Implementación de un Sistema de Broadcasting digital, utilizando

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Implementación de un Sistema de Broadcasting
digital, utilizando sonido multicanal 5.1
Diego Fernando Montañez Guerrero, Oscar Daniel Ramírez Robayo
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Bogotá DC, Colombia
diegof.montanez@gmail.com, osxcard@gmail.com
Resumen—El artículo a continuación contiene la justificación
y los antecedentes específicos por los cuales se hace necesario
el desarrollo de un sistema de multidifusión digital multicanal,
y describe detalladamente el proceso necesario para la
implementación y desarrollo del mismo, considerando los
trabajos necesarios para este fin, como es el análisis de los
formatos de audio conocidos, la respectiva modulación necesaria
para la transmisión y la tecnología física necesaria para
transmitir y reproducir la señal en dos puntos diferentes a una
distancia determinada.
Resumen—The following article contains the justification and
specific background which makes the development of a multichannel digital multicast system and describes in detail the
process necessary for the implementation and development of it,
considering the work needed to For this purpose, as is the analysis
of popular audio formats, the respective modulation necessary for
the transmission and the physical technology required to transmit
and reproduce the signal at two different points within a certain
distance.
Index
OFDM;
Terms—Multidifusión
EUREKA
147;
Sonido
digital;
digital
Index Terms—Digital Audio Broadcasting (DAB); OFDM;
Eureka 147; Digital Sound
I.
INTRODUCCIÓN
Olombia atraviesa por un proceso de cambios en
tecnología de las comunicaciones, paralelo a los
cambios que se están presentando a nivel mundial referentes
a este tema. Es necesario que la sociedad común, así como
las empresas involucradas en la radiodifusión tradicional,
estén preparados para los cambios que las nuevas tecnolgías
traen a este sector.
C
Así como la FM (Frecuencia Modulada) representó una
revolución en 1949, ahora la aparición de formatos digitales
para la transmisión y producción de radio en el país también
conllevará a un salto al que todos debemos adaptarnos.
La radiodifusión digital DAB (Digital Audio Broadcasting)
nace con la necesidad de transmitir muchos más servicios a
los usuarios de la radio, como por ejemplo mapas o rutas
para GPS en combinación con el sistema de comunicaciones
móviles GSM, además de ofrecer una mayor calidad en los
Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas
formatos de audio usados.
A continuación se desarrollarán los temas necesarios para
la implementación de un sistema de multidifusión digitla
eficiente, capaz de llevar un sonido multicanal a un receptor
establecido en un punto distante del transmisor, en donde
se puedan captar de manera independiente cada uno de
los canales de audio digitales, a fin de que se dé inicio
a un proceso de implementación de esta tecnología en la
emisora de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas,
para luego ser dada a conocer en diferentes emisoras de la
localidad a la cual pertenece la universidad.
II.
D IGITAL AUDIO B ROADCASTING (DAB)
Cuando el DAB (Digital Audio Broadcasting) original
fue desarrollado por primera vez a finales de 1980, estaba
basado en una codificación MPEG Audio Layer II, que es
una tecnología de codificación de uso general en la radio hoy
en día.
Desde entonces, MPEG Audio Layer III, más conocido
como MP3 ha conquistado el mercado de reproductores de
música digital y flujos de radio. A pesar de que es aún la
tecnología con más éxito en el mercado, MP3 ya ha sido
superada en la eficiencia y el rendimiento de MPEG-4 (AAC).
Este desarrollo exige un sistema de codificación de audio
adicional en el DAB, que permitiría una mayor eficiencia
para tasas de bit bajos - de ahí el nacimiento de DAB +.
Otra innovación importante fue la inclusión del vídeo
con capacidades multimedia a Digital Audio Broadcasting,
DAB permite convertirse en una plataforma de televisión
digital móvil DMB (Digital Multimedia Broadcasting), así
como una plataforma multimedia digital de radio.
Las emisiones digitales de sonido, DAB (Digital Audio
Broadcasting), nacieron en 1994 gracias a la Unión Europea
de Radiodifusión y la Unión Europea en un proyecto conocido
como Eureka 147. No obstante, muchos otros países han
estudiado el tema, pero lo han hecho por sistemas propios y
diferentes.
La forma de difusión del DAB está basada en Bloques,
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los cuales contienen varios canales estéreo y múltiples
servicios agregados. Trabaja con un ancho de banda inferior a
los 1.5 Mhz, los cuales se pueden dividir en varias portadoras.
(Actualmente la señal FM trabaja sobre una sola portadora).
Esta señal se comprime y se filtra para transmitir
únicamente lo que el oído humano es capaz de percibir, lo
cual reduce hasta 7 veces la cantidad de información que se
va a transmitir. Luego la señal es codificada por medio de un
sistema Musicam-mpg, con una tasa de bit de 192 kbps, lo
cual nos proporciona una calidad en sonido similar a la que
podemos tener en un cd de audio.
Al hablar de convertir la radio en un sistema Multimedia, se
puede tomar como referencia el Multimedia Object Transfer
Protocol (MOT). Mediante este sistema podemos transmitir
datos generales (MIME/http), imágenes (GIF, BMP, JFIF y
JPG), texto (txt, html), aplicaciones y multimedia ((MPEG o
JAVA), y muchos otros tantos archivos que pueden resultar
útiles en el usuario. Además los receptores DAB pueden
recibir software, juegos, y muchas aplicaciones.
Existen tres mecanismos para transmitir datos, los cuales
están establecidos por la norma ETS 300 401, los cuales
diferencian la radio digital de la radio análoga:
- PAD (datos asociados al programa). Son extraídos de
la trama Musicam (192kbps) en el decodificador.
- DSL (Dinamic Label Segment). Es utilizado para enviar
información referente a la radio y está en formato ASCII.
- NPAD (Datos no asociados al programa). Son paquetes
independientes de información.
Los datos transmitidos se rigen bajo la norma EN 301 234 del
protocolo MOT.
III.
RECEPTORES
Los receptores que utiliza el sistema DAB no son los
mismos que utiliza la radio análoga FM, como es de
suponerse. Según el estándar europeo, los receptores DAB
deben poder trabajar dentro de las frecuencias que van desde
los 174Mhz a los 240Mhz para la banda III, y entre 1452Mhz
y 1492Mhz en banda L.
Deben tener una salida de audio y otra para datos, según el
modelo y las necesidades. Este receptor debe ser capaz de
detectar el modo de transmisión y poder conmutar al modo
de recepción adecuado correspondiente.
La frecuencia de muestreo que debe utilizar el codificador
debe ser de 24 a 48 kHz y con capacidad para conmutar entre
las distintas tramas de datos de ser necesario.
También debe estar en capacidad para decodificar un
programa de audio estéreo con una tasa binaria de 256kbps.
Para el caso de servicio cifrado, el cual es de pago, el receptor
debe tener una interfaz para informar al usuario sobre este
servicio.
La norma recomienda que posea un display de 8 caracteres
alfanuméricos como mínimo, en donde se pueda visualizar
información como el tipo de programa, el servicio prestado,
la trama y el segmento seleccionado.
IV.
EUREKA 147
El sistema Eureka 147 de Digital Audio Broadcasting es
el avance en radio más significativo desde la introducción
del sistema FM estéreo, ofreciendo tanto a los oyentes y
los organismos de radiodifusión una combinación única de
beneficios y oportunidades, como son:
Audio digital de alta calidad.
Es más robusto y fiable a receptores fijos, portátiles y
móviles libre de interferencias.
Uso eficiente del espectro de radio frecuencia limitados
Flexibilidad y la elección - La señal DAB es esencialmente una gran flexibilidad en cuanto a procesamiento
de datos, que puede transmitir una amplia gama de
tipos de servicios, desde los basados netamente en audio
para multimedia. Normalmente, cada múltiplex puede
transmitir cinco o más servicios de audio de alta calidad
además de una serie de servicios adicionales. El multiplex puede ser reconfigurado dinámicamente para introducir servicios adicionales, temporales o permanentes, ya
sea con según la hora del día o en el día a día común.
Características en el sistema que permitirán el desarrollo
de receptores de fácil uso.
Características de sistema de valor añadido que
permitirán mejoras en los servicios de radio existentes,
tales como texto, gráficos y fotografías, y ofrecer la
oportunidad de introducir nuevos servicios innovadores,
tales como multimedia de radio con imágenes y difusión
de sitios en la Web.
Eureka 147 DAB es un sistema confiable, de servicios
múltiples, del sistema de radiodifusión digital de radio,
diseñado específicamente para las recepciones sólidas por
los receptores móviles, portátiles y fijos, usando antenas no
direccionales simples. La especificación ETSI EN 300 401
(Segunda Edición) determina la transmisión de la señal DAB.
El sistema Eureka 147 se compone de tres elementos
principales, los cuales son:
MUSICAM, codificación de audio
Transmisión de codificación y multiplexación
Modulación COFDM
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espectro, la reglamentación del servicio y la autorización de
su operación; y la promoción del servicio.
V.
ANTECEDENTES
En Bogotá, Colombia, se emitió la primera señal de
televisión digital el 29 de enero de 2010. A partir de ese
momento, Radio Televisión Nacional de Colombia - RTVC
se empeñó en lograr sumar a esta señal, la señal de su
transmisión. Fué así que el 9 de Febrero del mismo año
comenzó a transmitir su señal en el canal digital 35 y pudo
ser sintonizada en una amplia zona del norte y el occidente
de la ciudad.
La estación de Calatrava fué la primera de cinco estaciones
transmisoras proyectadas para instalar durante 2010.
Durante el mismo año, en el mes de octubre se realizó
el “Seminario Internacional los retos de la Radio en el siglo
XXI”, con el apoyo de la RTVC y la Universidad Externado
de Colombia.
En este evento se destacó el papel de la emisora juvenil
Radiónica para posicionarse como una opción de calidad
y con audiencias cada vez más amplias. Dentro de las
estrategias realizadas por la emisora, resalta el uso apropiado
de redes sociales, como Facebook o Twitter para cautivar
oyentes, conquistar socios y desarrollar diferentes actividades
que aumenten la audiencia.
Es interesante mencionar que la adopción de un sistema de
radio digital va directamente ligado al estándar adoptado para
televisión digital. En el caso de Colombia el estándar adoptado
para la televisión digital es el europeo, DVB-T; el cuál fué
adoptado considerando características como beneficios
representados en mejores servicios y garantías para los
usuarios que deseen adquirir los decodificadores, que según la
Comisión Nacional de Televisión no superará los 50 mil pesos.
Es importante tener en cuenta estos avances que se han
generado en materia de radiodifusión en el país, para así
poder seleccionar de manera eficaz la tecnología más adecuada
y que mejor se adapte a las necesidades mismas de los oyentes
de este tipo de emisoras. De igual manera, el método usado
debe ser viable en su proceso de implementación de acuerdo
a las condiciones actuales del medio.
VI.
FLUJOGRAMA
Las nuevas tecnologías usadas en la radio han generado
capacidades en las radios comunitarias, que antes nunca
se habían presentado, como la autocomunicación masiva,
la creación de redes, la interactividad y participación, la
apropiación y mezcla o el uso no planeado de la tecnología;
y la inteligencia colectiva.
También se trataron temas como el impacto que puede
general la migración a estas tecnologías, lo que implica el
establecimiento de unos estándares y la discusión sobre los
derechos de autor que esto pueda generar. El impacto de
este cambio también involucra los costos que implica, en un
medio en donde la presencia de la radio analógica es muy
fuerte, tanto en AM como en FM.
El Centro de Investigación de las TelecomunicacionesCINTEL de Colombia presentó los resultados de los análisis
de radio digital realizados en Colombia. En el estudio se
destacan las fortalezas del esquema de radio digital, como
es un mayor ancho de banda, mayor cantidad de programas
en un mismo espectro, el aumento del mercado de la radio
y la posibilidad de transmitir datos sobre un mismo sistema.
Así mismo se mostraron desventajas como el costo de los
receptores.
La adopción del sistema digital de radio implican la
adopción del estándar tecnológico, la organización de las
bandas de frecuencias, la liberación y/o reasignación del
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Daniel
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Telecomunicaciones.
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FerMonGuerOscar
Ramírez
EstuInen
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VII.
REFERENCIAS
[1]
DAB: Radio digital. Principios básicos. Teoría e
implantación en estado español
http://tecnicaaudiovisual.kinoki.org/radio/dab.html
[2]
K2000 Apuntes profesionales de sonido
http://www.euskalnet.net/manzano/intro.htm
[3]
WorldDMB- Digital Multimedia BroadcastingInternational Organization
http://www.worlddab.org/
[4]
Digital Radio – The Eureka 147 DAB System
http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/papers/paper_21/paper_21.shtml