distribucion video por satelite

Sistemas de Telecomunicación

Plan 1994

E.T.S. Ingenieros de Telecomunicación

Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones

Universidad Politécnica de Madrid

Sistema interactivo de distribución de servicios audiovisuales

combinando servidores de información, sistema de navegación interactivo, red de transporte de fibra óptica, red

interactiva de acceso por satélite

Enero de 2000

Sistemas de Telecomunicación 1994

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1. Definición del servicio......................................................................................................................................................................................... 4

2. Normalización internacional sobre el servicio ..................................................................................................................................................... 5

3. Regulación española sobre el servicio ................................................................................................................................................................. 6

3.1 Regulación general ...................................................................................................................................................................................... 6

3.2 Regulación específica de las estaciones terrenas receptoras ........................................................................................................................ 7

3.2.1 Generalidades...................................................................................................................................................................................... 7

3.2.2 Requisitos de seguridad ...................................................................................................................................................................... 8

3.2.3 Requisitos técnicos para compatibilidad electromagnética ............................................................................................................... 10

3.2.4 Requisitos de inmunidad................................................................................................................................................................... 11

4. Arquitectura técnica........................................................................................................................................................................................... 11

4.1 Consideraciones generales para la elección del sistema............................................................................................................................. 11

4.2 Propuesta genérica de arquitectura de redes .............................................................................................................................................. 13

4.3 Propuesta de aplicativos cliente servidor ................................................................................................................................................... 17

4.4 Protocolos en canales interactivos y broadcast .......................................................................................................................................... 19

4.4.1 Propuesta general .............................................................................................................................................................................. 19

4.4.1.1 Canal de broadcast ................................................................................................................................................................... 20

4.4.1.2 Canal interactivo ...................................................................................................................................................................... 21

4.4.2 Desarrollo de las pilas de protocolos ................................................................................................................................................ 21

4.4.2.1 Desarrollo de la propuesta general ........................................................................................................................................... 21

4.4.2.2 Desarrollo de la propuesta del canal de broadcast.................................................................................................................... 22

4.4.2.2.1 Broadcast en la red de transporte .................................................................................................................................... 23

4.4.2.2.2 Broadcast en la red de acceso.......................................................................................................................................... 23

4.4.2.3 Desarrollo de la propuesta del canal interactivo....................................................................................................................... 24

4.4.2.3.1 Canal interactivo en la red de transporte ......................................................................................................................... 24

4.4.2.3.2 Canal interactivo en la red de acceso .............................................................................................................................. 24

4.4.2.3.2.1 Sobre RDSI ............................................................................................................................................................ 24

4.4.2.3.2.2 Sobre SIT ............................................................................................................................................................... 25

4.4.2.4 Desarrollo de la propuesta del canal interactivo....................................................................................................................... 26

5. Diseño de las redes y los nodos del sistema....................................................................................................................................................... 26

5.1 Diseño del canal de broadcast.................................................................................................................................................................... 26

5.1.1 Fuente del proveedor de contenidos.................................................................................................................................................. 26

5.1.2 Segmento PDH en la red de transporte ............................................................................................................................................. 31

5.1.3 Nodo de transporte............................................................................................................................................................................ 32

5.1.4 Segmento óptico de la red de transporte ........................................................................................................................................... 34

Sistemas de Telecomunicación Plan 1994

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5.1.5 Nodo de acceso................................................................................................................................................................................. 35

5.1.6 Segmento de red de acceso por satélite............................................................................................................................................. 39

5.1.7 Segmento local de distribución a usuarios........................................................................................................................................ 41

5.2 Diseño del canal interactivo ...................................................................................................................................................................... 44

5.2.1 Generalidades en las redes de transporte y de acceso ....................................................................................................................... 44

5.2.2 Segmento de acceso.......................................................................................................................................................................... 45

5.2.2.1 Análisis RDSI y SIT ................................................................................................................................................................ 45

5.2.2.2 SIT........................................................................................................................................................................................... 45

6. Dimensionamiento de las redes del sistema ...................................................................................................................................................... 48

6.1 Generalidades ............................................................................................................................................................................................ 48

6.2 Dimensionamiento en el canal de broadcast .............................................................................................................................................. 48

6.2.1 Cálculos generales de capacidad de flujos MPEG-2......................................................................................................................... 48

6.2.2 Segmento de acceso por satélite ....................................................................................................................................................... 51

6.2.3 Sección óptica de transporte ............................................................................................................................................................. 55

6.3 Dimensionamiento en el canal interactivo................................................................................................................................................. 57

6.3.1 Base tecnológica............................................................................................................................................................................... 57

6.3.2 Acceso aleatorio en la VSAT ........................................................................................................................................................... 59

7. Marcación del material y derechos de propiedad............................................................................................................................................... 62

8. Análisis económico de la propuesta .................................................................................................................................................................. 63


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1. Definición del servicio

Se desea dar un servicio de MoD (VoD). Se admite la posibilidad de que en alguna circunstancia no se pueda dar de forma completa el VoD (MoD), ofreciéndose de forma alternativa una simulación mediante la variante NVoD. En este caso, el sistema debe proveer también capacidad de TV interactiva (autorrealización de emisiones en directo).

El usuario debe poder navegar en servidores de información pertenecientes a proveedores de servicios diversos, hasta seleccionar el material audiovisual deseado. La navegación se realiza entre metadatos del material audiovisual, tanto descriptivos (información de catálogo), como basados en contenidos (si están disponibles), como estructurales sencillos (por ejemplo, tiempos del vídeo) o más complicados (por ejemplo, tomas o escenas, si están disponibles). Una vez encontrado dicho material, la película deberá poderse bajar hasta un terminal de usuario en tiempo real (streaming) en forma de servicio conversacional, con control de la presentación por parte de éste (VoD/MoD). La calidad del material recibido por el usuario debe estar entre 2 y 8 Mbps, y la estación cliente debe consistir en un terminal de TV con control remoto o PC (con teclado y ratón), que tendrá un descodificador de vídeo codificado en MPEG-2 (en todo momento según recomendaciones DVB) y la posibilidad de conexión con un canal interactivo que puede ser mediante SIT (Satellite Interactive Tecnologies) o mediante alguna red terrenal tipo PSTN o RDSI.

El material audiovisual seleccionado por un usuario puede no estar en el servidor del punto de acceso de información del proveedor de servicio por no haberse cedido los derechos por parte del dueño de dicho material (proveedor de contenidos). En este caso, el material estará en un servidor del proveedor de contenidos, que puede estar en cualquier parte. No obstante, el número de proveedores de contenidos siempre será inferior al de usuarios, y a la vez sus ubicaciones siempre están definidas una vez identificados claramente quiénes son dichos proveedores; sin embargo, no se puede hacer ninguna previsión con respecto a la ubicación física de un potencial usuario cualquiera que quiera darse de alta en el servicio, al que habrá que atender de forma fácil y lo más rápida posible en una área muy dispersa.

Ningún actor interviniente en la cadena de servicio tiene licencia para operar con el material en calidad de contribución, con excepción del dueño (proveedor de contenidos). De esta forma, todo el material audiovisual se transmite en calidad de distribución, sin posibilidad alguna de manipulación una vez que ha abandonado el proveedor de contenidos.

Los proveedores de contenidos darán valor añadido a sus materiales audiovisuales por medio de la indexación y generación de metadatos, para que sean localizables por el usuario los contenidos deseados. Los metadatos que el proveedor de contenidos extraerá de los materiales que tenga en sus archivos son de los tipos siguientes:

• Metadato descriptivo: son datos de catálogo, fundamentalmente, sobre la película, los actores, director, etc.

• Metadato basado en contenidos: son contenidos de las tomas del material, como por ejemplo “catedrales”, “pájaros blancos sobre fondo azul”, o incluso las tomas en las que aparece un determinado actor cuyo nombre figura en el catálogo (por ejemplo, encuéntrese la toma en la que aparece Alfred Hitchcock en cada una de sus películas; esto implica el reconocimiento de caras).

• Metadato estructural: son datos para la localización de elementos de tiempo (lo más sencillo), o elementos semánticos del vídeo, como por ejemplo separación en tomas o escenas (agrupación semántica de tomas consecutivas realizadas en un mismo entorno). La extracción de este tipo de metadato exige la segmentación del vídeo en tomas, escenas, etc., con detección lo más automatizada posible de cortes de escenas, efectos de cámara, efectos de edición de vídeo, etc.


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Esta función de indexación de material audiovisual es muy importante hoy día para los difusores de contenidos cuando son también proveedores de contenidos (obsérvese que aunque la función es distinta como actores de una cadena de servicio, pueden ser las mismas Instituciones o empresas que cambian el rol según operen en la cadena). Por ejemplo, en aplicaciones de postproducción es fundamental. También lo es, por ejemplo, para la generación de documentales sobre un tema concreto, ya que es mucho más económico editar un vídeo con material existente que enviar un equipo de grabación cada vez que hay que hacer un documental que tenga contenidos similares o comunes con respecto a documentales producidos anterioremente; pero hay que tener los archivos indexados apropiadamente, porque si no vuelve a ser más económico enviar el equipo de grabación. Por otra parte, en el servicio que se propone en este caso práctico, también es de suma importancia tener los materiales apropiadamente indexados, porque la misma película que puede encontrarse por un usuario si está bien indexada en un proveedor de contenidos, puede no hallarse si no está apropiadamente indexada en otro proveedor de contenidos, con lo que este segundo no venderá la emisión del producto al usuario.

2. Normalización internacional sobre el servicio

Dada la dispersión de usuarios, es razonable pensar que parte de la infraestructura de comunicaciones del sistema, sobre todo la red de acceso, estará soportada por un satélite. El servicio descrito se puede dar con una infraestructura basada en recomendaciones de DVB (Digital Video Broadcast) de la EBU. La mayoría de estas recomendaciones están recogidas por ETSI y por UIT (Serie BO), aunque hay más fuentes que se han consultado para componer este caso práctico. La lista de recomendaciones más relevantes que se siguen para definir toda la arquitectura del sistema que se propondrá en capítulos siguientes es:

[1] ETS 300 421: "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 Ghz satellite services”.

[2] TR 101 194: "Digital Video Broadcasting (DVB); Guidelines for the use of the DVB network-independent protocols for interactive services".

[3] ETS 300 801: "Digital Video Broadcasting (DVB); DVB interaction channel through PSTN/ISDN".

[4] ETS 300 802: "Digital Video Broadcasting (DVB); Network-independent protocols for DVB interactive services".

[5] ETS 300 814: "Digital Video Broadcasting (DVB); DVB interfaces to Synchronous Digital Hierarchy (SDH) networks".

[6] ETS 300 815: "Digital Video Broadcasting (DVB); DVB interfaces to Asynchronous Transfer Mode (ATM) networks".

[7] ANSI Standard: T1.413 Network and Customer Installation Interface-Asymetric Digital Subscriber Line (ADSL)- Metallic ) Interface, March 1995

[8] DE/SPS-03047: V interfaces at the digital Service Node (SN), interfaces at the VB5.2 reference point for the support of broadband or combined narrowband and broadband Access Networks

[9] RFC 768 (UDP): "User Datagram Protocol", J. Postel, 28.08.1980.

[10] RFC 791 (IP): "Internet Protocol", J. Postel, 01.09.1981.

[11] RFC 793 (TCP): "Transmission Control Protocol", J. Postel, 01.09.1981.

[12] RFC 1332 (IPCP): "The PPP Internet Protocol Control Protocol", G. McGregor, 26.05.1992.

[13] RFC 1661 (PPP): "The Point-to-Point Protocol", W. Simpson, 21.07.1994.

[14] RFC 1662: "PPP in HDLC-like Framing", W. Simpson, 21.07.1994.

[16] "Universal Network Object Specification". Version 1.0 (identical to OMG-UNO Specification for CORBA 2.0).

[15] ITU-R 601 Encoding Parameters of Digital Television for Studios.

[17] RFC 1717 (MP): "The PPP Multilink Protocol", K. Sklower, B. Lloyd, G. McGregor, D. Carr, T. Coradetti, 16.08.96.


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[18] RFC 1072 “TCP extensions for long-delay paths”. V. Jacobson R. Braden. October 1988

[19] ISO/IEC 13818-6: "Information Technology: Coding of moving pictures and associated audio - Part 6 - Digital Storage Media Command and Control (DSM-CC)".

[20] ETS 300 174: Network Aspects (NA); Digital coding of component television signals for contribution quality applications in the range 34 - 45 Mbit/s” November 1992

[21] ITU-T J.81 (09/93) - Transmission of component-coded television signals for contribution-quality applications at the third hierarchical level of ITU-T Recommendation G.702

[22] ITU-T J.82 (07/96) Transport of MPEG-2 constant bit rate television signals in B-ISDN

[23] ETS 300 421 (12/94) Digital Video Broadcasting; Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services.

[24] ITU-T I.363.1: “B-ISDN ATM Adaptation Layer specification.

[25] RFC 1323 “TCP Extensions for High Performance”

[26] RFC 1334 “Password Authentication Protocol (PAP) and Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP)”.

[27] ADSL Forum Technical Report TR004: “Network Migration” December 1997

[28] DAVIC 1.4 Part 03: “Service Provider System Architecture”

[29] DAVIC 1.4 Part 04: “Delivery System Architecture and Interfaces”

[30] DAVIC 1.4 Part 07: “High and Mid-Layer Protocols”

[31] ETS 300 473: "Digital Video Broadcasting (DVB); DVB Sateliite Master Antenna Television (SMATV) distribution systems”.

[32] ETS 300 800: "Digital Video Broadcasting (DVB); Ineraction channel for Cable TV distribution systems".

[33] ETS 300 249: “Satellite Earth Stations (SES); Television Receive-Only (TVRO-BSS”.

[34] ETS 300 158: "Satellite Earth Stations (SES); Television Receive-Only (TVRO Satellite Earth Stations Operating in the 11/12 GHz FSS bands".

3. Regulación española sobre el servicio

3.1 Regulación general

Como ya se ha mencionado, dada la dispersión de usuarios, es razonable pensar que parte de la infraestructura de comunicaciones del sistema, sobre todo la red de acceso, estará soportada por un satélite. La regulación española para un servicio de difusión de televisión por satélite se puede encontrar en:

• Ley 37/1995 de 12 de diciembre, de Telecomunicaciones por satélite.

• RD 136/1997 de 31 de enero, por el que se aprueba el Reglamento Técnico y de Prestación del Servicio de Telecomunicaciones por Satélite, que incluye dicho Reglamento como Anexo, y a su vez, un Anexo al Reglamento (un Anexo al Anexo).


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• RD LEY 1/1998, de 27 de febrero, sobre infraestructuras comunes de los edificios para el acceso a los servicios de telecomunicación.

• Ley 11/1998 de 24 de abril, General de Telecomunicaciones.

Toda la reglamentación existente se refiere al servicio de difusión, pero en ningún caso al servicio interactivo de búsqueda y manejo de servidores de vídeo en modalidad VoD (MoD).

Tendrá consideración de segmento espacial los satélites y las instalaciones y sistemas en Tierra que efectúen las funciones de telemedida, telemando y seguimiento, y el apoyo logístico para los satélites. Para el ejercicio de estas funciones, el segmento espacial engloba los enlaces ascendentes y descendentes destinados a garantizar la operatividad del satélite y los sistemas del control en Tierra.

Las normativas distinguen entre servicios portadores de telecomunicaciones por satélite (oferta de capacidad de transmisión o suministro a terceros del transporte de señales a través de redes de satélite) y los teleservicios correspondientes (por ejemplo, difusión de TV por satélite). En cualquier caso, los servicios de telecomunicaciones para cuya prestación se utilicen de forma principal redes de estélties de comunicaciones no tendrán la consideración de servicio público. En cualquier caso, existirá la necesidad de solicitud de dominio público radioeléctrico, que deberá hacerse de acuerdo a los siguientes puntos:

• La concesión de dominio público radioeléctrico aparejada a la autorización o licencia individual podrá obtenerse de forma individualizada para una frecuencia determinada o blogalmente para paquetes de bandas o subbandas de frecuencias.

• Cuando el servicio portador de telecomunicaciones por satélite se vaya a utlizar para prestar servicios de difusión de televisión por satélite, el titular de la autorización para la prestación del servicio portador deberá, antes del inicio de la prestación del servicio, notificar a la Administración la capacidad individualizada de dominio público radioeléctrico que pondrá a disposición del prestador del servicio de difusión de televisión por satélite, salvo que, con anterioridad, éste hubiese notificado dicho extremo.

Los servicios de difusión de televisión por satélite que sean totalmente digitales, de ámbito nacional y comunitario, deberá utilizar un sistema de transmisión que haya sido normalizado por un organismo europeo de normalización reconocido. En particular, serán de aplicación las normas ETS 300 421 y asociadas sobre codificación y modulación de canal para televisión digital por satélite, en correspondencia con la recomendación UIT-R BO.1211 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. En reslación con el acceso condicional a los servicios de difusión de televisión digital, lo s módulos de abonado que se utilicen dispondrán de capacidad para descodificar (desenredar) las señales de televisión digital, con arreglo al algoritmo común de descodificación administrado por un organismo europeo de normalización reconocido.

3.2 Regulación específica de las estaciones terrenas receptoras

3.2.1 Generalidades

Esta regulación se refiere a las especificaciones técnicas de las estaciones terrenas receptoras del servicio de radiodifusión de televisión directa por satélite, y también para las del servicio fijo por satélite para televisión en bandas de 11 y 12 GHz. Se extiende a todos los equipos descritos en estas especificaciones que vayan a ser instalados y utilizados en todo el territorio nacional.


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Se toman como base las recomendaciones ETS 300 249 y ETS 300 158.

El equipo considerado en estas especificaciones técnicas se limita a la unidad exterior de la estación terrena, consistente en la antena con su alimentador y en el amplificador de bajo ruido con su conversor a frecuencia intermedia, conjunto éste último al que se hará referencia como Conversor de Bajo Ruido (CBR).

La interfaz de salida hacia la unidad interior se define en el conector de salida del CBR, por lo que el enlace por cable coaxial, el amplificador de frecuencia intermedia y el demodulador no se consideran en estas especificaciones técnicas.

El equipamiento de la instalación (medios de fijación) no está incluído en estas especificaciones técnicas. Sin embargo, las estructuras de antena y otros componentes directamente montados en la antena y formando parte integral de ella, en particular, el equipamiento para controlar su posición, están sujetos a estas especificaciones.

Estas estaciones terrenas se clasifican en dos tipos diferentes, de acuerdo con los servicios que presten:

• Tipo A para recepción colectiva, en particular :

⇒ Televisión por satélite para distribución por cab le (CATV).

⇒ Televisión por satélite por antena colectiva (MATV).

• Tipo B para recepción individual.

Estas especificaciones técnicas son aplicables a estaciones terrenas sólo para recepción de televisión, que reciben programas audiovisuales en los márgenes de frecuencias de la banda Ku del servicio de radiodifusión directa por satélite, comprendidos entre 11,70 GHz hasta 12,50 GHz y que utilizan polarizador circular.

La estación se compondrá de dos subsistemas:

• El subsistema de antena. Aunque pueden emplearse diferentes tipos de subsistemas, como arrays de antenas planos, habitualmente habrá una antena de apertura de plato y con alimentador en el foco. El alimentador puede incluir dispositivos despolarizadores opcionales para recibir distintas polarizaciones lineales orgonales, de forma simultánea o exclusiva. Así, puede incluir un despolarizador (conversión circular a lineal) y un transductor ortomodo opcional, capaz de separar dos señales entrantes con polarizaciones ortogonales que formasen la polarización circular mencionada.

• El CBR, que puede incluir un filtro opcional, consiste en un conjunto de dispositivos con un ruido interno muy bajo, que amplifica las señales recibidas en radiofrecuencia y las convierte a frecuencias intermedias.

3.2.2 Requisitos de seguridad


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Los requisitos de seguridad hacen referencia al diseño, fabricación e instalación de la unidad exterior, que eviten, tanto en funcionamiento normal como averiada, a usuarios, a personal de mantenimiento o a cualquier otra persona o a sus bienes, la exposición a cualquier peligro o daños.

No deberá haber peligro de daño físico por contacto con ninguna parte de la unidad exterior, incluso con bordes agudos o esquinas. Todas las partes de la unidad exterior, incluyendo componentes estructurales (pero excluyendo los medios de fijación), deberán estar diseñadas para que resistan las siguientes cargas principales:

• El peso de la antena y componentes estructurales.

• La velocidad del viento.

Las cargas debidas a la nieve y al hielo no han sido consderadas. La sobrecarga debida al viento se calculará como sigue:

W = c p A

Donde W es la sobrecarga debida al viento en Newtons (N), c es el coeficiente de corrección de la antena, de valor entre 1 y 2, p es la presión del viento (N/m²), y A es la componente del área de la antena (m²).

Si la unidad exterior está instalada hasta a 20 m sobre el nivel del suelo, se tomará un valor de p de 800 N/m² (que corresponde a una velocidad del viento de 130 km/h). Si la unidad exterior está instalda por encima de 20 m sobre el nivel del suelo, se tomara un valor de p de 1100 N/m² (que corresponde a una velocidad del viento de 150 km/h). Donde haya condiciones adversas, puede ser necesario tomar un valor superior para la presión del viento, por ejemplo:

• Un valor de p = 1250 N/m² corresponde a una velocidad del viento de 160 km/h.

• Un valor de p = 1900 N/m² corresponde a una velocidad del viento de 200 km/h.

A las máximas presiones del viento aplicables, ninguo de los componentes deberá desprenderse. El peso de instalación máximo de la antena y la máxima velocidad del viento deberán ser declarados por el fabricante. También deberá declarar el fabricante las sobrecargas mecánicas en la interfaz del dispositivo de fijación.

Además de cumplir con la normativa vigente en materia de seguridad eléctrica, deberá cuidarse en extremo todo lo que le concierne si se emplean voltajes superiores a los 60 voltios en corriente contínua, los cuales pueden estar presentes para alimentar dispositivos auxiliares como un motor para orientación de la antena o un sistema de deshielo. Todas las partes accesibles que deban ser manipuladas o con las que el cuerpo humano pueda establecer contacto deberán estar a potencial de tierra o adecuadametna aisladas. Para ello, cualquier parte activa del interior de la unidad exterior no deberá ser accesible sin quitar previamente una cubierta de protección, necesariamente haciendo uso de alguna herramienta. También deberá existir una conexión de un conductor de cobre de sección al menos 4 mm² para descargas de rayos.

Para evitar quemaduras debidas a la radiación solar y a los efectos de su concentración en un foco cerca del alimentador, las superficies reflectantes del subsistema de antena deberán ser tratadas para evitar que quemen, o en caso contrario, la unidad exterior dispondrá d eun aviso advirtiendo de este peligro en una posición claramente visible.


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También deberá estar dotada la unidad exterior de medidas anticorrosión y estar hecha de materiales difícilmente inflamables.

3.2.3 Requisitos técnicos para compatibilidad electromagnética

La frecuencia de conversión (es decir, la diferencia entre la frecuencia de una señal de entrada y la frecuencia de salida de esta señal) no deberá desviarse en más de +/- 5 MHz de su valor nominal, con los siguientes factores tenidos en cuenta:

• Variaciones de temperaturas ambientales en el margen de –20ºC a +55ºC.

• Variaciones en la tensión de alimentación, según declaradas por el fabricante.

• Error de ajuste del oscilador local, según declarado por el fabricante.

• Envejecimiento.

La desviación en la frecuencia de conversión de su valor nominal debido conjuntamente a las variaciones primera y segunda de la lista anterior no deberá exceder +/- 3 MHz.

Con respecto a radiaciones de la unidad exterior, las radiaciones no deseadas son las siguientes:

• La emisión procedente del oscilador local en el haz de +/- 7º del eje del lóbulo principal de la antena receptora.

• Cualquier otra radiación de la unidad exterior en cualquier otra dirección.

Las radiaciones procedentes de dispositivos auxiliares se regirán por la normativa aplicable al tipo de dispositivo de que se trate:

• Radiación no deseada incluyendo la procedente del oscilador local radiada por la antena. El valor máximo de esta radiación no deseada, incluyendo tanto la frecuencia del oscilador local como su segundo y tercer armónicos, medida en la interfaz de la antena (ya considerados el polarizador, el transductor ortomodo, el filtro pasobanda y la guiaonda de radiofrecuencia), será como sigue (en un rango desde 2,5 GHz hasta 40 GHz):

⇒ El fundamental no deberá exceder de –60 dBm en una anchura de banda de 120 kHz.

⇒ El segundo y tercer armónicos no deberán exceder de –50 dBm en una anchura de banda de 120 kHz.

• Radiación de la unidad exterior. La PIRE de cada señal no deseada individual radiada por la unidad exterior dentro de la banda de 30 MHz hasta 40 GHz no deberá exceder los siguientes valores medidos en una anchura de banda de 120 Khz (en todas las direcciones excepto en el margen de +/- 7º de la dirección del eje de la antena):

⇒ 20 dBpW en el rango de 30 MHz a 960 MHz.

⇒ 43 dBpÇW en el rango más de 960 MHz hasta 2,5 GHz.

⇒ 57 dBpW en el rango más de 2,5 GHz hasta 40 GHz.


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3.2.4 Requisitos de inmunidad

La inmunidad interna de un dispositivo es su capacidad para resistir una perturbación electromagnética que apareciese en sus terminales de entrada típicos o antena.

La inmunidad externa de un dispositivo es su capacidad para resistir una perturbación electromagnética que apareciese en otros terminales de entrada que no sean los típicos o de antena.

El nivel de inmunidad es el valor máximo de una perturbación electromagnética dada, indicente el dispositivo, equipo o sistema considerado, para el cual éste siguie siendo capaz de satisfacer el nivel de calidad de funcionamiento requerido.

El nivel de inmunidad externa frente a campos ambientales viene dado por el valor de la perturbación electromagnética incidente, que produce una perturbación que empieza a ser perceptible a la salida del CBR, cuando se aplica a su entrada el nivel mínimo de la señal deseada. SE asume que la perturbación que empieza a ser perceptible corresponde a una relación C/N de 35 dB (tanto en RF como en FI).

El campo ambiental mínimo que produce una perturbación que empieza a ser perceptible no deberá ser inferior a 130 dBu (para Tipo A desde 1,5 hasta 2000 MHz) y a 125 dBu (para Tipo B, desde 0,15 hasta 150 MHz). La señal interferente deberá estar modulada en amplitud con un tono de 1 kHz y profundidad de modulación del 80%.

También se especifica inmunidad externa de la unidad exterior frente a corrientes conducidas vía cable, que esté insuficientemente apantallado o sin apantallar. No es aplicable la normativa a conductores de alimentación eléctrica. A cada frecuencia interferente, la inmunidad, expresada como el valor en dBu de la fuerza electromotriz de la fuente interferente, de 150 ohmios de resistencia interna, y que produce una perturbación que empliza a ser perceptible en la salida del CBR cuando se aplica en su entrada el nivel mínimo de la señal deseada, tendrá un valor no menor que 125 dBu (para Tipo A desde 1,5 hasta 230 MHz) y 128 dBu (para Tipo B, desde 26 hasta 30 MHz).

La señal interferente deberá estar modulada en amplitud con un tono de 1 kHz y profundidad de modulación del 80%.

4. Arquitectura técnica

4.1 Consideraciones generales para la elección del sistema

Un esquema general de sistema que combine canales interactivos con canales de broadcast se puede ver en la Figura 1, según las recomendaciones de DVB. Existen siempre dos alternativas para la realización del canal interactivo:

• Canal FIP (Forward Interaction Path) dentro del canal de broadcast, y aprovechando toda su infraestructura.

• Canal FIP en infraestructura completamente aparte, en un sistema bidireccional (que puede ser asimétrico) compartido con el RIP (Return Interaction Path).


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La misma Figura 1 muestra que se debe mantener independencia en las interfaces de red entre el canal interactivo y el canal de broadcast, cuestión que preside la realización del presente caso práctico.

Figura 1 - Esquema general de infraestructura para servicios interactivos

Dado la potencial dispersión de los usuarios, parece interesante buscar una configuración del sistema en la que el segmento de acceso contenga un satélite, al menos para el canal de difusión. Con respecto al canal interactivo, se podrían utilizar otras alternativas dependiendo de la capilaridad (y precio por uso) que haya alcanzado alguna red terrenal de baja velocidad.

Por otra parte, hay que conectar el punto de acceso de información perteneciente al proveedor de servicio (cabecera del segmento de acceso) a diversos proveedores de contenidos. De esta forma se cubre la contingencia de que el material seleccionado por el usuario no esté en el servidor de información de dicho punto de acceso de información, y pueda circular por toda la red en tiempo real hasta el usuario. Debido al hecho de que la ubicación física del archivo de un proveedor de contenidos es previsible, o al menos fija, la conexión con los proveedores de información no exigiría la utilización de un satélite si están en condiciones razonables de ser alcanzados mediante una red terrenal (en otro caso, se podría considerar). Supóngase de ahora en adelante que éste es el caso bajo estudio; en caso contrario se estaría a lo dispuesto en otras recomendaciones que las aquí propuestas para una parte de la red del sistema bajo estudio. Por ejemplo, serían objeto de seguimiento las recomendaciones UIT-R Serie SNG (Satellite News Gathering) para el caso de que el proveedor de contenidos fuera un generador de noticias en tiempo real.

Como último argumento anterior al planteamiento de una posible arquitectura, habría que contemplar las disponibilidades logísticas que existan de redes terrenales y por satélite que hicieran posible la realización del sistema. Supóngase que después de un pequeño análisis logístico y económico, se llega a la conclusión de la arquitectura que se propone a continuación (con la salvedad de estudio aparte del canal interactivo).


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4.2 Propuesta genérica de arquitectura de redes

Las consideraciones anteriores pueden llevar a una arquitectura genérica del tipo descrito en la Figura 2. El usuario utiliza una red de acceso que le permite llegar hasta un nodo de acceso. Este nodo de acceso pertenece a un proveedor de servicios, y es el punto común de acceso de información. El usuario realiza una búsqueda interactiva por medio de los servicios de guías de programación que le ofrezca el proveedor de servicios en este nodo. Dependiendo de si el material audiovisual seleccionado se encuentra o no en este nodo, pueden ocurrir las siguientes circunstancias:

• El material audiovisual seleccionado por el usuario puede estar residente en un servidor de este nodo de acceso, en cuyo caso descenderá por la red de acceso en tiempo real hasta el usuario.

• Si el material audiovisual seleccionado no está en ese archivo local del nodo de acceso, entonces habrá que buscarlo en archivos de proveedores de contenidos, en cuyo caso habrá que pasar por una red de transporte. El papel del nodo de transporte puede ser el de aglutinar rutas procedentes de diversos proveedores de servicio para multiplexarlos en una ruta de mayor capacidad, por estrategia del proveedor de red (proveedor de servicio portador).

Proveedor decontenidos

Red detransporte

Red deacceso

Nodo detransporte

Nodo deacceso

Proveedor decontenidos

Usuario

Usuario

Proveedorde servicios

Punto de accesode información

Archivo

Archivo

Archivo

Figura 2 - Diagrama de bloques genérico

A partir de la Figura 2 se puede llevar a la práctica la implementación del sistema con muchas propuestas. La Figura 3 muestra un posible abanico de alternativas de red para el segmento de transporte y para el segmento de acceso:

• Segmento de transporte: en dicha Figura 3 se puede ver que el canal de broadcast de la red de transporte se puede basar en ATM/SDH/PDH, mientras que el canal interactivo puede ser Internet o RDSI.


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• Segmento de acceso: el canal de broadcast para la red de acceso puede ser, por ejemplo, ADSL (ya se descartará en función de argumentos posteriores) o por satélite. En lo que respecta al canal interactivo del segmento de acceso, se inicia con cuatro propuestas posibles: el canal interactivo del ADSL, SIT (Satellite Interactive Technologies), RDSI (incluída la posibilidad de que sea como red de acceso a Internet hacia el segmento de transporte), o la propia Internet directamente.

Figura 3 - Primeras alternativas de red para canales broadcast e interactivos

Figura 34 – Alternativas de Red

La Figura 5 muestra una particularización de la arquitectura de la Figura 2. En ella, se propone como alternativa posible que conecte los proveedores de servicio al nodo de transporte un enlace por coaxial a 34 Mbps (E3 - PDH) en canal de broadcast, con canal interactivo RDSI de acceso primario (2048 kbps). Se puede hacer una posterior estimación a la vista del resultado total de diseño del sistema, pero en principio esta alternativa puede sonar razonable como punto de partida, por los siguientes motivos:

• Un canal de difusión de 34 Mbps es suficiente para introducir por él varios flujos MPEG-2 a diversas calidades dentro del rango especificado (esto se verá más tarde cuantitativamente). Podría ser insuficiente tras un análisis exhaustivo del tráfico esperado de descenso de material audiovisual de un determinado proveedor de servicios, en cuyo caso habría que dotar un enlace de mayor capacidad. Supongamos de momento que es una opción de partida. La transmisión simultánea de varios canales MPEG-2 desde el mismo proveedor de servicios satisface las dos opciones especificadas en el servicio:

• Varios usuarios solicitando VoD del mismo proveedor de contenidos.

• Un usuario que requiera NVoD o TV interactiva (autorrealización) de una emisión única.

Canal de broadcast

Canal interactivo

Canal de broadcast

Canal interactivo

ATM

SDH

RDSI Internet

ADSL downstream

channel

ADSL interactive

channel

SATDVB-S

SITRDSI


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15

• Un canal interactivo de 2048 kbps permite a varios usuarios interactuar con un servidor de información del proveedor de contenidos a una calidad suficiente. Si se hiciera con un acceso básico, podría comprometerse la velocidad de acceso. En cualquier caso, deberá rediseñarse este enlace interactivo en función del tráfico interactivo esperado hacia este proveedor de servicios, por si fuera más económico instalar una solución parcial tipo p x 64 kbps, que sería de esta forma también compatible con RDSI.

La misma Figura 5 continúa proponiendo que el nodo de transporte sea un multiplexador en el canal de broadcast de diferentes flujos E3 que vienen de los diferentes proveedores de contenidos. La multiplexación de los flujos E3 - PDH se realiza por medio de un esquema SDH, hasta el nivel STM-16. A continuación, cuatro STM-16 se multiplexan en un esquema WDM, que se transmite por el canal de broadcast de la red de transporte sobre fibra óptica. La distancia de la red de transporte es grande (600 km), de forma que se hace necesario el concurso de repetidores tipo EDFA (Erbium Dopped Fiber Amplifier).

De esta forma, el canal de broadcast alcanza el nodo de acceso o cabecera de red de acceso. Este nodo consiste en un desmultiplexador del edificio WDM/SDH, que vuelve a dejar los flujos E3 al descubierto. Cada flujo E3 se codifica y modula siguiendo las normas DVB (formando el MPEG-2 TS), y se encamina hacia un satélite. Cada flujo E3 va por un transpondedor de forma independiente de los demás; es decir, que cada flujo E3, con su codificación de canal y su modulación, debe caber en el ancho de banda de un transpondedor.

Con respecto a la continuación de descripción de los canales interactivos, la Figura 5 propone una solución tipo Internet para la red de transporte, por lo que los nodos de transporte y de acceso son pasarelas a Internet desde la red de acceso del usuario o del proveedor de servicio. Para el usuario, la Figura 5 propone un acceso RDSI básico, que es más que suficiente, pero sería un mínimo instalable en RDSI por un operador. Por otra parte, los dos canales B del acceso básico de RDSI van a cumplir dos funciones diferentes (que no necesariamente han de darse por los dos canales de forma separada, pero esto es una opción que se propone y puede dar mayor flexibilidad al uso del sistema por el usuario):

• El primer canal se va a utilizar como canal de navegación, hasta que el usuario encuentre lo que busca en el proveedor de servicios (nodo de acceso) o en el proveedor de contenidos. A continuación, se dará orden de abrir un canal interactivo para manejar la bomba de vídeo (servidor de vídeo o video server), de forma que sea posible el servicio VoD.

• La bomba de vídeo (la que sea, bien la del nodo de acceso del proveedor de servicios, bien la del proveedor de contenidos) se manejará en forma similar a un VCR doméstico a través del segundo canal de la RDSI.


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16

E3 - PDH BB coax

Canal de broadcast

RDSI primario

Canal interactivo

DVB satélite E3

Canal de broadcast

RDSI básico

Canal interactivo

WDM 4 x STM-16fibra óptica EDFAs

Canal de broadcast

Internet

Canal interactivo

Nodo detransporte

Mul

tiple

xaci

ónPD

H/S

DH

/WD

MPa

sare

laR

DSI

/Int

erne

t

20 km 600 km 2000 km

Nodo deacceso

Des

mul

tiple

xaci

óny

mod

ulac

ión

s/D

VB

Pasa

rela

RD

SI/I

nter

net

Archivo

Figura 5 - Particularización de la arquitectura (opción 1)

La Figura 6 ofrece una versión diferente del canal interactivo en el segmento de acceso de usuario. En este caso se propone el análisis de SIT (Satellite Interactive Technologies), implementadas por medio de una red VSAT. La viabilidad económica de esta opción depende de la capilaridad (y precio por uso) de la red terrenal que pueda soportar el acceso propuesto en la Figura 5 por RDSI acceso básico. En condiciones de gran capilaridad, puede no ser rentable la opción tipo SIT.

E3 - PDH BB coax

Canal de broadcast

RDSI primario

Canal interactivo

DVB satélite E3

Canal de broadcast

SIT - VSAT

Canal interactivo

WDM 4 x STM-16fibra óptica EDFAs

Canal de broadcast

Internet

Canal interactivo

Nodo detransporte

Mul

tiple

xaci

ónPD

H/S

DH

/WD

MPa

sare

laR

DSI

/Int

erne

t

20 km 600 km 2000 km

Nodo deacceso

Des

mul

tiple

xaci

óny

mod

ulac

ión

s/D

VB

Pasa

rela

aIn

tern

et

Archivo

Figura 6 - Particularización de la arquitectura (opción 2)


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17

Otras alternativas para la red de broadcast o interactiva, como por ejemplo en el segmento de acceso la utilización de ADSL, se descartan por dos razones:

• La necesidad de transmisión de varios canales MPEG-2 hasta el usuario en el caso de servicios NVoD o TV interactiva (autorrealización). La capacidad de un ADSL-3 en broadcast es de 6 Mbps, lo que desaconseja totalmente el uso de este sistema para varios flujos de MPEG-2, cuya calidad equivalente a PAL está precisamente alrededor de los 6 Mbps, por lo que no se puede dar un servicio NVoD con esa calidad por ADSL.

• La distancia entre el nodo de acceso y el usuario que se propone es variabla, y puede ser de hasta 2000 km como se indica en la Figura 5 y en la Figura 6. Aun considerando esta opción cuando el usuario se encuentre relativamente cerca del nodo de acceso, se descarta por lo descrito en el punto anterior.

La red local se presenta en forma de diagrama genérico en la Figura 7. En ella se puede ver que también consta de un canal de broadcast y un canal interactivo. Se puede implementar ambas cosas de acuerdo con las recomendaciones DVB, sin perjuicio de que la implementación del canal interactivo sea por medio de SIT o de RDSI.

Red de acceso Red local

Usuario

Usuario

Usuario

Figura 7 - Resumen de la red local

4.3 Propuesta de aplicativos cliente servidor


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18

Abstrayendo las implementaciones particulares que se puedan hacer de redes, y que se han expuesto en la sección anterior, lo cierto es que hay que hacer funcionar una arquitectura cliente servidor sobre cualquiera que sea la plataforma de red escogida. Quizá éste debería haber sido el punto de partida en vez de la consideración de las redes, pero cualquier caso real es diferente del anterior y los condicionantes más fuertes que tiene el diseñador pueden venir de cualquier factor del sistema; por lo tanto, también es válido el planteamiento hecho de comenzar con la disponibilidad de redes y seguir con la propuesta de infraestructura de aplicativos.

La Figura 8 muestra los flujos de información descritos hasta ahora, y una posibilidad genérica de arquitectura cliente servidor. Un usuario abre un canal de búsqueda (search) contra un servidor en el punto común de acceso de información o nodo del proveedor de servicio (se llama Common Access Point - CAP, punto de acceso común en la Figura 8). El servidor del nodo de acceso tiene una base de datos (browsing database) que permite al usuario realizar “queries” por los metadatos indicados en secciones anteriores (descriptivos, basados en contenidos, o estructurales). Una vez encontrado lo que se busca, el usuario da orden de abrir un canal interactivo con el servidor de video (video server, o video pump - bomba de vídeo). Esa orden fluye a través del canal de búsqueda. El resultado es que desde ese momento se puede manejar la bomba de vídeo desde el terminal de usuario para un servicio VoD, como si fuera un VCR doméstico. Quizá el resultado sea la utilización de diversos canales dando desde lamisma bomba de vídeo un servicio NVoD o TV interactiva (autorrealización), pero esto es otra posibilidad más simple, en la que no existe el control remoto de la bomba de vídeo por el usuario.

El material audiovisual buscado puede no estar en el CAP, donde sólo estaría en este caso el metadato para encontrarlo por medio de los “queries” del usuario. Esta circunstancia puede deberse a condicionantes legales de la cesión o no cesión del material audiovisual del proveedor de contenidos al proveedor de servicios. Es por ello que la Figura 8 prevé en cualquier caso que se pueda abrir un canal interactivo y un canal de broadcast directos entre el cliente y el proveedor de contenidos, para el manejo directo de la bomba de vídeo de dicho proveedor de contenidos y la descarga del vídeo en tiempo real (streaming). Sin embargo, si el material está en el CAP, el canal interactivo y el canal de broadcast se abren contra el CAP, la bomba de vídeo que se maneja es la del CAP, y el material se descarga en streaming directamente desde el CAP.

Si el material buscado por el usuario no está en el servidor del nodo de acceso, se abre una búsqueda adicional. Otra instanciación del mismo cliente abre una sesión contra otro servidor en el CAP, y comienza un mecanismo de búsqueda de catálogos o metadatos más complicados por bases de datos de estructura heterogénea que pertenezcan a proveedores de servicios diferentes. Es por ello que se requiere que este segundo servidor lleve un mecanismo de brokerage (broker), para poder interactuar con bases de datos heterogéneas y reducir las estructuras de metadatos que cada base de datos tenga a estructura de datos que pueda entender la aplicación cliente del usuario.

Como soluciones prácticas de implementación para lo indicado, se propone la siguiente arquitectura:

• El cliente es un navegador habitual de WWW, instalado en un PC o STB de un televisor.

• El servidor del CAP consiste en dos servidores: uno de WWW, que conecta a la aplicación propia de navegación en el archivo con los metadatos especificados.

• La base de datos de browsing (metadatos) está conectada al servidor de la aplicación por medio de CGIs, de forma que así la pasarela es flexible en estructura y plataforma SW/HW. Su estructura puede ser orientada a objetos, pero probablemente es más razonable que funcione sobre un motor relacional por conveniencias de rapidez, eficacia, y adaptabilidad a los “queries”.

• El manejo de la bomba de vídeo se puede realizar con el envío del servidor al cliente de un applet que incluya los controles del video server para VoD (tipo VCR doméstico). El envío de este applet se produce como consecuencia de la instrucción del cliente de abrir el canal interactivo contra un servidor determinado (el del CAP o el de un proveedor de contenidos), mediante la identificación de tal servidor con su URL. De esta forma, el resultado del “query” realizado por un usuario debe incluir la ubicación del vídeo deseado como resultado de la navegación, es decir, la URL del video server donde se encuentra localizado físicamente.

• La bomba de vídeo puede ser una batería de máquinas UNIX con capacidad multitarea, multiusuario, etc., de muy altísimas prestaciones para poder manejar en tiempo real todas las instrucciones de los usuarios sobre control del flujo de vídeo, y de


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muchos vídeos y usuarios al mismo tiempo. Obsérvese que puede ocurrir que el mismo vídeo tenga que estar saliendo por varios canales de broadcast, y a la vez controlado de forma diferente por diferentes canales interactivos, y que por supuesto existe total asincronía en la reproducción de todas las instanciaciones del mismo vídeo, ya que cada usuario puede hacer lo que quiera en el control de la bomba, y haber comenzado a ver la película en un instante diferente.

CAP

Browsingdatabase

Broker

Search and Open IC

Interactivechannel

Interactivechannel

ServerApplication

Video Pump

Open Interactive channel(if appropriate)

Search

Customer

Content ProviderArchive

Video Pump

Browsingdatabase

ServerApplication

Interactivechannel

Client Application

Viewer

SearchOpenInteractive channel

Video Stream Control

Customer

Content ProviderArchive

Video Pump

Browsingdatabase

ServerApplication

Interactivechannel

Client Application

Viewer

SearchOpen

Interactive channel

Video Stream Control

Search Search

Search and Open IC

Search

Update Update

Open ICOpen IC

Figura 8 - Arquitectura cliente servidor y flujos de información

La información de metadatos para navegación se puede conseguir por parte del usuario con esta infraestructura en modalidades de servicios de búsqueda y navegación ya bien conocidos: Web-TV, EPGs (por ejemplo OpenTV, etc.). La estructuración del metadato es extremadamente importante para que el usuario encuentre lo que busca. Es por ello que todos estos servicios tienen siempre una apariencia muy “friendly user”, y además están habitualmente conectados con bases de datos que ofrecen otros servicios (estado de bolsa, estado de carreteras, etc.), siendo de esta forma modernas versiones de “teletexto” pero con interacción real con el servidor remoto.

4.4 Protocolos en canales interactivos y broadcast

4.4.1 Propuesta general

La Figura 9 presenta una propuesta general para los protocolos en el sistema en ambos canales broadcast e interactivos, sin perjuicio de que el material audiovisual venga del proveedor de servicio o del proveedor de contenidos, y por tanto de contra qué servidor se


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abra el canal interactivo de manejo de la bomba de vídeo. En todos los casos, los protocolos expuestos en la Figura 9 irían encapsulados (según los oportunos estándares) en los protocolos de la red que soportase la comunicación.

FTPFTP SMTPSMTPHTTPHTTP DNSDNS

TCPTCPTCPUDPUDPUDP

IPIPIP

PESPES

TSTSTS

FEC/QPSK DVB-DBSDVB-ATM

ADSL

FEC/QPSK DVB-DBSFEC/QPSK DVB-DBSDVB-ATMDVB-ATM

ADSLADSL

PESPES

TSTSTS

FEC/QPSK DVB-DBSDVB-ATM

ADSL

FEC/QPSK DVB-DBSFEC/QPSK DVB-DBSDVB-ATMDVB-ATM

ADSLADSL

Broadcast channel

Interactive channel

VideoServerVideoServer

SERVER CLIENT

IPIPIP

TCPTCPTCP UDPUDPUDP

HTTPHTTPDNSDNSFTPFTPSMTPSMTP VideoViewerVideoViewer

Figura 9 - Vista general de las pilas de protocolos propuestos

4.4.1.1 Canal de broadcast

En la Figura 9 se puede apreciar que una primera alternativa para el canal de broadcast podría ser la de enviar el vídeo por dicho canal en forma de paquetes. En este caso, la salida directa del video server se empaqueta en UDP, y los paquetes UDP sobre IP. No se realiza el empaquetamiento en TCP/IP sino en UDP/IP porque para entregar streaming de vídeo no es conveniente la utilización de un protocolo como TCP que asegura la entrega a cambio de comprobaciones y requisición de retransmisión de paquetes en caso de error; es preferible aceptar el error del dominio de transporte del sistema y tratar de corregir las consecuencias (falta de paquete, paquete con error, etc.) en el dominio de aplicación de la forma que sea posible, para no perder el tiempo real del stream de vídeo. Los paquetes así formados se introducen en un MUX PES (Multiplexador de Packet Elementary Streams de MPEG-2) y después en un MUX de TS (Transport Stream) de MPEG-2 (MPEG-2 TS). Este encapsulado para formar el MPEG-2 TS es necesario para poder utilizar sistemas de transmisión que cumplan las recomendaciones de DVB y para poder utilizar estaciones cliente incluído el STB siguiendo las mismas recomendaciones de DVB.

Sin embargo, en el sistema que se va a proponer a continuación se va a descartar la opción de vídeo por paquetes, y se va a utilizar la vía directa que se muestra en la misma Figura 9 desde el servidor de vídeo hasta el PES MUX.

Una vez que existe el MPEG2-TS, éste se puede encapsular en cualquiera de los segmentos de red que se ha propuesto:


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• En la red de transporte, en ATM o en SDH, o en ATM incluído en SDH, por ejemplo, sin perjuicio de posterior multiplexación en WDM como se ha propuesto.

• En el segmento de acceso de usuario, modulando en QPSK para acceso al satélite.

• En el segmento local, transmodulando, por ejemplo, el QPSK a 64-QAM para distribución doméstica.

• En el acceso al proveedor de servicios, encapsulando el MPEG2-TS en un E3-PDH. La Figura 10 muestra cómo se realiza esta operación, encapsulando previamente el MPEG2-TS en ATM.

Figura 10 - Insertando MPEG2-TS sobre ATM en un enlace PDH

4.4.1.2 Canal interactivo

El canal interactivo (tal como está propuesto en la Figura 9) se basa en TCP/IP, que se encapsula en los protocolos de transporte que tengan las redes de cada segmento del sistema (RDSI, SIT, etc.). Por encima de TCP se encuentran los protocolos de aplicación, entre los que destaca el HTTP para el manejo de las URLs de los servidores de vídeo donde se localice el material audiovisual o en los que se efectúe la navegación para encontrar dicho material audiovisual por medio de “queries” sobre las bases de datos de metadatos o por búsqueda de algún tipo en guías de programación más simples.

4.4.2 Desarrollo de las pilas de protocolos

4.4.2.1 Desarrollo de la propuesta general


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22

La Figura 11 muestra el “protocol stack” general, tanto para el canal de broadcast como para el canal interactivo, a la vista de las elecciones que se han ido haciendo en el caso bajo estudio.

MPEG video stream HTTP DSM-CC UU

MPEG TS TCP/UDP

IP

AAL 1 AAL 5 PPP

ATM

PPP

FEC/QPSK SDH ADSL ISDN

Figura 11 - Pila general de protocolos

4.4.2.2 Desarrollo de la propuesta del canal de broadcast

El canal de broadcast puede transportar streams de vídeo, pero también hay que prever la circunstancia de que pueda llevar tráfico IP (por ejemplo, vídeo por paquetes, aunque no va a ser el caso en este ejemplo práctico).

MPEG 2 Video and Audio Streams

MPEG2 PES / TS

ATM (AAL1) /SDH

Figura 12 - MPEG-2 TS en el canal de broadcast

UDP TCP

IP

MPEG2 Private Section (DSM-CC Section)

MPEG2 TS

Figura 13 - Transporte de paquetes IP sobre el MPEG-2 TS (red de transporte)


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La Figura 12 muestra cómo se puede llevar a cabo el soporte de streams procedentes de material audiovisual tipo MPEG-2 sobre el sistema de este caso práctico. La Figura 13 muestra cómo se podrían llevar paquetes IP (por ejemplo, de vídeo, si son UDP, o de control u otras informaciones, si son TCP) sobre el MPEG-2 TS. Esta pila de protocolos se puede superponer a la de la Figura 12 a la altura de la formación del MPEG-2 TS. El mecanismo para transmitir paquetes IP dentro del MPEG-2 TS Private Sections (DSM-CC Sections (Digital Storage Media - Command and Control) se describe dentro de la norma EN 301 192.

4.4.2.2.1 Broadcast en la red de transporte

Las pilas de protocolos de las secciones anteriores se pueden particularizar para la red de transporte en la forma que se indica en la Figura 14.

Other data MPEG video stream MPEG audio stream

MPEG 2 Private MPEG 2 PES

MPEG 2 TS

AAL 1

ATM

SDH

Figura 14 - Broadcast en la red de transporte

Un paquete del MPEG-2 TS se puede acomodar aproximadamente dentro de cuatro celdas ATM AAL1 (los ATM Adaptation Layers se encuentran descritos en UIT-T I.363). AAL1, por otra parte, sólo soporta aplicaciones con CBR (Constant Bit Rate), por lo que la recomendación UIT-T J.82 indica el uso de AAL1 para transportar MPEG-2 TS y celdas ATM, mientras que recomendará el uso de AAL5 para paquetes IP.

La introducción (o empaquetamiento) de ATM en enlaces SDH se describe en la norma ETS 300 814 de ETSI.

4.4.2.2.2 Broadcast en la red de acceso

Las pilas de protocolos de las secciones anteriores se pueden particularizar para la red de acceso en la forma que se indica en la Figura 15.

MPEG 2 Video and Audio Streams

MPEG2 PES / TS

ADSL FEC / QPSK

Figura 15 - Broadcast en la red de acceso


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24

4.4.2.3 Desarrollo de la propuesta del canal interactivo

El canal interactivo tiene dos funciones (que pueden ser, como ya se ha descrito, dos redes o dos canales diferentes de la misma red, o soportar las dos funciones por el mismo canal de la misma red en diferente momento):

• Navegación, búsqueda y selección del material audiovisual deseado.

• Manejo interactivo del servidor de vídeo para obtener VoD.

La idea es llevar a cabo la segunda funcionalidad (VCR-like control) por medio del protocolo DSM-CC UU (Digital Storage Media - Command and Control User to User interaction), y la primera a través de HTTP, ambas después sobre IP. DSM-CC se puede encontrar en ISO/IEC DIS 13818.

4.4.2.3.1 Canal interactivo en la red de transporte

La Figura 16 da una visión total de la pila de protocolos utilizada en el canal interactivo, en la red de transporte.

DSM-CC UU HTTP

TCP

IP

AAL 5

ATM

SDH

Figura 16 - Pila general de protocolos en el canal interactivo (red de transporte)

Por lo anteriormente comentado respecto a que AAL1 sólo soporta CBR, la recomendación UIT-T J.82 indica el uso de AAL5 para el transporte de paquetes IP. Esta es una diferencia mayor en la configuración de protocolos del canal interactivo con respecto al canal de broadcast.

4.4.2.3.2 Canal interactivo en la red de acceso

4.4.2.3.2.1 Sobre RDSI

En este caso, normalmente se trata de RDSI o PSTN, que son muy sencillos. Los protocolos más habituales en el caso RDSI son:


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• PPP (Point to Point Protocol), para dar conexiones entre diferentes subredes a nivel de enlace.

• Multilink PPP, con el que varios canales B se agregan para dar un ancho de banda mayor.

• CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol), con el que se provee un mecanismo de autenticación de usuario sobre PPP.

• PAP (Password Authentication Protocol), que es similar pero más simple que CHAP.

Figura 17 - Pilas de protocolos sobre RDSI en canal interactivo

La Figura 17 muestra alternativas de pila de protocolos sobre RDSI según explicado, incluyendo la posibilidad de montar un protocolo SNMP para manejo de sesión, si ello es necesario según el aplicativo del servicio interactivo.

4.4.2.3.2.2 Sobre SIT

Una SIT (Satellite Interactive Technologies) tiene un terminal SIT (Satellite Interactive Terminal) que consiste en una unidad outdoor y otra indoor (IDU y ODU - In Door Unit y Out Door Unit). La IDU contiene una NIU (Network Interface Unit) y una UIU (User Interface Unit). La UIU provee una interfaz con un dispositivo de usuario, tal como un PC.

La Figura 18 muestra la pila de protocolos para una red de acceso tipo SIT (Satellite Interactive Technologies), en la que el usuario tenga una “In Door Unit” (IDU) externa. Se puede ver que las pilas previstas para los canales de ida y vuelta (FIP y RIP) del canal interactivo son diferentes; esto se debe al hecho de que el FIP va incluído en el canal de broadcast, y por tanto debe ir soportado dentro del MPEG-2 TS. Lo indicado bajo las siglas DVB-S en la misma Figura 18 es equivalente a todo el tratamiento que tiene la señal procedente del satélite (igual que en el canal de broadcast) hasta que queda el MPEG-2 TS al descubierto (se hace así para simplicidad y mejor comprensión de la figura).


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26

user device

Airinterf.

ATM

AAL5

IP

802.3

10base T

IDU

10base T

802.3

IP

TCP/UDP

Appli

10base T

802.3

IP

multi-p.section

MPEG-TS

DVB-S

Return

Forward

NIU UIU

UIUNIU

Figura 18 - Pila de protocolos en SIT con usuario que tiene IDU externa

4.4.2.4 Desarrollo de la propuesta del canal interactivo

5. Diseño de las redes y los nodos del sistema

Este capítulo hace una propuesta concreta de redes que soporten el sistema, que no es necesariamente la única viable o interesante. En donde sea necesario, se comentarán otras opciones posibles pero que por necesidades de tiempo y espacio en la descripción, no se realizarán en detalle.

5.1 Diseño del canal de broadcast

Todo lo descrito en esta sección está de acuerdo con las diversas recomendaciones del DVB para cada segmento del sistema, así como con las recomendaciones de la UIT-R Serie BO.

5.1.1 Fuente del proveedor de contenidos

La Figura 19 muestra las secciones de la fuente del proveedor de contenidos. Se puede ver que después de los archivos fuente hay dos secciones: formación del MPEG-2 TS y adaptación al E3. Se describen a continuación ambas secciones.


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Archivosfuente

Formación delMPEG-2 TS

Adaptación alE3

Fuente del proveedor de contenidos

Figura 19 - Secciones en la fuente del proveedor de contenidos

Videoserver

Videoserver

Videoserver

PESMUX

MPEG-2

Canal 1

Canal 2

Canal n

MPEG-2 PES

MPEG-2 PES

MPEG-2 PES

MPEG-2 TSTS

MUX 31,672 Mbps

Figura 20 - Formación del MPEG2-TS en la fuente


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___________________________________________________________________________

28

La Figura 20 muestra el esquema de la fuente en el proveedor de contenidos para formación del MPEG-2 TS. Este esquema se puede aplicar en general a la formación del MPEG-2 TS en el caso de que el stream de vídeo salga del nodo de acceso del proveedor de servicios, porque el material buscado por el usuario se encuentre residente en el servidor de vídeo del nodo de acceso. En dicha Figura 20 se puede ver cómo los diversos flujos MPEG-2, tal como salen de los servidores de vídeo, se introducen en un multiplexor que forma el MPEG2-PES, y varios flujos de estos se combinan para formar el MPEG2-TS. Por ejemplo, todo lo que entre en cada PES puede ser un programa completo para TV interactiva o NVoD (es decir, todos los canales que tengan la misma información retardada para NVoD o diferentes vistas del mismo documental para TV interactiva).

Una vez obtenido el MPEG-2 TS, el paso siguiente es preparar este stream para su transmisión por el primer segmento de red. El segmento que se ha propuesto es un E3 PDH, porque es una de las posibilidades que DVB contempla para encapsularlas en un sistema que cumpla sus recomendaciones. La Figura 21 muestra cómo se realiza tal acondicionamiento según recomiendan DVB y UIT-R BO. El MPEG-2 TS que procede de la fuente debe llevar un régimen binario de 31,672 Mbps, porque el codificador de bloque que viene después en la cadena introducirá una redundancia que llevará el flujo justo a la velocidad de 34,368 Mbps, que corresponde a un E3 PDH. Por tanto, esa velocidad de 31,672 deberá repartirse entre los diferentes flujos de MPEG-2 procedentes de la fuente: cuanta mayor calidad se quiera en cada flujo, menor cantidad de flujos habrá (se cuantificará más tarde). Debe recordarse en este punto que esto no es más que un ejemplo de caso práctico, y que en ningún caso esto constituye una limitación real, ya que si fuese insuficiente un E3 podría verse cualquier otra alternativa.

Scra

mbl

erg

(x)

= 1

+ x14

+ x

15

Blo

ck C

oder

RS

(204

, 188

, 8)

Inte

rlea

ver

12 r

amas

Ret

ardo

en

ram

a M

-ési

ma

= 17

x M

byt

esM

= 0

,.....

,11

MPE

G-2

TS

31,6

72 M

bps

31,6

72 M

bps

34,3

68 M

bps

= E

3 PD

H

34,3

68 M

bps

= E

3 PD

HU

IT-T

G.7

02

Figura 21 - Acondicionamiento en fuente para transmisión en E3 PDH

Continuando con la descripción de la Figura 21, el MPEG-2 TS se introduce en un scrambler. La función del scrambler es la de aumentar la periodicidad del flujo binario de entrada, al objeto de que el espectro de la señal en el medio de transmisión no tenga rayas espectrales claras que puedan interferir con alguna portadora de radiofrecuencia o de FI.


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29

Figura 22 - Scrambler de set-reset según DVB

El scrambler recomendado por DVB se encuentra en la Figura 22 y se describe por la función g (x) = 1 + x 14 + x 15. Se trata de un scrambler típico de set-reset, que lleva un “enabler” para evitar que se detenga su funcionamiento (únicamente no se altera la salida) cuando hay algún byte que no haya que tocar. La Figura 23 muestra la estructura del MPEG-2 TS, de 188 bytes; el primer byte es de sincronismo (fijo y de valor 47 HEX), y DVB recomienda que este byte no se someta al scrambler. Por tanto, el “enabler” inhibe el funcionamiento del scrambler en estos bytes de sincronismo. Cualquier scrambler de set-reset puede llegar a dar una salida equivalente a la entrada al cabo de varios ciclos de funcionamiento, dependiendo de las combinaciones de bits que reciba a la entrada para tratar; por ello, de vez en cuando hay que recargar (inicializar) las posiciones de bits de los 15 egistros de desplazamiento del scrambler; esta inicialización se hace cada 8 paquetes del MPEG-2 TS (1503 bytes, equivalentes a una secuencia PRBS). La secuencia de bits de inicialización se muestra también en la Figura 22 y es 100101010000000.


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30

Figura 23 - MPEG-2 TS

Siguiendo la Figura 23, se puede ver que la PRBS compuesta por 8 paquetes elementales de MPEG2-TS tiene invertido el byte de sincronismo del primer paquete (B8 HEX), mientras que los otros siete paquetes no lo tienen invertido (47 HEX).

El flujo de salida del scrambler tiene la misma velocidad binaria (31,672 Mbps) porque no ha habido más que un cambio de los bits del flujo, pero ningún añadido ni retirada de bits del mismo flujo.

El paso siguiente indicado en la Figura 21 es un codificador de bloque tipo Reed Solomon (RS), con parámetros RS (204, 188, 8). Es decir, que este código convertirá los bloques de 188 bytes (cada paquete elemental del MPEG2-TS) en bloques de 204 bytes. En cada bloque, podrá corregir hasta 8 errores que se produzcan en el sistema. De esta forma, el nuevo paquete elemental del MPEG-2 TS de salida queda con 204 bytes, tal como se describe en la parte inferior de la Figura 23.

La salida del codificador de bloque RS (204, 188, 8) es un flujo binario de velocidad igual al producto 31,672 x (204/188), que da un valor de 34,368 Mbps. Este valor coincide con el de un flujo E3 PDH, que es lo que se persigue en nuestro ejemplo. De hecho, estos pasos son los recomendados por DVB para empaquetar MPEG-2 TS en un E3 PDH.

El paso siguiente en la Figura 21 es un entrelazador (interleaver). Este entrelazador se describe con mayor detalle en la Figura 24. Está formado por 12 ramas numeradas de cero a 11. En cada rama se va teniendo un retardo de 17 x M bytes, con M desde el valor cero (rama cero) hasta valor 11 (rama 11). El dimensionamiento de este entrelazador no es casual, porque 204 dividido entre 12 da justamente 17; esto permite que el byte de sincronismo de cada paquete MPEG-2 TS de salida del codificador RS pase siempre por la rama cero.


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31

Figura 24 - Entrelazador (interleaver) convolucional según DVB

El papel del entrelazador es el de dispersar los paquetes en el medio de transmisión. De esta forma, un error en ráfaga afectaría a bits consecutivos en el medio de transmisión, que pertenecerían a paquetes diferentes. Al deshacer en el receptor el entrelazado, los bits afectados por el error vuelven a sus posiciones en los paquetes MPEG-2 TS, de forma que el error se ha distribuído en pequeñas porciones, afectando a muy pocos bits en cada paquete MPEG-2 TS. Esto deja al codificador RS en muy buenas condiciones para corregir los errores. Si no hubiera habido entrelazador, una ráfaga de bits erróneos podría no haber sido corregida por el código RS en el caso de superar el número de bits que es capaz de corregir con la redundancia (204, 188, 8) en cada paquete.

5.1.2 Segmento PDH en la red de transporte

La Figura 25 describe el segmento PDH en la red de transporte. Este segmento tiene a ambos lados interfaz tipo UIT-T G.702. La transmisión se efectúa en BB. El segmento es de más o menos unos 20 km; según la longitud del cable habría que estudiar la ubicación de algún regenerador intermedio.

La transmisión se efectúa con un codificador de adaptación al medio de transmisión pseudoternario del tipo HDB3, típico en este tipo de sistemas. No se sigue en profundidad este asunto, puesto que los sistemas de transmisión digital en BB con regeneración han sido estudiados anteriormente en otras asignaturas.


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32

UIT-T G.702 UIT-T G.702Red terrenal PDHE3 - 34,368 Mbps

BB coax 4H

20 km

Figura 25 - Segmento de red de transporte hasta nodo de transporte

5.1.3 Nodo de transporte

La función del nodo de transporte, siguiendo la Figura 5 y la Figura 6, consiste en una multiplexación de diferentes flujos E3 procedentes de diversas fuentes (o incluso del mismo proveedor de contenidos). Un resumen del diagrama de bloques de este nodo de multiplexación se puede ver en la Figura 26.


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33

MUXSDH

MUXSDH

MUXWDMN=4

MUXSDH

CV3

CV3

CV3

E3(coax) STM-1

155,520 Mbps

STM-4622,080 Mbps

STM-162488,320 Mbps

4 x 2,5 Gbps(f.o.)

Figura 26 - Nodo de transporte (alternativa 1)

En dicha Figura 26 se puede ver que la entrada procedente de los diversos flujos E3 PDH entra se empaqueta en contenedores virtuales tipo CV3, que después se multiplexan para dar una salida STM-1 a 155 Mbps. Cuatro de estas entradas se multiplexan para dar una salida STM-4, y luego cuatro flujos de este tipo se vuelven a multiplexar para dar un flujo STM-16. Una vez conseguido un flujo STM-16 de 2,5 Gbps, se efectúa de nuevo una multiplexación de cuatro (N=4) de estos flujos para conseguir un múltiplex WDM que irá por fibra óptica en la red de transporte.

La Figura 27 muestra una alternativa a la composición del nodo mostrada en la Figura 26. En ella, las tres entradas E3 se substituyen por cuatro entradas E3 que se multiplexan en un MUX PDH para formar un flujo E4 a 140 Mbps. Este flujo E4 se introduce en un contenedor virtual CV4 para poder introducirse en un múltiplex MUX SDH que proporcione una salida STM-1 a 155,520 Mbps. Otra diferencia con la configuración de la Figura 26 está en que desaparece el paso intermedio de multiplexación en STM-2, ya que el STM-16 se forma directamente a partir de 16 flujos síncronos STM-1.

La configuración de la Figura 27 puede tener una ventaja sobre la de la Figura 26: se aumenta el número de flujos E3 a la entrada, por lo que el mismo sistema puede transportar un flujo E3 más por cada múltiplex formante de un STM-1 que exista en el nodo (es decir, 64 flujos E3 adicionales, de 34 Mbps cada uno). Este aumento de capacidad tiene un precio, y es el de que la formación del cuatro nivel PDH en E4 implica una pérdida de conciencia de sistema separado para cada flujo E3 tributario del E4 (que típicamente ocurre en PDH por el entrelazado a nivel de bit y el relleno debido a la plesiocronía), y en cualquier caso un paso intermedio de multiplexación que no es síncrono.


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34

MUXSDH

MUXWDMN=4

MUXSDH

E3(coax)

STM-1155,520 Mbps

STM-162488,320 Mbps

4 x 2,5 Gbps(f.o.)

MUXPDH

E4(140 Mbps)

CV4

Figura 27 - Nodo de transporte (alternativa 2)

5.1.4 Segmento óptico de la red de transporte

La Figura 28 ofrece un diagrama posible del segmento óptico de la red de transporte, incluídos los dos extremos que están, respectivamente, en los nodos de transporte y de acceso. La distancia a cubrir es, según el ejemplo que se viene planteando, de unos 600 km; por ello, es posible que haya que poner una cadena de EDFAs repetidores. La distancia de repetición dependerá fundamentalmente de la atenuación de la fibra óptica y del factor de ruido de cada EDFA.

Dado que los nodos de acceso y de transporte pueden enrutar diversos flujos, los equipos terminales pueden ser ADM o más bien DCC en vez de simples equipos MUX o DEMUX ópticos.


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35

EDFA EDFAEDFA EDFA

MUXADMDCC

(WDM)

f.o.f.o.f.o.

600 km

λ1 λ2 λ3 λ4 λ1 λ2 λ3 λ4λ1 λ2 λ3 λ4

Arrayóptico

Arrayóptico

Nodo de transporte

Nodo deacceso(puede

combinarsecon ser

otro nodo detransporte)

MUXADMDCC

(WDM)

Figura 28 - Segmento óptico de la red de transporte

5.1.5 Nodo de acceso

El nodo de acceso se puede dividir en tres secciones, tal como muestra la Figura 29: desmultiplexación y recuperación del E3, recuperación del MPEG-2 TS, y adaptación al canal de satélite. Adicionalmente, existe una incorporación desde el archivo local que debe generar también un MPEG-2 TS antes de adaptarse al canal de satélite.


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36

Desmultiplexacióny recuperación del E3

Recuperacióndel MPEG-2 TS

Adaptación alcanal de satélite

Nodo de acceso

Archivolocal

Formacióndel MPEG-2 TS

Figura 29 - Secciones del nodo de acceso

La Figura 30 muestra la primera sección del nodo de acceso. En esta sección, se efectúa la destrucción del edificio múltiplex hasta recuperar el flujo E3. Formalmente, son los pasos inversos a los de la Figura 26. Se ha tomado la opción de invertir la Figura 26 y no la opción alternativa de la Figura 27, porque hay que escoger opciones en el amplio abanico posible para describir un caso concreto.

MUXWDM(ADM,DCC)

A otros destinos porotros enrutamientos o

sistemas

MUXSDHSTM-16

(2488,320 Mbps)

MUXSDHSTM-4

(622,080 Mbps)

STM-1(155,520 Mbps)

MUXSDH

E3 PDH(34,368 Mbps)

Figura 30 - Nodo de acceso (parte múltiplex)


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37

La Figura 31 muestra la segunda sección del nodo de acceso. En ella fundamentalmente hay una reversión de los pasos de la Figura 21. La novedad está en la llegada a un punto QEF (Quality Error Free). Este punto es un lugar en el que la probabilidad de error está entre 10-11 y 10-10. Sirve como lugar de medida, o punto de prueba. En toda cadena de transmisión, es conveniente establecer puntos QEF.

Dei

nter

leav

er12

ram

asre

tard

o en

ram

a m

-ési

ma

= 17

x M

M =

0,..

..,11

Des

codi

fica

dor

de b

loqu

eR

S (2

04, 1

88, 8

)

Des

cram

bler

g (x

) =

1 +

x14 +

x15

Inte

rfaz

BB

E3

31,6

72 M

bps

31,6

72 M

bps

34,3

68 M

bps

34,3

68 M

bps

31,6

72 M

bps

MPE

G-2

TS

MPE

G-2

TS

Punt

o Q

EF

Figura 31 - Nodo de acceso (recuperación del MPEG2-TS)

La parte superior de la Figura 32 muestra la tercera sección del nodo de acceso. En ella se realiza la adaptación al canal de satélite del MPEG-2 TS, a partir del QEF; es decir, que prácticamente hay que volver a realizar todos los pasos hasta ahora explicados, con el añadido de una protección adicional que un canal de radio tipo satélite exige para mantener una probabilidad de error baja. Se trata esta novedad adicional de la inclusión de un codificador convolucional. La misma Figura 32 muestra en su parte inferior cómo sería el diagrama de bloques del receptor correspondiente (que obviamente no está en el nodo de acceso, sino que estaría en el terminal del usuario). No obstante, en el caso que se está describiendo se describirá cómo se realiza la recepción y distribución en el segmento local de red.


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38

Figura 32 - Nodo de acceso (adaptación al canal de satélite)

La Figura 33 muestra un detalle del codificador convolucional, al que sigue una perforación (puncturing) y ya por fin el modulador QPSK. El factor de roll-off para conformación en BB que DVB recomienda en este caso es de valor α = 0,35.

Figura 33 - Detalle del codificador convolucional y adaptación al modulador QPSK


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39

5.1.6 Segmento de red de acceso por satélite

Cada flujo E3 sigue el mismo camino, de tal forma que se introduce cada flujo E3 en un transpondedor independientemente de los demás flujos E3. Es decir, que cada flujo E3, debidamente preparado, modula una portadora en QPSK para atravesar el segmento de acceso por satélite. Esto quiere decir que habrá que dimensionar el número de transpondedores según los canales MPEG-2 y la calidad que se desee en ellos.

La combinación del tratamiento hecho sobre el MPEG-2 TS (RS, entrelazador, codificador convolucional), proporciona una probabilidad de error QEF a pesar del segmento de satélite. Los tres escalones de probabilidad de error que se consiguen se pueden ver en la Figura 34. Se puede ver que el sistema de satélite hay que dimensionarlo con una probabilidad de error en el enlace global (ascendente, satélite, descendente) entre 10-1 y 10-2. Estos valores permitirán establecer unas antenas receptoras de diámetros relativamente pequeños, y sin exigencias grandes en cuanto a su ubicación por captación de ruido del suelo o de edificios circundantes. Para corroborar esta afirmación, se puede ver en la Figura 35 que los valores de Eb/N0 del enlace global son relativamente discretos para varios índices del codificador interior (convolucional); particularmente, para una combinación habitual del tipo índice 2/3, con K=7, se obtiene un valor de Eb/N0 de 5 dB. Este valor no tiene en cuenta la limitación debida al ancho de banda del transpondedor, cuestión que se analiza a continuación.

Codificador interior(convolucional)

Codificador exterior(RS)

MPE

G-2

TS

Lle

gada

des

de e

l sat

élite

Pe = 10-10 a 10-11Pe = 10-1 a 10-2

Pe = 2 x 10-4

Figura 34 - Probabilidades de error tras los descodificadores


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40

Figura 35 - Energía por bit respecto a densidad espectral de ruido para mantener QEF después de la descodificación (sin tener en

cuenta efecto de limitación por ancho de banda del transpondedor)

Figura 36 - Velocidades binarias en función de la anchura de banda del transpondedor y del índice del codificador

convolucional

Figura 37 - Comportamiento del sistema con transpondedor de 33 Mhz

La Figura 36 muestra una tabla en la que se pueden ver diversas velocidades binarias en función de anchura de banda del transpondedor, y para varios índices del codificador convolucional. En esta figura, Ru se refiere a la velocidad binaria útil tras el MUX de MPEG-2; Rs se refiere la velocidad de símbolos que corresponde con el ancho de banda a -3 dB de la señal modulada. Las cifras que ofrece esta figura corresponden a una degradación de 1 dB en la relación Eb/N0 con respecto a la situación de no tener en cuenta la degradación por ancho de banda del transpondedor.


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41

La Figura 37 expone el comportamiento particular del sistema para un transpondedor de 33 MHz de ancho de banda; se puede observar que para el caso que se está describiendo (E3 a 34,368 Mbps tras el RS), el valor de C/N total del enlace global por satélite necesario para obtener el QEF después del proceso de descodificación es tan sólo de 5,8 dB. Los valores de la Figura 37 ya se han corregido para tener en cuenta 0,2 dB por limitaciones en las anchuras de banda de los filtros del MUX, y en 0,8 dB para tener en cuenta el comportamiento no lineal del TOP. Aún así, aún existen efectos debidos a interferencia que no se han tenido en cuenta, por lo que añadir algún dB más sería conservador para un diseño.

Por otro lado, la Figura 38 muestra una cuantificación de la degradación por limitación del ancho de banda del transpondedor utilizando diversos índices en el codificador convolucional (o incluso no utilizando el codificador convolucional). Dicha figura muestra el incremento necesario en la relación Eb/N0 cuando se efectúan reducciones del ancho de banda en el transpondedor del satélite.

Figura 38 - Degradación por limitación de ancho de banda del transpondedor con y sin uso del codificador convolucional

5.1.7 Segmento local de distribución a usuarios

La recepción de la señal de satélite se realiza por medio de una antena de plato, normalmente de diámetro entre 0,50 m y 1,20 m. Las recomendaciones de DVB (SMATV) permiten tres alternativas de distribución:

• DVB SMATV DTM (Digital Transmodulation): Mediante la utilización de TDT (Transparent Digital Transmodulators), la información que modula cada portadora en QPSK en el satélite se transmodula a 64-QAM. Después, el resultado de la modulación se introduce en un cable de bajada de antena colectiva; cada portadora se introduce con su información modulada en 64-QAM a través del ancho de banda de un canal analógico del cable (7 MHz de ancho de banda en VHF, y 8 MHz en UHF). En resumen, todo lo que venía por cada transpondedor se introduce ahora por el ancho de banda de cada canal analógico del cable de bajada; esto es posible merced al proceso de transmodulación de QPSK a 64-QAM, que reduce el ancho de banda a costa de menor robustez contra errores. Ahora no hace falta tanta robustez porque es una transmisión por línea en comparación con lo vulnerable que puede ser una transmisión en general por radio y en particular por satélite. Esta opción de DTM permite habitualmente una completa reutilización de las instalaciones domésticas de antenas colectivas, por lo que no hay que efectuar un recableado; a cambio, require la inversión en la batería de TDTs. La Figura 39 muestra el detalle de esta modalidad de distribución DTM. La Figura 40 muestra un detalle del TDT; aquí se ve que además del cambio


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42

de modulación, se substituye el codificador convolucional por otro diferencial, por el mismo motivo de no existir grandes necesidades de robustez del sistema con respecto al trayecto por satélite.

• DVB SMATV IF: Consiste en distribuir directamente en FI, que DVB normaliza entre 950 y 2050 MHz. No hay transmodulación, por lo que la distribución se realiza en QPSK. Requiere esta opción normalmente recablear toda la instalación doméstica, ya que el cable de bajada habitualmente instalado normalmente no soporta ese rango de frecuencias. La Figura 41 ilustra esta modalidad S de distribución.

• DVB SMATV S: Consiste en una distribución en una banda denominada “extended S-band”, que se ubica entre 230 y 470 MHz. Al llegar al domicilio, de nuevo se convierte en FI (950-2050 MHz), y por tanto el STB trabaja detrás con entrada directa en FI. Permitiría una reutilización parcial del cableado, pero a cambio se necesitan conversores de frecuencia detrás del receptor de FI en antena y en la casa de cada usuario. No hay transmodulación, por lo que la distribución se realiza en QPSK. La Figura 41 ilustra esta modalidad S de distribución.

La recomendación de DVB para factor de roll-off en el cable doméstico de distribución es de valor α = 0,15; este valor es inferior al del segmento de red de acceso por satélite.

Para la modalidad DTM, la Figura 42 muestra una tabla con velocidades binarias y anchos de banda para diferentes anchos de banda de transpondedor y diferentes posibles modulaciones en el cable de bajada (16, 32 y 64 QAM). Se puede ver cómo a medida que aumenta el ancho de banda del transpondedor (aumenta por consiguiente el número de canales MPEG-2 transportados o la calidad de los mismos), habría que ir pasando a esquemas de modulación que consuman menor ancho de banda. Se puede ver cómo se consiguen aproximadamente los 7 u 8 Mhz de ancho de banda, con 16-QAM a 25,2 Mbps útiles (sin RS) en el satélite, con 32-QAM a 31,9 Mbps útiles (sin RS) en el satélite, y con 64-QAM precisamente para 31,672 Mbps útiles (sin RS) en el satélite (que corresponde a 34,368 Mbps con RS, justamente el E3 que se viene manejando en este caso práctico expuesto).

La Figura 43 muestra el número de canales que caben en el cable de bajada de distribución cuando se utilizan las modalidades IF y S. Se puede ver que la modalidad IF representa una mejora con respecto a la utilización de frecuencias más bajas, como puede ser la S y la DTM. En cualquier caso, se puede utilizar la instalación reutilizada en modalidad S y un nuevo cableado en IF, con lo que se suman las cantidades de canales de ambas modalidades. El orden de magnitud del número de canales digitales que caben en el ancho de banda de uno analógico del cable de bajada en modalidad S es el mismo que en modalidad DTM.

Figura 39 - Ilustración de DVB SMATV en modalidad DTM


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43

Figura 40 - Detalle de un TDT

Figura 41 - Ilustración de DVB SMATV en modalidades IF y S


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44

Figura 42 - Anchos de banda y velocidades binarias en el cable de bajada en función del ancho de banda del transpondedor (para

canales de VHF y UHF en el cable), para distintas modulaciones QAM

Figura 43 - Número de canales que caben en la distribución en modalidades IF y S

5.2 Diseño del canal interactivo

5.2.1 Generalidades en las redes de transporte y de acceso


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45

En lo relativo al diseño del canal interactivo, se ha mencionado ya en la propuesta global de red que hay varias alternativas en todos los segmentos (transporte, acceso), y algunas se han descartado para limitar algo más la descripción que se pretende realizar. Del caso genérico de Internet no se va a describir nada en particular. Los nodos de acceso y de transporte serán simples pasarelas entre las redes (por ejemplo, RDSI a Internet, SIT a Internet, etc.)

5.2.2 Segmento de acceso

5.2.2.1 An�lisis RDSI y SIT

Las alternativas que han quedado para describir en este caso práctico como más relevantes son las del segmento de acceso. Entre ellas, las más interesantes son:

• Por RDSI, PSTN o similar (módem de cable). En este caso el análisis es parecido al ya realizado en redes de acceso para servicios de cable. El análisis para módems de cable debe realizarse a un 99% de probabilidad de funcionamiento (Erlang-B), y en la RDSI la idea ya mencionada es la de mantener un canal B para la función de búsqueda y orden de apertura del canal interactivo, y el otro canal B para el manejo del servidor de vídeo a modo de VCR para tener VoD. Se indica esta opción de un canal B para cada función a modo orientativo de escoger una alternativa, pues podrían manejarse ambas funciones por un sólo canal B dado que no son simultáneas en el tiempo (primero se busca, cuando se encuentra se abre el canal interactivo, y después se maneja la bomba de vídeo).

• Por SIT. Dado lo novedoso de esta opción con respecto a la del cable que ya se ha descrito en otros temas de esta asignatura, se presenta el desarrollo del caso práctico con esta elección de canal interactivo en el segmento de acceso.

5.2.2.2 SIT

Una SIT se ubica dentro del marco de una red general de acceso por satélite, que se describe en la Figura 44. En esta figura, se entiende que el FIP de la SIT está dentro del canal de broadcast.


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46

DVB Fo

rwar

d Link

DVB Forward LinkSIT Return Links

SIT

Ret

urn

Link

sHub

Station

FeederStation

BroadcastServiceProvider

BroadcastNetworkAdapter

InteractiveServiceProvider

InteractiveNetworkAdapter SIT SIT SIT SIT

Figura 44 - Modelo de referencia de una red de acceso por satélite incluyendo SIT

La arquitectura de la Figura 44 se puede describir como sigue:

• Hub station: Esta estación recibe las señales de retorno de la SIT, provee control y funciones de “accounting”, servicios interactivos, conexiones con otras redes y nodos, etc., a la vez que genera las señales de control y de datos que deben transmitirse por la “Feeder Station” (canal FIP del canal interactivo).

• Feeder station: Esta estación no tiene por qué estar en la misma ubicación que la Hub Station, aunque puede darse el caso. Transmite la señal del FIP dentro del flujo del canal de broadcast DVB-S. También envía multiplexadas las señales de control y tiempo propias de sincronización de la red de satélite.

La arquitectura de una SIT tiene un terminal SIT (Satellite Interactive Terminal) tal como se describe en la Figura 45) que se compone de:

• ODU: Out Door Unit, que tiene un módulo de transmisión (que consiste en un convertidor de frecuencia desde IF a RF y un amplificador de estado sólido SSPA - Solid State Power Amplifier) y un bloque conversor de frecuencia al revés con un amplificador de entrada de bajo ruido (LNB Low Noise Block); por último tiene una antena.

• IDU: In Door Unit, que tiene una interfaz de usuario (UIU User Interface Unit) que recibe y transmite datos desde/hacia la aplicación de usuario o dispositivo de usuario (Customer Device de la Figura 18, que se reproduce aquí para mayor facilidad del lector como Figura 46); tiene también una NIU (Network Interface Unit) que transmite la señal en FI a la ODU y recibe información de tráfico y control desde el Hub a través del FIP.


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47

RxTx

IDU

User Device/Client(e.g. PC, IRD, TV)

e.g. 10 base T,IEEE 1394,

USB

10 MHz Ref.

2500 - 3000 MHz;Tx On/Off (22kHz PWK)

950 - 2150 MHz

Figura 45 - SIT (Satellite Interactive Terminal)

user device

Airinterf.

ATM

AAL5

IP

802.3

10base T

IDU

10base T

802.3

IP

TCP/UDP

Appli

10base T

802.3

IP

multi-p.section

MPEG-TS

DVB-S

Return

Forward

NIU UIU

UIUNIU

Figura 46 - IDU del SIT

El acceso desde el SIT (Satellite Interactive Terminal) hacia el satélite es un acceso múltiple del tipo MF-TDMA (Multifrequency Time Division Multiple Access). MF-TDMA permite que un grupo de terminales SIT se comunique con la estación Hub utilizando un conjunto de frecuencias, cada una dividida en ranuras (slots) de tiempo. La estación Hub decide el conjunto de slots que serán activos para cada SIT, definiendo con ello la frecuencia, el ancho de banda, el instante de comienzo y la duración asignada a cada SIT.

MF-TDMA admite dos modalidades:

• Fixed-Slot MF-TDMA. En esta modalidad, que es la más simple, el ancho de banda y la duración de slots sucesivos que puede utilizar un SIT determinado son fijos.

• Dynamic-Slot MF-TDMA. En esta modalidad se puede variar el ancho de banda y la duración de slots sucesivos que puede utilizar un SIT determinado. Adicionalmente, se puede cambiar la frecuencia portadora y la duración dela ráfaga de datos procedente del SIT, a la vez que también la velocidad binaria puede variarse según necesidad del SIT. Existe un rango de velocidades para que un SIT pueda efectuar el “frequency hopping” (FH cambio de frecuencia) y el “time hopping” (TH


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48

cambio de slot). Este rango de FH y TH se comunica desde el SIT a la estación Hub en una ráfaga de protocolo al comienzo de una conexión.

Una red de acceso con SIT se puede implementar por medio de tecnología VSAT. En este caso práctico la implementación se realizará en la forma más simple, es decir, con Fixed-Slot MF-TDMA.

6. Dimensionamiento de las redes del sistema

6.1 Generalidades

Se puede comenzar el dimensionamiento del sistema por la parte que parezca posible. En cualquier caso, siempre habrá que verificar los resultados obtenidos de forma integral, cuestionando si el dimensionamiento de los primeros tramos que se escojan es acorde con la consecución del objetivo de servicio.

Debe considerarse que el dimensionamiento que se ofrece en este caso práctico constituye un conjunto de aproximaciones que dan idea del orden de magnitud que se maneja en cada segmento sobre diversas magnitudes. Por razones de no exceder la extensión inicialmente concebida para este estudio, no se realiza un refinamiento de los resultados obtenidos, sirviendo por tanto de guía en órdenes de magnitud para el lector, pero en ningún caso como dimensionamiento definitivo de recursos del sistema.

6.2 Dimensionamiento en el canal de broadcast

6.2.1 Cálculos generales de capacidad de flujos MPEG-2

Se comienza el dimensionamiento del canal de broadcast realizando una comparación, para saber el número de canales que cabrían de vídeo en MPEG-2 y a qué calidad.

Como se ha mencionado, se va a utilizar en el segmento local una distribución tipo DVB SMATV DTM. Con ello, se va a reutilizar el cable doméstico de antena colectiva. Los canales en VHF son de 7 MHz, mientras que en UHF son de 8 MHz. Dejando una banda de guarda de 1 Mhz, se tiene que la separación entre canales en UHF (banda más habitual, reutilizando la capacidad de los canales analógicos 21 a 69 de UHF) viene a ser de 9 MHz.

Tomando los 8 MHz de capacidad por la que debe circular la información en cada canal, se tiene:

8 = 2 fN (1 + α)

Como se ha indicado, DVB SMATV DTM recomienda un valor de α = 0,15. Con esto, teniendo en cuenta que la modulación es 64-QAM (m=6 bits por símbolo):


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49

fN = 1 / (2Ts) = 1 / (2 x 6 x Tb) = R / 12

Siendo R el régimen binario (bps). Uniendo a lo anterior,

8 = 2 x (R/12) x (1 + 0,15)

De donde:

R = 41,74 Mbps

Quitando a esta cantidad la redundancia introducida por el código de bloque RS, se tiene:

41,74 x (188 / 204) = 38,47 Mbps

que es el régimen binario útil para la transmisión de flujos MPEG-2. A una calidad máxima según la especificación del servicio de 8 Mbps en cada flujo MPEG-2 (recuérdese que la calidad equivalente a PAL más o menos tiene lugar alrededor de los 6 Mbps en MPEG-2), cabrían en el cable de bajada

38,47 / 8 = 4,8 canales = 4 canales

Es decir, que por cada canal analógico de UHF entre el 21 y el 69 cabrían 4 canales MPEG-2 de 8 Mbps en fuente. Caben casi 5 canales, con lo que habrá que ver si se baja un poco el régimen binario en función de que el resto de los elementos o segmentos del sistema ofrezcan capacidades que permitan transmitir más canales.

Con este número como base de comparación, se va a ver ahora cuántos flujos MPEG-2 de esa misma calidad en fuente caben por el transpondedor del satélite. Lo primero será conocer el ancho de banda del transpondedor. Si no se conoce, o esto es un dato que se puede pedir como especificación, entonces el cálculo será justamente a la inversa. Procedamos de esta forma y veamos qué sale.

En DVB SMATV DTM, cada portadora 64-QAM procede de una portadora QPSK del satélite que va por un transpondedor independientemente. Por ello, habrá que ver si caben los mismos flujos MPEG-2 que caben por el canal analógico de bajada de antena también por el transpondedor, con el nuevo esquema de modulación y otro factor de roll-off (además de las peculiaridades de codificación convolucional del segmento de satélite). Con ello, el ancho de banda del transpondedor para soportar los 4 canales que han salido anteriormente sería:

Bw = 4 canales x 8 Mbps x (3/2) x (204/188) x (1/2) x (1 + 0,35) = 35,16 MHz

donde el factor 3/2 corresponde a una elección del código convolucional con K=7 y rate = 3/2, el factor 204/188 corresponde a la redundancia del código RS y el factor ½ es el debido a que la modulación QPSK tiene dos bits por símbolo. El factor 1,35 incluye es la corrección por roll-off de valor α = 0,35.


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50

Habría que utilizar un transpondedor de 36 MHz, lo cual es completamente normal. Si no se disponde de tal ancho de banda, simplemente habría que bajar un poco la calidad de cada flujo MPEG-2, o disminuir su cantidad. En cualquier caso, por el momento hay un acuerdo en la capacidad (en número de flujos MPEG-2) en QPSK del transpondedor con la capacidad de un canal analógico del cable doméstico de distribución de antena colectiva en 64-QAM. También se podría utilizar un valor de roll-off menor, en caso de necesidad, pero esto es un parámetro más fijo.

Ahora vamos a ver los flujos MPEG-2 que caben en el segmento de transporte con E3:

34,368 x (188/204) = 31,672 Mbps

31,672 / 8 = 3,959 canales

Como se puede ver, no caben cuatro canales, pero casi caben. Basta reducir un poco la calidad de los flujos MPEG-2 y ya caben los cuatro flujos en toda la cadena empaquetando la primera fase en E3.

Cable bajada antena colectiva Transpondedor 36 MHz E3 PDHFlujo MPEG-2 (Mbps) Canales Redondeo (canales) Canales Redondeo (canales) Canales Redondeo (canales)

8,0 4,808 4 4,096 4 3,959 37,5 5,129 5 4,369 4 4,223 47,0 5,495 5 4,681 4 4,525 46,5 5,918 5 5,041 5 4,873 46,0 6,411 6 5,461 5 5,279 55,5 6,994 6 5,958 5 5,759 55,0 7,693 7 6,553 6 6,334 64,5 8,548 8 7,282 7 7,038 74,0 9,616 9 8,192 8 7,918 73,5 10,990 10 9,362 9 9,049 93,0 12,822 12 10,922 10 10,557 102,5 15,386 15 13,107 13 12,669 122,0 19,233 19 16,383 16 15,836 15

Figura 47 - Canales MPEG-2 en cable de antena colectiva, transpondedor de 36 MHz y E3 PDH

La Figura 47 muestra una tabla con los canales (flujos) MPEG-2 que caben respectivamente en un canal de UHF del cable analógico de bajada de antena colectiva, en un transpondedor de 36 MHz con modulación QPSK y demás aditamentos recomendados por DVB, y en un E3 PDH, para diferentes calidades de los flujos MPEG-2. Se puede observar cómo prácticamente son las mismas capacidades para diferentes calidades de los flujos MPEG-2.

Para el caso de servicios NVoD o TV interactiva (autorrealización), se puede considerar que los flujos MPEG-2 que caben en cada canal analógico del cable de bajada de la antena colectiva son los que se pueden utilizar para las diferentes versiones retrasadas de película (NVoD) o las diferentes vistas del mismo evento en TV interactiva. Así, por ejemplo, en el caso de calidad PAL se pueden transmitir hasta 5 canales (aunque un segmento admite 6, la cadena admite los canales que admita el segmento más exigente). Esto permitiría TV interactiva


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directamente 5 vistas diferentes del mismo evento para que el usuario pueda autorrealizar el programa en su domicilio; en NVoD, permitiría transmitir una película de 100 minutos de duración, con cinco copias retrasadas 20 minutos cada una.

6.2.2 Segmento de acceso por satélite

A continuación se va a dimensionar el segmento de satélite. Como se ha visto durante el diseño, basta una relación Eb/N0 de valor 5 dB sin tener en cuenta la limitación por anchura de banda del transpondedor. Una corrección daba del orden de 5,8 dB para un transpondedor de Bw = 33 MHz de ancho de banda, pero aún quedaban sin considerar los efectos de interferencias; este valor puede tomarse como un orden de magnitud para comenzar, pero hay que hacer los números para todo el sistema en cada caso. DVB recomienda añadir un margen de 1,8 dB de seguridad contra efectos como la no linealidad del TOP y no linealidades del MUX. Esta corrección de 1,8 dB ya está incluída en ese valor orientativo de 5,8 dB, así que nominalmente se podría trabajar con valores de W próximos a 4 dB si se prescinde de márgenes de seguridad.

Por otro lado, hay que añadir un margen de seguridad adicional contra interferencias que DVB no especifica. Por tanto, consideraremos en el resto del diseño un margen mínimo de seguridad total de 5 dB, de tal forma que quedan

5 - 1,8 = 3,2 dB

para efectos de interferencias y otros inesperados (pérdidas adicionales, etc.).

Se considera satélite geoestacionario (por tanto distancia aproximada 36.000 km en cada enlace ascendente y descendente), con atenuación principalmente debida a espacio libre, de valor:

Lbf (dB) = 20 log (4 π d / λ)

La banda es Ku, a 12 GHz, con lo que la longitud de onda se puede calcular como:

λ (m) = 300 / f (MHz) = 300 / 12000 = 0,025 m

De esta forma, el balance de cada enlace queda como:

C/N = PIRE - Lbf - 10 log 1,38 * 10-23 - 10 log (Bw) + G/T - Margen de seguridad

donde la PIRE = Ptransmisor + Gantena (todo en unidades logarítmicas), el término exponencial corresponde a la constante de Boltzman, Bw es el ancho de banda ocupado por la señal modulada en el transpondedor (todo el transpondedor en este caso), y G/T es el factor de mérito de la estación receptora (enlace descendente) o del receptor del satélite (enlace ascendente).

La relación entre C/N y W se puede encontrar de la forma:


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52

C/N = C / (kT0Bw) = (CTb) / (N0 Bw Tb) = (Eb / N0) x (R / Bw) = W x (R / Bw)

donde R es el régimen binario. Particularizando para los valores que se vienen manejando en este caso, se tiene:

R = 34,368 x (3/2) = 51,552 Mbps

Bw = 36 MHz

Operando,

C/N = W x (51,552 / 36) = 1,432 W

A partir del valor de W se calcula la probabilidad de error. Para QPSK, se tiene:

Pe = Q ((2Eb / N0)1/2) = Q ((2 W)1/2)

Para x >> 1, se puede aproximar Q (x ) = (1/2) Erfc (x / 2(1/2)) = exp ((- (x2 / 2) / ((2 π )(1/2) x ) )

Utilizando la aproximación y resolviendo el sistema completo, para unos valores razonables, se tienen los resultados de las tanteando, tal como se puede ver en la Figura 48 y en la Figura 49. Se han utilizado las formas típicas de evaluar los balances de enlace. En el caso de transpondedor regenerativo, la probabilidad de error del enlace total es la suma de las probabilidades de error de los enlaces ascendente y descendente:

Perror total = Perror EA + Perror DE

De esta forma, hay que evaluar separadamente los balances de enlaces ascendente y descendente, calcular independientemente la probabilidad de error en cada uno, y sumar las probabilidades de error calculadas por separado.

En el caso de transpondedor no regenerativo, se calcula una W total de la forma típica:

Wtotal-1 = Wea-1 + Wed-1

y sobre la Wtotal se calcula la Perror total (probabilidad de error total) con la misma expresión que para cada caso separado en la situación anterior.


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53

Modificación R por RS 1,0851 1,0851 1,0851 1,0851 1,0851 1,0851Modificación R por conv. 1,5000 1,5000 1,5000 1,5000 1,5000 1,5000

R referencia (Mbps) 31,672 31,672 31,672 31,672 31,672 31,672R total (Mbps) 51,551 51,551 51,551 51,551 51,551 51,551

Diámetro antena ETR (cm) 50 70 70 70 100 120frecuencia (GHz) 12 12 12 12 12 12

λ (m) 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025G antena ETR (dB) 33,37 36,29 36,29 36,29 39,39 40,97T receptor ETR (K) 60 120 90 60 240 300

T receptor ETR (dB/K) 17,78 20,79 19,54 17,78 23,80 24,77G/T ETR (dB) 15,59 15,50 16,75 18,51 15,59 16,20

d (km) 36000 36000 36000 36000 36000 36000Lbf (ED) 205 205 205 205 205 205

Bw transpondedor (MHz) 36 36 36 36 36 36PIRE SAT (dBw) 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00

C/N (ED) c/ margen (dB) 8,47 8,38 9,63 11,39 8,47 9,09W (ED) c/ margen (dB) 6,91 6,82 8,07 9,83 6,91 7,53

La + Margen (ED) 5 5 5 8 5 5C/N (ED) s/ margen (dB) 3,47 3,38 4,63 3,39 3,47 4,09W (ED) s/ margen (dB) 1,91 1,82 3,07 1,83 1,91 2,53

PIRE ETT (w) 15 15 10 15 15 15G antena ETT (dB) 50 50 50 50 50 50PIRE ETT (dBw) 61,76 61,76 60,00 61,76 61,76 61,76

G/T SAT (dB) 2 2 2 2 2 2Lbf (EA) 205 205 205 205 205 205

C/N (EA) c/ margen (dB) 11,65 11,65 9,89 11,65 11,65 11,65W (ED) c/ margen (dB) 10,09 10,09 8,33 10,09 10,09 10,09

La + Margen (EA) 5 5 5 5 5 5C/N (EA) s/ margen (dB) 6,65 6,65 4,89 6,65 6,65 6,65W (EA) s/ margen (dB) 5,09 5,09 3,33 5,09 5,09 5,09

C/N global (dB) c/ margen 6,76 6,71 6,75 8,51 6,76 7,17W global (dB) c/ margen 5,21 5,15 5,19 6,95 5,21 5,61

C/N global s/ margen (dB) 1,76 1,71 1,75 1,71 1,76 2,17W global s/ margen (dB) 0,21 0,15 0,19 0,15 0,21 0,61

Pe 9,66E-02 9,86E-02 9,72E-02 9,84E-02 9,66E-02 8,32E-02

Figura 48 - Dimensionamiento del segmento de acceso por satélite para transpondedor no regenerativo


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Modificación R por RS 1,0851 1,0851 1,0851 1,0851 1,0851 1,0851Modificación R por conv. 1,5000 1,5000 1,5000 1,5000 1,5000 1,5000

R referencia (Mbps) 31,672 31,672 31,672 31,672 31,672 31,672R total (Mbps) 51,551 51,551 51,551 51,551 51,551 51,551

Diámetro antena ETR (cm) 50 70 70 70 100 120frecuencia (GHz) 12 12 12 12 12 12

λ (m) 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025G antena ETR (dB) 33,37 36,29 36,29 36,29 39,39 40,97T receptor ETR (K) 80 170 150 80 300 300

T receptor ETR (dB/K) 19,03 22,30 21,76 19,03 24,77 24,77G/T ETR (dB) 14,34 13,99 14,53 17,26 14,62 16,20

d (km) 36000 36000 36000 36000 36000 36000Lbf (ED) 205 205 205 205 205 205

Bw transpondedor (MHz) 36 36 36 36 36 36PIRE SAT (dBw) 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00

C/N (ED) c/ margen (dB) 7,22 6,87 7,41 10,14 7,50 9,09W (ED) c/ margen (dB) 5,66 5,31 5,86 8,59 5,94 7,53La + Margen (ED) (dB) 5 5 5 8 5 7

C/N (ED) s/ margen (dB) 2,22 1,87 2,41 2,14 2,50 2,09W (ED) s/ margen (dB) 0,66 0,31 0,86 0,59 0,94 0,53

Pe (ED) 8,15E-02 9,29E-02 7,57E-02 8,40E-02 7,31E-02 8,59E-02PIRE ETT (w) 15 15 10 15 15 15

G antena ETT (dB) 50 50 50 50 50 50PIRE ETT (dBw) 61,76 61,76 60,00 61,76 61,76 61,76

G/T SAT (dB) 2 2 2 2 2 2Lbf (EA) 205 205 205 205 205 205

C/N (EA) c/ margen (dB) 11,65 11,65 9,89 11,65 11,65 11,65W (ED) c/ margen (dB) 10,09 10,09 8,33 10,09 10,09 10,09La + Margen (EA) (dB) 5 5 5 5 5 5

C/N (EA) s/ margen (dB) 6,65 6,65 4,89 6,65 6,65 6,65W (ED) s/ margen (dB) 5,09 5,09 3,33 5,09 5,09 5,09

Pe (EA) 6,24E-03 6,24E-03 2,24E-02 6,24E-03 6,24E-03 6,24E-03Pe Total 8,78E-02 9,92E-02 9,80E-02 9,02E-02 7,93E-02 9,21E-02

Figura 49 - Dimensionamiento del segmento de acceso por satélite para transpondedor regenerativo

La Figura 48 muestra cómo se puede tener una recepción dentro de las probabilidades de error recomendadas por DVB (entre 10-1 y 10-2) para el segmento de satélite, con un transpondedor no regenerativo. Las cifras marcadas en negrilla son aquéllas con las que se supone hay más flexibilidad para realizar el diseño. Los diseños propuestos en esta figura son de mínimos, en el sentido de que las probabilidades de error se han llevado al límite peor (cerca de 10-1).

Se puede ver cómo con una antena de 50 cm de diámetro se está dentro de especificaciones para una temperatura de ruido razonable del receptor (teniendo en cuenta que la antena está orientada al cielo, pero que puede captar ruido de edificios cercanos), de valor 60 K. El hecho de aumentar el diámetro de la antena a 70 cm hace que se pueda duplicar el ruido existente en la antena hasta los 120 K. La tercera columna de la misma figura ofrece una posibilidad de reducción de la potencia del transmisor del nodo de acceso (habitualmente no se puede tocar esta posibilidad), con la compensación de que la temperatura del receptor que resulta admisible es menor que en el caso anterior. La siguiente columna, también con diámetro de antena de valor 70 cm, pero restaurando la potencia inicial del transmisor, muestra cómo un aumento en el margen de seguridad hasta 8 dB hace que también la temperatura de ruido máxima admisible sea menor. La siguiente columna eleva el diámetro de la antena hasta 1 m, lo que lleva la temperatura de ruido admisible hasta 240 K, y la última columna muestra que con una antena de 1,20 m de diámetro se puede tener una temperatura de ruido equivalente a temperatura ambiente.


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La Figura 49 muestra la misma progresión que la Figura 48, pero esta vez para un satélite con transpondedor regenerativo. Se puede observar cómo los valores de las temperaturas de ruido máximas admisibles son mayores que en los casos respectivos del transpondedor no regenerativo. En algunos casos, también se puede ver cómo los márgenes de seguridad admisibles son también mayores.

Puede observarse, tanto en ambas condiciones de transpondedor regenerativo y no regenerativo que el enlace que condiciona el sistema es el enlace descendente.

6.2.3 Sección óptica de transporte

Esta sección expone un modo de calcular dicha sección, sin que sea la única forma de hacerlo. Debe recordarse que es un modelo de caso práctico, y que también la forma de resolverlo es un modelo.

La distancia a cubrir, según se ha indicado, es de unos 600 km. Se colocan EDFAs cada 50 km, que es una longitud típica para este tipo de sistemas, ya que puede haber en transmisión por fibra óptica otros efectos que condicionan la longitud de la sección de repetición además de la propia atenuación de la fibra (por ejemplo efectos de intermodulación y otros efectos adicionales, que para esta longitud son despreciables frente al ruido térmico).

El EDFA es un amplificador que no regenera, sino que únicamente amplifica la señal óptica recibida. Por tanto, el tratamiento para el cálculo de ruidos ha de hacerse de la forma en que típicamente se hace para una cadena de repetidores analógicos en línea de transmisión. Dado que un detalle exhaustivo excedería del propósito de este estudio, se va a hacer un análisis típico del ruido térmico en este tipo de sistemas.

Supuesto que la fibra óptica tiene una atenuación de valor α = 0,31 dB/km, se tiene como ganancia necesaria para cada EDFA:

GEDFA = 50 km * 0,31 dB/km = 15,5 dB

valor que se ha calculado estrictamente como la atenuación a compensar por los 50 km de fibra entre repetidores (como si cadena analógica fuese, tal como se ha explicado).

El número de EDFAs que entrarían en total en el sistema sería:

nEDFAs = 600 / 50 = 12

Suponiendo la probabilidad típica de error en bruto (sin tener en cuenta efectos de corrección posterior de errores por códigos de canal) de valor Pe = 10-9, se tiene, para transmisión digital en banda de base (que es como se hace en este tipo de sistemas):


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Pe = (1/2) * exp ((-C/N)/2)

Con el valor de probabilidad de error mencionado, sale, despejando,

C/N = 39,8 (=16 dB)

que es el valor de C/N que habría que tener al final de toda la cadena de repetición para cada canal múltiplex digital STM-16 que entre en el desmultiplexor.

En los EDFAs, es trata con un parámetro NA tal que:

NA (w/Hz) = G F EF

donde G es la ganancia del EDFA, F es el factor de ruido (típicamente de unos 6 dB), y EF es la energía del fotón, de valor EF = 1,28 * 10-19 julios en tercera ventana (1500 nm) según la Ley de Planck. Operando con los valores mencionados, se tiene:

NA (w/Hz) = 101,55 * 100,6 * 1,28 * 10-19 = 1,8 * 10-17

El ruido total se podrá calcular entonces como:

N = NA (w/Hz) * BIF

En cada canal de 2,5 Gbps (valor que se transmite multiplexado STM-16 en el caso bajo estudio) se utilizan 4 GHz de ahcno de banda. Con ello,

N = 1,8 * 10-17 * 4 * 109 = 7,2 * 10-8 w = -71 dBw = -41 dBm

Dado que en una cadena analógica de transmisión, el ruido térmico crece con 10 log n, siendo n el número de repetidores, se tiene:

N (total) = -41 + 10 log (12) = -30,21 dBm

Antes se ha visto que C/N = 22 dB para obtener al final de la cadena de repetición la probabilidad de error deseada. Por ello,

C = N + 16 = -31 + 16 = -15 dBm

Este valor de potencia cumple las especificaciones para mantener las intermodulaciones de segundo orden (DSO) y tercer orden (DTO) dentro de límites razonables (está en el límite entre 0 dBm y -15 dBm) como valor de potencia a la entrada de un EDFA, tal como se


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estudia en sistemas híbridos de cable y fibra. Por tanto, el diseño puede considerarse válido y se puede llevar a la práctica con replanteos mínimos.

6.3 Dimensionamiento en el canal interactivo

6.3.1 Base tecnológica

En el canal interactivo se va a diseñar exclusivamente el segmento de acceso, apoyado en una tecnología VSAT implementando una red SIT. El resto del canal interactivo no se dimensiona, por ser segmentos típicos de RDSI o Internet, por las razones que ya se han expuesto en este documento.

La parte que abarca el diseño mencionado es el segmento de acceso y el segmento local.

El segmento local consiste en una red de área local, tal como se ha diseñado en la conexión del terminal SIT con la IDU. Esta red funciona con protocolo IEEE 802.3 (ya se ha explicado) y puede ser una Ethernet por cable aparte o a través del propio cable de distribución de antena colectiva si la instalación lo permite. En cualquier caso, esta red presenta paquetes en la base de antena en la forma en que todos los usuarios de la misma manzana de vecinos estén funcionando en los canales interactivos.

El segmento espacial se va a implementar con tecnología VSAT.

La Figura 50 muestra cómo se realiza el canal de subida. Hay un acceso de tipo aleatorio, en el que todos los terminales SIT de todas las manzanas de vecinos compiten por el satélite, normalmente bajo un protocolo ALOHA o S-ALOHA. No se puede emplear ningún protocolo que escuche el canal, dado que el satélite es geoestacionario y la distancia lo hace prohibitivo para funcionar la escucha apropiadamente. La bajada desde el satélite hacia la estación Hub (ya se ha explicado la mecánica de funcionamiento de una red interactiva por satélite) va en modalidad TDMA, por lo que ya no es un esquema de competición. De esta forma, queda un esquema MF-TDMA como se ha mencionado, en donde la parte de subida hacia el satélite se realiza con varias portadoras por las que compiten los terminales SIT en acceso aleatorio. También el acceso se utiliza la primera vez que se conecta un terminal SIT, para que el Hub le asigne slot en el esquema MF-TDMA (se dijo que iba a ser Fixed Slot la alternativa a implementar).

La Figura 51 muestra cómo se realiza el canal de bajada, normalmente incluído (el FIP) dentro del canal de broadcast. Todo se realiza en forma múltiplex por división en el tiempo, en la forma que se ha indicado MF-TDMA (varias portadoras cada una con rodajas de tiempo).

La única parte de este segmento de canal interactivo que es relativamente “especial” es el acceso aleatorio de la parte “inbound” o upstream del RIP. Por ello, todo lo que viene a continuación se dedica precisamente a dimensionar únicamente esta parte del segmento de acceso interactivo.


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Satélite

A

B

C

D

A

B C

D

HUB

A

B

C

D

AA

AAAA

AATDMA

Figura 50 - Inbound (upstream) en VSAT

Satélite

A

B

C

D

HUB

D

C

B

A

DC

BA

DC

BA

DC

BA

DC

BA

TDM

Figura 51 - Outbound (downstream) en VSAT


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6.3.2 Acceso aleatorio en la VSAT

Como ya se ha mencionado, las estaciones A, B, C, D, etc. que ofrecen tráfico a la red VSAT son los terminales SIT ubicados en cada manzana de vecinos. Supóngase que cada manzana tiene un conjunto de vecinos en diferentes casos (tal como se muestra en la Figura 52, 6 vecinos y 60 vecinos). El sistema tiene 15 manzanas de vecinos. Cada vecino en cada manzana ofrece un tráfico de 0,1 E en caso peor, que viene a corresponder a una navegación de 6 minutos, supuesta contínua, en el canal interactivo, con paquetes de 1000 bits. Cada vecino se contenta con una velocidad binaria para sus propósitos de navegación del orden de 2000 bps.

La velocidad de modulación de las portadoras puede ser de 16 y 64 kbps, donde esta cifra ya tiene en cuenta que no toda la ráfaga VSAT se dedica al propósito de atender a este servicio interactivo. Típicamente, se asignan slots dentro de la portadora a otros servicios.

En cada manzana, en la base de antena procedentes de la red local tipo Ethernet aparecerán paquetes (en la hora peor, supóngase todos los vecinos buscando a la misma hora qué pelicula ver) como sigue (caso de 6 vecinos):

Tráfico ofrecido = u = 0,1 * 6 = 0,6 E

Cada paquete está en la red de área local (a régimen binario mínimo de 2000 bps admisible) un total de:

1000 / 2000 = 0,5 s = E (s) = 1 / µ

u = λ / µ

Con ello,

λ = 0,6 / 0,5 = 1,2 paq/s

Es decir, que se produce un paquete cada 0,8 s en la base de la antena.

Haciendo un diseño S-ALOHA (mejor eficacia que ALOHA a costa de algo más de retardo) al 20%, se tiene:

N λ m = I = 0,2 = S < Smáx = 0,37 en S-ALOHA

donde N es el número de manzanas por cada portadora, λ es la tasa de llegada de paquetes a la base de la antena (al SIT) como ya se ha mencionado y se ha calculado, y m es la duración de un paquete, de tal forma que, si la velocidad de modulación de la portadora para este servicio es de 16 kbps (primera opción del caso que se describe), se tiene:


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m = 1000 / 16000 = 0,0625 s

Substituyendo en la expresión anterior el valor de m, λ se conoce y el 0,2 es el dato del 20%, sale un valor de N de:

N = 0,2 / 1,2 / 0,0625 = 2,6 manzanas / portadora (= 2,6 estaciones / portadora).

Como hay 15 manzanas, el total de portadoras que deben disponerse es de:

15 / 2,6 = 5,76 = 6 portadoras

Es decir, que el sistema completo debe tener 6 portadoras. Es decir, que cada manzana debe disponer de las 6 portadoras, o lo que es lo mismo, el SIT de cada manzana debe tener posibilidad de utilizar cualquiera de las 6 portadoras disponibles en el sistema, para que el diseño sea al 20%. Obviamente, al haberse hecho un redondeo por exceso para mantener el mínimo especificado, la velocidad binaria final por usuario será mayor, o bien se podrá atender a un número mayor de usuarios.

El sistema se podía haber diseñado alternativamente para el caso pesimista de que todos los usuarios estuvieran conectados al mismo tiempo, y todos desearan su velocidad binaria mínima de 2000 bps. Esta circunstancia puede darse en hora punta; Obsérvese que no hace falta el precálculo de tráfico para realizar el diseño. De esta forma, el diseño alternativo más pesimista presentaría un escenario tal que:

Velocidad binaria caso peor (6 vecinos) = 2000 * 6 = 12000 bps

Paquetes por segundo en base antena caso peor (6 vecinos) = 12000 / 1000 = 12 paq/s

Y a partir de este valor se repetirían los cálculos. La Figura 52 muestra también este diseño en caso peor.

El canal interactivo tiene una segunda utilización tras la fase de búsqueda si el servicio es VoD. Se trata del manejo interactivo del servidor de vídeo, a modo similar a VCR doméstico, como ya se ha explicado anteriormente. El tráfico generado en esta operación suele ser despreciable con respecto al generado durante la navegación, por lo que en una primera aproximación, y a falta de mejor modelización del tráfico ofrecido en esta segunda fase, puede darse por válido el diseño realizado.


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Caso 1 (optimista) Caso 2 (optimista)Velocidad de modulación en las portadoras (bps) 16000 64000 16000 64000

Número de manzanas 15 15 15 15Número de vecinos en cada manzana 6 6 60 60

Tiempo de navegación de cada vecino (min) 6 6 6 6Tráfico ofrecido por cada vecino (E) 0,100 0,100 0,100 0,100Tráfico total en la base de un SIT (E) 0,600 0,600 6,000 6,000

Velocidad binaria mínima para cada usuario (bps) 2000 2000 2000 2000Longitud de cada paquete (bits) 1000 1000 1000 1000

Tiempo de estancia de cada paquete en LAN (s) 0,500 0,500 0,500 0,500Tasa de llegada de paquetes a la base del SIT (paq/s) 1,200 1,200 12,000 12,000

Tiempo medio entre cada dos paquetes en base de SIT (s/paq) 0,833 0,833 0,083 0,083Eficacia de la VSAT 0,20 0,20 0,20 0,20

Número de manzanas por cada portadora 2,67 10,67 0,27 1,07Número de portadoras disponibles en el sistema 6 2 57 15

Caso 1 (pesimista) Caso 2 (pesimista)Velocidad de modulación en las portadoras (bps) 16000 64000 16000 64000

Número de manzanas 15 15 15 15Número de vecinos en cada manzana 6 6 60 60

Velocidad binaria mínima para cada usuario (bps) 2000 2000 2000 2000Longitud de cada paquete (bits) 1000 1000 1000 1000

Tasa de llegada de paquetes a la base del SIT (paq/s) 12,000 12,000 120,000 120,000Tiempo medio entre cada dos paquetes en base de SIT (s/paq) 0,083 0,083 0,008 0,008

Eficacia de la VSAT 0,20 0,20 0,20 0,20Número de manzanas por cada portadora 0,27 1,07 0,03 0,11

Número de portadoras disponibles en el sistema 57 15 563 141

Figura 52 - Casos de dimensionamiento de red VSAT

Quedaría ahora por analizar el retardo de las órdenes emitidas por el canal interactivo en función del protocolo de competición de acceso aleatorio S-ALOHA, para ver si puede ser soportable por el usuario. Hay que recordar que todo pasa por un satélite en órbita geoestacionaria, y que los retardos pueden ser grandes. Dado que, en S-ALOHA,

S = G e-G

Substituyendo,

0,2 = G e-G

Y resolviendo,

G = 0,26

Utilizando la expresión típica del modelo de retardo en S-ALOHA, se tiene, para una órbita geoestacionaria (distancia aproximada 40000 km):

D = ( (eG - 1) (1,5 + 2 * (80000 * 103)/ (m / 3 * 108) + w + (k+1)/2 ) + (80000 * 103)/ (m / 3 * 108) + 1,5 ) * m


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donde w es el tiempo de recepción y generación del ACK (que no se genera en el caso de retransmisión porque el paquete no llegó) normalizado a la duración de un paquete (m) y k es el máximo valor de una variable aleatoria uniforme de retardo del transmisor en volver a enviar el paquete (para evitar colisionar otra vez con los mismos) normalizado a la misma duración de paquete (m).

Substituyendo el valor de G calculado (0,26) y los valores de m para las portadoras de 16 y 64 kbps (respectivamente 1000/16000 y 1000/64000), se tiene:

D (para la portadora de 64 kbps) = 474 ms

Este valor es relativamente respetable, pues es casi medio segundo.


Este valor es mayor aún que el anterior. Podría plantearse bajar el retardo a costa de bajar la eficacia del S-ALOHA al 10%. Utilizando la misma expresión, se tiene:



Con ello, parece que sería aceptable funcionar al 10% en el caso de S-ALOHA.

Podría también plantearse bajar el retardo a costa de aumentar la probabilidad de colisiones, utilizando ALOHA en vez de S-ALOHA. La única variación con respecto a la expresión del retardo en S-ALOHA es que en vez de e-G, ahora será e-2G, porque el tiempo vulnerable se reduce a la mitad.

Al bajar a ALOHA, no se puede funcionar al 20%, porque el máximo es el 18%. Tomando un valor conservador del 10% (S = 0,1), los retardos vuelven a subir:



7. Marcación del material y derechos de propiedad

En un servicio de este tipo, el proveedor de contenidos siempre debe salvaguardar los derechos de propiedad intelectual (IPR) del material que sea suyo a nivel de obra (película, documental, etc.). Para ello, existen diversas formas de marcar el material audiovisual, entre las


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que destacan las marcas de agua (watermarking) y las huellas (fingerprinting). Por otra parte, el sistema descrito debe contar con un mecanismo de seguridad que impida que alguien que no haya pagado por un determinado material audiovisual tenga acceso a él (autenticación de usuario y sistema de facturación y pago).

Los sistemas de autenticación de usuario, así como los sistemas de facturación y pago, y los mecanismos y servicios para salvaguardar los IPRs serían otro capítulo largo que escaparía al propósito de este caso práctico. No obstante, un sistema real debe contar con dichos subsistemas.

Unicamente a título descriptivo, se va a hacer una breve mención de los mecanismos de salvaguarda de IPRs. Formalmente, ambos esquemas propuestos, watermarking y fingerprinting, son similares en cuanto a su cometido: se trata de introducir un código digital en el vídeo, de tal forma que no sea perceptible por el usuario. Este código, que para mayor seguridad puede flotar su posición a lo largo y ancho de cada cuadro del vídeo es un identificativo del dueño del material en el caso del watermarking. En el caso del fingerprinting, se trata de eso mismo más un identificativo del que compra o adquiere (aunque sea de forma temporal) los derechos de uso y disfrute de ese material audiovisual. De esta forma, el fingerprinting permite hacer un “seguimiento” de la cadena de cesión de derechos del material, y es posible detectar en qué punto se ha producido (si es que lo hay) fraude de utilización.

De lo descrito anteriormente, se concluye que el watermarking puede estar hecho sobre todo el material audiovisual archivado por un proveedor de servicio, mientras que el fingerprinting hay que hacerlo en tiempo real a medida que el streaming de vídeo sale del archivo del proveedor de contenidos, puesto que hay que aplicar también la marca del “comprador” del derecho.

8. Análisis económico de la propuesta

En este punto cabría la necesidad de realizar un análisis económico de las inversiones necesarias para dar el servicio, así como de los costes de su explotación. No obstante, dada ya la dimensión de descripción de este caso práctico, se ha decidido simplemente hacer énfasis en la parte técnica ya descrita, y dejar un boceto del análisis económico, en función del ya hecho para el caso del cable, que se ha detallado totalmente. Por otra parte, este servicio depende de costes que pueden ser mucho más variables, tales como el alquiler de capacidad en el transpondedor del satélite, y se mueve con variables mucho más grandes en cuanto al potencial número de clientes para compensar o absorber esas desviaciones.

En comparación con el análisis hecho para el sistema de distribución de televisión por cable, el coste de implantación del servicio es mucho más económico, puesto que no hay que hacer ningún tendido de cable. En cambio, está el coste de alquiler del transpondedor del satélite, existiendo diversas posibilidades de operador para este servicio portador que, como se ha mencionado, no está considerado por la legislación actual como servicio público.

Al igual que en el cable, está también el coste del descodificador, que se alquila al usuario, y de la instalación de un (por ejemplo) DTM, que también se cobra al usuario salvo que se desee hacer “una oferta de paquete” por haber muchos usuarios potenciales en varias manzanas de casas u hoteles grandes.

Los costes de programación son similares a los descritos para el cable, y son el mayor peso que ha de soportarse entre los gastos.

Para compensar los gastos y las inversiones anteriores, hay una diferencia radical con el sistema de cable: la gran cantidad de usuarios potenciales del sistema por satélite, sin necesidad de hacer “pasar” un cable, y por tanto sin inversiones adicionales. Esto hace pensar


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que las infraestructuras mencionadas y los costes de establecimiento y explotación del servicio se van a amortizar en períodos de tiempo mucho más breves que los estudiados para los sistemas por cable. De ahí que las plataformas digitales de difusión de televisión por satélite sean unos muy fuertes competidores de los sistemas de cable.

En lo relativo al canal interactivo, aún las estimaciones de costes están por hacerse en el caso de que este canal se lleve a cabo mediante un SIT. En principio, un sistema basado en SIT no sería competitivo con los precios de hoy día frente a un canal interactivo implementado a través de redes convencionales tipo PSTN o RDSI, en lugares donde la capilarización de estas redes sea grande. Sin embargo, un sistema basado en SIT podría ser competitivo en países muy extensos, con baja capilaridad de las redes mencionadas, y con la población muy dispersa.

distribucion video por satelite

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