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TV del satélite al teléfono móvil

DVBHS

¿Qué es la televisión en el móvil?

La televisión en el móvil (Mobile TV) es una de las mayores novedades que en los próximos años llegará a nuestras vidas. Emplea tecnologías broadcast de transmisión que permiten enviar entre 10 y 20 canales de televisión a los dispositivos que dispongan de un receptor adicional específico. Para poder ofrecer un servicio de calidad, se emplea codificación MPEG-4, a una velocidad de entre 250Kbps y 350Kbps, y unos 12 fps, suficiente para el reducido tamaño de la pantalla de nuestro teléfono móvil.
En relación a los protocolos empleados, el más adoptado a nivel mundial es el Europeo DVB-H (Digital Video Broadcast to Handhelds), que es una evolución del estándar DVB-T utilizado en la TDT (Televisión Digital Terrestre). DVB-H dispone de ciertas modificaciones sobre DVB-T que permiten aumentar la duración de la batería, corregir los errores cuando el dispositivo se encuentra en movimiento, e implementar de manera más eficiente la nueva red de transmisión broadcast requerida para ofrecer servicios de televisión en el móvil.
Actualmente existen grandes redes comerciales de televisión en el móvil en países como Italia (3power, filial de H3G con 1 millón de abonados), Corea del Sur (dos redes, con más de 6 millones de usuarios), Japón (con más de 2 millones de usuarios), o Estados Unidos (con más de 1 millón de usuarios). Otros países con redes de menor tamaño son Filipinas, Vietnam, Finlandia y Sudáfrica. Y también se han lanzado redes en los últimos meses como ha sucedido en Holanda, Austria, Suiza y Alemania.
La facturación de este servicio no es por minuto, como viene siendo hasta ahora en 3G, sino mediante una tarifa plana que oscila entre 5 € y 20 € mensuales. Adicionalmente, existen canales de pago y vídeo bajo demanda como en la televisión por cable o por satélite. La interactividad intrínseca de los teléfonos móviles permite desde votar a nuestro cantante favorito en “Operación triunfo” simplemente pulsando una tecla, hasta visualizar el partido de fútbol de la Champions League y al mismo tiempo leer las noticias más importantes que están ocurriendo en nuestra ciudad. El tiempo requerido para cambiar de canal es mayor que en la TDT, pudiendo llegar a ser de entre 2 y 4 segundos.

Desafíos para la implantación de la televisión en el móvil

A lo largo de los últimos 3 años se han realizado más de 40 ensayos, pruebas y redes piloto en los cinco continentes. Esto significa que las tecnologías empleadas para la difusión de la televisión en el teléfono móvil han madurado, han demostrado su funcionamiento y los operadores de red han empleado y dominan, con lo que están preparados para llevar a cabo la implantación de redes nacionales comerciales.
¿Por qué no existen prácticamente redes comerciales? Existen varios factores que en los últimos años han producido retrasos en muchos países para comercializar la televisión en el móvil.
Primero, el modelo de negocio es complejo, ya que debe poner de acuerdo a los broadcasters (los operadores de la red TDT, como Abertis Telecom en España), a los operadores móviles, a los operadores virtuales de redes de televisión en el móvil (si existen), a los canales de televisión (generadores de contenidos, por tanto, interesados en la implantación de servicios de televisión en el móvil) y a los integradores de sistemas (si existen).
En muchos casos la red es desplegada por el operador de la red de distribución de televisión (broadcaster), pero es el operador móvil quien ofrece el servicio a los usuarios finales, con lo que se deben establecer acuerdos entre las partes para que todos los implicados obtengan su parte de la “tarta”.
En segundo lugar,  la televisión en el móvil requiere un espectro diferente del empleado por GSM. En cada país el agente regulador debe asignar un ancho de banda del espectro para este tipo de servicios. La banda UHF es ideal para esta tecnología. Dado que en la mayor parte de los países aún no se ha producido el apagón analógico, el espectro está saturado y no hay frecuencias disponibles para la televisión en el móvil. En España el apagón analógico se producirá en 2010, y se espera que durante ese año se despliegue la red comercial de televisión en el móvil.
En tercer lugar, como la televisión en el móvil requiere el despliegue de una red específica de transmisores (aunque se pueden reutilizar las torres de televisión o de telefonía móvil), la inversión para implementar una red que alcance a la mayor parte de la población es bastante elevada. Esto produce que en muchos países se realice un “soft launch”, es decir, la implementación de una red básica limitada únicamente a las ciudades con mayor población, sin contenido específico para la televisión en el móvil ni contenido local por región. Este es el caso actual de Alemania y Austria.

Estándar DVB-SH

Como se ha demostrado a lo largo de la historia, la tecnología sigue avanzando. Siempre que surge un problema, se idea una solución alternativa que lo resuelve o lo mitiga. Es el caso de la televisión en el móvil, que resuelve los problemas enunciados anteriormente mediante soluciones híbridas terrestre/satélite.
En Europa, un consorcio de empresas lideradas por Alcatel-Lucent, ha desarrollado el estándar DVB-SH (Digital Video Broadcasting, from Satellite to Handhelds). Este estándar emplea una solución híbrida que permite a nuestros teléfonos móviles recibir la señal terrestre mediante repetidores, y directamente del satélite cuando nos encontramos en lugares donde la señal terrestre es muy débil o no existe. La señal DVB-SH se recibe en paralelo del satélite y de los repetidores terrestres. Los repetidores permiten una buena cobertura en el interior de edificios. Esto permite la existencia de redes SFN (Single Frequency Network) entre el satélite y los repetidores terrestres, que permite la utilización eficiente del espectro radioeléctrico.
De los desafíos que se habían citado para la implantación de la televisión en el móvil como servicio comercial, uno de ellos era el coste de la red. Mediante DVB-SH, se dispondrán de redes con gran granularidad terrestre en las ciudades y centros de gran afluencia (por ejemplo en aeropuertos), y en zonas más despobladas los móviles recibirán las señales únicamente desde el satélite. Esta tecnología permite la difusión masiva de la televisión en el móvil a un coste razonable.
DVB-SH es un estándar que reusa tecnologías de DVB-S, DVB-T, DVB-H y DVB-IPDC. La banda de frecuencias que emplea está por debajo de 3 GHZ.

¿Por qué se desarrolló DVB-SH?

Uno de los motivos es la disponibilidad de espectro radioeléctrico en la banda S en Europa. Como indicamos anteriormente, debido a la escasez de espectro en la banda UHF (usada ampliamente en DVB-H), la implantación de redes de televisión en el móvil está sufriendo retrasos en todo el mundo.
En diciembre de 2006 la Comisión Europea confirmó una banda del espectro radioeléctrico, disponible en todos los países Europeos, reservada para servicios híbridos terrestre / satélite (como DVB-SH). Se trata de 30 MHZ en la banda S en el rango 2170 MHZ – 2200 MHz. Esta banda fue asignada en el tercer cuatrimestre de 2007.
Podrán existir zonas lingüísticas con contenido común (por ejemplo, Alemania, Austria y Suiza) y los canales específicos de cada país podrán ser emitidos a través de una red de repetidores terrestre, o bien por satélite por medio de “spot beams” focalizados en países determinados.
Otra ventaja de DVB-SH es que todos los chips y terminales son compatibles con DVB-H, con lo que en el futuro podrán existir redes mixtas DVB-H / DVB-SH, que empleen los mismos receptores móviles.
Además, la cobertura está optimizada, ya que ésta se garantiza en el 100 % de la región cubierta por el satélite. Por otro lado, los repetidores terrestres asegurarán la cobertura en el interior de edificios.
En cuanto a los costes operacionales y de implantación de la red, las antenas y repetidores existentes para GSM y 3G podrán ser reutilizados para transmitir en la banda S.

¿Cómo funciona DVB-SH?

DVB-SH emplea OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), que es una modulación que se utiliza tanto en DVB-T / DVB-H como en DVB-SH. Consiste en enviar un  conjunto de portadoras de diferentes frecuencias donde cada una transporta información útil. OFDM es muy robusta frente al multi-trayecto, frente a las atenuaciones selectivas en frecuencia y frente a las interferencias.
En DVB-SH, se han seleccionado 2 modulaciones que pueden dar lugar a dos tipos de arquitectura: SH-A emplea OFDM para la parte terrestre y para la transmisión desde el satélite (soporta SFNs entre la red satélite y terrestre), y SH-B emplea OFDM para la parte terrestre y TDM para la transmisión desde el satélite.
Para la corrección de errores a nivel físico emplea turbo códigos 3GPP2 y aplica interleaving temporal, para evitar que ráfagas de errores afecten a la recepción en el teléfono móvil.
A nivel IP, emplea MPE-IFEC, una variante del MPE-FEC empleado en DVB-H. MPE-IFEC permite recuperar errores inter-ráfaga (recordar que tanto en DVB-H como en DVB-SH se envían ráfagas para que el receptor sólo se active en las correspondientes al canal visualizado en un momento dado). Esto permite la corrección de errores producidos durante un largo periodo de tiempo (por ejemplo, cuando estamos recibiendo la señal del satélite y nos desplazamos por debajo de árboles o edificios). Permite corregir errores producidos durante decenas de segundos.
En cuando al número de portadoras transmitidas en OFDM, DVB-SH permite el empleo del modo 1K, que es el más robusto frente al efecto Doppler debido a la recepción en movimiento a gran velocidad.
En una red DVB-SH, existen canales que se transmiten tanto por satélite como mediante repetidores terrestres, y pueden existir canales que se transmiten únicamente mediante repetidores terrestres (ver figura). Esto permite la regionalización dentro de un país, o el envío de canales compartidos entre países, y el empleo únicamente de repetidores terrestres para la transmisión de canales específicos de cada país.

Protección de contenido

Dado que la televisión en el móvil es un servicio con coste para el usuario, la protección del contenido es esencial para la comercialización de este tipo de servicios. Los proveedores de contenidos desean controlar el acceso a los canales recibidos a través del teléfono móvil.
Hasta ahora, en nuestros receptores de televisión por satélite y en nuestras STB (Set Top Box) de cable o ADSL, estamos acostumbrados a la presencia de una tarjeta que nos da derecho a la visualización de la totalidad o de una parte de los canales transmitidos. Un teléfono móvil es un dispositivo mucho más pequeño, de modo que no es posible introducir dicha tarjeta.
La protección de contenidos es la parte más controvertida en la estandarización de DVB-SH. DVB propone dos posibilidades para la encriptación de los contenidos en servicios de televisión en el móvil, que enfrenta a dos mundos dentro de las telecomunicaciones:
•    Open Security Framework (OSF): apoyado por los fabricantes tradicionales de soluciones de acceso condicional (Irdeto, Viaccess, Conax, NDS, Nagravision…) y por DVB (Digital Video Broadcast). Se basa en la SIM del teléfono móvil, que debe implementar la solución del fabricante seleccionado en cada red. Si el usuario cambia de red, la SIM no será válida en la red de otro operador que utilice una solución de acceso condicional diferente.
•    18crypt: basado en tecnologías de acceso libre. Es el teléfono móvil quien realiza la autentificación.
Adicionalmente, existen soluciones propuestas por OMA (Open Mobile Alliance), la asociación de los operadores de redes de móviles:
•    OMA BCAST Smartcard profile: se basa en la SIM, pero no requiere software en la SIM de los fabricantes de soluciones de acceso condicional.
•    OMA BCAST DRM 2.0 profile: tecnología similar a 18crypt.
En cuanto a los algoritmos de encriptación del contenido, los siguientes algoritmos son empleados tanto en las soluciones DVB como en las soluciones OMA:
–    ISMAcryp: se realiza en el codificador de vídeo y es la opción preferida por OSF.
–    SRTP (Secure Real Time Protocol): se suele realizar en el codificador de vídeo, y es la opción preferida por 18crypt y DRM junto con IPsec.
–    IPsec: emplea encriptación AES 128 bits a nivel paquetes IP. Se realiza en el encapsulador DVB-H / DVB-SH. Es la opción preferida de 18crypt y DRM junto con SRTP.
Como consecuencia de la variedad de tecnologías para acceso condicional, todos los receptores DVB-SH deben soportar todos los sistemas y algoritmos de acceso condicional. La tendencia actual es el empleo de las soluciones propuestas por OMA.

Distribución local de contenido – Regionalización

La tendencia actual en redes comerciales de televisión en el móvil es inicialmente la implantación de redes básicas, para minimizar el coste de operaciones (CAPEX) requerido en la primera etapa. Posteriormente se lleva a cabo la implantación masiva con cobertura global, distribución local de contenido, servicios adicionales y canales o programas específicos para la televisión en el teléfono móvil (por ejemplo, series cortas, vídeos musicales o noticias).
La distribución de contenido local en cada región es fundamental para que triunfe esta nueva forma de disfrutar de la televisión, aunque en la mayoría de las redes comerciales actuales se está posponiendo a una segunda fase. Teniendo en cuenta que el mismo móvil se emplea para hablar por teléfono y para ver la televisión, el operador de la red es capaz de localizar a cada usuario. Esto permite transmitir canales regionales en cada comunidad autónoma, canales locales en cada ciudad, e incluso canales transmitidos en un barrio o en una calle, para indicar el menú del día de un restaurante, ofertas de una tienda de ropa, etc.
El contenido local es fundamental tanto en redes DVB-H como en redes DVB-SH, siendo la mayor dificultad la sincronización perfecta en redes SFN, realizada por equipos como el iSplicer de UDcast.

Competidores de DVB-SH

Debido al gran éxito a nivel mundial del estándar Europeo DVB-H, el estándar DVB-SH, como evolución de DVB-H, también está teniendo éxito a nivel mundial. Sin embargo, existen otros estándares de televisión en el móvil, que hacen también uso de tecnologías mixtas terrestre / satélite:
•    S-DMB (Digital Media Broadcast) es una tecnología de broadcast de televisión por satélite a los teléfonos móviles. Se emplea actualmente en una red comercial en Corea, donde existen más de 2 millones de abonados.
•    CMMB (China Mobile Multimedia Broadcasting): se basa en la tecnología STiMi (Multi-Service Infrastructure) y combina transmisores terrestres y satelitales. Es el estándar Chino. El lanzamiento del servicio comercial en China está previsto en Agosto de 2008 coincidiendo con las Olimpiadas.

Redes DVB-SH en el mundo

En Estados Unidos, el operador satelital ICO Global Communications, lanzó un satélite (ICO G1) desde Cabo Cañaveral el 14 de Abril de 2008. Este satélite proveerá servicios DVB-SH en Estados Unidos. Durante el verano de 2008, se llevará a cabo una prueba piloto en Las Vegas, empleando contenido proporcionado por la NBC.
El servicio que ofrecerá ICO, llamado ICO mim™ (Mobile Interactive Media), permitirá recibir la televisión, directamente desde el satélite, en las pantallas de los vehículos, en los dispositivos portátiles de juegos, en los DVD portátiles, en los PCs y en los teléfonos móviles.
En Europa, Eutelsat y SES Astra lanzarán conjuntamente el satélite W2A en banda S que cubrirá Europa. Dicho satélite se pondrá en órbita en Marzo de 2009.
Para el lanzamiento de servicios DVB-SH comerciales en Europa, está previsto que se asignen 5 MHZ para cada país, de modo que países vecinos deberán usar frecuencias distintas para evitar interferencias.
Alcatel-Lucent realizó durante el pasado mes de Enero pruebas en la ciudad de Pau en el Sudoeste de Francia, donde se empleó un helicóptero que emulaba un satélite. Se permitió validar aspectos fundamentales de una red DVB-SH, como la cobertura y la calidad de servicio. Los resultados fueron muy satisfactorios, ya que se sobrepasaron los resultados teóricos esperados en cuanto a cobertura y calidad de recepción.

Conclusión

La televisión en el móvil es ya una realizad en varios países, pero su implementación está siendo retardada debido a una serie de inconvenientes como la disponibilidad de frecuencias y el coste de implementación de la red. DVB-SH es una alternativa que mitiga dichos problemas, ya permite la cobertura de varios países mediante satélite, y permite el empleo de la banda S que ha sido reservada en Europa para servicios mixtos satélite / terrestre. El futuro es incierto, pero todo apunta a que muy pronto nuestros teléfonos móviles recibirán la televisión directamente del satélite.

Texto: Iñigo López (Jefe de Producto, UDcast)
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