PROCESO DE CONVERSI

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PROCESO DE CONVERSIÓN DE TRANSMISIÓN ANÁLOGA A
DIGITAL EN UN SISTEMA DE TELEVISIÓN POR CABLE
MANTENIENDO CONTINUIDAD CON LOS OTROS SERVICIOS
QUE SE TRANSMITEN EN LA RED HFC
María Belén Egüez Del Pozo
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CONTENIDO

• DESVENTAJAS DE LA TELEVISIÓN ANALÓGICA
• LA TELEVISIÓN DIGITAL
• ESTÁNDARES PARA LA TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN
  DIGITAL A TRAVÉS DE UNA RED DE CABLE
• DISEÑO DE LA RED
• COSTOS DE IMPLEMENTACIÓN E INFRAESTRUCTURA
• CONCLUSIONES

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DESVENTAJAS DE LA TELEVISIÓN ANALÓGICA
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• BAJA RESOLUCIÓN
• RELACIÓN ALTURAANCHO
• ANCHO DE BANDA
• INFORMACIÓN REDUNDANTE

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LA TELEVISIÓN DIGITAL
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• TERRESTRE
• Adquisición de nuevas antenas transmisoras.
• Terminales con elevado precio.
• Incursionar en el Mercado de la televisión
  pagada.
• SATELITAL
• Transmisión en banda Ku.
• Servicios interactivos requieren la negociación
  de un canal de subida.
• POR CABLE
• Mayor oferta de canales en la red HFC.
• Guía Electrónica de Programas, PPV interactivo,
  VOD.
• Mayor inmunidad al ruido.

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MPEG

• MPEG-1
• -VCD calidad de imagen similar a un VHS
• -Baja tasa de bits.
• -Formato progresivo
• MPEG-2
• -Mayor calidad de imagen.
• -Alto grado de compresión
• Video digital sin comprimir
• 13.5Mhz (Y) 6.25Mhz(I)6.25Mhz
  (Q) 10bits/muestra270Mbps
• Video digital comprimido 15 - 4 Mbps
• Redundancia Espacial o Temporal.
• Redundancia de Entropía.
• Redundancia Psico-visual.
• -Formato entrelazado y progresivo.

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CODIFICACIÓN DEL VIDEO

• 1. Muestreo de la señal
• Redundancia Psico-visual
• 8 bits por muestra
• 420 , 422, 444
• 2. Transformada Discreta Coseno

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CODIFICACIÓN DEL VIDEO (2)

• CODIFICACIÓN
• Elimina la redundancia por Entropía
• Código de longitud variable
• Código administrador de longitud
• PREDICCIÓN
• Elimina Redundancia espacial y temporal
• Predicción Interframe

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CODIFICACIÓN DEL VIDEO (3)

• PREDICCION
• Predicción interframe con compensación de
  movimiento
• Predicción bidireccional

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TIPOS DE IMÁGENES

• Imágenes tipo I (Intra-pictures)
• Imágenes tipo P (predictive)
• Imágenes tipo B (bidirectional)

GOP (Group of Pictures)
N número de elementos en el GOP M espaciado
entre cuadros P
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ELEMENTARY STREAM (ES)
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CODIFICACIÓN DEL AUDIO

• ENMASCARAMIENTO DE LA SEÑAL
• CINCO CANALES DE AUDIO

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EL FLUJO DE TRANSPORTE (TS)

• PES Packet Elementary Stream.
• Longitud variable.

PID Indica si el payload contiene un flujo
PES o la PSI
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PSI (Información Específica de programa)

• Permite generar tablas de información del
  sistema.
• PID 0 ? Tabla de Asociación de Programas
• Tabla de Mapeado de Programas, PMT.
• Tabla de Acceso Condicional, CAT.

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VENTAJAS DEL VIDEO CODIFICADO MPEG-2 SOBRE EL
ESTANDAR NTSC

• Características de imagen similar a DVD
• Características de audio similara CD
• Relación S/N NTSC........49 dB
• Relación S/N MPEG-2....27dB
• La compresión de la señal de televisión en
  formato digital recalca un uso eficiente del
  espectro el cual puede ser reasignado para cubrir
  otras áreas de servicio, ya sea transmitiendo un
  mayor número de canales, o extender su red a
  servicios de telefonía o datos

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ESTÁNDARES PARA LA TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN
DIGITAL A TRAVÉS DE UNA RED DE CABLE
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• DVB
• Codificación de video y audio MPEG-2
• Interfaz de transporte DVB-ASI
• Modulación QAM 64 o QAM 256
• ACCESO CONDICIONAL
• Algoritmo común de Encriptado CAS
• Interfase Común para Acceso Condicional
• OPEN CABLE
• Codificación de video MPEG-2 y codificación de
  audio AC-3.
• Interfaz no estandarizada generalmente usa
  DVB-ASI
• Modulación QAM 64 y QAM 256
• ACCESO CONDICIONAL.
• Algoritmo de encriptado DES.
• POD a nivel del usuario.
• Sistema de seguridad

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SISTEMA DE SEGURIDAD
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IDENTIFICACIÓN DE EQUIPOS ILEGALES

• HOST validado por el Sistema de Acceso
  Condicional
• HOST no validado por el Sistema de Acceso
  Condicional

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• DVB
• Todos los elementos que lo conforman están
  estandarizados
• BIT RATE de 41Mbps 64 QAM
• C/N gt 27 dB
• CONTROL DE ACCESO Un algoritmo en el HE se
  encarga de validar los terminales de usuario.

• OPEN CABLE
• Estandar de aplicación exclusiva a sistemas de
  cable
• BIT RATE de 39 Mbps 256 QAM.
• C/Ngt 33 dB
• CONTROL DE ACCESO tres algoritmos, uno a nivel
  del HE, los otros dos dentro del equipo terminal
  de usuario.

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• Open Cable se define como el estándar más
  adecuado para la implementación del servicio de
  televisión digital por la red HFC.

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DISEÑO DE LA RED
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• SEÑALES DE ENTRADA
• -Digitales ? transmisiones satelitales
• -Analógicas ? transmisiones locales

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EL ENCODER

• Convierte las señales de entrada analógicas en un
  flujo de transporte MPEG-2.

• SALIDA
• Flujo de transporte MPEG-2
• Video codificado MPEG-2
• Audio codificado AC-3
• Salida DVB-ASI
• BIT RATE VIDEO lt 4Mbps
• BIT RATE AUDIO 198 kbps
• MAIN PROFILE_at_MAIN LEVEL

• ENTRADA
• Video
• NTSC
• BW 4.75 Mhz
• Audio
• BW 20-20Khz

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FLUJO DE BITS DE SALIDA MPEG-2 216Mbps INTERFAZ
ASI 270 Mbps Codificación a nivel de capa
física 270 Mbps 8/10 216Mbps
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EQUIPOS DE RECEPCIÓN SATELITAL

• IRD (decodificador-receptor integrado)
• D/D ?
• - RECEPTOR-DESENCRIPTOR MULTIPLE
• - Flujo de salida DVB-ASI MPTS.
• - Formatos de transmisión DCII y DVB
• D/A ?
• - Usado actualmente para la red de
  televisión analógica
• - Utilizado durante el proceso de
  transición y para la
  inserción de publicidad

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MULTIPLEXOR

• Configura los PID de los canales recibidos y
  genera nuevas tablas, PAT, y PMT
• Multiplexado estadístico o en tiempo.

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ENCRIPTADOR

• DES, General Instruments.
• Bloques de 64 bits y una clave de 56 bits

MODULADOR
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Determinación de la tasa de transmisión para un
esquema de modulación 64-QAM

• B64-QAM fb/ 6 6 Mhz fb /6 ? fb 36 Mbps ?
  Rc 30.34Mbps (DVS-031)
• 1. CODIFICACIÓN REED SOLOMON
• RRS K/N122/1280.953125
• N número de símbolos de código
  (85442)/7128símbolos
• K número de símbolos de información
  854/7122 símbolos
• 2. ALEATORIZACIÓN
• 3. FEC frame
• RFRAME LN7/(7LN42) 0.9992194
• L número de palabras de código por frame
  60
• 4. CODIFICACIÓN TRELLIS
• RTRELLIS 5(q-2)52(4/5)/(5q) 0.9992194
• q número de bits por símbolo en modulación
  QAM 64-QAM? q6
• RFEC RRS RFRAME RTRELLIS 0.8888889
• RI RC RFEC 30.34165 Mbps0.8888889
  26.97035 Mbps

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CAPACIDAD DEL CANAL

• En un esquema de transmisión de televisión
  digital con modulación QAM-64 pueden
  transmitirse
• 6 canales a una razón de 4Mbps c/u
• 5 canales a una razón de 5Mbps c/u
• 8 canales a una razón de 8Mbps c/u
• Se tiene disponible en la red HFC un BW de
  314Mhz
• Se pueden transmitir hasta 312 canales en
  formato MPEG-2.
• En la parte dedicada a la transmisión de canales
  analógicos de televisión (BW496Mhz), se pueden
  transmitir hasta 82 canales.

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C/N , BER , MER
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MONITOREO

• ANALIZADOR DE ESPECTRO

• ANALIZADOR QAM

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GANANCIA DE COMPRESIÓN
CAUSANTES DE LA PÉRDIDA DE CALIDAD DE LA SEÑAL
RUIDO DEL SISTEMA
RUIDO DE FASE
INTERFERENCIA COHERENTE
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LA RED DE CONTROL

• MODULADOR DEL CANAL DE DATOS DE BAJADA (FDC)
• Modulación QPSK
• Tasa de datos de transmision 2.048 Mbps
• Espaciado entre canales 1.8Mhz
• Rango de frecuencias 70 a 130 Mhz
• C/N gt20 dB
• DEMODULADOR DEL CANAL DE DATOS DE SUBIDA (RDC)
• Modulación QPSK
• Tasa de datos de transmisión 256Kbps
• Espaciado entre canales 192Khz
• Rango de Frecuencias 8.096 MHz a 40.160 MHz
• Modo de acceso TDMA

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LA RED DE CONTROL (2)

• EL SISTEMA ADMINISTRADOR DEL HEAD END
• Configuración de equipos
• Organizar los servicios y programas
• Generar reportes de estado del sistema
• Enviar por el canal FDC, información de
  control de acceso, CAT (PID1)
• SISTEMA DE ACCESO CONDICIONAL (CAS)
• GUÍA ELECTRÓNICA PROGRAMABLE

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ESQUEMA DE LA RED
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EQUIPO TERMINAL DEL USUARIO

• Decodificar video en formato MPEG-2 y audio con
  codificación AC-3
• Validación de los usuarios a través del POD.
• Modulación 64-QAM, 27Mbps/canal
• Permitir la interacción del usuario con la red.

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COSTOS DE IMPLEMENTACIÓN E INFRAESTRUCTURA
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• Adquisición de equipos
• Implementación del proyecto
• 2.1. Etapas preliminares
• 2.2. Pruebas
• Capacitación y Mantenimiento

Inversión total 4441,900 dólares Crecimiento
de TV pagada 35 Crecimiento de suscriptores
CM 21
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Recuperación de la inversión
Resultados esperados
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CONCLUSIONES
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• Open Cable ? Estándar más adecuado a implementar
  en la red HFC de Grupo TVCABLE.
• Se diseñó la red que permitirá brindar los
  servicios de televisión digital y analógica de
  forma simultánea durante el proceso de
  transición.
• Se demostraron las ventajas que las señales de
  televisión digitales presentan ante las
  analógicas.
• La forma más apropiada de incursionar con el
  formato de televisión digital en nuestro país es
  a través de una red HFC
• En base a una estimación de los costos de
  infraestructura se tiene que la empresa podrá
  recuperar su inversión al final del tercer año y
  podrá obtener un margen de rentabilidad entre el
  54 y 67.

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PERSPECTIVAS DE FUTURO

• Transmisión 312 canales ? 1000 canales de
  televisión. Expansión de servicios de datos y
  telefonía.
• Servicios de VOD
• MPEG-4 interacción con las imágenes, con este
  tipo de codificación se pueden transmitir hasta
  1400 canales de televisión.