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La Televisión Digital y la regionalización de contenidos

TDT

La Televisión Digital Terrestre (TDT) está siendo implantada a marchas forzadas en muchos países europeos, Japón y Estados Unidos, debido a que el apagón analógico se producirá en los próximos años. Sólo algunos países como Luxemburgo, Países Bajos, Finlandia, Andorra, Suiza y Suecia, han completado hasta el momento dicho apagón analógico.
Aunque los estándares de televisión digital han demostrado su fiabilidad, aún quedan sin resolver ciertas cuestiones, como la inserción de contenido regional o local, que no han sido totalmente solucionadas técnicamente, o si lo han sido, no se han implantado masivamente.
La televisión digital ha sido implementada en más de 30 países, en la mayoría de ellos en coexistencia con la televisión analógica, y más de 100 países han previsto su implementación en los próximos años.
La digitalización de la transmisión de señales (incluyendo vídeo), no es nada novedoso, y sin embargo está teniendo dificultades en ser aplicada en la televisión digital. Como ejemplo, la transmisión de señales de vídeo por satélite se realiza en digital mediante un estándar común internacional (DVB-s, y recientemente DVB-s2) desde hace más de 10 años. Este no es el caso de la televisión que llega a nuestras casas, que todavía sigue siendo en analógico (y digital en zonas de cobertura TDT). Quizás uno de los motivos del retardo de implantación de la televisión digital sea el gran número de receptores de televisión que deben ser cambiados para pasar a digital.
Este artículo tratará de explicar al lector las bases del funcionamiento de la televisión digital, los estándares existentes, los desafíos para su implantación y el futuro en general de la televisión digital.

Televisión Digital Vs Televisión Analógica

La señal de vídeo/audio de la televisión tradicional analógica se transmite modulada en AM (en radio se transmite tanto en AM como en FM). En la televisión digital se transmiten bits, de forma similar al sistema de almacenamiento en CD. Dependiendo de la distancia con el transmisor, la señal se recibe o no se recibe. No hay un punto intermedio donde la señal se recibe de forma defectuosa.
Ventajas de la televisión digital:
–    Los errores producidos por el canal de transmisión pueden ser recuperados, al contrario que en televisión analógica, donde la señal se va degradando en la red de distribución.
–    La calidad de la señal de vídeo y audio es superior a la televisión analógica.
–    La compresión MPEG2 empleada en la televisión digital permite enviar muchos canales de televisión digital en el ancho de banda ocupado por un canal analógico (en 8 MHz que suele ocupar un canal analógico, se pueden transmitir entre 4 y 8 canales digitales).
–    Los operadores de red pueden aprovechar el espacio extra de ancho de banda para proporcionar nuevas funcionalidades, información sobre el programa difundido, selección de múltiples idiomas, servicios de texto, etc.
–    Capacidad de enviar canales en formato pantalla ancha (16×9).
–    Por último, la televisión digital permite enviar un canal de alta definición (High Definition TV – HDTV) en el ancho de banda ocupado por un canal analógico.
En cuanto a los inconvenientes, el principal impedimento para la implantación masiva de la TDT es que existen más de 2 billones de receptores en todo el mundo. Esto significa que si deseamos modificar la distribución de la televisión a los hogares, para comenzar a realizarlo en digital, bien los 2 billones de televisores deben ser cambiados, o bien cada uno de los televisores debe adecuarse con un adaptador digital/analógico. Hasta el momento, ninguna de las dos posibilidades parece ser aceptada por los usuarios, y por ello el escaso porcentaje de penetración en la población.

Funcionamiento de la TDT y el estándar DVB-T

De entre los estándares existentes para implementar soluciones de televisión digital, DVB-T (Digital Video Broadcast Terrestrial) es el estándar europeo, empleado no sólo en Europa sino también en gran parte del resto del mundo. Es un sistema de transmisión punto a multipunto sin canal de retorno. La tasa binaria es de entre 5 y 31 Mbps.
La recepción de la señal es robusta incluso en canales de transmisión dificultosos o en receptores en movimiento. Puede ser empleado para transportar todo tipo de datos. Se puede emplear en redes SFN (Single Frecuency Networks), donde existen varios transmisores que transmiten en la misma frecuencia, y por tanto deben estar perfectamente sincronizados para transmitir exactamente la misma información a la vez.
Un múltiplex DVB-T (conjunto de canales que se transmiten en la misma frecuencia) suele ocupar 8MHZ, aunque existen excepciones (7 MHz en Australia o 6 en Taiwán) dependiendo del país y la asignación del espectro radioeléctrico realizada.
DVB-T emplea modulación COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), donde un conjunto de portadoras ocupan el ancho de banda asignado, siendo cada portadora ortogonal a las demás para evitar interferencias entre ellas. Existen 3 modos dependiendo del número de portadoras (2K, 4K y 8K), siendo 4k usado únicamente en DVB-H (adaptación de DVB-T para la recepción en dispositivos móviles).
Para evitar las interferencias entre símbolos (ISI: Inter-Symbol Interference) debidas a los múltiples caminos de propagación, existe un intervalo de guarda, durante el cual el receptor no muestrea la señal recibida. Además este mecanismo permite la creación de redes SFN donde distintos transmisores transmiten en la misma frecuencia. La distancia máxima teórica entre dos transmisores se determina a partir del intervalo de guarda (Distancia máxima = 300000 Km/s * Intervalo de Guarda).
El efecto Doppler de desplazamiento de frecuencia debido a receptores en movimiento afecta en mayor medida cuanto menor es el espaciado entre las portadoras transmitidas en COFDM. Es por ello que cuando se emplea el modo 8k, al existir un número mayor de portadoras en el mismo ancho de banda, el efecto Doppler afecta más que cuando se emplea el modo 2k. El efecto Doppler es más intenso en redes SFN.
En DVB-T cada símbolo puede transportar más de un bit, empleando las siguientes modulaciones:
–    Modulación de Fase
–    Modulación en amplitud
–    Una combinación de estas dos tecnologías
Las constelaciones más utilizadas son:
–    QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)
–    16 QAM (16-estados Quadrature Amplitude Modulation)
–    64 QAM (64-estados Quadrature Amplitude Modulation)
Existen dos modos en los cuales pueden usarse las constelaciones indicadas: Modo jerárquico o modo no jerárquico.
El modo más habitual es el no jerárquico, donde cada múltiplex emplea una única constelación. En algunas redes se emplea el modo jerárquico, que consiste en dividir en canal RF en dos portadoras distintas:
–    Alta prioridad: para receptores con canal poco robusto, como el caso de receptores en movimiento. Se emplea una modulación robusta como QPSK.
–    Baja prioridad: para receptores con buena recepción. Se emplea una modulación que permite el envío de más datos (mayor tasa binaria de codificación).
Los receptores son capaces de seleccionar el modo alta o baja prioridad dependiendo de las condiciones del canal de recepción.
Para asegurar la robustez de la señal DVB-T, se emplean una serie de tecnologías que la aseguran:
– Aleatorización
– Codificación externa
– Interleaving externo
– Codificación interna
– Interleaving interno
– Interleaving de símbolos
En primer lugar, la señal se aleatoriza para que existan transiciones entre 0s y 1s. A continuación se añade código Reed-Solomon de 16 bytes a los paquetes MPEG-2 (TP: Transport Packets) de 188 bytes, lo que permite corregir 8 errores en cada paquete de 204 bytes. Después se realiza el interleaving, consistente en intercambiar bytes entre grupos de 12 TPs.
La codificación interna se conoce con el nombre de Viterbi. Añade redundancia a la señal, haciéndola más robusta a los errores. Originariamente los códigos Viterbi añaden un 100% de redundancia (código 1/2), pero la eficiencia puede ser incrementada empleando otros códigos con menos redundancia, hasta 7/8. Una vez aplicados los códigos Viterbi, se añade interleaving, dividiendo el streaming de bits en tantos streamings como bits haya por símbolo. El tamaño de bloque de interleaving es 126 bits.
Por último se añade el interleaving de símbolos, para evitar que bits adyacentes estén en frecuencias adyacentes. Esto añade un nuevo nivel de robustez contra las interferencias en frecuencias específicas.

La Televisión Digital – ¿Por qué no se implanta masivamente?

Hoy en día la televisión digital ha sido implantada o se está implantando en más de 100 países. Uno de los principales motivos para el empleo de la televisión digital es la posibilidad de enviar más canales de televisión en el mismo ancho de banda. La generación de contenidos de todo tipo está al orden del día, pero el espectro radioeléctrico no es infinito, y especialmente la banda más empleada para la difusión de televisión, la banda UHF, está siendo utilizada prácticamente al 100 % en la mayoría de los países desarrollados.
En la Unión Europea, la Comisión Europea fijó Mayo 2005 como fecha límite del apagón analógico para todos los países de la unión. Por el momento, la mayoría de los países de la Unión Europea disponen de DVB-T, aunque sólo en algunos como Luxemburgo, Países Bajos, Finlandia, Andorra, Suiza y Suecia se ha producido el apagón analógico.
Pero, ¿qué ocurre con aquellos países, fuera de la Unión Europea, donde el contenido generado es realmente pobre? ¿Es realmente necesario cambiar de tecnología para aumentar la capacidad del espectro? Debemos tener en cuenta que la televisión digital requiere el cambio de todos los receptores de televisión, o bien el empleo de adaptadores digital/analógico.
Tal es el caso de Argelia, donde todavía la televisión digital no ha sido implantada. Los 3 canales de televisión pública nacional no son del interés de la población. Hasta el momento no se dan licencias a canales privados. El contenido más deseado por los Argelinos son los deportes, especialmente el fútbol, y no existe ningún canal donde puedan disfrutar de la programación deseada. Como segundo contenido más deseado en Argelia se encuentran las películas, pero en los canales de televisión nacionales la mayoría de las películas emitidas son antiguas o producidas por el propio país. Las películas de moda, rara vez alcanzan las televisiones de los argelinos.
¿Cuál es la consecuencia de la ausencia de programación adecuada? La recepción de la televisión por satélite. La imagen típica de las ciudades de Argelia son grandes edificios donde todas y cada de las viviendas dispone de una o varias antenas parabólicas apuntadas a satélites donde pueden recibir canales de interés general. Los satélites preferidos son Hotbird (canales en Francés) y Nilesat (satélite egipcio con contenidos en árabe).
Y la segunda consecuencia de esta falta de programación es la piratería de los bouquet de canales de televisión, especialmente los franceses. Existen receptores en el mercado negro argelino que  permiten decodificar los canales, que normalmente en Francia son de pago. Dichos receptores, cuyo precio ronda los 3.000 Dirhams (unos 30 euros), son capaces de descifrar las claves una vez son cambiadas por el operador. En el peor de los casos, cuando los receptores ya no son capaces de decodificar los canales, la solución adoptada es cambiar de satélite, y es por ello por lo que prácticamente cada familia argelina dispone de una antena privada, que es apuntada al satélite más conveniente según épocas.
Como conclusión, en los países en vías de desarrollo donde el contenido no es el requerido por la población, la implantación de la televisión digital va a verse retardada, dado el escaso interés general.
¿Y qué ocurre en los países desarrollados? En España, la TDT avanza a pasos agigantados para llegar a alcanzar a todas las poblaciones antes del 3 de Abril 2010, cuando se producirá el apagón analógico. Actualmente la cobertura TDT es casi del 90%. Sin embargo, en algunas regiones como Castilla y León, el grado de penetración es sólo del 25,9 %. Se está intentando sensibilizar a la población para que adquieran los sintonizadores de TDT, mediante acciones como el apagón analógico en la ciudad de Soria (23 de Julio 2008), u otros 514 municipios previstos para Junio de 2009.
Los plazos a cumplir están cada vez más cerca, pero la tecnología en esta ocasión se ha quedado por detrás. En el mercado existen muy pocos televisores que sean capaces de recibir en digital. Es necesario añadir un sintonizador externo. Hoy en día nuestros salones disponen de DVD, MODEM ADSL, receptor de televisión por cable, etc. Son demasiados aparatos como para añadir uno más. Además, es necesario un sintonizador por cada televisión, y sin embargo en casi todos los hogares existe más de un televisor.
Otro aspecto importante es la manera en que se hará uso del espectro radioeléctrico una vez se produzca el apagón analógico. En la frecuencia que ocupaba un canal analógico se ha previsto en España que se podrán enviar 4 canales digitales, lo cuál puede producir que el número de canales públicos aumente hasta llegar a 40. Esto parece poco probable ya que alimentar 40 canales de la publicidad es muy complicado. La otra opción es la televisión de alta definición (HD), de modo que cada canal HD ocuparía el ancho de banda que ocupa hoy en día un canal analógico.
En cualquier caso, el modelo de negocio no está claro, y seguro que da mucho que hablar en los próximos años. En principio, el reparto del ancho de banda ocupado por los canales analógicos será dividido en 8 múltiplex, 2 para TVE y uno para las siguientes canales: Antena 3, La Sexta, Telecinco, Cuatro, Veo y Net TV.

Distribución nacional en redes DVB-T y regionalización

Siendo el modelo de negocio uno de los factores limitantes para la implantación de la televisión digital, parece lógico que su éxito dependerá de los ingresos obtenidos por medio de la publicidad.
Una forma simple de aumentar dichos ingresos es por medio de la publicidad regional o local, de modo que una misma franja temporal de publicidad pueda ser empleada por múltiples anunciantes. Pero no sólo la publicidad debe ser enviada localmente, sino también la programación. Un ejemplo son las desconexiones para informativos locales.
La importancia de la capacidad de filtrado de canales en cada región es mayor cuando se trata de redes de distribución por satélite. Dado el precio elevado del alquiler del ancho de banda de satélite, conviene enviar únicamente una vez los canales nacionales, junto con los canales locales, para ser filtrados en las regiones. Este filtrado debe funcionar en redes SFN, de modo que la sincronización entre transmisores debe ser perfecta.
En general, el uso del satélite reduce los costes, pero siempre y cuando se emplee de forma eficiente. En los países desarrollados se emplea el satélite únicamente para alcanzar a zonas remotas, pero el satélite cobra una gran importancia en los países en vías de desarrollo, donde prácticamente no existen redes terrestres de distribución.

Estándares de Televisión Digital

Aunque el estándar más empleado a nivel mundial es el Europeo DVB-T, existen otros estándares que bien por motivos políticos o tecnológicos se están implementando. Los países que emplean DVB-T son los siguientes:
Implantado comercialmente:
–    África: Mauricio, Namibia
–    Asia: Arabia Saudita, Singapur, Taiwán
–    Oceanía : Australia, Nueva Ze-landa
–    Europa : Andorra, Albania, Aus-tria, Azerbaan, Bélgica, Croacia, República Checa, Dinamarca, Estonia, Finlandia, Francia, Ale-mania, España, Grecia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Mónaco, Holanda, Noruega, Rusia, Suecia, Suiza, Reino Unido, el Vaticano
–    América: Islas Bermudas, Groen-landia, Argentina, Paraguay
En fase de pruebas o en fase de implantación:
–    África: Cabo Verde,  Marruecos, Sudáfrica, Túnez,
–    Asia: Brunei, Indonesia, Laos, Ma-lasia, Filipinas, Tailandia, Vietnam Camboya, India, Irán, Myanmar, Sri Lanka
Europa: Bosnia, Bulgaria, Chipre, Hungría, Islandia, Islandia, Israel, Letonia, Macedonia, Polonia, Portugal, Rumania, Servia, Eslovaquia, Eslovenia, Turquía, Ucrania, Uruguay
Otras posibilidades al margen de DVB-T son:
–    RRC06: No se trata de un estándar, sino de una serie de países que participaron en la conferencia regional de telecomunicaciones de la ITU (International Tele-comunications Union) en 2006. Todos estos países supuestamente adoptarán el estándar DVB-T cuando realicen el salto de analógico a digital.
–    África: Argelia, Angola, Bots-wana, Burkina Faso, Burundi, Camerún, República Centroa-fricana, Chad, Congo, Costa de Marfil, Djibouti, Egipto, Eritrea, Etiopía, Gabon, Gambia, Ghana, Kenya, Lesotho, Libia, Mada-gascar, Malawi, Mali, Mozam-bique, Nigeria, Rwanda, Sene-gal, Somalia, Sudan, Swazilan-da, Tanzania, Togo, Zambia, Zimbabwe.
–    Asia: Bahrein, Jordan, Kuwait, Kyrgyzstan, Líbano, Omán, Qatar, Siria, Emiratos Árabes Unidos, Uzbekistan, Yemen
–    Europa: Armenia, Kaza-khstan, Liechtenstein, San Marino
–    ATSC : se trata del estándar americano, que dado la influencia que ejerce en sus países vecinos, ha sido adoptado en
–    Corea del Sur, Canadá, México, USA
–    ISDB-T: implementado únicamente en Japón
–    SBTVD-T:  es una versión del protocolo ISDB-T, que ha sido adoptado en Brasil.
–    DMB-T y DMB-H: China, Hong Kong y Macao

DVB-T versus DVB-H

Como sabemos, DVB-T (Digital Video Broadcast – Terrestrial) es el estándar europeo de la televisión digital (TDT – Televisión Digital Terrestre). Dicho estándar está siendo implantado no sólo en Europa, sino en gran parte de África, varios países de Oriente Medio, y la mayoría de los países de América Latina. Existe otro protocolo llamado DVB-H (Digital Video Broadcast – Handheld) que es una adaptación del estándar DVB-T al que se han aplicado ciertas optimizaciones para transmisión a dispositivos en movimiento, como pueden ser teléfonos móviles, PDAs o pantallas de vehículos.
Todos los países desarrollados han implantado ya hace años la televisión digital, empleando en la mayoría de ellos el estándar DVB-T. Adicionalmente, en algunos países como Italia, Finlandia, Austria, Holanda, existen redes de televisión en el móvil vía Broadcast….
La creación de un nuevo estándar para la difusión de la televisión a dispositivos móviles, no quiere decir que el estándar DVB-T no sea válido. DVB-H no ofrece ninguna ventaja en la recepción en aparatos de televisión en el hogar. La calidad ofrecida por DVB-T es suficiente, y las imágenes son nítidas.
Algunas diferencias entre ambos estándares se muestran en la tabla 4.
Uno de las razones principales por las que se desarrolló DVB-H es debido al consumo de potencia requerido por los receptores DVB-T. Se requieren las siguientes características: que el consumo sea menor de 100 mW para que la batería del teléfono móvil tenga una duración equivalente a la duración media actual, que la tasa binaria soportada sea de 15 Mbps, que sea capaz de operar en redes SFN, incluso cuando el receptor se mueve a altas velocidades, y con una única antena.
Las modificaciones realizadas en DVB-H con respecto a DVB-T son:
–    Time Slicing: permite ahorrar hasta un 90% de batería. Consiste en enviar los canales en ráfagas en vez de en modo continuo en el dominio del tiempo, para que el receptor sólo se active en las ráfagas del canal requeridas.
–    MPE-FEC: proporciona una sólida protección ante errores. Consiste en añadir codificación Reed So-lomon adicional para proteger los datagramas IP.
–    Modo 4K: presenta un compromiso entre calidad de recepción en movimiento (efecto Doppler) y el tamaño de la célula SFN. Es una solución intermedia entre las adoptadas en DVB-T, 2k (buena recepción a altas velocidades, tamaño pequeño de célula hasta un máximo de 17 Km) y 8k (demasiado sensible al efecto Doppler, tamaño grande de célula).

Conclusión

La televisión digital no es el futuro, sino el presente. Y más aún lo será a partir de 2010, cuando todas nuestras casas reciban en digital. Queda por definir el uso que se dará al espectro radioeléctrico que va a quedar libre, y este debate está trayendo más de un quebradero de cabeza. En cualquier caso, el futuro es con toda seguridad un aumento considerable del número de canales públicos que recibiremos en nuestras casas, y seguramente más de uno serán de alta definición.

Texto: Iñigo López (Jefe de Producto, UDcast)
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