martes, 1 de diciembre de 2009

Qué es la TV Digital Terrestre (TDT)

Televisión Digital Terrestre o TDT es la transmisión de imágenes en movimiento y su sonido asociado (televisión) mediante una señal digital (codificación binaria) y a través de una red de repetidores terrestres.

La codificación digital de la información aporta diversas ventajas. Entre ellas cabe destacar en primer lugar, la posibilidad de comprimir la señal, lo que implica que ésta requiere un ancho de banda menor para su transmisión. Como resultado, se puede efectuar un uso más eficiente del espectro radioeléctrico. Tras proceder a su multiplexación, se pueden emitir más canales - que en sistema digital pasan a denominarse "programas digitales" - en el espacio antes empleado por uno, denominado ahora "canal múltiple digital" o "múltiplex". El número de programas transmitidos en cada canal múltiple dependerá del ratio de compresión empleado. Por otro lado, se puede dedicar el espectro sobrante para otros usos. La compresión también ha hecho viable la emisión de señales de televisión en alta definición (HD o High Definition en inglés), que requieren un ancho de banda mayor que la de definición estándar (SD).

La segunda ventaja aportada por la codificación digital es una mejora de la calidad de la imagen y el sonido en el momento de la recepción. Puesto que ambos están codificados de manera digital, es decir de manera lógica, y no de manera proporcional a las fuentes de información inicial (televisión analógica), cuando se produce alguna distorsión en la señal, lo que afectaría a la calidad de la recepción, aquella puede ser corregida por el receptor. Éste identifica el error en la señal y lo subsana. Ello se traduce en una mejor calidad. Conviene mencionar que la señal digital no es más robusta que la analógica, es decir, no es más resistente a posibles interferencias. Ambas son señales electromagnéticas, de la misma naturaleza, y susceptibles de ser distorsionadas por campos eléctricos o magnéticos, por las condiciones metereológicas, etc. La diferencia, como se ha expuesto, radica en la manera de codificar la información. La codificación digital sigue algoritmos lógicos que permiten posteriormente identificar y corregir errores.

La transmisión de TDT se realiza siguiendo los parámetros técnicos establecidos por diferentes estándares tecnológicos. Existen varios y su uso por parte de los estados responde a su capacidad para crear estándares, a su ubicación geográfica y a su pertenencia a la esfera de influencia de los estados creadores de estándares. Así, el ATSC estadounidense es empleado, entre otros, en Estados Unidos, México, Canadá, Honduras, El Salvador y Corea del Sur. El estándar japonés ISDB-T se utiliza en Japón, Brasil, Perú, Argentina, Chile y Venezuela. El DVB-T europeo se emplea en la Unión Europea, Australia, Sudáfrica, Namibia, Uruguay, Panamá y Colombia. En China se usa el DTMB (antes denominado DSM-T/HDSM).

Mayor calidad de imagen y sonido

La calidad de la imagen y el sonido en la Televisión Digital Terrestre (TDT) se divide en dos importantes categorías:

La televisión estándar SDTV (Standard Definition Television), que tiene una resolución de 576 líneas horizontales, y

La televisión de alta definición HDTV (High Definition Television con una resolución superior que puede llegar hasta las 720 en modo progresivo o 1080 líneas en modo entrelazado.

Sin embargo, la TDT tiene las mismas líneas que el estándar SD de emisión analógica PAL-B, 576 horizontales que se utilizan desde hace más de 50 años. Incluso hay canales con un bajo bitrate inferior a los DVD, otros con menor resolución que PAL y unos con incluso 64 Kbps de bitrate en el audio, inferior a un MP3 de baja calidad. Ser digital no garantiza calidad, depende de la codificación usada por cada canal.

La TDT HD soporta 720 líneas, siendo necesario el estándar H.264 (derivado del MPEG-4) en vez del MPEG-2 utilizado este normalmente en TDT. Las HDTV con HD en MPEG-2 no son compatibles.

Ciertos sintonizadores soportan hasta 1080 líneas entrelazadas en TDT HD con MPEG-2 y DVB-T, pero hay que remarcar que la TDT HD con 1080 líneas entrelezadas o progresivas sólo se visualizará en sintonizadores compatibles con la segunda versión de TDT, el estándar DVB-T 2.

La transmisión terrestre de televisión se ve afectada por dispersión de energía, zonas de sombra y reflexiones que provocan ecos. En transmisión analógica esos problemas se manifiestan como nieve, ruido en la imagen, dobles imágenes, colores deficientes y sonido de baja calidad. En trasmisión digital, al haberse codificado la señal de manera lógica y no proporcional, el receptor puede corregir, hasta cierto punto, las distorsiones provocadas por interferencias. No obstante, cuando el receptor no es capaz de subsanar ciertos errores - ello puede ocurrir cuando la interferencia ha modificado substancialmente la señal - puede producirse la congelación de partes de la imagen o la interrupción del sonido. Cuando el nivel de error supera cierto límite, el receptor es incapaz de recomponer la señal. Es entonces cuando la pantalla ofrece una imagen en negro sin sonido. El hecho de que exista este límite de error determinado, y no una pérdida progresiva de la calidad (como era habitual en la transmisión analógica) se denomina abismo digital (digital cliff en inglés).

Puesto que en el ancho de banda empleado por un canal analógico ahora se pueden transmitir varios programas digitales, la emisión digital comporta un importante ahorro energético por canal. Ello implica una reducción de costes para los radiodifusores.

La imagen, sonido y datos asociados a una emisión de TDT se codifican digitalmente. Para ello, en resolución estándar, se suele emplear el estándar MPEG-2. También se puede emplear, entre otros, el estándar H.264, que al permitir un mayor ratio de compresión, es adecuado para las emisiones en alta definición o bien para incrementar el número de programas digitales incluidos en cada canal múltiple.

El problema de los ecos se ha solucionado aplicando, en el caso de DVB-T, la modulación COFDM.
En la TDT el flujo binario resultante de codificar la imagen, el sonido y los datos del programa se transmite mediante miles de portadoras entre las que se reparte la energía de radiación. Las portadoras mantienen una ortogonalidad, en el dominio de la frecuencia, su energía se sitúa en el cruce por cero de cualquier otra, lo que facilita la modulación.

Se divide el flujo de datos binarios en miles de sub-flujos de datos a muy baja velocidad y por tanto elevada duración de bit. Se emite durante un tiempo útil seguido de una parada o tiempo de guarda.

Durante el tiempo útil todos los transmisores están sincronizados y emiten en paralelo una parte de bits del flujo binario. De esta manera, en entornos urbanos, las interferencias no degradan sino que mejoran la potencia y relación señal-ruido de la señal recibida. Las posibles reflexiones o rebotes de la señal en obstáculos del entorno (p. ej. edificios) hacen que las señales se superpongan sumando potencia y mejorando la relación de señal a ruido.

Además, la codificación dispone de mecanismos para la detección y corrección de errores que mejoran la tasa de error en las señales recibidas en entornos especialmente desfavorables.

La compresión MPEG-2 utilizada es una compresión con pérdidas. Esto significa que antes de la emisión la calidad del audio y el vídeo en televisión digital puede ser inferior que en televisión analógica debido a las anomalías (artefactos) provocadas por la compresión. En cambio, la calidad relativa a la relación señal/ruido aumenta como ocurre entre un disco compacto y una cinta o casete.

Por lo tanto, lo que nos garantiza la televisión digital terrestre es una correcta recepción de la señal recibida, libre de perturbaciones provocadas por la transmisión. El efecto de una gran pérdida en la compresión por un ancho de banda escaso para la escena se puede comprobar en imágenes con gran cantidad de cambios de un fotograma al siguiente, como es el caso imágenes con lluvia o aspersores, polvo y tierra, pruebas deportivas o multitudes en movimiento como los encierros de San Fermín. En estas situaciones se pueden observar los bordes de los cuadrados en los que se divide la imagen para codificarla. Este problema es subsanable con el ancho de banda dinámico en el MUX, como se explica a continuación.

Mayor número de emisiones de televisión
La tecnología de televisión analógica actual sólo permite la transmisión de un único programa de televisión por cada canal UHF (ya sea de 6MHz, 7Mhz u 8MHz de ancho de banda). Además los canales adyacentes al que tiene lugar una emisión han de estar libres para evitar las interferencias.
En segundo lugar la codificación digital de los programas permite que en el ancho de banda disponible en un solo canal UHF (unos 20 Mbps en la actual configuración de TDT en España) se puedan transmitir varios programas con calidad digital similar a la de un DVD. El número de programas simultáneos depende de la calidad de imagen y sonido deseadas, si bien en la actualidad es de cinco programas, con un uso habitual de cuatro, (lo cual da una buena calidad en imágenes con movimientos lentos, si bien en escenas de más acción se pueden apreciar fácilmente zonas de la imagen distorsionadas, que reciben el nombre de artefactos (anomalías) (artifacts, en inglés) debidas a la codificación digital MPEG-2 de baja velocidad). Sin embargo, la gran flexibilidad de la codificación MPEG-2 permite cambiar estos parámetros en cualquier momento, de manera transparente a los usuarios. El bloque de cuatro o cinco canales de emisión que se emite por un canal habitual de UHF recibe el nombre de MUX (múltiplex). El flujo binario del MUX es la multiplexación de los canales que lo componen. La relación de flujo de cada canal multiplexado se puede regular a voluntad, lo que es equivalente a regular la calidad de los mismos. Se puede asignar un flujo alto a una película o un evento deportivo de pago detrayendo flujo de los otros canales que componen el MUX y pueden ser de emisión abierta. Como el flujo depende del contenido de la imagen, muchas variaciones o mucho detalle de una imagen producen más flujo el aprovechamiento óptimo del MUX, cuando todos sus componentes tienen la misma importancia comercial, se realiza mediante un control estadístico del flujo. Un sistema inteligente estima el flujo de cada canal que compone en MUX en cada momento y va asignando mayor o menor ancho de banda según la necesidad detectada. Lógicamente, se puede determinar, canal por canal, un ancho de banda mínimo como se ha comentado anteriormente.
Mayor flexibilidad de las emisiones y servicios adicionales


En cada canal de radio se emite un único flujo MPEG-2, que puede contener un número arbitrario de flujos de vídeo, audio y datos. Aunque varios operadores compartan el uso de un canal multiplexado (múltiplex), cada uno puede gestionar el ancho de banda que le corresponde para ofrecer los contenidos que desee. Puede (por ejemplo) emitir un flujo de vídeo, dos de audio (por ejemplo, en dos idiomas a la vez), varios de datos (subtítulos en tres idiomas, subtítulos para sordos, en un partido información con las estadísticas de los jugadores, o en una carrera automovilística información de tiempos y posiciones, etc.).

El aprovechamiento de toda esta información por parte del usuario es posible gracias a las diversas aplicaciones de que dispone el receptor TDT. Cada operador podrá desarrollar las aplicaciones que proporcionen los servicios deseados a sus clientes, y éstas se instalarán en el receptor TDT para dar acceso a dichos servicios.

Una de estas aplicaciones es la EPG (Electronic Program Guide), o guía electrónica de programas, que permitirá al usuario ver la información sobre programas de las emisoras (y horarios), eventualmentele dará la posibilidad (según la complejidad del receptor) de programar la grabación de programas, ver la descripción de los mismos, actores, etc.

Fuente: Wikipedia
Para una actualización de la situación de los países respecto de la TDT se puede visitar esta página:
http://es.dtvstatus.net/

1 comentarios:

lucas dijo...

Hola, muy interesante la explicación técnica de la TDT. Espero que los actuales receptores de TDT nos permitan aprovechar todas las posibilidades. Me informé en el foro de Tdtprofesional para decidir qué receptor de TDT me sería más útil. Al final opté por un receptor completo, adaptado a la TDT y grabador, de la marca Optex.
Saludos!

 
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