Como la televisión de alta definición se transmite digitalmente, permite enviar una señal prácticamente sin interferencias. Las estaciones de televisión podrán ofrecer una transmisión de imágenes y sonido digital (Dolby) con calidad de cine, junto con varias características mejoradas.
La televisión digital es una tecnología más flexible y eficiente que el sistema analógico actual. En el mismo ancho de banda en que una televisora proporciona un canal de programación analógico, puede proporcionar un programa de alta definición (HDTV) o varios programas de definición estándar simultáneamente. Se llama multitransmisión al flujo de varios programas en un solo canal de transmisión. El número de programas que una estación puede enviar en un solo canal digital depende del nivel de detalle de la imagen, también conocido como resolución que se desea para cada flujo de programación. Una estación de televisión también puede usar la DTV para proporcionar servicios de interactividad y transmisión de datos que no son posibles de lograr con la tecnología analógica.
La HDTV es un tipo de servicio de DTV. La HDTV proporciona programación de alta resolución en un formato de pantalla ancha. Una imagen normal de TV analógica está integrada por 480 líneas horizontales y una imagen de HDTV por 1080 líneas que permiten una resolución impresionante de la imagen. Los programas de la HDTV pueden incluir sonido digital Dolby.
Para recibir las señales remotas de televisión digital se requiere una antena y un receptor especial que pueda decodificar las señales digitales. En general, una antena que tenga una recepción de calidad de las señales remotas analógicas de TV servirá para recibir las señales digitales.
Para otro caso, los proveedores de señales de TV vía satélite y algunos sistemas de transmisión por cable ofrecen programas para TV digital. Los abonados al servicio de televisión por satélite o cable necesitan un nuevo receptor para DTV y equipo adicional especial para recibir la programación digital. Para el caso de televisión por satélite es necesaria una antena parabólica.
8.1.1. El transmisor
El siguente dibujo es un diagrama a bloques para un transmisor digital OTA (over the air, a través del aire), es decir emplea ondas electromagnéticas.
Las etapas del transmisor para Televisión digital se enlistan a continuación:
8.1.1.1. Sincronía de cuadro
La señal HDTV entra al sincronizador de cuadros el cual alinea la secuencia de datos en bytes. Esta cadena alimentada la cual consta de 19.39Mbps está compuesta por 188 bytes que incluyen 1 byte de sincronía y 187 bytes de data que representan la parte útil de la carga.
8.1.1.2. Aleatorizador de datos
Esta cadena pasa a un aleatorizador de datos el cual asegura que los valores constantes de datos no existan en la cadena. Esto se hace para que no haya uniformidad en el espectro causando interferencia por parte de la transmisión en los demás canales.
8.1.1.3. Codificador REED-SOLOMON
Es una etapa de corrección de errores. Esta etapa toma los 187 bytes de un paquete de datos MPEG 2 y los manipula matemáticamente creando luego un octeto digital el cual posee ahora 20 bytes adicionales los cuales son conocidos como bytes de paridad Reed–Solomon.
8.1.1.4. Desorden de datos
El intercalado de datos corrige futuros errores al originar ráfagas. El proceso de codificación de trellis, incrementa la señal de entrada doblando los valores de datos. Cada bloque de 208 bytes es convertida en 832 palabras de 2 bits.
8.1.1.5. Sincronización e inserción de señal piloto
El siguiente paso dentro de la cadena del procesamiento de la señal es la inserción de varias señales que ayudan al receptor a localizar y demodular con precisión la señal de RF transmitida. Estas son la señal piloto, segmento de sincronía y campo de sincronización. La señal piloto y la señal de sincronía se insertan después de las etapas de aleatorización y codificación de errores pero sin destruir las relaciones de tiempo y amplitud que estas señales deben poseer para ser eficaz.
8-VSB emplea una señal de sincronía que permite al receptor engancharse a la señal entrante y empezar a decodificar, incluso en la presencia niveles de ruido altos.
La señal piloto. Simplemente antes de la modulación, una pequeña CD es aplicada a la señal banda base 8-VSB (la cual está centrada en cero volts sin la componente de CD).
Las otras señales de ayuda, son las señales ATSC de segmento de sincronía y campo de sincronía. En ATSC un segmento de datos comprende 207 bytes entrelazado en un paquete de datos. Después del codificador Trellis, nuestro segmento de datos de 207 bytes ha sido expandido fuera del flujo de la banda base de 828 símbolos de 8 niveles. El segmento de sincronía es un pulso de 4 símbolos que se agrega al inicio de cada segmento de datos y remplazan los primeros bytes (paquete de sincronización) del paquete original de MPEG2.
En la recepción la señal de sincronización es usada para regenerar el sistema de reloj y muestrear la señal recibida. Debido a su frecuencia alta en la recepción, el nivel de señal balanceado y la larga duración el segmento de sincronía es fácil de detectar. Como 65 resultado, se tiene una precisa recuperación de la señal de reloj aun con la presencia de ruido e interferencia. Este robusto sistema de sincronización junto con la señal piloto ATSC permite al receptor rápidamente engancharse a la señal luego de los cambios de canal y después de otras condiciones transitorias.
Un campo de sincronización ATSC es un segmento de datos entero que es repetido una vez por campo (24.2 milisegundos). El campo de sincronización ATSC tiene un patrón de símbolos de pulsos positivo-negativo y es usado por el receptor para eliminar señales fantasmas causadas por una pobre recepción. Esto es ocasionado por la comparación entre el campo de sincronía con errores recibidos contra el campo de sincronía conocido antes de la transmisión. Los vectores de error resultantes se usan para ajustar el receptor y eliminar los fantasmas. Como el segmento de sincronización, el nivel de señal balanceado y la naturaleza repetitiva son características presentes en los campos de sincronización se tiene una satisfactoria recepción a pesar de los niveles de ruido e interferencia.
8.1.1.6. Modulación 8 – VSB
Recibe este nombre ya que el sistema de modulación es el denominado 8-VSB (8 Level - Vestigial Side Band) que sería banda lateral vestigial modulada a 8 niveles. 8-VSB es un formato estándar de modulación de radiofrecuencia (RF) seleccionado por el Comité de Sistemas de Televisión Avanzada (ATSC) para la transmisión de televisión digital para los abonados en los Estados Unidos y otros países. En Estados Unidos, este estándar esta especificado por la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) para la transmisión de televisión digital. Nuestra señal en banda base ya con la inserción de sincronía y la componente de CD piloto, es entonces modulada en amplitud en una frecuencia portadora intermedia (IF) Esto origina dos bandas laterales sobre la frecuencia portadora. Pero el ancho de banda ocupado por esta señal de frecuencia intermedia es demasiado ancha para ser transmitida en el canal asignado de 6Mhz. Afortunadamente se puede filtrar sin destruir la información.
8.1.1.7. Etapas de RF
La frecuencia intermedia es convertida a un canal en la banda de VHF o UHF a través de una etapa de circuitos Oscilador – Mezclador – Filtro. La señal de RF es después amplificada por el transmisor de potencia, el último punto en el transmisor es la antena.
8.1.2. Receptor
El ATSC no especifica requerimientos para los receptores. Sin embargo, el FCC ha dado una recomendación especificando que todos los receptores deben ser capaces de decodificar el audio, video y señales auxiliares especificadas en los documentos estándares del ATSC. La funcionalidad de recibir múltiples servicios puede ser implementada con receptores o adaptadores set-top para convertir señales digitales ATSC a señales análogas NTSC o señales S-Video.
El receptor ATSC invierte las funciones de la transmisión RF y luego de descomprimir y decodificar, genera video y audio conforme al formato del la pantalla y las condiciones de audio escogidas.
8.1.2.1. Características del receptor de video
Para simplificar diseños, los receptores de TV no despliegan formatos diferentes. Pueden construirse de acuerdo a su formato nativo que puedes ser 1920X1080, 1280X720 o 720X480. Estudios revelan que para poder presentar una imagen HDTV es necesario tener una pantalla de más de 28 pulgadas.
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