tramas 12 cuadros 12

13 216 Mb/seg 108 MHz de Ancho de Banda Es Necesario Comprimir la Información 13

14 STANDARD MPEG-2 C O M P R E S I O N 1 En los Pixels 2 En los Bloques 3 En los Cuadros 14

15 Compresión 1 En los Pixels Se alterna la transmisión de CR CB con la de Y x x x x x x x x 4:2:2 x x x x x x x x 4:2:0 15

16 Compresión 2 En los Bloques Se eliminan bloques iguales: Redundancia Espacial Bloques de igual Y, CB y CR 16

17 Compresión 3 En los Cuadros Se eliminan cuadros iguales. Redundancia Temporal Cuadro Memorizado Cuadro a transmitir 17

18 Velocidades típicas por Programa 4-5 Mb/seg TV convencional (PAL) 6 Mb/seg Película calidad 8 Mb/seg Deportes (ESTUDIO) PARA UN TRANSPONDEDOR DE 33 MHZ: 6 PROGRAMAS DEPTO. ASISTENCIATECNICA 18

19 Generación trama MPEG-2 19

20 Audio MPEG - 2 Compresión en base a la codificación MUSICAM 20

21 TV Digital terrestre Proyecto viditer en desarrollo Problemas a resolver ECOS La señal se recibe a veces desfasada Errores de transmisión Solución Ventajas Modulación COFDM 8 MHz ancho de banda 2000 portadoras Movilidad del receptor Todas las de la TV digital 21

22 Modulación y transmisión Tipos de modulación Terrestre Modulación COFDM Satélite Modulación QPSK Cable Modulación QAM 22

23 Modulación y transmisión Tabla comparativa de sistemas de Modulación C/N = S/N = Eb/No = BER = Relación Portadora Ruido Relacion Señal Ruido Relación Energia por Bit densidad espectral de ruido. Bit Error Rate DEPTO. ASISTENCIATECNICA 23

24 Modulación y transmisión AM y FM 24

25 Modulación y transmisión Constelación QAM QAM Ejemplo 64QAM 6bit por símbolo (Amplitud y fase) (1,0) Q I (0,0) 0,0,0,0,0, ,1,1,1,1,1 (1,1) (0,1) Interferencia entre símbolos más probable POCA ROBUSTEZ AL RUIDO 25

26 Modulación y transmisión Esquema Sistema Transmisor QAM DEPTO. ASISTENCIATECNICA 26

27 Modulación y transmisión Q A M Esquema tipo instalación QAM QPSK QPSK FM sat Cabecera Digital Transmoduladores digitales transparentes Cabecera de canales analógicos Terrestre Satélite AM-VSB IRD digital QAM 27

28 Modulación y transmisión Sistema de protección contra errores y modulación QPSK DEPTO. ASISTENCIATECNICA 28

29 Modulación y transmisión Constelación QPSK QPSK 2bit por símbolo (FASE) (1,0) Q (0,0) I (1,1) (0,1) Interferencia entre símbolos poco probable ROBUSTEZ AL RUIDO 29

30 Modulación y transmisión Modulación QPSK Esquema tipo instalación QPSK QPSK QPSK/FM sat Cabecera FI: SMATV-FI (procesado) SMATV-S Cabecera de canales analógicos Terrestre Satélite IRD digital 30

31 Sistemas de Distribución Clasificación por tipo de usuarios Sistemas individuales (DTH) Sistemas colectivos: 2.1 Comunitarios -> QPSK 2.2 Poblaciones, ciudades (CATV) -> QAM DTH CATV SMATV 31

32 Sistemas de Distribución Huellas de cobertura A S T R A1 F Polarización Horizontal Polarización Vertical 32

33 Sistemas de Distribución Plan de frecuencias del sistema A S T R A 33

34 Sistemas de Distribución Distribución Individual o colectiva Antena Parabólica Precisa de Menor diámetro C/N ANALOGICO= 14 db C/N DIGITAL= 6 db DEPTO. ASISTENCIATECNICA 34

35 Factores que determinan la C/N Factores (db) No linealidad del satélite 1 Interferencia cocanal 0,5 Factores atmosféricos 1-4,2 Error de apuntamiento 1 Margen de seguridad 2-1 Margen de implementación Red FI < 1 Procesadores <0,5 Conversion BS <0,5 C/N umbral QPSK 6 35

36 C/N - BER E.R. 0E.01 QPSK B.E.R. 1E.02 QAM 0E.02 0E.03 1E.03 0E.04 0E.05 1E.04 0E.06 0E.07 1E.05 0E Eb/N0 (db) 1E.06 1E.07 1E C/N (db) DEPTO. ASISTENCIATECNICA 36

37 Sistemas de Distribución Distribución Individual Frecuencia entrada: OL s: MHz 9,75 GHz (para 0 KHz) 10,6 GHz (para 22 KHz) Polaridad: H/V (13/ 18 V) Frecuencia salida: MHz Conversor universal 13 V /0KHz 18 V /0KHz V ANALOGICA H ANALOGICA O.L.:10,6 DIGITAL MHz O.L.:9,75 ANALOGICO 13 V /22KHz 18 V /22KHz V DIGITAL H DIGITAL 37

38 Sistemas de Distribución Distribución Colectiva Conversor cuatro Frecuencia entrada: OL s: MHz 9,75 GHz 10,6 GHz Frecuencia salida: MHz Salida 1 Salida 2 V ANALOGICA H ANALOGICA MHz Salida 3 Salida 4 V DIGITAL H DIGITAL 38

39 Ruido de fase LNB- Parámetros Indica la Pureza del oscilador local ASTRA recomienda un mínimo de 75 dbc a 10 KHz Se mide en dbc/hz ATTEN 10 db AMKR dB/Hz RL 0dBm 10dB/ KHz CENTER GHZ RBW 1.0 KHz VBW 1.0 KHz SPAN 200.0KHz SWP 500 ms 39

40 Distribución en FI Ventajas Gran Ancho de Banda hasta 2 GHz Bajo coste para bajo número de tomas Inconvenientes Nuevas instalaciones o retornos Frecuencias más altas mayores pérdidas en distribución 40

41 Distribución en FI Fundamento: Distribución en 1ª FI (salida conversor SAT) Características: Ancho de banda: MHz Ancho de canal: 27, 33, 36,.. MHz Topologías: DISTRIBUCION EN ESTRELLA DISTRIBUCION EN DERIVACION DISTRIBUCION EN CASCADA 41

42 Distribución en FI Ejemplo Nivel salida LNB= 75 dbµv Margen Dinámico receptor ~ _ dbµv (especificación IRD) DEPTO. ASISTENCIATECNICA 42

43 Distribución en FI Distribución selectiva en un solo cable Los procesadores de la cabecera Digital Line reubican la información contenida de un transpondedor (canal analógico o paquetes de canales digitales). DEPTO. ASISTENCIATECNICA 43

44 Distribución en FI Aplicación básica de la distribución selectiva ESPECTRO DE CANALES DE DOS SATELITES FA15 5 ON ON ON ON ~ = C C C C C C C C CENTRAL ON ON - OFF PS2 C PS2 C PS2 C PS2 C 15 db 20 db 7 db 10 db 44

45 Distribución en FI Reamplificación El número de veces que se puede reamplificar dependerá de si por la línea circula FI o RF+FI Parámetros de reamplificación Características de centrales: Figura de ruído Ganancia Vout max Características de la instalación: Terrestre C/N deseada...44 db...25 db Ruido térmico...2 db...10 db Nº de canales a distribuir FI Nº máximo de veces que se puede reamplificar Nivel mínimo de entrada: limitado por la C/N deseada Nivel máximo de entrada: limitado por la saturación Nº máximo amplificadores en cascada: Vmin entrada= Vmáx entrada 45

46 RF Fig. de ruido 12,00 C/N deseada 44,00 Nº de canales 25,00 Vout.Max 114 Ganancia 36,00 N térmico 2,00 Ne min Ne max 70,00 68,00 66,00 64,00 62,00 60,00 58,00 52, Nº de amplificadores FI Fig. de ruido 12,00 C/N deseada 23,00 Nº de canales 25,00 Vout.Max 118 Ganancia 42,00 N térmico 10,00 70,00 60,00 50,00 40,00 20, Nº de amplificadores DEPTO. ASISTENCIATECNICA 46

47 Reamplificación Ejemplo Distribución en FI 7452 Ref.5376 Ref Ref.5376 Desadaptación de las impedancias cargar salidas no utilizadas DEPTO. ASISTENCIATECNICA 47

48 Distribución en QAM Identificación de elementos del sistema Amp F.A. Conmutada 7224 Transmodulador UHF/HIPER. Digital 7250, 7252 F.A. Conmutada Programador 7233 DEPTO. ASISTENCIATECNICA 48

49 Distribución en QAM Diagrama funcional de un TDT Satélite Demodulador QPSK Descodificador viterbi típico 3/4 Descodificador Reed solomón (Ancho de banda 36 MHz) 55 Mb/seg 41,25 Mb/seg 38,01 Mb/seg Codificador Reed solomon 41,25 Mb/seg Modulador 64 QAM Cable Ancho de banda= 7,9 MHz DEPTO. ASISTENCIATECNICA 49

50 Distribución en QAM Diagrama de bloques de un TDT (QPSK) Entrada FI SINTONIZADOR I out 90 Salida FI O.L1 P.L.L SAW CAG Q out OL2 DOBLE CONVERSOR A/D DEMODULADOR QPSK I A/D Q A/D BIT CLOCK Paquete de transporte MPEG-2 Filtrado Niquist Decodificador Viterbi Descrambling Decodificador RS Señales de control 50

51 Distribución en QAM Diagrama de bloques de un TDT (QAM) CODIFICADOR QAM I MODULADOR QAM UP CONVERTER RF OUT Q Dispersión Energía Interleaving Codificador RS Filtro Niquist 36 MHz OL3 RF IN 51

52 Procesos a realizar Configurar cada TDT Frecuencia de entrada (MHz) Orden decreciente desde el TDT que recibe directamente la señal. Reloj de entrada (Mbps). Dígitos más significativos Dígitos menos significativos Formato de salida I/Q; I/-Q Frecuencia de salida Monitorización BER Comprobación funcionamiento de: QPSK QAM SALIDA Mezcla con sistema terrestre Ajustar nivel de la central Back off 10dB en acoplador Distribución en QAM Instalación de una cabecera TDT 52

53 Distribución en QAM Reamplificación TDT No Monocanal Banda ancha toda banda Ref Ref Ref Ref Mantener C/N QAM (menos restrictiva que C/N en PAL) Desadaptación de impedancia los IRD ecualizan NOTCH DEPTO. ASISTENCIATECNICA 53

54 Sistemas de Distribución Diagrama de bloques receptor digital 54

55 A.D.C. ARTEFACTS B B.E.R. BLOQUE C.O.F.D.M. Cb Cr CUADRO D.T.H. DIGITVES F.E.C. fm G.O.P. I I INTERLEAVING I.R.D. M.D.T. M.I.C. M.P.E.G. M.U.S.I.C.A.M. MACROBLOQUE P P.C.M. P.I.D. PIXEL Q Q.A.M. Q.P.S.K. REED SOLOMON ROLL-OFF S&H SINC T.D.C. TASA BINARIA TRAMA VITERBI vt W Y Analog/Digital Converter. Grupos de píxels transmitidos erróneamente, síntoma de C/N defectuosa. Imágenes Predictivas Bidireccionales. Bit Error Rate. Indica cada cuántos bits transmitidos se transmite uno erróneo. Matriz de 8 x 8 pixels. Coded Orthogonal Frecuency Demultiplexing Modulation. Modulación de señal digital en transmisión Vía Terrestre. Señal diferencia de color B-Y Señal diferencia de color R-Y Conjunto de tramas. Direct to Home. Sistema individual de recepción de TV digital. Sistema Televés de distribución de TV Digital en VHF. Forward Error Correction. Algoritmo que engloba la protección Reed-Solomon y la codificación de Viterbi. Frecuencia de Muestreo. Group Of Pictures, conjunto de 12 cuadros. Intraimágenes. In Carrier. Señal digital moduladora en QPSK. Algoritmo que elimina ráfagas de errores. Integrated Receiver Decoder. Receptor Digital. Multiplexado por División en el Tiempo. Modulación por Impulsos Codificados (P.C.M.) Moving Pictures Expert Group. Masking Pattern Universal Subband Integrated Coding and Multiplexing. Sistema de compresión digital de audio. Matriz de 16 x 16 pixels. Imágnes Predictivas. Modulación por Impulsos Codificados (M.I.C.). Program Identifier. Datos identificadores del programa en un paquete MPEG. Unidad mínima en la que se descompone una imagen digitalizada. Quadrature. Señal digital moduladora en QPSK. Quadrature Amplitude Modulation. Modulación de señal digital en transmisiones de SMATV o SCATV. Quadrature Phase Shift Keying. Modulación de señal digital en transmisión Vía Satélite. Codificación contra errores de transmisión digital. Pendiente del filtro de Nyquist que evita interferencia entre símbolos. Sample And Hold. Circuito de muestreo y retención. Función frecuencial que representa el espectro de un pulso en el tiempo. Transformada Discreta del Coseno. Velocidad de transmisión. Cantidad de bits transmitidos en un tiempo. Unidad de 13 Macrobloques. Codificación para proteger los datos en la transmisión digital. Velocidad de transmisión. Ver TASA BINARIA. Ancho de banda. Señal de Luminancia 55