REDES CATV

INTRODUCCIÓN

En los últimos años la televisión ha experimentado un impresionante progreso. Con el avance de la electrónica se ha permitido un gran abaratamiento de los receptores y una mayor calidad de recepción, teniendo como consecuencia una total penetración de la televisión en los hogares. Más recientemente, la introducción de la televisión vía satélite y el aumento de canales terrenos a los que tenemos acceso han potenciado todavía más este medio de comunicación hasta hacerlo prácticamente imprescindible en nuestra vida diaria.

Todo sistema de TV consta de tres partes básicas:

Transmisor Enlace entre emisor y receptor Receptor

TRANSMISOR: debe estar situado en un lugar favorable para la radiación óptima de las señales de TV por la antena transmisora, en todas las direcciones o en las que nos interesen. La señal puede transportarse desde los estudios de grabación hasta el emisor mediante radioenlaces o por cable. ENLACE: las señales, tras ser sometidas a diferentes procesos en el transmisor (modulación, mezclado, ...), son radiadas bien hacia el satélite, para que éste las reenvíe sobre la zona apropiada, bien hacia un área geográfica de cobertura determinada. RECEPTOR: es el encargado de captar las ondas electromagnéticas que se propagan por el espacio. Una determinada instalación de antena distribuirá las señales de televisión a los receptores de los diversos usuarios, cerrando así la cadena transmisión-recepción. En un principio y con la llegada de la TV, cada usuario disponía de su propia antena en el tejado, es decir, disponía de los elementos necesarios para hacer llegar la señal de TV a su vivienda, independientemente de los demás inquilinos del inmueble, constituyendo lo que podríamos llamar una instalación individual. Pero con la aparición de la 2ª cadena de TVE, que obligaba al uso de una segunda antena para su recepción, y fundamentalmente por la masiva introducción de la TV en los hogares, los tejados de los edificios se fueron poblando hasta constituir verdaderos bosques de antenas. Todo ello presentaba graves problemas de seguridad, de estética y de interferencias entre antenas. Con el paso de los años se han ido introduciendo nuevas complicaciones. La TV es en color, y se requieren mayores niveles de calidad. El usuario ya dispone de varios televisores, por lo que es necesario instalar una segunda toma en la vivienda. Asimismo, el

aumento del número de emisores de los cuales se pueden recibir las señales hace necesario la utilización de varias antenas orientadas en distintas direcciones y de dispositivos preamplificadores o atenuadores para adaptar las diferentes potencias al receptor. El aumento del número de canales recibidos y la aparición de la TV vía satélite han venido a aumentar las dificultades existentes. En las cinco décadas de vida de la TV, las industrias de la televisión por cable han experimentado importantes cambios tecnológicos que han dado lugar a una enorme expansión de su volumen de negocios, Desde sus más remotas instalaciones, con 3 ó 5 canales y amplificadores de válvulas de vacío, se ha pasado a distribuir hasta 78 canales de televisión, con sofisticados amplificadores controlados automáticamente y permanentemente monitorizados. El primer sistema CATV del que se tiene noticia, se construyó en Oregón (EEUU), en los años 40, donde un pionero de este tipo de instalaciones preparó algunas antenas con un amplificador de señal que pasaba a un cable y proporcionaba señales a algunos amigos y vecinos. A partir de aquí, el número de sistemas CATV empezó a crecer rápidamente con el avance simúltaneo de la tecnología y la complejidad y del número de servicios posibles con estas redes de telecomunicaciones. En España, los orígenes de la TV por cable se deben a la aparición de vídeos comunitarios en los que se distribuían películas de vídeo-club a través de la instalación de la antena colectiva de un edificio, por supuesto de forma ilegal. Pero las redes de CATV propiamente dicjas no aparecieron en nuestro país hasta finales de los 80. Estos sistemas recogían varios canales, la mayoría procedentes de satélites, e incluso alguno de producción propia. Estas instituciones han estado operando sin marco legal establecido hasta Diciembre de 1995, fecha en que apareció la Ley de las Telecomunicaciones por Cable. Esta nueva Ley contempla las redes de TV por cable como una infraestructura apta para la integración de diversos servicios y como vía de acceso a las autopistas de la información.

 SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN COMUNITARIA DE TV (CATV/SCATV) 1.- CARACTERÍSTICAS GENERALES La televisión por cable (CATV) es un sistema de teledistribución de señales de TV, radio, vídeo bajo demanda, vídeo a la carta, servicios multimedia interactivos, etc., en urbanizaciones, pueblos y ciudades. El portador de estas señales puede ser el cable, la fibra óptica (FO) e incluso las ondas hertzianas en los sistemas de distribución punto-multipunto. La característica fundamental de los sistemas de CATV es la alta calidad de las señales entregadas al usuario. El sistema captador de señales es único para toda la red y está realizado con equipamiento profesional. Asimismo, la red de distribución de la señal desde el sistema de captación hasta la toma de usuario se realiza siguiendo el

criterio de proporcionar la máxima calidad, lo cual implica la necesidad de realizar un proyecto detallado de la configuración de la red. Además de los canales de radio y TV terrestre y por satélite, el sistema permite incorporar programas generados localmente. Los sistemas de TV por cable tienen la capacidad de incorporar un canal de retorno, dotando al sistema de una característica fundamental : la bidireccionalidad (interactividad), que permite que el usuario no sólo sea capaz de recibir señales sino que pueda también enviar información hacia la cabecera de red. La incorporación del canal de retorno está convirtiendo al sistema tradicional de teledistribución en un sistema de distribución de telecomunicaciones, ya que posibilita la integración en la red de una gama de servicios muy atrayentes: Telefonía, Cámaras de vigilancia, Alarmas (fuego, robo,etc.) en cada vivienda, Telemedidas y Telecontrol (agua, energía eléctrica, temperatura, etc.), Pago por visión (Pay per view ), y en general cualquier tipo de dato que pueda ser soportado por la red. Las redes de CATV utilizan la banda de frecuencias comprendida entre 5 y 862 MHz. (5-55/65 MHz para el canal de retorno y 86-862 MHz para el canal principal), proporcionando la posibilidad de distribución de un gran número de canales. La impedancia característica de estos sistemas es de 75 Ohmios. El cálculo de la red se realiza bajo la premisa de que el número de canales a distribuir es muy elevado ( 40 o 60 canales), aunque inicialmente no sea así. De esta manera, una posterior ampliación del número de canales no repercutirá en la red de distribución, sino solamente en la generación de los mismos. Un concepto importante que aparece en los sistemas de cable es la necesidad del mantenimiento de la red. Si bien los equipos utilizados tienen características profesionales, es necesaria una labor de mantenimiento no solo para comprobar la existencia de posibles anomalías en los equipos, sino para verificar que la red sigue proporcionando los parámetros de calidad exigidos. Otro aspecto importante es que los equipos que forman las líneas troncales y de distribución de las redes de CATV están especialmente diseñados para trabajar en condiciones ambientales hostiles, y por lo tanto han de estar protegidos contra grandes variaciones de temperatura, humedad, etc. Los equipos de red van alojados en cofres completamente estancos y con tratamiento anticorrosión. 2.- REDES CATV En general se puede hablar de tres partes diferenciadas: 2.1.- CABECERA Es el lugar donde se reciben, procesan y estructuran todas las señales a distribuir. La señal de banda ancha de un sistema CATV consta de múltiples canales de televisión y de otros servicios originados en la estación cabecera de red. Algunas de estas señales de TV se producen en la misma cabecera, pero la mayoría llegan a la misma a través de sistemas de telecomunicación de muy variados tipos. Las diferentes

señales que pueden recibirse y retransmitirse por un sistema CATV, son:

Canales terrestres de Televisión VHF y UHF. La banda de radiodifusión en FM. Señales de televisión procedentes de satélite Señales terrestres de microondas. Señales generadas localmente en la cabecera (vídeo reproductores, telecine,

generador de caracteres, generador de canal mosaico, etc.). Señales de un estudio de televisión propio o reportajes enviados en directo a

través de sistemas de microondas portátiles.

Cada una de las señales recibidas en la cabecera requieren una preparación diferente antes de ser introducidas en el sistema. Los equipos fundamentales que componen la estación cabecera de un sistema CATV son:

Procesadores de señal. Demoduladores/Moduladores. Codificadores. Equipos para microondas. Decodificadores para señales vía satélite. Combinadores o redes combinadoras. Preamplificadores de bajo ruido para microondas y satélite. Amplificadores conversores para señales de satélite. Equipos para el tratamiento de las señales de FM.

En ella también se encuentran los equipos captadores de señales terrestres y de satélite tanto analógicos como digitales. La ubicación de las antenas receptoras es tal que proporciona la máxima calidad posible en las señales. En la cabecera, o directamente conectada con ella, se encuentran también los codificadores necesarios para la gestión de los canales de pago. Para el caso del pago por visión, el explotador de la red recibe en la cabecera a través del canal de retorno la información procedente del abonado en la cual se indican los canales o los programas que éste desea ver. En la cabecera se procesa la información y se da acceso al descodificador del abonado para que se descodifiquen los programas seleccionados y se contabilizan los tiempos para su posterior facturación. Si la red de CATV es lo suficientemente sofisticada, desde la cabecera se puede tener constancia en cada momento del estado de la red mediante sistemas de encuesta desde la cabecera hasta la línea de distribución, y de respuesta desde ésta hacia la cabecera a través del canal de retorno. Incluso se puede conocer el estado de los diferentes elementos de la red y modificar los parámetros de la misma. Esto implica la necesidad de algunas frecuencias para el control propio de la red. Las diferentes señales presentes a la salida de la cabecera poseen normalmente el mismo nivel y han de cumplir unos requisitos de calidad perfectamente especificada.

Para sistemas de un gran número de abonados, las cabeceras suelen incluir redundancia en los canales de tal forma que ante un posible fallo en cualquier equipo se activa automáticamente un equipo de reserva. 2.2.- LÍNEA TRONCAL Es la encargada de transportar la señal desde la cabecera hasta la línea de distribución, normalmente bastante alejada de aquella. Si bien las líneas troncales pueden ser coaxiales o por fibra óptica, en el Reglamento Técnico y de Prestación del Servicio de Telecomunicaciones por Cable (Real Decreto 2066/1996) se contempla que "En la red troncal deberá utilizarse como medio conductor la fibra óptica". Por este motivo, prestaremos especial atención a esta última. Red troncal coaxial Ha sido la más utilizada hasta la actualidad. Utiliza amplificadores troncales, (el menor número posible), generalmente de gran nivel de salida y baja ganancia, colocados en cascada entre tramos de cable coaxial para compensar las pérdidas de éste, de forma que el balance final de ganancias y pérdidas sea cero. Es muy importante tener en cuenta que existe una limitación a la distancia máxima que se puede cubrir con la línea troncal, ya que existe un número máximo de amplificadores en cascada que se pueden colocar, debido al ruido que introduce cada amplificador y al nivel de calidad mínimo exigido a la entrada de la línea de distribución. El cable coaxial transporta no sólo las señales correspondientes a los diferentes canales sino también una tensión de corriente alterna que se utiliza para telealimentar a todos los amplificadores de la red, los cuales la transformarán a la tensión continua necesaria para su funcionamiento. Si la red de CATV lo permite, por ser las distancias a cubrir lo suficientemente pequeñas, la línea troncal se hace innecesaria, con lo cual la línea de distribución parte directamente de la cabecera. Red troncal de fibra óptica En los últimos años, con la introducción de redes de distribución de señales de televisión mediante cable coaxial, se ha encontrado la necesidad de distribuir un número muy elevado de canales de televisión y de cubrir grandes distancias para después distribuirlos y hacerlos llegar a los hogares. En una red troncal coaxial de unos pocos kilómetros tendríamos que usar gran cantidad de amplificadores con los problemas que ello entrañaría. Hoy la fibra óptica permite cubrir grandes distancias (>20 Km.) para transportar las señales generadas en la cabecera y llevarlas hasta la red de distribución, que también podría ser de fibra óptica dependiendo de la complejidad de la red. La tendencia actual nos lleva a considerar las redes híbridas fibra óptica-coaxial (HFC) como las redes que en un futuro cada vez más próximo harán llegar hasta los hogares de la mayoría de poblaciones de grande y mediano tamaño un amplísimo abanico de servicios y aplicaciones de telecomunicaciones, como por ejemplo los que parece que se van a convertir en los productos estrella de las redes de cable:

el acceso a Internet a alta velocidad, en primer lugar, y, más adelante, la telefonía.

Ejemplo típico de red Híbrida Fibra-Coaxial (HFC)

Ventajas de la fibra óptica sobre el cable coaxial Bajas pérdidas en la fibra: 0.4 dB/Km. para una longitud de onda de 1310 nm y

0.25 dB/Km. para la longitud de onda de 1550 nm. Pérdidas independientes de la frecuencia de la señal transportada: esto significa

que no habrá que introducir ecualizaciones para equilibrar amplitudes entre canales al final de la red troncal.

Obras civiles de menor costo ya que solamente se instalará cable. No harán falta, por ejemplo, los amplificadores que necesitaríamos en la red coaxial.

Inmunidad a las interferencias radioeléctricas ya que lo que se transmite es luz y no una señal de radiofrecuencia.

Estabilidad con la temperatura: sólo en situaciones de muy bajas temperaturas la fibra aumenta su atenuación, frente al cable coaxial que se ve mucho más afectado frente a cambios de temperatura.

El principal inconveniente de la fibra es que los componentes necesarios para transmitir y recibir datos son muy caros, por ello ésta no puede ser llevada hasta los hogares de los abonados. Como solución intermedia se ha optado por la arquitectura Fiber To The Neighborhood (FTTN). En esta arquitectura se sustituye el cable coaxial por la fibra óptica en la red troncal, manteniéndose en la de distribución. En la figura representamos un esquema de esta arquitectura.  

 Figura : Arquitectura FTTN.

 Características de los elementos del sistema de transmisión óptico:

La transmisión de señales de TV por fibra óptica puede realizarse en dos longitudes de onda distintas, una de 1310 nm y otra de 1550 nm. Estas dos zonas del espectro, donde se establece un compromiso entre atenuación y linealidad, se denominan 2ª y 3ª ventana respectivamente.

La elección de la ventana de transmisión se realizará en función de la distancia a cubrir y del tipo de red de distribución (óptica o coaxial). Para distancias inferiores a 30 km. podemos transmitir en la 2ª ventana con láseres DFB (láseres de realimentación directa). Si la distancia es superior a 30 km. se puede utilizar la 3ª ventana, con láseres DFB con modulación externa, ya que permite la introducción de amplificadores ópticos en la red.

Las potencias más habituales de los láseres oscilan entre los 8 y 14 mW, aunque van aumentando año tras año con el fin de minimizar el uso de amplificadores.

Los parámetros más importantes a la hora de seleccionar un transmisor óptico son: eficiencia del láser (actualmente, 0.4 mW/mA), CTB, CSO, C/N y respuesta amplitud frecuencia.

El otro elemento fundamental de la red es el receptor, cuyos parámetros más importantes a tener en cuenta son: respuesta amplitud frecuencia, CSO, CTB y responsividad (habitualmente 0.85 mA/mW).

2.3.- LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN Es la encargada de suministrar las señales desde la línea troncal hasta el punto de terminación de la red (PTR). El PTR puede ser, según el caso, bien la toma de usuario o bien el punto de conexión de la red privada de usuario (red de distribución para una vivienda individual, red de distribución para colectivas (SMATV) o incluso una red de teledistribución privada (SCATV)). La línea de distribución está formada por el elemento activo (amplificador) y los correspondientes elementos pasivos (repartidores, derivadores, acopladores, etc.) necesarios para distribuir la señal tanto a las redes de usuario como a otras líneas de distribución y que han de reunir las condiciones adecuadas para ser instalados en condiciones de intemperie. Generalmente se realiza con cable coaxial pero puede realizarse con FO o bien con una combinación de ambas tecnologías, en función de la distancia que sea necesario cubrir.

Como las consideraciones realizadas anteriormente para la línea troncal de FO son válidas para la línea de distribución, nos centraremos en la línea de distribución coaxial, cuyo elemento más importante es el amplificador de distribución. El amplificador de distribución. Su función es la de compensar las pérdidas introducidas tanto por el cable coaxial como por los diferentes elementos pasivos que se sitúan en la línea, bien para dar directamente servicio a las redes de usuario o a otras líneas de distribución.

Ecualización:

Como el cable coaxial tiene unas pérdidas que se incrementan con la frecuencia, estos amplificadores deben incorporar ecualizadores cuya respuesta es precisamente contraria a la del coaxial, de forma que la respuesta en frecuencia del conjunto sea plana.

En las instalaciones reales, la salida de los amplificadores de distribución suele estar ligeramente preacentuada en lugar de ser totalmente plana, con el fin de lograr un mejor aprovechamiento de la línea ya que permite situar derivadores para las redes de usuario a distancias mayores desde la salida de cada amplificador.

En el caso de redes sofisticadas, la ecualización del amplificador puede ser controlada desde la cabecera.

Niveles y calidad de la señal El Reglamento Técnico y de Prestación del Servicio de Telecomunicaciones por Cable establece los requisitos técnicos de las redes de cable y las características que debe cumplir la señal a la salida de la cabecera y en el Punto de Terminación de Red.

En el punto de conexión de cabecera:

Impedancia 75 Ohmios

Conectortipo F o CEI

M14

Pérdidas de retorno >= 14 dB

C/N >= 60 dB

C/Osciladores locales

>= 60 dB

Nivel de señal >= 19 dBmV

Retardo de grupo +/-50 nseg

Ganancia diferencial <= 5%

Fase diferencial <= 3°

En el punto de terminación de red (PTR):

Nivel de señal62-68 dBµV

C/N señales de TV >= 14 dB

Diferencia de nivel entre canales <= 12 dB

Producto de intermodulación canal simple

>= 54 dB

Interferencia a frecuencia simple >= 57 dB

Producto de intermodulación a frecuencia múltiple

>= 52 dB

Respuesta amplitud/frecuencia dentro del canal

+/-2 dB

Ganancia diferencial <= 12%

Fase diferencial <= 12°

REDES SCATV Las urbanizaciones o pequeños pueblos que deseen tener servicios comunitarios de teledistribución (TV, Radio, Voz, Datos,..) tendrán que establecer su propia red privada de CATV. Estas medianas redes privadas de CATV, no sujetas a las especificaciones del Reglamento Técnico de Televisión por Cable, son lo que se conoce como redes SCATV. La estructura general de una red SCATV es la misma que la de una red de CATV pública. Posee por tanto cabecera, línea troncal y línea de distribución. Sin embargo, en la gran mayoría de los casos, y dado el pequeño tamaño de la red, la línea troncal se hace innecesaria. La cabecera de una red SCATV tiene la misma configuración que la de una red CATV. La diferencia estriba en que el equipamiento utilizado no tiene por qué cumplir unas características tan estrictas. La diferencia fundamental entre una red de distribución SCATV y una red pública de CATV es que aquella está generalmente pensada para dar servicio a un número mero menor de abonados. Por lo demás, la topología es la misma y el equipamiento utilizado debe cumplir requisitos similares. El punto de terminación de red de una SCATV será bien la toma final de usuario o bien la entrada a la instalación de antena colectiva del edificio.

LA TELEVISIÓN DIGITAL

TV ANALÓGICA vs TV DIGITAL

Las ventajas que ofrece la TV digital frente a la analógica convencional son:

a. Mayor calidad. b. Mantenimiento de la calidad extremo a extremo.

c. Mayor capacidad y flexibilidad de envío de información. d. Servicios interactivos de altas prestaciones adaptados a cualquier

entorno (empresa, doméstico, público,...) e. Integración de servicios: vídeo + audio + datos. f. Nuevos servicios.

LA TELEVISIÓN DIGITAL

TV DIGITAL POR CABLE

En sistemas de transmisión por cable, la limitación fundamental radica en el limitado ancho de banda del espectro para ubicar las señales. Sin embargo, las atenuaciones son relativamente pequeñas y las relaciones señal ruido grandes, por lo que el tipo de modulación empleado (QAM) antepone la eficiencia espectral a la robustez frente al ruido, incluyendo la información tanto en la amplitud como en la fase de la portadora. No debemos olvidar el lento pero inexorable avance de la tecnología Hybrid Fiber Coaxial (HFC) en las redes de televisión por cable ( CATV), que en unos años se convertirá en la dominante en lo que a redes de acceso de banda ancha se refiere.

1. REDES DE CABLE DE BANDA ANCHA HFC 2. EL CANAL DE RETORNO 3. ACCESO A INTERNET A ALTA VELOCIDAD 4. TELEFONÍA EN REDES HFC 5. TV DIGITAL TERRENA

1. REDES DE CABLE DE BANDA ANCHA HFC

La tendencia actual nos lleva a considerar las redes HFC (Híbridas Fibra óptica-Coaxial) como las redes que en un futuro cada vez más próximo harán llegar hasta los hogares de la mayoría de poblaciones de grande y mediano tamaño un amplísimo abanico de servicios y aplicaciones de telecomunicaciones, entre los que pueden citarse:

o Vídeo bajo demanda (VOD) o Pago por visión (PPV) o Videojuegos interactivos. o Videoconferencia. o Telecompra. o Telebanca.

o Acceso a bases de datos, etc.

Y los que parece que se van a convertir en los productos estrella de las redes por cable:

o Acceso a Internet a alta velocidad. o Telefonía.

Una red HFC es una red de telecomunicaciones por cable que combina la fibra óptica y el cable coaxial como soportes de la transmisión de las señales. Se compone de 4 partes claramente diferenciadas: cabecera, red troncal, red de distribución y red de acometida de los abonados.

a. Cabecera: es el centro desde donde se gobierna todo el sistema. Su complejidad depende de los servicios que ha de prestar la red. Las señales digitales de vídeo, audio y datos que forman los canales de TV digital se multiplexan para formar el flujo de transporte MPEG.Tras añadir la codificación para corrección de errores y realizar una intercalación de bits, se utiliza un modulador QAM para transmitir la información hasta el equipo terminal de abonado (set-top-box).Los canales digitales de TV y otros servicios digitales se ubican en la banda comprendida entre 606 y 862 MHz.La cabecera también es la encargada de monitorizar la red y supervisar su correcto funcionamiento.

b. Red troncal: suele presentar una estructura en forma de anillos redundantes de fibra óptica que une a un conjunto de nodos primarios. Esta estructura emplea habitualmente tecnología PDH (Jerarquía Digital Plesiócrona) o SDH (Jerarquía Digital Síncrona), que permite construir

redes basadas en ATM (Modo de Transferencia Asíncrono).Los nodos primarios alimentan a otros nodos (secundarios) mediante enlaces punto a punto o bien mediante anillos. En estos nodos secundarios las señales ópticas se convierten a señales eléctricas.

c. Red de distribución: estas señales eléctricas se distribuyen a los hogares de los abonados a través de una estructura tipo bus de coaxial. Cada nodo sirve a unos pocos cientos de hogares (500 es un tamaño habitual en las redes HFC), lo cual permite emplear cascadas de 2 ó 3 amplificadores de banda ancha como máximo.

d. Red de acometida: salva el último tramo del recorrido de las señales descendentes, desde la última derivación hasta la base de conexión de abonado.

2. EL CANAL DE RETORNO

Estas redes han de estar preparadas para poder ofrecer un amplio abanico de aplicaciones y servicios a sus abonados. La mayoría de ellos requieren de la red la capacidad de establecer comunicaciones bidireccionales entre la cabecera y los equipos terminales de abonado y, por tanto, exigen la existencia de un canal de comunicaciones para la vía ascendente o de retorno, del abonado a la cabecera. El canal de retorno ocupa en las redes HFC el espectro comprendido entre 5 y 55 MHz. Este ancho de banda lo comparten todos los hogares servidos por un nodo óptico. En el nodo óptico convergen las señales de retorno de todos los abonados, que se convierten en señales ópticas en el láser de retorno, el cual las transmite hacia la cabecera. Pueden aparecer problemas de ruido por el llamado efecto Noise Funneling (ruido por efecto embudo) debido a que todas las señales indeseadas, ruido e interferencias, recogidas en todos y cada uno de los puntos del bus de coaxial, convergen en el nodo, sumándose sus potencias y contribuyendo a la degradación de la relación señal a ruido en el enlace digital de retorno. Además, el espectro del canal de retorno es considerablemente más ruidoso que el del canal descendente.

Esquema simplificado de red HFC desde el punto de vista del canal de retorno. En esta configuración, del nodo óptico parten 4 buses de coaxial que sirven a 4 áreas de distribución distintas. Si el nodo sirve a 500 hogares, cada bus dará servicio a unos 125 hogares, que compartirán los 50 MHz. del canal de retorno. En cada hogar, una Unidad de Interfaz de Red (UIR) sirve para conectar los distintos equipos terminales de abonado (PC/módem de cable, TV/set-top-box, y terminal telefónico) a la red HFC.

3. ACCESO A INTERNET A ALTA VELOCIDAD

Va camino de convertirse en uno de los grandes negocios de las nuevas redes de acceso de banda ancha. Las redes HFC, mediante el uso de módems especialmente diseñados para las comunicaciones digitales en redes de cable, tienen capacidad para ofrecer servicios de acceso a redes de datos como Internet a velocidades cientos de veces superiores que en la actualidad.

Un módem de cable típico tiene las siguientes características: i. Asimétrico: recibe datos a velocidades de hasta 30 Mbps y transmite

hasta 10 Mbps, aunque son más normales valores de 10 Mbps y 1 Mbps, respectivamente.

ii. Se conecta a la red HFC mediante un conector de cable coaxial tipo F, y al PC de abonado a través de una tarjeta Ethernet 10BaseT.

iii. La recepción de datos se realiza por un canal de entre 6 y 8 MHz del espectro descendente con modulación digital 64-QAM. Se demodula la señal recibida y se encapsula el flujo de bits en paquetes Ethernet. El PC de abonado ve la red HFC como una enorme red local Ethernet.

iv. En sentido ascendente, el módem de cable descompone los paquetes Ethernet que recibe del PC y los convierte en celdas ATM (o en tramas con otro formato propietario). Utiliza un canal de unos 2 MHz del espectro de retorno con modulación digital QPSK.

v. Suele disponer de un sistema FAMM (Frecuency Agile MultiMode), que le permite conmutar de un canal ruidoso a otro en mejores condiciones de manera automática.

¿Quieres saber más sobre los cable-módem? Actualmente, el acceso a Internet se realiza a través de un módem telefónico y una conexión dedicada de banda estrecha con capacidad constante y simetría, a 64 ó 128 Kbps (RDSI) ó 33.6 Kbps con un módem telefónico estándar. Sin embargo, la transmisión de datos en redes HFC se realiza a través de un medio de acceso compartido, en el que un grupo más o menos grande de usuarios comparte un ancho de banda generalmente grande (p.ej., un canal de 6 MHz, con una capacidad de entre 10 y 30 Mbps). Así, y gracias al acceso

compartido, la capacidad de transmisión y recepción de datos que ve cada usuario es bastante superior a la que le correspondería en el mismo caso pero usando canales dedicados. Además, la comunicación bidireccional no es simétrica (normalmente recibimos más que enviamos), cosa que tienen en cuenta estos módems. El elemento clave que permite el funcionamiento correcto y eficiente de un sistema de acceso compartido como es una red HFC es el protocolo MAC (Medium Access Control), que constituye el conjunto de reglas que deben seguir todos los usuarios de la red. El protocolo MAC asigna ancho de banda a los usuarios que lo solicitan y regula su actividad de manera que cada uno reciba la capacidad deseada, asegurándose de que el sistema se comporta de manera óptima. Prestaciones mejoradas Las redes de acceso HFC ofrecen a sus abonados la posibilidad de estar permanentemente conectados y de que sólo se les facture por el tiempo que están realmente utilizando los recursos del sistema, o por volumen de datos recibidos y transmitidos. Otra ventaja es que estas redes permiten la difusión de datos a todos o a grupos específicos de usuarios (broadcast y multicast) para servicios de noticias, juegos multiusuario, descarga de software,... La capacidad del canal descendente de la red (86 a 862 MHz) es tal que puede absorber cómodamente un gran aumento del número de abonados y de la demanda de todo tipo de servicios.

2. TELEFONÍA EN REDES HFC

Los operadores de redes HFC están muy interesados en ofrecer servicios de telefonía a sus abonados, tanto residenciales como empresariales. Gracias a la liberalización de las telecomunicaciones los operadores de cable no solamente se interesan en ofrecer servicios combinados de telefonía y datos a las empresas, sino que también se muestran cada vez más atraídos por la telefonía local básica para sus abonados residenciales. Nos encontramos con dos soluciones tecnológicas para la telefonía por cable: 1. Arquitectura overlay: consiste en superponer una red de acceso

telefónico a la red de distribución de TV por cable. Esta arquitectura combina dos tecnologías diferentes. Tiene la capacidad de poder ser diseñada de tal manera que sea de rápido despliegue, económica, flexible, fiable, y que tenga en cuenta una posible evolución futura hacia arquitecturas más avanzadas y con un mayor nivel de integración.

2. La segunda opción tecnológica consiste en aprovechar la infraestructura de la red HFC de CATV para transportar las señales telefónicas en el espectro de radiofrecuencia RF de la misma. Se reservan para el tráfico telefónico ciertos canales del espectro descendente (86-862 MHz) y del de retorno (5-55 MHz). Todos los abonados de una misma zona de distribución comparten una serie de ranuras temporales de 64 Kbps a las que acceden según un esquema TDMA (Acceso Múltiple por División Temporal). Dentro de esta segunda opción tenemos dos variantes:

RF to the Kerb: RF hasta la acera. Consiste en llevar las señales telefónicas, en su formato de RF, hasta un nodo telefónico en el que se convierten a su formato digital en banda base. De este nodo parten pares trenzados hasta cada uno de los hogares.

RF to the Home: RF hasta el hogar. La red de distribución de coaxial de la red HFC lleva hasta los hogares todas las señales provenientes de la cabecera, tanto las de TV y otros servicios como las señales de telefonía. Es, por tanto, en el hogar del abonado donde se realiza la conversión de RF a señal digital de 64 Kbps en banda base.

La diferencia fundamental entre ambas variantes es sólo el punto donde se pasa de RF a 64 Kbps.

Conclusiones La arquitectura de red HFC posee una serie de cualidades que la hacen muy atractiva, tanto a los operadores de cable como a las empresas de telecomunicaciones, para ofertar servicios de banda ancha a los abonados. éstos están usando o comenzando a utilizar de manera masiva los servicios que proporciona Internet. Con la creciente demanda de servicios de alta velocidad, los operadores de cable se encuentran en una posición óptima para generar ingresos a partir de la prestación de éstos a través de unas redes que optimizan la relación entre penetración de la FO y los costes de implantación del sistema. Para ello es necesario diseñar un sistema de módem de cable de bajo costo, sencillo de instalar y fácil de usar por los abonados, estableciéndose así una sólida base para un crecimiento futuro del servicio.

2. TV DIGITAL TERRENA

La transmisión de la señal de TV analógica terrena presenta algunos graves inconvenientes; entre ellos podemos destacar la propagación multitrayecto (imágenes dobles o ìfantasmasî) y la falta de flexibilidad, lo que impide el desarrollo de la implantación de nuevos servicios cada vez más demandados y que sí pueden ser cubiertos por las transmisiones digitales o por cable.

Para que la TV digital vía terrenal suponga una mejora respecto a la analógica deberá utilizar un tipo de modulación que sea particularmente robusta frente a la propagación multitrayecto y que permita la introducción de nuevos servicios. Esto se consigue con la modulación COFDM. Esta modulación cumple los requisitos de protección frente a ecos y ahorro del espectro deseables. Una de las grandes aportaciones de la TV digital terrena va a ser la posibilidad de establecer redes de frecuencia única (SFN), de modo que todos los transmisores situados lo largo de un territorio para transmitir un programa determinado lo hagan utilizando la misma frecuencia. Al menos teóricamente será posible cubrir todo el país utilizando un solo canal de UHF por programa. La introducción de los nuevos canales digitales no va a suponer la desaparición inmediata de las transmisiones analógicas. Es necesario un período de transición (hasta el año 2005) durante el cual las transmisiones analógicas estarán presentes y, por lo tanto, el mismo programa va a ser emitido de manera analógica y digital. Hay un hecho que hace que la confianza en el pleno desarrollo de la TV digital terrena sea plena, aunque su introducción sea posterior a la de sus homónimas por cable y satélite: es la única que puede asegurar la completa cobertura de los territorios sin coste para el usuario. Además de las ventajas ya señaladas anteriormente, la TV digital terrena posibilita estas otras: a. La recepción portátil con ausencia total de doble imagen. b. Reducción de la potencia transmitida necesaria para mantener la misma

cobertura que los servicios analógicos actuales. c. Posibilidad de implantación de nuevos servicios, como TV de alta

definición, vídeo bajo demanda, múltiples canales de sonido, datos, etc. d. Considerable ahorro espectral, lo que significa la posibilidad de

transmitir un gran número de programas en el futuro.

TV DIGITAL VÍA SATÉLITE

El sistema de transmisión de señales vía satélite ha sido diseñado para difusión y distribución de servicios de TV utilizando las bandas de FSS y DBS. éste proporciona tanto posibilidad de recepción individual (sistemas DTH) como colectivo (cable y SMATV). El sistema usa una protección contra errores concatenando un código de bloque (Reed Solomon 188,204) y un código convolucional (Viterbi). El sistema de modulación que se emplea en la transmisión vía satélite debe tener en cuenta la gran atenuación del medio, la limitación en potencia del transmisor y el ruido atmosférico. Por ello la modulación

no debe incorporar ningún tipo de información en la amplitud de la señal para evitar el ruido atmosférico y debe ser robusta, a expensas de perder cierta capacidad de eficiencia espectral. La modulación elegida para la transmisión vía satélite ha sido QPSK, pues reúne las características antes mencionadas (robustez frente al ruido e información enviada en las variaciones de fase de la señal). La diferencia fundamental entre la transmisión analógica por satélite y la TV digital por satélite estriba en que la señal moduladora, es decir, la señal en banda base, en el caso analógico es la señal de vídeo y en el caso digital es MPEG-2-TS, lo que aumenta considerablemente la eficiencia espectral, no por la modulación, sino por la compresión MPEG-2.

TECNOLOGÍA PARA LA TELEVISIÓN DIGITAL POR SATÉLITE

Arquitectura del Servicio y Agentes

Figura 1. Arquitectura y agentes de la televisión digital por satélite. La figura 1 ilustra de forma muy genérica los posibles componentes de un servicio de televisión digital por satélite. Incluye:

Contenidos. De su atractivo depende la suscripción de los usuarios al servicio. Son por tanto la llave de la cadena de valor resultante

Programador. Agrupa diferentes contenidos en un conjunto de canales que aumentan el interés del usuario

Difusor. Muchas veces la frontera entre el productor de contenidos y el programador no es clara. Es un caso característico de las cadenas de TV

Sistema de acceso condicional (CA). Introduce claves de acceso de tal manera que solamente aquellos usuarios de pago acceden a la información transmitida

Operador de red. Encargado de multiplexar y transportar varios canales de vídeo digital, típicamente MPEG-2, a

través de un transpondedor de un sistema de satélites, tanto de difusión directa por satélite ( DBS) tipo Hispasat, como de transporte de señales de televisión por servicio fijo (FSS) tipo Astra

Usuario. Dispone de una antena parabólica apuntada al satélite y de un receptor decodificador integrado (IRD) capaz de convertir las señales recibidas por la antena en las señales que acepta un televisor convencional. En el IRD se encuentran las claves para el acceso condicional (de pago) a programas y servicios. El IRD también se conoce como Set Top Box

Suministradores de IRD. Son las distintas industrias fabricantes de IRDs o de componentes específicos para el mismo. Se adaptan a los requisitos del sistema de CA que especifique el difusor

Unidades de Transcontrol a redes de televisión por cable, MMDS o terrenal. Las cabeceras de emisión reciben la señal del satélite y la utilizarla para la difusión por sus propias redes. El transcontrol consiste en la posibilidad de cifrar la sedal de forma diferente para cada sistema de distribución, sin que los diferentes agentes implicados accedan a información sensible de sus posibles competidores

Canal de retorno. Esta conexión del IRD permite, mediante un modem telefónico, la interactividad con el sistema para solicitar la visión de una película o evento deportivo de pago

A partir del esquema de la figura 1, puede considerarse que una Plataforma Digital de TV por satélite está constituida por algunos de los siguientes agentes:

Proveedores de contenidos Programadores Difusores Proveedores de Acceso Condicional El IRD comercializado u ofrecido por alguno de los anteriores

A continuación se explican con mayor detalle algunas de las tecnologías implícitas en la transmisión y uso de la televisión digital.

1. El MPEG-2, el Germen de la Oportunidad Tecnológica 2. El Estándar DVB 3. La Información de Servicio 4. El Transporte de Señal 5. Capacidad de los Satélites en Canales de TV Digitales 6. Guía Electrónica de Programación (EPG) 7. El Receptor Decodificador Integrado (IRD) 8. Sistemas de Acceso Condicional 9. Simulcrypt vs. Multicrypt 10. Multicrypt 11. Simulcrypt "débil"

12. Simulcrypt "fuerte" 13. Tarjetas Inteligentes para el Acceso Condicional 14. Las dos Plataformas Digitales en España

1. El MPEG-2, el Germen de la Oportunidad Tecnológica

Detrás de la aparición de la televisión digital esta la consolidación del MPEG-2 como procedimiento de codificación de audio y vídeo. El estándar MPEG-2 dejó sin especificar ciertas tramas a propósito, fundamentalmente las dedicadas a acceso condicional.

Una de las características del MPEG es que permite adaptar la velocidad de transmisión a la calidad requerida por el programa o servicio considerado. Por ejemplo, los dibujos animados pueden requerir unos 2 Mbit/s, un telediario en torno a 3 Mbit/s y una película puede codificarse con alrededor de 4 Mbit/s. El vídeo de calidad superior para ver un partido de fútbol puede estar entre 6 y 8 Mbit/s.

2. El Estándar DVB

El proyecto DVB (Digital Video Broadcasting) comprende una 170 organizaciones de 21 países, interesadas en estandarizar de forma mundial los mecanismos de difusión de televisión y servicios asociados. Las participantes son departamentos gubernamentales, reguladores, operadores, difusores y fabricantes. Es el estándar utilizado en Europa y como tal adoptado oficialmente por el Instituto Europeo para la Normalización (ETSI).

Las características básicas del DVB en lo que se refiere a la televisión digital por satélite, viene especificado por la norma DVB-S, y son las siguientes:

o Los sistemas de transmisión pueden llevar combinaciones flexibles de audio y vídeo MPEG-2 y otros datos, constituyendo canales que son a continuación multiplexados

o Se utiliza el estándar de Información del Servicio (SI) donde aparecen los detalles sobre los programas y servicios que están siendo emitidos.

o Existe un estándar de enmascaramiento (scrambling) disponible (Common Scrambling Algorythm). Este estándar tiene una difusión limitada para controlar el acceso a esta información y evitar de alguna manera posibles problemas de piratería.

o Existe un estándar de Interfaz Común para el Acceso Condicional disponible. Su uso no es obligatorio dentro del DVB.

El DVB no es el único estándar posible para la transmisión por satélite de TV digital. En EE.UU. funciona el estándar DSS que no es compatible con DVB, aunque utiliza también MPEG-2, e idénticos esquemas de modulación y corrección de errores.

3. La Información de Servicio

El estándar DVB incluye campos en la trama MPEG con información específica del programa transmitido (PSI). Esta información permite que el decodificador pueda obtener la sincronización necesaria para capturar y recuperar la información de vídeo y audio enviada.

Además DVB ofrece un estándar de Información del Servicio (SI) que permite al IRD sintonizar automáticamente un servicio concreto y también agrupar servicios en categorías. De esta forma se consigue el acceso a las Guías Electrónicas de Programación (EPG).

4. El Transporte de Señal

El estándar DVB-S puede utilizarse con anchos de banda de transpondedores analógicos de satélite entre 26 y 72 MHz. Esto incluye satélites como Astra, Hispasat, Eutelsat, Telecom, Tele-X, Thor, TDF, DFS, etc.

Para cada transpondedor se utiliza una sola portadora con datos, que constituye el Transport Stream (TS). Estos datos se pueden ver como una cebolla. En la parte más interna de la cebolla se encuentra los datos útiles, y sobre esta capa se añaden otras para que exista menor sensibilidad a los errores. El proceso es el siguiente.

o En primer lugar el vídeo, el audio y otros datos, como información especifica, información del servicio, datos de

abonado para el acceso condicional, se insertan en los paquetes de transporte MPEG. Estos son los datos útiles

o Se aleatorizan (scrambling) los contenidos de cada paquete. Aunque esto permite el acceso condicional en función de una clave, también aumenta la protección frente a errores, uniformiza el uso de la banda disponible, facilita la sincronización

o Se multiplexan varios flujos de paquetes de transporte en un flujo de transporte multi-programa

o Se añade un código de corrección de errores de Reed-Solomon. Añade un 12% de overhead a los datos útiles

o Por último, la señal se modula en QPSK para ser retransmitida a través del transpondedor analógico del satélite

5. Capacidad de los Satélites en Canales de TV Digitales

Un ancho de banda usual para un transpondedor analógico de un sistema de satélites de DBS es de 36 MHz. En este ancho de banda es posible utilizar una modulación de datos de 28 millones de símbolos por segundo. Esto hace que si se utiliza una modulación 4-QPSK, sean necesarios 2 bits por símbolo y por tanto la capacidad de transmisión por transpondedor sea de unos 56 Mbit/s. Esta no es la velocidad útil puesto que hay que descontar los bits en exceso como las correcciones de error de tipo Reed-Solomon y la convolución de Viterbi. Así la velocidad útil es de unos 39 Mbit/s.

En el escenario típico anterior significa 8 canales por transpondedor analógico para un escenario típico. Un sistema de 5 transpondedores, por ejemplo el satélite Hispasat, permitiría unos 40 canales de TV y un sistema de 11 transpondedores podría llegar a los 90 canales de TV digital.

6. Guía Electrónica de Programación (EPG)

La EPG suministra al abonado toda la información sobre los programas y servicios difundidos por el proveedor del servicio; es el medio de acceso a través de menús a los servicios avanzados que soporte la plataforma. Navegando a través de esta guía se puede acceder al programa deseado. Por tanto, a través de la EPG se controla el funcionamiento del IRD en todo lo que se refiere a canal sintonizado, sincronización,

demultiplexación, verificación de acceso condicional y desenmascaramiento.

La EPG es una de las bases de la competencia en condiciones equitativas, razonables y no discriminatorias por su capacidad para dirigir al usuario hacia ciertos programas o servicios.

7. El Receptor Decodificador Integrado (IRD)

Un receptor decodificador integrado típico consiste de diversos bloques, a saber: un demodulador QPSK, el cual es la única parte con componentes analógicos del sistema, un decodificador de Viterbi, corrección de errores Reed-Solomon, un demultiplexor para separar los diferentes canales, un decodificador de vídeo y audio MPEG-2, conversores digitales/analógicos, modulador PAL, interfaces para tarjetas inteligentes y otros periféricos, todo ello gobernado por una CPU.

Sin embargo, para el propósito de la presente discusión es más interesante considerar el diagrama de la figura 2, donde se muestra un diagrama conceptual de las tres partes de un IRD.

Figura 2. Arquitectura conceptual de un IRD.

El IRD esta compuesto de:

o Receptor, encargado de la recuperación y corrección de errores de la sedal procedente de la antena.

o Acceso condicional, para el control del acceso del usuario a los programas y servicios a través de claves que han de ser descifradas, y que permiten la decodificación de la información pertinente.

o Descrambling. Se ocupa de hacer inteligible las imágenes y el audio recibidos.

8. Sistemas de Acceso Condicional

Los sistemas de acceso condicional son sistemas que restringen el acceso de los usuarios a los servicios implementados por un determinado radiodifusor de una manera controlada.

Su aparición vino obligada por una serie de factores como: la liberación de los servicios de telecomunicaciones, la aparición de la comunicación por satélite, la imposibilidad de acceder a fondos gubernamentales y la dificultad de control paterno para cierto tipo de programas.

El área de acceso condicional (CA) ha sido tenida en cuenta con particular atención por el DVB, si bien le está resultando difícil desarrollar estándares sobre el mismo.

El acceso condicional debe cumplir los siguientes requisitos:

o Compatible con los estándares de codificación y modulación. o Robusto al ruido y otras interferencias. o La señal resultante se debe poder enviar por medio de

transmisión. o Permitir un enorme número de suscriptores. o Ser suficientemente seguro para evitar a los piratas. o Ser lo más transparente posible para la información original.

El CA comprende: o El algoritmo de cifrado del programa o servicio o El algoritmo de scrambling (aleatorización) del flujo de datos o El Sistema de Gestión de Abonado (SMS), con todos los datos

del abonado a un determinado programa o servicio o El Sistema de Autorización de Abonado (SAS) que codifica y

suministra los códigos clave (descifrado) para poder decodificar el programa y acceder a la información transmitida.

De todos estos sistemas el DVB acordó estandarizar tan sólo el algoritmo de aleatorización del flujo de datos y establecer la posibilidad de incorporar una Interfaz Común (CI) en el IRD para que pudieran coexistir diferentes esquemas de acceso condicional simultáneamente (ver fig2). La figura 3 representa las actividades que puede llevar a cabo un operador de acceso condicional. Es fundamental observar que las actividades del acceso condicional están dispersas entre el centro emisor (cifrado), un sistema distribuido (bases de datos, sistema de gestión y autentificación), y la residencia del usuario (módulo de acceso condicional del IRD). El proceso es el siguiente: un abonado se da de alta en un cierto servicio de TV. Esta petición de alta se envía por el canal de retorno interactivo al proveedor del servicio, el cual que utiliza el SMS para dar de alta al nuevo abonado y tarificarle de acuerdo a su petición. El SAS proporciona, en caso de que sea necesario, nuevos datos a la trama MPEG para permitir el acceso a este nuevo abonado. Este abonado debe disponer de una tarjeta inteligente donde se encuentra la verificación de la clave de acceso enviada por el sistema. Disponiendo de esta tarjeta, verdadero elemento crítico del sistema, y de la clave de acceso se puede desenmascarar correctamente la sedal MPEG codificada para que sea inteligible sobre el televisor.

Figura 3. Estructura del acceso condicional.

9. Simulcrypt vs. Multicrypt

El DVB propugna el uso de dos estrategias diferentes para el acceso condicional. La estrategia Multcrypt consiste en utilizar el estándar de interfaz común en el IRD de forma que se puedan utilizar simultáneamente varias tarjetas inteligentes (smart cards) donde residen las claves para el acceso condicional y el posterior desenmascaramiento (descrambling) de la sedal. Estas tarjetas pueden tener distintos esquemas de acceso condicional.

La estrategia Simulcrypt permite que el IRD sea propietario, en el sentido de no estandarizar cómo debe ser la interconexión de los módulos de acceso condicional dentro del IRD. Por supuesto, este segundo tipo de IRD también utiliza el algoritmo común de aleatorización. También permite la utilización de diferentes tipos de tarjetas inteligentes, siempre que se llegue previamente a acuerdos técnicos.

Aún existiría otra estrategia más para el acceso condicional, pero ahora totalmente fuera del DVB. Consiste en utilizar una plataforma cerrada, en el sentido de no utilizar los estándares europeos. Este esquema se utiliza en la televisión digital por satélite en EE.UU., donde alguno de los operadores ni siquiera usan la codificación MPEG. Es totalmente inviable en Europa.

Según lo indicado hay tres modelos tecnológicos básicos para la televisión digital por satélite desde el punto de vista del usuario, o lo que es lo mismo desde el IRD o plataforma de acceso:

o Multicrypt o Simulcrypt débil o Simulcrypt fuerte

10.Multicrypt.

El usuario puede acceder a todos los servicios condicionales a través de una única plataforma, que por supuesto tiene varios fabricantes y por tanto competencia en la industria, en la que solo tiene que

conectar la correspondiente tarjeta inteligente de acceso condicional, o varias de ellas si el IRD lo permite físicamente. El rango de sistemas de acceso condicional es ilimitado. No existen sistemas de este tipo disponibles comercialmente a día de hoy. Este modelo necesita, evidentemente, un proceso de homologación laborioso para verificar su compatibilidad. Sin embargo, la regulación asociada, salvo la de partida que obligase a este sistema, puede ser más sencilla al no requerir consideraciones tecnológicas, sino solamente de mercado. También facilita la entrada en el mercado de proveedores de contenidos procedentes, por ejemplo, de otros países

11. Simulcrypt "débil".

Al tratarse de una plataforma propietaria se establecen acuerdos entre los diferentes sistemas de acceso condicional de forma que es posible utilizar un cierto número limitado de tarjetas con accesos condicionales válidos en esa plataforma. Los sistemas de acceso condicional "invitados" puede pagar un canon por el uso de la plataforma propietaria básica. Hasta el momento se han efectuado algunas pruebas para verificar la posibilidad de utilizar sistemas Simulcrypt con diferentes accesos condicionales, parece que con resultados exitosos. Este modelo requiere probablemente un organismo independiente que verifique la supuesta compatibilidad y vele por el mantenimiento de la libre competencia evitando prácticas abusivas.

12.Simulcrypt "fuerte".

En este caso, el acuerdo entre diferentes plataformas se establece a partir de los contenidos, ya que todos los programas y servicios utilizarían el mismo sistema de acceso condicional, esto es, un mismo tipo de tarjeta. Este caso es el más problemático desde el punto de vista de la libre competencia al incorporar una integración vertical de actividades de difícil separación. Los principales problemas desde la tecnología se refieren al acceso a los datos de los sistemas de gestión de abonado y sistemas de autorización de abonado por parte de la plataforma de posición dominante, y a la

obligatoriedad de utilizar un solo tipo de acceso condicional.

La figura 4 muestra de una forma gráfica los requerimientos que deben tener las tarjetas de acceso condicional para utilizar cada uno de los modelos anteriores.

Como se ha mencionado estos son los modelos básicos, pero existen otros derivados de ellos. En el caso de la TV digital podía ser interesante favorecer la aparición de la interfaz común, aunque durante un tiempo prudencial el acceso condicional sólo fuera posible a través de la tarjeta del proveedor que ha hecho la inversión. Este modelo se suele denominar de "interfaz común (Multcrypt) controlada".

Figura 4. Modelos básicos de acceso condicional en el IRD

13. Tarjetas Inteligentes para el Acceso Condicional

Una tarjeta inteligente constituye usualmente el módulo para el acceso condicional del IRD. La tarjeta, habitualmente de tipo PCMCIA, es capaz de procesar los datos MPEG-2 provenientes del multiplex de un transpondedor, es decir, unos 54 Mbit/s. La tarjeta debe tener una serie de funcionalidades que facilitan su

operación como configuración remota, acceso al canal de retorno interactivo, mecanismos de pago por el servicio, iniciación automática de llamada, número de identificación personal (PIN) y campos configurables como región de acceso, idioma, tipo de abonado, etc. Típicamente una tarjeta de la actual generación puede controlar hasta 65.535 productos diferentes a los que estar abonado.

El funcionamiento es el siguiente: cada tarjeta de acceso condicional procesa el flujo MPEG-2 de transporte antes de que pase por el demultiplexor. Si hay varias tarjetas insertadas pasa secuencialmente por todas ellas hasta que alguna es capaz de extraer la información de descifrado. Entonces esta tarjeta toma el control de las operaciones de desenmascarado.

¿Qué necesitas para recibir desde un satélite?

1. Antena parabólica 2. LNB Universal 3. Receptor de satélite 4. Televisor

5. Recepción SMATV

Todo lo que necesitas para recibir los programas de saté es una pequeña Antena parabólica (1) con un LNB Universal (2), un Receptor de Satélite (3) y tu Televisor (4). Un proveedor te podrá dar toda la información que necesites: te podrá aconsejar sobre el tamaño exacto de la parábola para que puedas conseguir la mejor calidad de señal piosible en tu instalación . Si vives en un bloque de edificios, por ejemplo - una sola antena comunitaria,Recepción SMATV (5) , te dará todos los servicios.

El LNB Universal

1. ¿Por qué necesitas un LNB Universal?

Se necesita un LNB Universal para poder recibir todo el ancho de banda de emisión de un satélite, desde 10,70 a 12,75 GHZ, lo que permitirá la recepción de todos los canales analógicos con un receptor analógico, y todos los canales digitales con un receptor de satélite digital.

2. ¿Cómo funciona?

El LNB Universal selecciona o bien la banda baja o bien la banda alta al activar un interruptor de tono de 22 kHz que genera el receptor digital de satélite. La polarización vertical y horizontal se selecciona aplicando 13 ó 18 voltios al suministro de energía.

3. ¿Cómo reconoces un LNB Universal?

Un LNB Universal lleva generalmente una etiqueta con la leyenda "LNB Universal", o bien una que indica la recepcíón del ancho de banda completo, de 10,70 a 12,75 GHZ. Los antiguos modelos de LNB, que no son adecuados para la recepción digital, solamente reciben el espectro de 10,70 GHz a 11,70 GHz.

4. Otros tipos de LNBs Universales

4a. El LNB Universal Twin

4b. El LNB Universal Quatro

El receptor de satélite

1. Televisión Analógica + Radio

Para la recepción de servicios analógicos se necesita un receptor analógico.

2. Televisión Digital + Radio

Para la recepción de servicios digitales se necesita un receptor digital (set-top-box) o IRD. El IRD (Integrated Receiver Decoder) es el elemento que demodula y descodifica la señal digital. Es el elemento crítico del sistema de TV digital, ya que tiene que cumplir con dos características básicas: ha de ser barato y de fácil manejo. En función del origen de la señal, el tipo de demodulador es diferente:

1. Satélite: demodula QPSK 2. Cable: demodula QAM 3. Terrestre: demodula COFDM

El IRD lo podemos dividir en varios bloques.Las funciones que realiza cada uno de los bloques son las siguientes:

Sintonizador: elige un canal (transpondedor)/canal terreno/canal de CATV y lo convierte a una frecuencia fija para ser filtrada

adecuadamente. Demodulador: además de demodular, incorpora un ecualizador,

es decir, dispone de un filtro digital con capacidad para ecualizar el canal de distribución.

Sistema de descodificación de protección contra errores: identifica y corrige los bits erróneos.

Desembrollador: encargado de eliminar el algoritmo de embrollado.

Demultiplexor: elige el programa deseado del canal anteriormente sintonizado y se direcciona hacia el circuito de acceso condicional para desembrollar o no la señal, en función de que el programa sea de pago o libre.

Descodificadores MPEG-2: descodifica digitalmente las señales de audio, vídeo y datos del programa concreto.

Conversores digitales-analógicos: convierte en analógica la señal digital generada por los descodificadores.

Codificador PAL: codifica la señal analógica en el estándar del país concreto (en nuestro caso PAL) y puede ser visionada en el televisor.

Microprocesador: actúa como gestor del receptor IRD.

El DVB, además de definir todos los estándares de transmisión, acceso condicional, etc., ha definido los interfaces del IRD. Estos son:

BUS de conexión serie de baja velocidad. BUS de conexión paralelo de alta velocidad. BUS de conexión serie para PC de alta velocidad. BUS de datos de control. BUS para módem telefónico externo. Interfaz telefónico, que confiere capacidad de retorno al sistema. Interfaz de entrada de señal procedente de antena. Interfaz de entrada de PTR de SMATV. Interfaz salida al televisor o vídeo. Salida audio/vídeo, banda base. Salida en componentes, Y/Cr (U,V), conector tipo S. Salida R, G, B, euroconector. Salida canal de retorno a través de las redes SMATV.

Los receptores digitales usados para la TV de pago pueden incorporar tres interfaces más:

Interfaz de tarjeta de abonado (SMART-CARD): permite al usuario acceder a los servicios digitales de un determinado radiodifusor.

Interfaz de tarjeta bancaria: permite hacer pagos por visión o compras desde el domicilio.

Interfaz de acceso condicional: permite que el desembrollador del sistema no forme parte del IRD, y pueda ser incorporado por el usuario o el radiodifusor

Estos receptores pueden ser de dos tipos: los que reciben los servicios y canales que ofrecen los satélites

en emisión abierta los que pagas por ver aquellos programas que oferta un

proveedor determinado (en España por ejemplo:Canal Satélite Digital o Vía Digital.

¿Cómo funciona?La señal digital del LNB llega a la banda de frecuencias de 950 a 2150 MHz a la entrada del sintonizador. El sintonizador selecciona la correspondiente frecuencia intermedia del transpondedor del satélite cuyo multiplexor contiene el servicio elegido por el consumidor.

Tras la demodulación, se envía la corrección de bits y se produce un flujo de transporte MPEG-2. El desembrollador y la tarjeta inteligente hacen que los programas codificados los veamos en el caso de los sevicios de pago. El demultiplexor extrae del servicio deseado las componentes de vídeo, audio y datos. Entonces las señales digitales se convierten al formato analógico y pasan a los terminales de salida del IRD.