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INGENIERÍA ELECTRICA
TELEVISION DIGITAL VÍA SATÉLITE
INTRODUCCIÓN
La televisión digital es aquella en la cual se transmite, recibe y procesa señales
de audio y video de manera discreta (1s y 0s), en contraste con la forma
continua usada por la TV analógica.
VENTAJAS DE LA TELEVISIÓN VÍA SATÉLITE






Desaparece el factor a distancia.
Gran área de cobertura.
Gran oferta de canales.
Flexibilidad (un mismo satélite puede trabajar con varias normas).
Bajo coste de explotación.
Gran fiabilidad del sistema.
DESVENTAJAS DE LA TELEVISIÓN VÍA SATÉLITE
 El costo de equipo de recepción, que recae en el usuario.
 Dificultad en algunos casos de la instalación de la antena.
 Elevada inversión inicial o la imposibilidad de reparar averías en el
satélite. Ambos son inconvenientes que no influyen directamente en el
usuario, sino en el gestor del satélite.
MARCELO ALTAMIRANO
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La implantación de la TV Digital, facilita la incorporación de sistemas de
encriptado de la señal que obliga el uso de equipos de decodificación de señal,
normalmente de pago.
Hoy en día existen dos grandes grupos de estándares para la transmisión de TV
Digital.
Uno es europeo y se llama DVB (Digital Video Broadcasting), y el otro es
estadounidense y se llama ATSC (Advanced Television Systems Committee).
LA SITUACIÓN EN TODO EL MUNDO RESPECTO A LA ADOPCIÓN DE
ESTÁNDARES DE TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN DIGITAL ES LA SIGUIENTE:
Básicamente, un sistema de transmisión digital vía satélite se compone de tres
elementos fundamentales:
 La estación terrena emisora.
 El satélite.
 La estación terrena receptora.
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EL ESTÁNDAR DVB-S.
El sistema europeo DVB (Digital Video Broadcasting) regula la transmisión de
televisión digital. Nos centraremos en la parte referente a la TV digital vía satélite,
DVB-S.
Este grupo tomo como formato para comprimir la información digital el MPEG2, que es el utilizado en los reproductores de DVD, y creo un estándar
denominado DVB que define como adaptar esta señal comprimida para ser
utilizada en el medio de transmisión.
- DVB- Satélite (DVB-S)
El sistema DVB-S (Digital Video Broadcasting by Satellite) permite un
espectacular incremento de la capacidad de transmisión de programas de
televisión digital vía satélite utilizando las técnicas de compresión de video
basadas en el estándar MPEG-2 para la codificación de fuente y multiplexación.
La única variación entre este estándar y los otros dos propuestos por el DVB
(cable y radiodifusión terrestre), es el tipo de modulación y la codificación de
canal empleadas. Para transmisiones vía satélite se adopta la codificación
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), con un flujo binario variable
de 18,4 a 48,4 Mbits/s.
- DVB-S: Modulación QPSK (Satélite)
El estándar DVB también tiene definidos sistemas para poder detectar y en caso
de necesidad corregir posibles errores de transmisión-recepción de la señal.
- Codificación Viterbi (codificador de errores convolucional).
PARAMETROS DE EL ESTANDAR DVB-S (SATELITAL)
Codificación de Video
Codificación de audio
Cod. Errores Externo
Entrelazado
Cod. Errores Interno
Modulación
BW Canal
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DVB-S
MPEG-2
MPEG-1 (capa2)
Reed- Solomon
Sí
Codificación convolucional
QPSK
27-36Mhz
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SISTEMA DE TRANSMISIÓN DVB-S
Características:

Bloques comunes en el estándar DVB:
o Codificación señal fuente MPEG-2
o Algoritmo para realizar la dispersión de energía
o Protección contra errores de código de bloque (RS 204, 188)
o Entrelazado (interleaving con profundidad de 12 bytes)
o Codificador convolucional de Viterbi

Bloque característico del estándar DVB-S:
o No se realiza entrelazado interno (a nivel de bit)
o Filtrado de Nyquist con roll-off del 35% (BW=B*1,35)
o Modulación QPSK
Filtro Nyquist:


Es necesario filtrar la señal digital (pulsos cuadrados) con un filtro paso
bajo para limitar el ancho de banda.
Para atenuar la interferencia entre símbolos, se aplica un filtro coseno
alzado, caracterizado por un factor de roll-off.
Modulación QPSK:

Apropiada para medios de propagación con gran atenuación.
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
Tiene en cuenta la limitación en potencia del transmisor del satélite.

Robusta frente al ruido atmosférico (la información está contenida en la
fase, no en la amplitud de la portadora).

Requiere un ancho de banda relativamente alto, pero esto no es un
inconveniente en sistemas de transmisión vía satélite.
La figura siguiente representa un esquema simplificado de un
codificador DVB-S.
Aleatorización (inversión del byte de sincronismo y aleatorización de los datos)
El código fuente MPEG-2 está organizado en paquetes con una longitud de 188
bytes (4de cabecera + 184 de datos). Esta aleatorización busca asegurar
transiciones entre los dos estados lógicos por tal que el reloj del descodificador
se pueda sincronizar fácilmente y además reducir las interferencias. Este
proceso de aleatorización ha de estar activo incluso cuando en la entrada del
modulador no hay señal: esto evita la emisión de una portadora sin modular.
El primer byte siempre es 47H.
CODIFICACIÓN REED-SOLOMON
Esta codificación busca obtener protección del paquete de datos en frente de
errores en la transmisión. Una vez aleatorizada la señal, esta se pasa por un
codificador Reed Solomon, que es de todos los códigos cíclicos el más óptimo
(máxima capacidad por corregir errores). Este código añade bits de
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redundancia a la información, de forma que el receptor, en función de estos
bits, es capaz de detectar si ha habido algún error y, en el supuesto de que
sea, corregirlo. En este proceso, a los 188 bytes el codificador añade 16 bytes
de redundancia de forma que a la salida hay 204 bytes.
Esta capacidad de corrección es posible siempre y cuando el número de errores
no sea muy elevado. Con este sistema se puede conseguir corregir errores de
hasta 8 bytes.
ENTRELAZADO
La función de entrelazado (interleaver convolucional) es desordenar los bytes
en origen y volverlos a reordenar en recepción, de forma que cualquier ráfaga
de errores producida en el canal de transmisión quedará repartida en el
receptor. En el receptor, cuando se reorganizan los bits, los datos perdidos se
pueden recuperar con las técnicas de corrección de errores. La figura siguiente
muestra el principio de funcionamiento del entrelazado.
El entrelazado (Interleaving), permite recuperar hasta 20 bytes de error.
CODIFICADOR DE VITERBI
En DVB-S se añade un mecanismo de corrección contra errores basado en un
código convolucional. Un código convolucional 1/2 quiere decir que de cada bit
de entrada al codificador, salen dos (redundancia del 50%). En recepción, el
descodificador convolucional se basará en el algoritmo de Viterbi.
Este sistema se puede adecuar a otros códigos: 2/3, 3/4, 5/6, 7/8. La manera
de especificar las características del codificador de Viterbi es mediante el FEC
(Forward Error Correction). Por ejemplo, un FEC de 3/4.
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El codificador de Viterbi, a diferencia del codificador Reed-Solomon, garantiza
protección a nivel de bit.
MOLDEADO DE LA BANDA BASE
La señal resultante de todo el proceso de codificación DVB-S se debe preparar
parar enviar el flujo de bits al modulador. Entre otros se extraen los símbolos
(agrupaciones de bits) que serán entregados al modulador. La velocidad se
especifica en baudios (símbolos/seg) y no en bps (bits/seg). También se
garantiza una distancia (en tiempo) entre los diferentes símbolos, de forma que
se evita la interferencia entre símbolos (ISI).
Además, se realiza el filtrado de la señal resultante (filtrado de Nyquist) que
disminuye el ancho de banda necesario para la transmisión final.
MODULACIÓN QPSK
La principal limitación de las comunicaciones satélite es la distancia, por el que
es necesario utilizar una modulación que no utilice la modulación en amplitud
de su portadora. La modulación escogida en este caso es QPSK, dónde se
modula en fase una única portadora.
Ejemplo
La modulación QPSK se basa en la utilización de dos portadoras (de la
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misma frecuencia pero desfasadas 90º) que son moduladas por dos
señales digitales. Como que la frecuencia de las dos portadoras es la
misma, realmente se trata de una única portadora.
La constelación de las señales QPSK es la que se muestra a la figura.
Estos tipos de modulación, dónde la información viaja en la fase de la
señal, presentan una fuerte robustez frente de las atenuaciones.
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