Indice
1- Servicio de
televisión codificada
2- Televisión
Estereofonica
3- Televisión
Estereoscopica
4- MMDS
5- Red Radioelectrica
Celular
6- Teletexto
1- Servicio de
television codificada
La codificación de una señal televisiva
consiste en un proceso
aleatorizador (scrambler) que perturba el contenido de la
información de audio y/o video que evite
el transmisor.
De tal forma, se hace necesario un equipamiento especial en el
terminal receptor a fin de recuperar la señal original
(decodificador). Sin este equipo, no tendrá significado
alguno el video y/o audio, tanto sea la señal
radiodifundida o filoguiada.
Este sistema fue
ideado para establecer un servicio
exclusivo para suscriptores, en el que el prestador asegura en
modo fehaciente la protección de la señal frente a
intentos de piratería.
Aspectos a considerar respecto de la eficacia de la
protección son:
- Costos del equipo
- Complejidad de los circuitos de
codificación/decodificación. - Deterioro de la señal provocado por el proceso
perturbador.
La reglamentación del servicio, la norma
técnica para los servicios de
televisión
codificada en la banda III (UHF) establece los requisitos
técnicos a cumplir:
- Conservación de la anchura del canal,
6MHz. - No introducir modificaciones a los receptores de los
abonados. - Instalación del decodificador sin afectar las
señales no codificadas.
Métodos de codificación
Entre los métodos de
codificación se pueden enumerar, en orden de menor a mayor
invulnerabilidad:
1)Tono Interferente
Resulta ser el más simple, se lo conoce como
método
trampa ya que la interferencia puede eliminarse mediante el
empleo de
filtros trampa de onda. Presenta 2 variantes: trampa positiva y
trampa negativa. La trampa positiva consiste en el agregado de
uno o más tonos interferentes a la señal de RF (no
se necesita aplicar el proceso en banda base, y esto es una
ventaja); en el receptor se eliminan estos tonos por un filtro
notch (ranura) produciéndose solo un pequeño
deterioro de la señal original. La protección
resulta mínima pues para eliminar la codificación
basta conocer la frecuencia del tono interferente. La trampa
negativa se emplea comúnmente en circuitos de distribución por cable de CCTV, donde se
elimina la portadora de video filtrándola con un
dispositivo ranura, ubicado fuera del alcance del usuario. Para
recuperar la información hace falta reinyectar la
portadora, en coherencia de fase y frecuencia.
2)Supresión de la señal de
sincronismo
Es el método más popular actualmente. Se
suprimen los pulsos de sincronismo horizontal y vertical pero se
envía la información de la temporizacion necesaria
para recuperarlas en el terminal receptor mediante una portadora
piloto de señalización.
Desde el punto de vista técnico, este piloto se
puede enviar dentro o fuera del canal protegido, aunque la
reglamentación exige que sea de modo
intracanal.
3)Aleatorizacion Analógica.
Este método requiere disponer necesariamente de
la banda base. La aleatorizacion agrega perturbaciones a la
inteligencia,
especialmente variaciones de fase, siguiendo algún
algoritmo. En
el receptor se tiene conocimiento
de este algoritmo perturbador y se reconstruye la fase
original.
4)Aleatorizacion Digital
Luego de la necesaria conversión A/D otorga
versatilidad y confiabilidad al método de
perturbación. Dentro del método digital, se
destacan las técnicas siguientes:
- Segmentación de líneas.
- Entremezclado de líneas.
- Segmentación y entremezclado de
líneas.
Estas técnicas precisan almacenamiento de
información de líneas en el decodificador, aunque
el proceso se realiza en tiempo
cuasi-real.
La estereofonía compensa la falta de
sensación espacial de la transmisión monoaural.
La sensación estéreo se logro combinando 2
señales I y D ( izquierdo y derecho) de manera tal que
cada una de ellas se originaba en la señal captada por
sendos micrófonos separados a una distancia similar a la
que separa los oídos de una persona.
Básicamente, el cerebro tiene en
cuenta los factores siguientes para la percepción
espacial de sonido,
proveniente de 2 fuentes
sonoras Fi y Fd:
- La diferencia de los niveles de intensidad producida
por los rayos directos sobre los oídos izquierdo y
derecho. - La diferencia d tiempos entre las señales
anteriores recibidas en cada oído. - El efecto auditivo de los rayos cruzados limita el
campo de audición a aproximadamente el triángulo
formado por el oyente y las 2 fuentes sonoras. - El índice de nitidez o inteligibilidad de la
sala de audición. El valor
máximo se obtiene para tiempos de reverberación
de 50ms, pero a mas de 500ms el campo reverberante enmascara al
campo directo. - Toda reflexión inferior a un retardo de 30ms
no altera el efecto direcciones del ente sonoro y mejora la
inteligibilidad. (Efecto Haas).
Sistemas de Television Estereofónica
1)Sistema BTSC (1984, EIA, EEUU)
Este sistema aplica una filosofía similar a la
que se implemento en la radio de FM
estéreo. El canal de transmisión de audio esta
formado por la suma de los canales izquierdo y derecho L+R, una
señal piloto y la señal diferencia L-R que se
modula en amplitud sobre una subportadora en doble banda lateral
con portadora suprimida a una frecuencia del doble de la
señal piloto (idénticamente que en FM
estéreo).
Para asegurar la compatibilidad del sistema se ha elegido como
frecuencia de la señal piloto a Fh (frecuencia horizontal)
por lo tanto la señal L-R se trasmite a 2Fh (aquí
se diferencia de FM estéreo en que los valores de
esta son 19KHz y 38KHz). El nivel de modulación de la
subportadora estéreo de +/- 50KHz de desviación, el
doble que la asignada a monoaural. También se agrega una
compresion-expansion (compansion) de la información L-R
lográndose así una notable mejora en la relacion
S/N subjetiva en zonas marginales.
Cuando se envían señales con poca
separación, la señal diferencia L-R es de muy bajo
nivel, no alcanza al nivel nominal y se confunde con el ruido. Existe
una regla empírica conocida como 2:1 referida al radio de
cobertura de una emisora monoaural respecto a una estéreo
para iguales potencias y relacion S/N subjetiva.
En el sistema BTSC se mejoro este problema variando la ganancia
del canal diferencia en función del nivel eficaz de la
señal de audio. Esto se logra haciendo una
compresión de pendiente 2:1, es decir que para una
disminución de nivel por debajo del umbral de 20dB
corresponderá una disminución del nivel trasmitido
de 10dB.
El sistema BTSC tiene además la posibilidad de adicionar 2
subcanales llamados SAP (Second Audio
Program) y PRO (Profesional Channel). Las frecuencias de estos
subcanales son de 5Fh para el SAP y 6.5Fh para el PRO.
La señal que se trasmite en el subcanal SAP tiene un
procesado dinámico similar al del canal L-R para mejorar
la relacion S/N y luego modula a la subportadora en FM con
desviación máxima de +/- 10KHz. Se lo suele
utilizar para hacer el doblaje a otro idioma, del audio
original.
El subcanal PRO puede ser usado para trasmitir datos con un
ancho de banda de 3KHz lo que lo limita a ser usado para
transmisión de palabra. En el modo de transmisión
de datos es capaz de trasmitir 1200 baudios en FSK.
2)Sistema de doble portadora (Alemania,.
1981)
Se utilizan 2 portadoras de sonido separadas para
trasmitir 2 señales completamente independientes: una
señal estéreo o un sonido dual (2 monofonicos). La
primera de las portadoras es la convencional de la señal
de TV (aquí llamada canal 1). La segunda esta ubicada por
encima de la anterior debiéndose cumplir una relacion
enclavada con Fh (canal 2). Cada una de estas están
moduladas en frecuencia por la inteligencia correspondiente.
El codificador de este sistema realiza las siguientes funciones:
matrizado de la señal suma, preenfasis previo al
matrizado, decodificación de la indicación de modo
de sonido dual, a partir de la línea de datos
(línea 16) y decodificación mediante la
modulación de una señal piloto adicional en el
canal 2.
En el modo estéreo, el codificador produce la señal
suma compatible parta el canal 1 y en otra salida presenta la
señal R en el canal 2. (no se procesa la diferencia).
En el modo dual, el codificador genera una señal piloto en
el canal 2.
Si la señal de audio a trasmitir es mona, entonces el tono
piloto se emite sin modular. Si el audio es estéreo, el
tono piloto se modula con una frecuencia de 117Hz y si es sonido
dual, la modulaste es de 274Hz.
3)Sistema NICAM 728
En un sistema multicanal digital que usa 2 portadoras
para trasmitir señal de audio.
Una portadora es la ya existente en la
transmisión de TV modulada por una señal
analógica monofonica (compatible). La otra portadora esta
modulada en DQPSK. (Información transportada por el
cambio de fase
relativo).
Se puede llegar a trasmitir:
- Señal estéreo digital.
- 2 señales digitales monofonica
independientes. - Señal mono digital y canal de datos
(352Kbit/s). - Canal de datos de 704 Kbit/s.
El sistema NICAM (Near Instantaneously Companded Audio
Multiplex) tiene una resolución de 14 bits y una
frecuencia de muestreo de
Fm=32KHz. La transmisión se realiza con una tasa de datos
de 728Kbit/s, gracias a la compresión de datos, usando un
factor de escala, que
reduce de 14 a 10 los bits trasmitidos.
En Europa la
mayoría de las transmisiones se hace con el sistema doble
portadora, sin embargo los requerimientos de este sistema son muy
severos dado que la más pequeña imperfección
causa una considerable Intermodulacion, por lo cual ha sido
recientemente adoptado como sistema estándar Europeo para
la transmisión de sonido digital en TV.
La transmisión digital puede ocasionar
alteraciones en la señal convencional, por lo cual hay
parámetros a tener en cuenta como ser:
- Modulación de fase incidental de la portadora
de video (ICPM) que se produce tanto en el terminal transmisor
como en el receptor, puede originar un ruido de interportadora
que se manifieste en la salida de audio del
receptor. - Diafonia, propio de transmisiones duales o
estéreos, determinado por las características del matrizador del
codificador. - Asimetrías en los valores de
desviación de frecuencia correspondientes a las
señales suma y diferencia. - Distorsiones no lineales, producen intermodulacion en
cualquier punto de la cadena trasmisora-receptora, como efecto
Muaré en la imagen.
Funcionamiento de un generador BTSC
- El filtro ranura a la entrada da un rechazo de mas de
50dB a la frecuencia Fh. Este rechazo garantiza que la
frecuencia horizontal no producirá ninguna interferencia
en el funcionamiento del procesador con
el generador estéreo. - La norma BTSC introduce un procesador dinámico
(compansion) en la señal L-R para mejorar la S/N del
sistema, proceso que se realiza con un codificador dBx en el
canal L-R. En el canal L+R un filtro pasabajos compensa las
diferencias de amplitud y fase producidas en el codificador dBx
del canal L-R. - Esta etapa es un filtro Cauer pasabajos de once polos
que cumple 2 funciones: protege la frecuencia piloto de Fh
contra posibles interferencias y previene que el ruido
producido en el codificador dBx entre en el canal
principal. - Este bloque genera, a partir del sincronismo
horizontal; de la señal de video, la señal piloto
y la señal de 2Fh. Esto lo hace por medio de un
separador de sincronismo el cual extrae la frecuencia
horizontal de la señal de video que maneja un PLL, este
controla la frecuencia y la fase de la señal de piloto y
por ultimo un control
automático de ganancia (AGC) controla que el nivel de
salida permanezca estable. - La función del codificador estéreo es
generar la banda-base compuesta de la señal a trasmitir,
la cual está formada por la banda base L+R, el subcanal
L-R y la señal piloto Fh. Utilizando un multiplicador
analógico altamente lineal, la señal L-R es
multiplicada por la señal 2Fh para generar el subcanal
con portadora suprimida. - Este modulo es un recortador de protección de
la banda base compuesta, el cual elimina los sobrepicos
introducidos por los filtros muy abruptos, requeridos por las
recomendaciones de la norma BTSC. Sino se controla estos
sobrepicos puede sobrecargar y/o desestabilizar a los
excitadores del transmisor. - Este circuito sirve para decodificar la señal
consta de una red de preenfasis de
75m s, el
decodificador dBx y la matriz de
precisión, con lo cual se tienen a la salida las
señales L y R decodificadas.
Funcionamiento del sistema NICAM 728
Opera efectuando un muestreo alternado, entre las
señales L y R a una frecuencia de 32KHz, con una
resolución de 14 bits/muestra. Para la
transmisión, esta resultante es comprimida a 10 bits
mediante una técnica conocida como NIC (Near
Instantaneous Companding). Para que este sistema opere
correctamente , la señal de audio digitalizada debe ser
trasmitida con un código que le informe al
receptor como ha sido comprimida la señal.
Esta información se denomina código de factor de
escala (Scale Factor Code) y es una palabra de 3 bits que
incorpora alguna función de protección de
errores.
Los datos digitales son mandados en cuadros de 728 bits, de los
cuales 704 corresponden a la señal de audio y 24 a la
señal de control y datos. La capacidad de
transmisión es de 728 Kbit/s, por lo tanto cada cuadro
dura 1ms.
Con 2 bits se determina la fase de la portadora. Este puede tomar
4 estados separados 90 grados. Cada bit desplaza la fase de la
portadora una cantidad determinada, con la referencia al estado estable
previo (modulación DQPSK).
Se busca con este desarrollo,
obtener imágenes
de televisión con relieve.
Se parte de la necesidad de 2 imágenes: una derecha y otra
izquierda, captadas desde distintos ángulos de
visión para conformar una sensación
volumétrica, como si se tratara de la visión
formada por ambos ojos.
Se han seguido 4 tendencias tecnológicas
distintas:
- Captación de la escena mediante 2
cámaras, la que dan origen a 2 imágenes
correspondientes a 2 puntos distintos de visión
(equivalente al mecanismo de percepción por el ojo
derecho y el ojo izquierdo). - Captación de una escena con una única
cámara, la que posee un sistema óptico especial
que permite obtener 2 imágenes distintas y simultaneas,
derecha e izquierda. - Transmisión secuencial de imagenes derecha e
izquierda, obtenidas con el empleo de obturadores
optoelectronicos. - Transmisión simultanea de imágenes
derecha e izquierda a través de un canal con ancho
normal de la banda ocupada por el video.
Los mayores inconvenientes con que se encontraron los
desarrolladores son los concernientes a la compatibilidad: que la
s imagenes sean trasmitidas por un canal tradicional y puedan ser
recibida en un televisor ya existente.
Si se capta la escena de acuerdo a la primera técnica
enumerada, mediante 2 cámaras y cada una de ellas alimenta
un canal cromático primario o combinación de 2 de
una señal tradicional, se tendría la posibilidad de
enviar 2 imágenes diferentes a través de un canal
de emisión tradicional. Esta forma de lograr
imágenes estereoscópicas es antiguamente conocida y
se aplico varias veces a la cinematografía.
La salida de la cámara 1 existe el amplificador rojo y la
de la cámara 2 la combinación verde+azul,
resultando esto en una imagen borrosa a ojo desnudo pero con
sensación de 3D si se observa con unos anteojos con
respectivos filtros de rojo y ciano. Es una solución
económica, pero no cumple con la condición de
compatibilidad óptica.
Este método fue mejorado para TV lograndose ver una imagen
en 3D con anteojos y una 2D sin ellos, pero no convenció
totalmente.
La NASA patrocinó un método secuencial que no
resulto ópticamente compatible.
Hay que destacar que todos los sistemas de
mezcla binocular presentan anomalías con relacion a los
detalles que resultan en una inestabilidad que provoca perdida de
definición, derivando en cansancio y molestias por
parpadeo.
Otra solución, con mayor posibilidad de éxito
consiste en la utilización de un receptor con
estrías verticales, que van dirigiendo la imagen
pertinente a cada ojo, pero tiene el escollo de la
ubicación del observador.
Si bien países como Japón, Francia y
Australia comenzaron con transmisiones de prueba de TV 3D,
ninguno ha logrado una calidad notable,
no obstante, esta nueva posibilidad podría ser un hecho
cotidiano a mediano plazo, pues es tema de interés de
muchas empresas.
Casi simultaneamente con el comienzo de la TV por cable,
se comenzaron a desarrollar sistemas radioelectricos con el
objetivo de
establecer redes
inalámbricas capaces de competir con menor costo que los
demandados por la red filar.
En 1983, en los EEUU nace el sistema de distribución
multipunto multicanal (MMDS) que operaba en la región
espectral entre los 2.596 y 2.644 GHz. Quedo bautizado como
Videocable inalámbrico por la jerga especializada.
Permite asignar hasta 30 canales de 6 Mhz con posibilidad de un
servicio bidireccional interactivo, con un canal de respuesta
vocal para cada uno de los mismos. La potencia
necesaria para la trasmision eficiente y eficaz en esta banda es
relativamente baja, en promedio 100W. Sin embargo en EEUU existen
casos de trasmisores entre 1W y 1KW.
La mayoría de los trasmisores comercializados poseen en
las etapas de salida válvulas de potencia, pero se
están lanzando los equipos de estado sólido.
El equipo transmisor se conecta al irradiante a través de
una guía de onda de bajas perdidas o líneas
coaxiales especiales para UHF. El sistema de antena transmisora
se configura de tal forma como para lograr un diagrama de
radiación omnidireccional.
El terminal receptor consta de una pequeña antena (
interior monopolo aro de Lenz o exterior dipolo con reflector
troncoparabolico) los que trasducen la señal al conversor
que es el encargado de realizar la convolucion espectral a fin de
llevar la información a una banda apta para ser procesada
con un receptor común de television.
Dado el exiguo rendimiento de trasduccion del elemento captor, es
necesario amplificar la señal inducida en el receptor
previo al heterodinaje; al hacer esto, con circuitos de gran
ancho de banda hay que cuidar la adaptación de
impedancias.
El resto del equipo se completa con un mezclador, un amplificador
de FI y un modem de video
y audio, lográndose en los terminales de salida una
señal televisiva en un canal de VHF (el 3 o 4). Este
servicio es tanto aplicable para la difusión de programas de
entretenimientos como para los fines educativos.
En la Argentina, este
servicio recibe el nombre de circuito cerrado comunitario de TV
por suscripción (CCTVS) mediante vinculo radioelectrico,
cuyas emisiones quedaron reglamentadas a partir de 12/6/1990 como
servicio complementario de radiodifusión con el objeto de
difusión entre una estación transmisora fija y 2 o
más estaciones receptoras, destinados exclusivamente a los
abonados suscriptos al mismo, efectuada mediante vinculo
radioelectrico en la banda efectiva de 2500 a 2686MHz. La banda
queda distribuida en 31 canales.
Originariamente se establecieron 4 categorías
para las estaciones del CCTVS:
- Principal.
- Secundaria.
- Menor.
- Local.
Los trasmisores de CCTVS según la normativa,
pueden operar con una potencia pico máxima de 100W para la
señal de video y un valor máximo de potencia media
de 10W para la señal de audio.
El equipo necesario para recibir estas señales en
la región de las microondas
consiste en una antena receptora, un conversor descendente y un
eventual decodificador
El conversor descendente provee la convolucion frecuencial
necesaria para que un receptor común o VCR capte en forma
directa las señales después del cambio de banda
producido. Debido a las frecuencias involucradas en este sistema,
el mismo pertenece al tipo denominado de línea de vista,
típico de los sistemas con frecuencias superiores a los 30
MHz. Esto exige un trayecto libre entre antenas para un
correcto funcionamiento del sistema. Se deduce que se compromete
la recepción severamente si la relacion C/N cae por debajo
del valor mínimo indicado por el fabricante (alrededor de
37dB).
A fines de 1997 en los EEUU se autorizaron transmisiones
experimentales del servicio de distribución multipunto
local conocido como LMDS (Local Multipoint Distribution Service)
en 286GHz.
En Argentina se hicieron estudios para evaluar la factibilidad de
emplear bandas superiores a los 276GHz para la
radiodifusión de television mediante un sistema terrenal
de tipo celular. Debido a la atenuación por camino en el
espacio libre aparece un limite de 5Km por lo cual, la
técnica celular provee ventajas como sucede en el caso de
telefonía móvil. Aunque el estudio dictamina como
propicio el uso para television, solo se permite el uso de
telefonía por ahora.
6- Servicio
complementario Teletexto
En 1992 la Union europea de Radiodifusión (UER)
publico un documento donde especifica un nuevo servicio
complementario de television, denominado teletexto o videografia
radiodifundida.
El objetivo primario buscado es trasmitir textos
alfanuméricos y/o material gráfico.
En primera instancia, un par de décadas atrás, ya
se había pensado en trasmitir por la red telefónica
publica conmutada u otras redes filoguiadas, a los que
se llamo teletex y videotex.
También se empezaron ensayos para
la radiodifusión, surgiendo como ideal el empleo de un
receptor de TV modificado como terminal de presentación.
Así surgieron los sistemas llamados Teletext y
Videotext.
Tanto en Teletex como Teletext, la trasmision se efectúa
en forma unidireccional. En cambio, en Videotex y Videotext
permiten la interactividad por ser bidireccionales.
En particular, el sistema normalizado para la teledifusión
corresponde al grupo Teletext
y en castellano se le
llamo Teletexto. Se trata de un servicio de radiodifusión
de datos digitales, los que pueden ser trasmitidos como parte
integrante de la estructura
preexistente, de una señal de video analógica o
bien empleando novedosos métodos de modulación
digital.
Para la radiodifusión de los datos del Teletexto se ha
adoptado como modelo de
referencia el descripto en la norma ISO 7498 del
año 1984, para la interconexión de los sistemas
abiertos (OSI) que
establece 7 niveles jerárquicos o capas.
En la mayoría de los servicios Teletext que cumplen con la
normativa, se ha dispuesto que la trasmision de datos se
efectúe durante el intervalo de borrado vertical; en ellos
las líneas reservadas para esta aplicación son: 7 a
22 y 320 a 335, con una tasa de bits igual a 444 veces la
frecuencia nominal del barrido horizontal, es decir 6.9375 Mbit/s
con una tolerancia de +/-
25ppm.
El contenido de datos en cada línea, incluida la secuencia
de sincronismo de bits, es de 360 bits agrupados en 45 bytes de 8
bits cada uno. La codificación de los datos adoptada es la
NRZ binario (no retorno a cero). Los niveles normalizados para la
señal de datos son:
- Nivel 1: nivel de supresión (negro) +/-
2% - Nivel 0: 66 +/- 6% de la diferencia entre el pico de
blanco y el nivel de negro.
En sistema de videocable con canales vacantes se puede
ampliar la trasmision a la totalidad de las líneas (trama
completa) logrando una velocidad
efectiva de la presentación de los datos en la pantalla
del receptor, ya que así los datos se envían
continuamente.
Título: mejoras en el sistema de
television
Categoría: tecnología
Resumen: descripcion de
las mejoras implementadas en el sistema de telvision clasico,
desde sus comienzos, hasta el dia de hoy, nuevos
servicios
Palabras claves: servicio de television codificada,
television estereofonica, television estereoscopica, MMDS, LMDS,
teletexto.
Trabajo de investigación de:
R.G. Bosco
Ing. Electrónico
Buenos
Aires
Argentina