Fundamentos de TV. Ejemplo: Los niveles de tensión de un cable de audio se transforman en variaciones de presión en el aire a través de un altavoz

Transcripción

1 Fundamentos de TV Estructura y Parámetros de un Sistema de Televisión Señal Magnitud que varía en el tiempo en algún medio: La interpretamos como información La utilizamos para transmitir información Ejemplos: Lo que capta un micrófono Lo que circula por un cable de audio Lo que se recibe por una antena Los valores registrados por un sismógrafo Lo que circula por un cable de VGA de un PC Las imágenes que llegan al objetivo de una cámara Tipos de señales Señal Analógica La información varía de forma continua con los valores de la señal: cada nivel de señal se corresponde con un valor de la información Ejemplo: Los niveles de tensión de un cable de audio se transforman en variaciones de presión en el aire a través de un altavoz Señal Digital La información varía de forma discreta con los valores de la señal: un número discreto de valores de la señal representan símbolos que se interpretan Ejemplo: Los niveles de tensión de los conductores de un cable VGA se interpretan como número binarios que representan el color de cada píxel de la pantalla. Ventaja de las señales digitales Las señales en su transmisión sufren una serie de perturbaciones como son: ruido, distorsión, diafonía, intermodulación, interferencias Las señales digitales son menos sensibles a estas perturbaciones: los valores de señal se interpretan como símbolos y mientras no haya un cambio muy grande en la magnitud enviada todos los símbolos se interpretarán correctamente. En la señales analógicas como la información varía con el valor de la magnitud la perturbación se transmite directamente a la información y la corrección no es tan sencilla. Ejemplo el ruido El ruido eléctrico aparece de forma natural en los circuitos por la actividad de los electrones: se manifiesta como una señal aleatoria que se suma a la buena, por ejemplo si se amplifica mucho. Es muy difícil eliminar este ruido Señal contaminada por ruido

2 Sistema de TV Analógico en b/n Sistema Secuencial de Televisión: Basado en exploración electrónica por líneas transforma imagen en corriente eléctrica variable: señal de imagen luego vuelve a transformar la señal en imagen Captación de la imagen Enfoque sobre plano fotosensible Circuito CCD circuito integrado: fotoreceptor Alternativa: Tubo de imagen Mosaico, blanco o target, leído con rayo de electrones Generación de imagen eléctrica (b/n) Tensión proporcional al brillo en cada punto O bien valor discreto de brillo en cada punto de imagen (píxel) o bien señal continúa por líneas Extracción de la información del plano Barrido ordenado de la imagen => Señal simple de videofrecuencia Transmisión de la señal Presentación sobre la pantalla Brillo proporcional a corriente Sincronización entre el emisor y el receptor: Señales de sincronismo con características distintas a la señal de vídeo para distinguirse de ella indican: Comienzo de línea: Impulso de sincronismo horizontal (H) Comienzo de imagen: Impulso de sincronismo vertical (V) Señal vídeo + H + V => Señal compuesta de video frecuencia Ejemplo de señal de imagen analógica Aspecto de una línea de vídeo sin sincronismos

3 Más rápida es la variación de la señal donde hay más detalle Parámetros comunes de los Sistemas de TV Relación de aspecto de la pantalla Frecuencia de cuadro y entrelazado Número de líneas Resolución vertical y horizontal, ancho de banda, cartas de ajuste Corrección de Gamma Relación de aspecto pantalla Z = W/H W > H: las escenas presentan más movimiento en sentido horizontal. Cuando se inventó la TV se optó por Z=4/3 => la usada en el cine de la época D: diagonal de la pantalla (pulgadas) Cálculo por teorema de Pitágoras: Aplicable a cualquier tipo de pantalla o imagen: W (width) ancho H (height) alto 1 pulgada =2,54 cm. W2+H2=D2 Cociente entre la anchura y altura de la imagen Frecuencia de cuadro Cuadro (frame) => Imagen completa Frecuencia de cuadro: nº de cuadros transmitidos por segundo Periodo debe ser inferior a 50 ms por efecto de la Memoria Visual Valor lógico => frecuencia del cine (24 img/seg) Se tuvo en cuenta la frecuencia de la red eléctrica Estable válida para sincronizar distintos equipos Interferencia dentro de la señal de vídeo no dañina Europa: 50 Hz => 25 cuadros/segundo América: 60 Hz => 30 cuadros/segundo Conversión de cine a TV: Europa: 24 => 25. Sencillo América: 24 => 30. Complica la circuitería Actualmente no se tiene esa dependencia de la frecuencia de la red En América se modificó a 29,94 al pasar a color y luego ha vuelto a 30 al pasar a digital

4 Cuando hablamos de la Memoria Visual (o MAT) establecimos 50ms como un límite para que no se produjera parpadeo. En realidad la aparición de parpadeo depende de: Frecuencia de cuadro (número de estímulos por seg) Brillo de la imagen Ley de Ferry-Porter: Establece una frecuencia crítica de imágenes para un brillo dado por debajo de la cual se produce parpadeo fc = 37+12,6 log B B: brillo en foot-lamberts Ley de Ferry-Porter Si hay parpadeo, solución: bajar brillo subir frecuencia Exploración entrelazada Evitar el parpadeo a 25 imág/seg implica usar un nivel de brillo muy bajo (ver tele casi a oscuras) Solución: aumentar la frecuencia de cuadro Transmitir más imágenes mayor ancho de banda, desechada por precio Repetir imágenes: Solución adoptada por el cine (cruz de malta) En la TV convencional no existía memoria de almacenamiento capaz de ello, desechada Solución Entrelazado, dibujar dos medias imágenes entrelazadas llamadas campos

5 Exploración entrelazada 1 Exploración de líneas impares: campo A 2 Exploración de líneas pares: campo B CAMPO A CAMPO B CUADRO Los campos se captan en instantes de tiempo diferentes, con movimiento puede haber mucho cambio de un campo al siguiente, Solución histórica que hizo posible la Televisión: ahorro del 50% en cantidad de señal a transmitir El ojo percibe como frecuencia efectiva de refresco el doble: podemos poner en la fórmula f = 50 y el brillo máximo se multiplica por 10 Ventajas de la exploración entrelazada: Frecuencia de 50 campos por segundo evita el parpadeo con niveles de brillo mayores Para el ojo es como si fueran 50 imágenes por segundo Inconvenientes: efectos visuales Vibración interlínea (interline twitter) Desplazamiento de línea (line crawl) Pérdida de resolución vertical (efecto Kell) La TV Digital sigue utilizando entrelazado Por compatibilidad, aunque existe modo progresivo En alta definición para ahorrar en número de muestras en calidades menores: ej: HD Ready Elección Histórica del Número de Líneas Nº de líneas suficiente para que el ojo vea una imagen continúa => Agudeza Visual Solución de compromiso: Resolución vertical suficiente No demasiado ancho de banda necesario (cantidad de información a enviar) Determinación del número de líneas mínimo Regla de los pintores: se fija la distancia de observación (d) de 4 veces la diagonal (D), esta es la distancia estándar para ver la tele. (solo en este caso) Válido para relación de aspecto 4/3 Cálculo del Número de Líneas mínimo Distancia para ver TV en función del alto de la pantalla D = 5/3 H => d = 4D= 6,66 H Ángulo barrido por el ojo viendo la pantalla β = 2 α

6 α/2 En el triángulo rectángulo AOE: α= 4,29º β = 8,58º Al ser los ángulos muy pequeños suponemos que cada línea barre el mismo ángulo (1 minuto=1/60º, como máximo) Elección del Número de Líneas Consideraciones que la condicionaron: Número de líneas visibles > 515 por agudeza visual Número impar de líneas (por entrelazado analógico) Margen de seguridad de líneas ocultas fuera de pantalla (por arriba y por abajo): por el tiempo de retorno del haz de electrones en barrido vertical (para pantallas de tubo de rayos catódicos): no todas las líneas llevan imagen Frecuencia de línea => debe ser un múltiplo de la frecuencia de cuadro Frecuencia de línea se representa por fh Elección Final del Número de Líneas Sistema NTSC: N = 525 = (USA.) Sistema Europeo: N = 625 =

7 fh = = Hz (frecuencia de línea) Th = 64 μs (periodo de línea) = 1/fh En vídeo digital por compatibilidad Se mantiene el mismo número de líneas Cada línea tiene los valores de señal muestreados Hay dos sistemas de vídeo digital básicos: Americano de 525: 480 con imagen Europeo de 625: 576 con imagen Relación entre frecuencias de cuadro y línea y número de líneas: fc N = fh Problemas sobre agudeza visual Se trata de relacionar los siguientes parámetros: A: Agudeza visual (normalmente 1 min de grado) d: Distancia de observación de la pantalla Dimensiones de la pantalla (alto H ó ancho W) N: Número de líneas o elementos de imagen (píxeles) Dados 3 de ellos calcular el valor límite del otro: Máximo o mínimo para que se produzca la integración de los elementos de imagen No se puede utilizar la regla de los pintores relaciones: En el límite de integración visual se aproxima: β= N A Ángulo total líneas agudeza (válido para suficiente distancia) Se cumple que tg α= (H/2)/d con α = β/2 Para que se de integración visual, conocidos los otros términos determinar: Distancia d mínima de observación Número de líneas o píxeles N mínimo Tamaño H (o W) máximo de la pantalla Cuidado: si los píxeles no son cuadrados hay que considerar la dimensión mayor Ancho de banda señal TV Margen de frecuencias necesario para representar la señal analógica (de brillo por ahora) En señales analógicas corresponde con la rapidez de variación temporal de la señal: Solo variaciones lentas menor ancho de banda También variaciones rápidas mayor ancho de banda, Se suele representar con B o Bw Se traduce en Nitidez o detalle visual En los sistemas digitales se parte de señales analógicas que se muestrean

8 lo veremos más adelante. Calidad Imagen/Ancho de Banda Pruebas empíricas con observadores determinaron, la calidad observada en función del ancho de banda de la señal Ancho de banda de la señal de brillo analógica En la TV analógica se utiliza B = 5 Mhz Estudios de producción: Mayor ancho de banda Receptores domésticos: Menor ancho de banda VHS: 3 MHz (SP), reducción calidad (LP) En TV color veremos que el color no necesita tanto ancho de banda (tenemos menos agudeza visual del color) En TV digital veremos que se mejora este ancho de banda del brillo hasta 6.75MHz: antes de digitalizar Resolución de una señal de brillo analógica Resolución: nº de líneas verticales que se pueden representar en una distancia igual a la altura de la pantalla

9 En los sistemas digitales viene dada por la muestras horizontales (píxeles) de la imagen: pero la señal analógica de la que parten debe tener suficiente calidad Relación entre resolución y ancho de banda La Resolución horizontal de una señal de brillo analógica depende del ancho de banda del dispositivo de captura y del canal de transmisión: Con mayor ancho de banda se pueden representar variaciones más rápidas que se corresponde con detalles más finos Con menor ancho de banda las variaciones más rápidas no se pueden representar y se pierde detalle de imagen Para los sistemas analógicos se deduce aproximadamente que la resolución es de 80 líneas por megahercio de ancho de banda MHz En los sistemas digitales viene dada por la muestras horizontales (píxeles) de la imagen: pero la señal analógica de la que parten debe tener suficiente calidad Reducción de detalle con menor ancho de banda: 3Mhz Vemos imagen y una línea ligera disminución de amplitud en las zonas de mayor detalle (Defecto No se nota casi nada) Reducción de detalle con menor ancho de banda: 1.5Mhz difuminación de zonas con detalles más finos (letras) Se nota un poco

10 Reducción de detalle con menor ancho de banda: 0.5Mhz difuminación generalizada Se nota mucho Resolución Vertical Viene dada por el número de líneas que llevan imagen tanto en los sistemas analógicos como en los digitales pero: Se mide que en los sistemas con entrelazado la resolución vertical real es menor: Degradación de la resolución vertical por el uso del entrelazado (efecto Kell). El nivel de detalle vertical se reduce por un factor de 0,65: es decir la resolución vertical efectiva es 0,65*número de líneas con imagen. Por ejemplo en TV Argentina 576*0.65 = 374 Cartas de Ajuste Señales de vídeo normalizadas que se emiten para valorar la calidad y la resolución de todo el sistema de TV extremo a extremo. Imágenes con: Señales multisalva: Para medir frecuencias que llegan al receptor Señales circulares: Para medir frecuencias que llegan al receptor Para determinar una posible deformación geométrica Otras: rejillas, diferentes valores de brillo y color

11 Señales multisalva y circular Equivale a resolución en líneas: En las cartas de ajuste se introduce la llamada Señal multisalva o circular para estimar visualmente el ancho de banda de la señal de televisión que llega al receptor: Cada zona equivale a un MHz adicional de ancho de banda Dependiendo de que zonas se vean sabré qué nivel de detalle pasa Ejemplo: estimación de ancho de banda Ancho de banda entre 2 y 3 Mhz Veo la 2ª salva pero no veo la 3ª salva Corrección de Gamma (γ) Los tubos de imagen basados en rayos catódicos no seguían un comportamiento lineal en la relación

12 Cámara: Tensión de Salida Vs proporcional a brillo de entrada Bi Tubo de imagen: Brillo de Salida Bs no proporcional a tensión de entrada Vi, sino exponencial con una constante γ Solución: introducir un circuito que corrija esa no linealidad Se hizo en el lado de la cámara para abaratar el receptor Consideraciones: Las nuevas pantallas son lineales Corrección en ellas para deshacer la alinealidad de la señal transmitida Valor de Gamma γ (según CCIR) en diseño de los tubos debía ser: Sistemas monocromos: 2,2 Sistemas color: 2,8 Circuitos correctores: Basados en circuitos trabajando en la zona no lineal Estructura de la Señal de TV analógica Veremos la señal compuesta de video frecuencia de nuestro sistema analógico sin considerar el color: vídeo compuesto PAL Esta señal no se volverá a difundir por radio pero seguirá utilizándose como salida barata con un único cable (conector RCA amarillo) Los sincronismos son valores de señal que no representan imagen sino que señalizan Comienzo de línea: Sincronismo H Comienzo de campo: Sincronismo V Impulso de Sincronismo Horizontal El ISH es un pulso que indica el comienzo de una nueva línea, dura 4,7 μs y se encuentra en un intervalo de la línea de vídeo llamado de borrado donde no se envía información de imagen Ese intervalo comparte el tiempo con la señal de imagen en cada línea (se multiplexan): TH = 64 μs => 52 μs de señal y 12 μs de borrado ISH debe ser totalmente diferente a señal de vídeo Nivel fuera del rango de brillos

13 Impulso de Sincronismo Vertical (ISV) Indica que se ha llegado al final de un campo ISV debe ser diferente a la señal de vídeo y al ISH Condicionado por los circuitos de detección posibles en la época (años 1930) Pulso largo con hendiduras que varía entre niveles de sincronismo y de negro Impulso de Sincronismo Vertical Un impulso largo para detección por integración: circuito integrador

14 Impulsos de Igualación Situados en zona vacía que separa el ISV del resto de la señal Necesarios para el correcto funcionamiento de los circuitos de sincronización de la época: Impulsos de igualación anteriores IIA (preigualadores) Impulsos de igualación posteriores IIP (postigualadores) Cinco impulsos con duración: 2,35 μs Periodo de media línea Impulso Completo de Fin de Campo Para la recuperación de los circuitos del barrido vertical se dejaron 17,5 líneas siguientes a los IIP: Líneas en negro actualmente se usan para transmitir otro tipo de información (teletexto, señales de prueba, ) Impulso completo de fin de campo 25 líneas: Pórtico anterior (IIA): 2,5 líneas ISV: 2,5 líneas Pórtico posterior (IIP + líneas en negro): 20 líneas Impulso de borrado vertical (25 líneas): se llama borrado porque en ese tiempo no se pinta en la pantalla. bloqueo del chorro de electrones en pantallas de tubo. 25 líneas sin imagen Ejemplo de comienzo de campo

15 Estructura del Campo Impar Identificación de campo Impar Impulso de Sincronismo Vertical al principio de la primera línea Primer I Sincronismo H tras 5 líneas, línea 6 Del último I Igualador Posterior al primer I Sincronismo H media línea Primera línea con vídeo: Nº 23 desde la mitad Última línea con vídeo: Nº 310, completa Estructura del Campo Par

16 Identificación de campo Par Impulso de Sincronismo Vertical a mitad de la línea 313 Primer I Sincronismo H tras 5,5 líneas, línea Nº 319 Del último I Igualador Posterior al primer I Sincronismo H una línea completa Primera línea con vídeo: Nº 336 completa Última línea con vídeo: Nº 623, hasta la mitad Situación de las líneas El número de cada línea indica el orden en que aparece en la señal, sobre la pantalla puede o no representarse y se sitúa donde indica el gráfico Radiodifusión de una señal (de TV) Para poder emitir por una antena cualquier señal es necesario desplazarla/transportarla a una frecuencia más alta para que pueda propagarse como onda electromagnética El proceso se conoce como modulación: Una sinusoide llamada portadora de frecuencia alta (radiofrecuencia) se modifica con los valores de la señal a transmitir La señal a transmitir se llama moduladora por que modifica o modula algún parámetro de la portadora Modulación de Amplitud AM El caso más sencillo de modulación usada en radio AM

17 La Modulación multiplica el mensaje por portadora Modulación AM en el tiempo Modulación AM en el dominio de la frecuencia Señal de video en banda Base Doble banda lateral (DBL)

18 Banda lateral vestigial (BLV) Modulación de la Señal de TV En TV Analógica (Norma PAL N) Vídeo modulado en una variante de la modulación de amplitud AM llamada banda lateral vestigial (BLV) Sonido mono con un tipo de modulación de frecuencia FM y estereo en MTS (Multichannel television sound), (sonido multicanal de televisión) EN TV Digital Terrestre (Norma ISDB-T) Modulación digital llamada OFDM sofisticada con 8k portadoras tipo 64 QAM: permite transmitir cerca de 20Mbps de datos con vídeo, audio, subtítulos, etc. para varios programas de TV y radio En ambos se ocupa 6MHz de ancho de banda Múltiplex por división en frecuencia Modulamos varias señales con diferentes portadoras Esquema

19 En el domino de la frecuencia tenemos: Las señales se pueden transmitir por radio sin interferirse unas con otras En el receptor se separa la que interesa al sintonizar Canal de Televisión Canal de televisión: Margen de frecuencias donde se ubica una señal de TV Normas Argentina: radiodifusión TV terrestre: Analógica: Norma PAL N: canales de TV en bandas VHF y UHF (6Mhz) Digital: Norma ISDB-T: canales en bandas UHF (6Mhz) Canales Asignados para TV I III F INFERIOR F SUPERIOR ANCHO DE BANDA CAPACIDAD DE CANALES 34 5 (6 MHz) IV y V Banda I Canales 2,3,4,5 y 6 Canal 1 => no se usa Banda III Canales 7, 8, 9, 10, 11,12 y 13 Bandas IV y V (UHF) Canales Frecuencia Intermedia 45 MHz 7 (6 MHz) 56 (6 MHz)

20 Receptor de TV en Blanco y Negro Conceptos generales sobre Televisión en Color Señales de Vídeo en Color Principios comunes a todos los sistemas de televisión en color

21 Compatibilidad dual Receptor en color debe ver en color correctamente emisión en color Directa: Receptor b/n antiguo debe ver en b/n correctamente emisión en color Inversa: Receptor en color deber debe ver en b/n correctamente una emisión b/n antigua Señales componentes Cómo las envío para que haya compatibilidad? Recordar que son tensiones proporcionales a componentes R G B (en realidad gamma corregidas) Codificación de las componentes: Requisitos históricos Generación de señales apropiadas para su transmisión. Codificación de las señales componentes Operación con matriz 3x3 de transformación Utilización de un único canal para la transmisión => evita diferencias de retardo Mantener compatibilidad con sistemas TV Monocromo Adecuarse a las normas ya establecidas de los canales TV Señales para TV en color Y: brillo de la señal, se envía tal cual Señal de luminancia: Y=0.3 R+0.59 G+0.11 B Dos señales diferenciales de color, señales que se anulan para un color gris basadas en señales B-Y y R-Y Añadidas en vídeo compuesto (analógico PAL) al brillo a través de la llamada señal de crominancia: modulación en cuadratura de diferencias de color sobre frecuencia subportadora de color (una frecuencia alta: Pal N 3, MHZ, Pal B 4, MHz) Compatibilidad Directa: un receptor b/n toma la señal completa como el brillo Se ve correctamente el brillo, la crominancia se ve como un tramado superpuesto al brillo El brillo puede discrepar ligeramente del original

22 Por la corrección de gamma diferente en color y en b/n En PAL se utiliza la fórmula de NTSC Inversa: en un receptor color, al recibir un señal b/n no se encontrará la crominancia: Las diferencias de color salen nulas se verán sólo colores grises (R=G=B). Diferencias de color en vídeo digital En Vídeo digital y en TV digital se utilizan también Y y una diferencias de color Cr y Cb: Y = R G B Cr= (R Y) Cb= (B Y) No por compatibilidad, sino para separar brillo (que transporta más información relevante) que el color (menos información) Se codifica con más precisión el brillo que las diferencias de color Agudeza visual del color: Experimento de König Determinación de la agudeza visual del color Es mucho menor que la del brillo (1 min de grado) Depende del tono de color Las diferencias de color del sistema de TV NTSC analógico ( USA) se basaban en los resultados de este experimento Permite enviar las diferencias de color Con menor ancho de banda que Y en analógico Con menos datos que Y en digital Componentes normalizadas Salida de los sensores (tubos de cámara o CCDs): Señales de tensión ER, EG, EB, EY Valores atenuados y amplificados a lo largo de la transmisión-recepción Todos los canales afectados por igual => variación de la Luminancia. En recepción el usuario controla el brillo final Para independizar de los valores concretos normalizamos, y denominamos a las señales R,G,B,Y: 0 mínimo 1 máximo Saturación de un color (en TV) En colorimetría un color saturado es al 100 % color espectral puro => situado en recta de colores no espectrales Receptor de TV no puede representar colores saturados 100 % Redefinición de color saturado al 100 % aquellos colores situados en los lados del triángulo de primarios

23 Saturación de un color (TV) Color saturado al 100 % Uno o dos componentes son 0 Corrección de gamma en color Cálculo de señales a partir de componentes La γ utilizada en color (2.8) es diferente de la γ utilizada en b/n (2.2) Señal de barras de color Calculamos la señal de vídeo con los colores más extremos Carta de barras contiene Blanco Primarios Complementarios Negro Con Saturación y Amplitud máximas: S=A=1 obtenemos valores máximos de Y, (R-Y) y (B-Y) Composición de cada barra (saturación y amplitud máximas)

24 Señal RGB de una carta de barras Señal RGB recibida con carta de barras de S=A=1 Señal GBR de una carta de barras A=S=100% según norma N-20 (700mv de excursión)

25 Señal Y Cr Cb de una carta de barras A=S=100% según norma N-10 (700mv de excursión) Sistema de TV PAL PAL nombre dado por el principio de funcionamiento: Phase Alternation Lines Alternancia de fase entre líneas Inversión de fase de la crominancia en líneas alternas de la señal Evita errores de tono de color con los errores de fase En 1967 implantado en U.K y R.F. Alemania (Pal B) En 1980 en Argentina (Pal N) En 2010 se implemento la TV Digital (ISDB-T) Un tiempo seguiremos usando la señal de vídeo compuesto PAL (conector amarillo RCA) Señal de Vídeo Compuesto en color PAL Las diferencias de color U y V se suman a la luminancia con un tipo de modulación de amplitud denominada modulación en cuadratura (misma portadora desfasada ¼ de periodo) sobre una frecuencia de 4.43MHz en Pal B y de 3,58 en Pal N llamada frecuencia de subportadora de color. Es la señal de crominancia. Vídeo Compuesto PAL = Luminancia + Crominancia Expresión de la crominacia en PAL De forma genérica se dice que: U(t) cos(wspct) ± V(t) sen(wspct) La modulación en cuadratura se hace: En unas líneas con V (líneas llamadas NTSC ) En las otras líneas con V (líneas llamadas PAL ) Cada cuadro, como es un número impar de líneas (625) cada línea cambia de tratamiento PAL/NTSC

26 Luminancia es el valor medio al que se superpone la sinusoide de crominancia Señal de Vídeo Compuesto Representación vectorial del color Representación cartesiana según señales diferencia de color Cr, Cb ó U, V Módulo del vector crece con la saturación del color Vectorscopio Equipo para evaluar la transmisión de la crominancia en una señal de TV Es como un osciloscopio en el que se pone Cr ó V en el eje vertical y Cb ó U en el eje horizontal La distancia al centro es mayor para colores con más saturación La fase o ángulo está relacionada con el tono concreto de color (longitud de onda dominante) En el centro están los grises (Diferencias de color nulas distancia cero, sin fase)

27 Controles de un televisor Estos regulan: Contraste: Amplificación de la señal de vídeo completa Color: Amplificación de la Crominancia Brillo: Suma de blanco variable a componentes RGB El parámetro más importante del color es su fase si se altera el tono del color cambia, sin embargo el brillo y la saturación son ajustes que el usuario puede modificar a su gusto Contraste: amplifica por igual Y y Cr, aumenta el brillo de la imagen, no cambia saturación ni fase Color: amplifica la Cr: cambia la saturación de los colores, pero mantiene el brillo y la fase Brillo: suma una misma cantidad variable a R,GyB (blanco): cambia saturación y brillo, pero no fase Aumenta o disminuye el blanco de fondo de un color Salva de subportadora de color en PAL Muestra de la subportadora de color que se envía en el intervalo de borrado horizontal Sirve para demodular las diferencias de color Tiene que recuperarse de forma exacta y es una de las flaquezas de los sistemas analógicos: Los errores de fase Limitaciones de los sistemas analógicos de TV Señal analógica: toda perturbación repercute en los valores de la señal: en la calidad de la imagen Errores de fase: corregibles en PAL, no totalmente en NTSC: cambian tono de color Separación de la luminancia y la crominancia Basada en propiedades espectrales de las señales que no siempre se cumplen Efectos adversos: cross-color, cross-luma

28 ISBT-T reporte técnico ANEXO-AA. Contenidos técnicos y estructura del sistema ISDB-T Como está escrito en la sección 2 características técnicas del ISDB-T Reporte Técnico, el ISDB-T tiene muchas ventajas técnicas. Esas ventajas se basan principalmente en su estructura. Por lo tanto, en este ANEXO, se presentan su estructura y características. 1. Estructura del ISDB-T Como se muestra en la Figura 1-1, en general un sistema de transmisión digital se compone por tres bloques funcionales, (1) Bloque de código fuente, (2) Bloque Múltiplex, y (3) Bloque de transmisión de código. En el diseño de un sistema de transmisión digital, se consideran los temas de servicio, configuración para el servicio de transmisión (ejemplo: recepción fija, móvil, y recepción portable), se decide también la estructura tecnológica para el sistema de transmisión como lo son especificaciones y guías técnicas para la transmisión. Un segmento para servicio portable Servicio móvil/fijo MPEG-2 Cod. De Video MPEG-AAC Cod. De Audio Cod. De datos (nota) H.264 Cod. De Video Código fuente (cualquier servicio disponible) Interfase común para (TS) Múltiplex( Basado en los sistemas de MPEG-2) Una sola portadora 8-PSK/PSK Una sola portadora 64QAM OFDM segmentado QAM/DQPSK Con time interleave Múltiplex Interfase común (Interfase para el TS.) Transmisión codificada (satélite) (cable) (terrestre) (nota) BML y MHP están disponibles, pero en Japón ahora esta solo en servicio el BML Figura 1-1 Estructura del sistema de transmisión digital (ISDB-T Japonés) En Japón, de acuerdo a la estructura del sistema de transmisión digital, las especificaciones de cada bloque funcional, son estandarizadas como estándar ARIB ver

29 siguiente (nota). (nota) ARIB: Asociación de la industria y negocios de la radio, (Association of Radio Industries and Business), Organización voluntaria para la radio y estandarización de sistemas de transmisión. El estándar para el sistema de transmisión digital es como se muestra en la figura 1-2. Código fuente Codificador Video/Audio (STD-B32) Transmisión de datos (STD-B24) Múltiplex (STD-B32,-B10) Transmisión codificada Receptor Satélite TV (STD-B20) Satélite/ TV Terrestre TV Terrestre (STD-B21) (STD-B31) Audio Terrestre Audio Terrestre (STD-B29) (STD-B30) Audio Satélite Audio Satélite (STD-B41) (STD-B42) RMP (STD-B25) TV Cable (JCL SPC-001) TV Cable (JCTEA STD-004) El código fuente y el MUX son sistemas comunes para cada sistema Los sistemas de transmisión son diferentes Nota: Los estándares para sistemas de transmisión por cable se definen en otros documentos Figura 1-2 Estándar de transmisión digital en Japón En las siguientes secciones se describen los métodos técnicos para obtener las características del sistema ISDB-T. 2 Alta calidad / Flexibilidad del servicio. 2.1 Alta calidad Japón comenzó con la investigación y desarrollo de la HDTV hace aproximadamente 30 años, y es un líder mundial en hardware/software de la HDTV. Debido a estos antecedentes, la Alta calidad es el requerimiento más importante para un sistema de transmisión digital. La transmisión satelital en Japón, empezó desde 1997, el servicio de HDTV es un

30 servicio real de transmisión satelital, por lo que también para el servicio de transmisión digital terrestre se adopta la HDTV. Japón adopto el sistema de compresión MPEG-2 para HDTV/SDTV, por lo que ambos sistemas son soportados en la transmisión digital. 2.2 Flexibilidad del servicio En el sistema ISDB-T, la flexibilidad del servicio se lleva acabo por medio de dos técnicas descritas a continuación. (1) MPEG-2 tecnología de codificación de video y MPEG-AAC tecnología de codificación de audio. MPEG-2 es la tecnología de codificación de video adoptada en el sistema Japonés de transmisión digital, soporta varios tipos de calidad de video/formatos descritos en la tabla 2-1. Para el sistema de audio, se adopta en Japón, el MPEG-AAC, sistema de alta compresión y calidad en codificación de audio, que también soporta varios tipos de audio calidad/formato mostrados en la tabla 2-2. Los receptores para la transmisión digital en Japón, deben de cumplir con la especificación de decodificar cualquier tipo de video/audio calidad/formato descritos en el la tabla 2-1 y en la tabla 2-2. En adición a lo anterior, las especificaciones del receptor digital, especifican que la salida del formato de video a mostrar, debe de poderse seleccionar de acuerdo a la especificación mostrada. La siguiente conversión de formatos es posible, (1)HDTV SDTV, (2)SDTV HDTV. Como se describió anteriormente, el receptor de ISDB-T tiene flexibilidad para reproducir video/audio calidad/formato. Así es posible disfrutar programas en HDTV y en SDTV convirtiendo formatos. Por esto, los receptores ISDB-T soportan la variación en los servicios de transmisión, tales como HDTV, HDTV + SDTV, multi SDTV, etc., en un solo receptor. Para el sistema de audio, se soportan varios formatos, tales como monoaural/ stereo/bi-lingue/ multicanal stereo, y también conversiones de multicanal a monoaural y stereo, asi que estos pueden ser usados y ligados al sistema de audio.

31 Numero de líneas Numero de líneas activas Barrido Frecuencia de cuadro Frecuencia de campo Relación de aspecto Frecuencia de línea fh Entrelazado Progresivo Progresivo Entrelazado 30/1.001 Hz 60/1.001 Hz 60/1.001 Hz 30/1.001 Hz 60/1.001 Hz 60/1.001 Hz 16:9 o 4:3 16:9 16:9 16: /1.001 khz /1.001 khz /1.001 khz /1.001 khz Frecuencia de Luminancia 13.5 Mhz 27 Mhz 74.25/1.001 Mhz 74.25/1.001Mhz muestreo Diferencia de color 6.75 Mhz 13.5 Mhz /1.001 Mhz 74.25/1.001Mhz Numero de muestras Luminancia por línea Diferencia de color Numero de muestras Luminancia por línea activa Diferencia de color Características del filtro Ver Fig. 1 Ver Fig. 2 Ver Fig. 3 Sincronización de línea Ver Fig. 4 Ver Fig. 5 Ver Fig. 6 Sincronización de campo Ver Fig. 7 Ver Fig. 8 Ver Fig. 9 Ver Fig. 10 (ARIB STD-B32 Parte 1, Capitulo 2.4) Tabla 2-1 Video Calidad/formato adoptado en la transmisión digital. Parámetro Modo de audio Modos posibles de audio Modo de audio recomendado Énfasis Restricciones Monoaural, stereo, multicanal stereo (3/0, 2/1, 3/1, 2/2, 3/2, 3/2+LFE) (Nota 1), 2-señales de audio (dual monoaural), multi-audio (3 o mas señales de audio) y combinaciones de lo anterior. Monoaural, stereo, multicanal stereo (3/1, 3/2, 3/2+LFE) (Nota 2), 2-audio señales (dual monoaural) Ninguna (Nota 1) Numero de canales frontales y traseros (Bocinas): (Nota 2) LFE = Low frequency enhancement channel Ejemplo: 3/1 = 3 frontales + 1 trasero 3/2 = 3 frontales y 2 traseros Canal de enlace de baja frecuencia ARIB STD-B32 Parte 2 Capitulo 5.1 Tabla 2-2 Audio Calidad/formato adoptado en la transmisión digital

32 Como se describió anteriormente, adoptando el estándar ISDB-T, cualquier tipo de servicio de transmisión es posible en un receptor (nota) En Sudamérica, ya se usa el sistema Dolby 5.1 surround. Para compatibilidad entre MPEG-AAC y el Dolby surround, se utiliza un convertidor AAC/DTS asegurando la compatibilidad. (En Brasil, se logro esta conclusión en Marzo del 2007). (1) MPEG-2 Sistemas para Multiplex ISDB-T adopto el sistema MPEG-2 como tecnología múltiplex. En los sistemas MPEG-2, todos los contenidos transmitidos, video/audio/datos son multiplexados en un paquete llamado Flujo de transporte (Transport stream). Aunque, cualquier tipo de contenido/servicio puede ser multiplexado. El concepto múltiplex se muestra en la figura 2-3 Audio ES Video ES Datos (cadena) Datos (archivo) Datos (carrusel) SI PSI Información para scramble PES Sección TS (nota) los formatos de la señal PES, TS están definidos por ARIB STD-B32, basados en el sistema MPEG-2. (nota) PSI esta definido en ambos STD-B32 y STD B10. En el STD-B32, solo en el esquema establecido para el sistema MPEG-2 es definido. Figura 2-3 Formato Múltiplexado en el sistema ISDB-T. Como se muestra en la figura 2-3, los contenidos de flujo, tales como video, audio y flujo de datos, son convertidos al formato PES(Packet Elementary Stream) Paquete de Flujo Elemental y finalmente son convertidos al TS y multiplexados; por otro lado, los contenidos que no son del tipo de flujo de datos, son convertidos al formato de Sección y finalmente convertidos al formato TS y multiplexados.

33 3.- Características del sistema de Transmisión (Robustez, Flexibilidad del Sistema de Recepción, Utilización de Frecuencia, Movilidad & Portabilidad) La característica más importante del ISDB-T es su sistema de transmisión. En las siguientes secciones se describen las características y tecnologías usadas en el ISDB-T. 3.1 Tecnologia de transmission OFDM (robustez en contra de multi-path, SFN red isofrecuencia) La tecnología OFDM(Orthogonal Frecuency Division Multiplex) de transmisión, es un sistema de transmisión de multi portadoras. En el sistema de transmisión OFDM, los datos digitales son divididos en multi portadoras y enviados. Como resultado, la longitud del símbolo de transmisión tiene mayor longitud que en un sistema de transmisión de una sola portadora. Si el símbolo de transmisión tiene mayor longitud habrá menos degradación por la Interferencia Inter Símbolo (ICI), causada por la interferencia multi-path (a esta interferencia se le llama fantasma ) En la figura 3-1 se muestra el concepto de la diferencia entre un sistema multi portadora y de una sola portadora. Entrada de cadena de datos T Modulación con una solo portadora Salida de RF Modulación multiportadora (nota) T Distribuidor Modulación (f1) Modulación (f2) Modulación (f3) Modulación (f4) Combinador (nota) el proceso de modulación con multiportadoras se hace usando la IFFT (Transformada rápida de furier) Salida de RF 4T f1 f2 f3 f4

34 Figura 3-1 Diagrama conceptual para la relación entre la modulación y las longitudes del símbolo. La figura 3-1 nos muestra 4 portadoras como un sistema multi portadoras. Como se muestra, en un sistema multi portadoras, la longitud del símbolo se extiende 4 veces, por otro lado, en un sistema de una sola portadora, la longitud del símbolo tiene la misma longitud que el de señal de entrada. Figura 3-2 Muestra la influencia de la interferencia Multi-path, como podemos ver, es fácil entender que la Interferencia Inter Símbolo (ICI) es inversamente proporcional a la longitud del símbolo, entonces, en una condición de multi-path, un sistema con longitud de símbolo mas grande, es mejor. (a) Una solo portadora Señal deseada Interferencia Multi-path t T t t (b) Multiportadoras t 4T : retardo multi-path ICI= /T ICI= /4T Figura 3-2 relación de retardo multi path e ICI t En adición a lo anterior, en el sistema ISDB-T, se agrega un Intervalo de Guarda a cada símbolo. Como resultado, la robustez en contra de la interferecia multi-path es mejorado hasta en una relación de 0dB D/U (Desired to Undesired ratio Relación entre Deseado y No deseado) durante el período de longitud del Intervalo de Guarda D esired to U ndesired (D /U ) [db] Delay Spread (µs) ATSC Latest Generation Mbps - 8VSB 2/3 ATSC Previous Generation M bps - 8VSB 2/3 DVB-T Latest Generation M bps - 64QAM 8k 3/4 1/16 DVB-T Previous Generation Mbps - 64QAM 8k 3/4 1/16 ISDB-T Latest Generation M bps - 64QAM 8k 3/4 1/16 0,2s ISDB-T Previous Generation M bps - 64QAM 8k 3/4 1/16 0,2s

35 (nota) este dato es acotado desde la ref 1 Figura 3-3 Robustez en contra de la interferencia estática multi-path (3 sistemas DTTB) Como se muestra en la figura 3-3, El sistema ISDB-T muestra la robustez durante el +/- la longitud del Intervalo de Guarda. DVB-T también tiene características similares por que adoptó el sistema OFDM, por otro lado el sistema ATSC es débil, por que en este sistema de transmisión se utiliza una sola portadora. ATSC adopto la tecnología del filtro adaptativo para mejorar la robustez, pero, el funcionamiento nos es muy bueno comparado con el sistema ISDB-T. La robustez en contra del multi-path es muy importante para la transmisión terrestre debido a las siguientes razones. (1) En la banda VHF/UHF, el muti-path siempre existe. Ustedes la conocen como, simplemente imagen con fantasmas en la TV analógica. La interferencia multi-path ocurre debido a las montañas, edificios y otros accidentes, así que este efecto no solo existe en las zonas con montañas, si no también en la zona urbana. El ISDB-T muestra un excelente funcionamiento en la recepción, aun con las condiciones antes mencionadas. (2) Debido a la construcción de la robustez en contra de la interferencia multi-path, redes isofrecuencia se pueden fácilmente construir (SFN, Single Frequency Network). Esto permite las siguientes ventajas; (a) Ahorro en el espectro de frecuencia, (b) No hay necesidad de cambiar de canal en los servicios de recepción móvil/portátil, (c) amplia cobertura de área, aún con sombras ocasionadas por montañas o los edificios, usando pequeños repetidores. 3.2 Time interleave(robustez en contra del ruido urbano, Movilidad & Portabilidad) En un sistema de transmisión digital, generalmente se adoptan sistemas de corrección de errores para reducir la degradación causada por diferentes tipos de interferencias (Incluyendo ruido térmico). Los 3 sistemas de DTTB adoptaron sistemas de corrección, llamados corrección de errores concatenados (cadena de codificación convolucional/decodificación Viterbi + codificación/decodificación Reed Solomon (RS) )

36 TS TS RE-MUX Cod. RS Divisor Jerárquico Adaptador de energía dispersa Ajuste de retardo Byte Interleave Codificador convolucional Bit Interleave Mapeo Combinador Jerárquico Time Interleave Frequency Interleave OFDM Adaptación de cuadro Piloto/TMCC/AC IFFT Adición de Intervalo de guarda MOD Quad. Conv. D/A Señal OFDM Figura 3-4 Diagrama de bloques funcional del ISDB-T Los sistemas de error de corrección, generalmente, tienen un mejor funcionamiento en contra de los errores aleatorios tales como el ruido térmico, pero no trabajan bien en contra de los errores de burst (error concatenado). Por lo tanto, se adopta una tecnología para la aleatorización del error, a través de un sistema de corrección de errores, a esta tecnología se le llame tecnología Interleave. Por ejemplo, se muestra en la siguiente página el diagrama a bloques funcional del sistema ISDB-T en la figura 3-4. Como se muestra en la figura, el ISDB-T tiene 4 tipos de Interleave. Estos son: (1) Byte interleave, (2) Bit Interleave, (3) Time interleave, (4) Frequency interleave. Los efectos de estas funciones de Interleave se describen en la figura 3-5

37 Cod. RS Byte interleave Cod. Conv. Bit interleave Mapeo Time interleave Frequency interleave Byte interleave Byte interleave esta localizado entre el codificador externo e interno. Aleatoriza el error de burst a la salida del decodificador Viterbi Bit interleave Bit interleave esta localizado entre el codificador convolucional y el mapeo. Aleatoriza el error del símbolo antes del decodificador Viterbi. Time interleave Time interleave esta antes del frequency interleaver y después del mapeo. Aleatoriza el burst de error en el dominio del tiempo el cual es causado por ruido de impulso, degradando la recepción portátil etc. Frequency interleave Frequency interleave esta a la salida del Time interleave. Aleatoriza el burst de error en el dominio de la frecuencia el cual es causado por el efecto multi-path,interferencia de portadoras, etc. Figura 3-5 Posición de los circuitos Interleave y su efecto. Como se muestra en la figura, Time interleave es verdaderamente efectivo para mejorar la robustez en contra del ruido de impulso y funciona mejor para recepciones móvil/portable. El ruido de impulso es dominante en el factor de degradación en un área urbana, los cuales son causados desde el motor de un auto, el arranque de equipo eléctrico, son llamados ruidos hechos por el hombre. El sistema ISDB-T es el único que tiene la función de Time Interleave. Los sistemas ATSC y DVB-T no tienen esta función. Como resultado tenemos que el sistema ISDB-T es significativamente superior a los otros dos sistemas ATSC y DVB-T, en el desempeño de recepción en áreas urbanas y desempeño en la recepción móvil/portable. Como ejemplo, la figura 3-6 nos muestra el desempeño de recepcion bajo las condiciones de ruido de impulso.

38 Como se muestra en la figura, sobre 150 µs del ancho del pulso, el ISDB-T es alrededor de 7dB mejor, que los otros dos sistemas, en el desempeño de recepción. 7 db de mejora significa 1/5 de menor potencia del transmisor. Esto significa que para los sistemas ATSC y DVB-T en donde se requiere de 1 KW de potencia de transmisión, para el sistema ISDB-T se requiere solo 200W para cubrir la misma área C/Neq [db] (Carrie to Equivalent Gaussian DVB-T ISDB-T ATSC Diferencia de 7dB Pulse Width [µs] ATSC Latest Generation Mbps-8 VSB 2/3 ATSC Previous Generation Mbps-8 VSB 2/3 DVB Latest Generation Mbps-64QAM 8k 3/4 1/16 DVB Previous Generation Mbps-64QAM 8k 3/4 1/16 ISDB Latest Generation Mbps - 64QAM 8k 3/4 1/16 0,2s ISDB Previous Generation Mbps - 64QAM 8k 3/4 1/16 0,2s Figura 3-6 Desempeño de recepción bajo las condiciones de ruido de impulso (3 sistemas DTTB). 3-3 Transmisión segmentada OFDM (Servicios portables en el mismo canal) La transmisión segmentada OFDM, es el único sistema de transmisión, que es capaz de transmitir diferentes parámetros de señal en el mismo ancho de banda. A este sistema de transmisión se le llama transmisión en modo jerárquico La figura 3-7 nos muestra una imagen de la transmisión en modo jerárquico (Ejemplo; 1seg + 12 seg) Grupo A Grupo B (Datos, Audio, LDTV) (HDTV o Multi - 13 segmentos SDTV con Datos) (6MHz de ancho de banda) frecuencia Constelación QPSK Diferencia requerida C/N entre 64QAM y QPSK es de12 db Constelación 64QAM

39 Figura 3-7 Imagen del Sistema de transmisión en modo jerárquico (caso de 2 grupos) Figura 3-7 muestra el caso de transmisión en 2 grupos. Se usa 1 grupo en el centro del ancho de banda para el servicio de recepción portátil, y los otros 12 grupos se usan para el servicio de recepción fija de HDTV. Para la transmisión de 1 grupo, las condiciones de recepción, tales como bajo nivel de la altura de la antena, ganancia baja de la antena, fluctuación del nivel de la señal, son necesarios parámetros de transmisión mas fuertes, y para esto se usa QPSK. Por otro lado, para 12 grupos, que se usa para recepción fija, si se considera una gran y alta ganancia de la antena, es deseable una más alta velocidad de transferencia en la transmisión, por lo que se usa 64QAM Como se mencionó anteriormente, en el modo de transmisión jerárquico, es posible seleccionar el adecuado parámetro de transmisión, de acuerdo al estilo de recepción en el mismo canal. Con este sistema tenemos las siguientes ventajas; (1) Mejor aprovechamiento del espectro de frecuencia; en un canal son posibles múltiples servicios, y no se necesita un canal adicional. (2) Ahorro en la infraestructura de transmisión; un solo transmisor es utilizado para los servicios fijos/móviles/servicios portables. El sistema ISDB-T es el único que ha adoptado este tipo de transmisión, de los 3 sistemas de DTTB. Como Usted sabe, el servicio de One-seg que únicamente lo tiene el sistema ISDB-T, puede ser habilitado usando la tecnología de transmisión jerárquica. En la tabla 3-1, como ejemplo, se muestran los parámetros de transmisión para HDTV Fija (nota)+ el servicio portátil One-seg en un mismo canal (nota) Usando la diversidad tecnológica de recepción, es posible la recepción HDTV movil en un auto

40 Tabla 3-1 Ejemplo de parámetros de transmisión (HD + One-seg, en Japón) Descripción Grupo A(nota 1) Grupo B(nota 2) Nota Tipo de servicio Recepción portátil Recepción fija No. de segmentos 1 12 Total 13 Modo 3 Común para Intervalo de guarda 1/8 de la longitud del símbolo (nota 2) ambos grupos Modulación QPSK 64QAM (nota 3) Relación de código 2/3 3/4 Velocidad de 416 Kbps Mbps (nota 2) transferencia Contenido de LDTV + datos HDTV +datos ejemplo servicios (nota 1) en el sistemas de transmisión jerárquica, el grupo mas fuerte es llamado A, el siguiente es el B. (nota 2) En Japón, considerando la operación de SFN redes de isofrecuencia, se usa 1/8 de la longitud del intervalo de guarda, pero en otros casos también es posible 1/16 de la longitud del intervalo de guarda. En este caso, la máxima velocidad de transferencia se incrementa alrededor de 7% (Grupo A: hasta 440 kbps, Grupo B; hasta Mbps) (nota 3) la asignación del parámetro de cada grupo se puede elegir independientemente. 3.4 Comparación del desempeño de los 3 sistemas de transmisión DTTB Como se describió en las secciones anteriores, el sistema ISDB-t ha adoptado tecnologías de transmisión únicas. Como resultado el sistema ISDB-T tiene muchas ventajas en comparación con otros sistemas de transmisión DTTB. En la tabla 3-2, muestra la comparación de los 3 sistemas de transmisión DTTB desde el punto de vista de sistema de transmisión. Tabla 3-2 Comparación de los 3 sistemas de transmisión DTTB. Descripción ISDB-T ATSC DVB-T Nota Potencia requerida (nota 1) Recepcion portátil en el mismo Si No No (nota 2) canal Funcionalidad en recepción Buena Mala Mala (nota 3) móvil/portátil. SFN & Gap filler Si Dificil Si (nota 1) como se describió en la sección 3-2 en una área urbana con el sistema ISDB-T

41 se obtiene un ahorro en la potencia de transmisión. (nota 2) En la msima banda de servicio se tiene DVB-T + DVB-H esto a nivel de prueba y este servicio tiene problemas. (nota 3) La diferencia la hace la adopción del Time Interleave. 4. Compatibilidad Como se describió en la sección 2 la estructura principal tiene compatibilidad con ISDB-S (Digital satellite broadcasting) transmisión digital satelital, ISDB-C(Digital cable broadcasting) transmisión digital por cable, y ISDB-Tsb(Digital Terrestial sound broadcasting) transmisión digital de audio. Especialmente con el sistema ISDB-Tsb tiene compatibilidad no solo para la codificación/decodificación si no que también para el sistema de transmisión. 2 tipos de sistemas de transmisión, 1 segmento y 3 segmentos son especificados en el estándar ISDB-Tsb. La construcción de segmentos es la misma que en ISDB-T. En la figura 4-1 se muestra la relación entre ISDB-T y ISDB-Tsb. DTTB (UHF) 13 segmentos (operación con recepción parcial) Receptor DTV (VHF+UHF) TV DTSB (VHF) Sistema de 3 segmentos Receptor de 3 segmentos (VHF+UHF) Radio DTSB (VHF) Sistema de 1segmento Receptor de 1 segmento (VHF+UHF) Radio Figura 4-1 Relación entre ISDB-T y ISDB-Tsb Como se muestra en la figura, un segmento en la estructura de DTTB es la misma estructura para un segmento en radio digital. Aunque, un receptor de un segmento puede recibir cualquier otro servicio de un segmento de DTTB, segmento central de 3

42 segmentos de radio y un segmento de radio. Receptores comunes de un segmento para TV digital y radio han sido desarrollados y ahora este en el mercado.

43 FIBRAS OPTICAS Las fibras ópticas son conductos, rígidos o flexibles, de plástico o de vidrio (sílice), que son capaces de conducir un haz de luz inyectado en uno de sus extremos, mediante sucesivas reflexiones que lo mantienen dentro de sí para salir por el otro. Es decir, es una guía de onda y en este caso la onda es de luz. Las aplicaciones son muy diversas llegando desde la transmisión de datos hasta la conducción de la luz solar hacia el interior de edificios, o hacia donde pudiera ser peligroso utilizar la iluminación convencional por presencia de gases explosivos. También es utilizada en medicina para transmitir imágenes desde dentro del cuerpo humano. Transmisión por Fibras Opticas La transmisión por FO consiste en convertir una señal eléctrica en una óptica, que puede estar formada por pulsos de luz (digital) o por un haz de luz modulado (analógica). La señal saliente del transmisor, se propaga por la fibra hasta llegar al receptor, en el cual se convierte la señal nuevamente a eléctrica. Interfaz eléctrico / óptica Interfaz óptico / eléctrica E/O O/E FUENTE OPTICA Medio de Transmisión: F.O. DETECTOR OPTICO (Laser) (Fotodiodo pin) (modulador + transmisor) >>>> (receptor+demodu lador) Tx Rx Tipos de fibras ópticas El cable de fibra óptica se constituye principalmente de un núcleo rodeado de un revestimiento. La diferencia entre sus índices de refracción (indicados con n) es lo que hace que el haz de luz se mantenga dentro del núcleo (siempre que el haz haya entrado con el ángulo apropiado y el n del núcleo sea mayor que el del revestimiento). Entonces habrá cables con: núcleo y revestimiento de plástico núcleo de vidrio y revestimiento de plástico (PCS=plastic clad silica) núcleo y revestimiento de vidrio (SCS=silica clad silica) Los conductores de fibra óptica comunmente utilizados en transmisión de datos son de un grosor comparable a un cabello, variando el núcleo entre los 8 y los 100 µm (micrones), y el revestimiento entre 125 y 140 µm.