Inglés Laboral

El dispositivo para captura de video (shot) se conoce como “cámara de video”.  La cámara está conformada por un sistema de lentes que recogen la luz para dirigirla sobre una superficie plana cubierta de semiconductores capaces de  transformar la energía de la luz en energía eléctrica. Los semiconductores se denominan CCD (Charge Coupled Device). La señal eléctrica de salida de los CCD  es procesada y digitalizada para su almacenamiento, despliegue o transmisión.

Continuando con nuestra serie, en este artículo analizaremos los principales conceptos relacionados la segunda etapa del video digital, o "captura". 

La señal de video digital en tiempo real (comentada en artículo anterior), tiene un flujo de 216 millones de bits por segundo (216 Mb/s). Restricciones impuestas a los canales de televisión, hacen imposible la transmisión de un flujo de bits tan elevado, por lo tanto es necesario reducirlo. Esta reducción se conoce como Compression (compresión).

La señal de video digital a partir del flujo primitivo de 216 Mb/s es sometida, paradójicamente, primero a un proceso de compresión y luego a un proceso de expansión antes de ser transmitida en tiempo real a los usuarios.

La compresión reduce el flujo de bits más allá de lo necesario para cumplir los requerimientos de ancho de banda., dejando un margen disponible para agregar bits.

La expansión agrega bits para propósitos de confiabilidad, seguridad y control, permaneciendo dentro del ancho de banda permitido. Los bits para confiabilidad (fidelidad) se conocen como códigos de control de error (Error Correction Codes), y se establecen en la codificación del canal (channel coding)

Introducción

Una comunicación, y por lo tanto un sistema de comunicaciones, tiene sentido si el receptor recibe en forma fiel el mensaje del transmisor. Este objetivo no se logra cuando el mensaje es alterado en el medio de transporte de algún modo no deseado o inaceptable. Si este es el caso, simplemente se dice que el mensaje tiene error.

El concepto de error en un sistema de comunicaciones se basa en la definición físico-matemática de error: “diferencia entre valor medido o calculado y valor real”.

El receptor, entonces, detectará o reconocerá un error solo si puede comparar el mensaje recibido con el mensaje original. Esto que a priori parece un contrasentido, ya que en el receptor no puede estar el mensaje original antes de recibirlo, se explica porque no es necesario comparar ambos mensajes completos, basta comparar algunos indicadores previamente acordados y establecidos entre transmisor y receptor.

Los indicadores (de error) se originan en el transmisor agregando grupos de bits adicionales a los bits de información., en un proceso de codificación de control de error (error control coding), mediante algoritmos denominados “códigos de control de error”(error control code).  El receptor debe ser capaz de decodificar o solucionar los algoritmos por medios matemáticos o algebraicos contenidos dentro del sistema numérico binario.
 

Introducción

Anteriormente se ha indicado que un sistema de comunicaciones tiene sentido si el receptor entiende lo que el transmisor envía.  Se puede agregar que la comunicación es útil en la medida que el contenido del mensaje sea útil, y los contenidos se generan en la primera etapa del transmisor. Para el caso de la televisión estos contenidos se originan en el Estudio. Es por esta razón que tanto la etapa de Estudio como la del Transmisor propiamente tal tienen importancia en el proceso.

Sin embargo, en vista de que hay personas involucradas, las etapas son miradas según el rol de cada individuo. Así, la captura de video es lo fundamental para el camarógrafo, el procesamiento de imágenes (tema de futuros artículos) es lo principal para el editor, y el libreto para el periodista, por nombrar algunos ejemplos.

Para la  gente de comunicaciones lo normal es considerar el Transmisor propiamente tal (en adelante transmisor), como lo más significativo en un proceso de comunicación, motivo por el cual se adicionará un recordatorio de conceptos análogos del tema.

Introducción

Las tres normas para televisión digital abierta  de mayor cobertura actual, son la DVB en Europa, la DVT en América del Norte y la ISDB en Japón.

Las tres normas usan el mismo principio teórico de comunicaciones digitales, teniendo  por lo tanto muchas similitudes, sin embargo no son compatibles entre ellas, por tener codificaciones distintas en algunas etapas, especialmente en la modulación y codificación de canal, donde está la diferencia más significativa.

Para la codificación fuente o proceso de datos, las tres normas usan el estándar MPEG-2, con algunas diferencias de sintaxis, flujos de bits y compresión de audio. También, todas usan los mismos algoritmos correctores de error, pero con parámetros diferentes, transformándolos en incompatibles entre sí. Hay diferencias en el ancho de banda y la modulación es totalmente diferente, sobre todo entre la DVT y las otras dos, empleando mono portadora la primera y portadora múltiple la DVB y la ISDB. Las etapas de amplificación de potencia y el sistema Irradiante, son básicamente similares.

En este artículo se verá de manera general los esquemas de modulación de cada norma, dejando para artículos futuros los detalles más técnicos.

Introducción

En etapas anteriores a la etapa moduladora, el objetivo de un sistema de transmisión de televisión Broadcasting es preparar y acondicionar las señales que serán enviadas a los receptores de televisión en los hogares de los televidentes.

A la salida de la etapa moduladora, la señal está lista para ser transmitida, sin embargo, aún le restan tres etapas antes de llegar a destino. En estas tres etapas, la señal está expuesta a interferencias y perturbaciones que pueden deformarla, degradarla o alterar su contenido.

La primera etapa que falta en el recorrido de la señal, interna del transmisor, está formada por un amplificador de FI, un conversor de frecuencia y un amplificador de potencia. La segunda etapa, externa al transmisor, está formada por una línea de transmisión y la antena. La tercera etapa es la propagación en forma de ondas electromagnéticas por el aire hasta el receptor.

Introducción

En la vida cotidiana muchos problemas se solucionan con disponibilidad de Dinero. De manera equivalente, en transmisión de una señal a lugares remotos, muchos problemas se solucionan teniendo alta Potencia Efectiva de transmisión. Lamentablemente, en situaciones prácticas, el simple aumento de potencia no es una solución óptima. Incluso para transmisores muy pequeños como teléfonos celulares, el aumento innecesario de potencia genera problemas diversos, siendo el más simple la disminución de la autonomía por menor duración de la batería.  En transmisores grandes, el aumento de potencia  ocasiona aumentos de temperatura y de costos operacionales, y los componentes del transmisor y elementos asociados (feeder, filtros, antenas, etc.) deben soportar diferencias de tensión mayor. Además, los Organismos Reguladores (gobierno) limitan la potencia autorizada, lo mismo que acuerdos internacionales limitan la potencia máxima en zonas fronterizas de un País, en función de la altura de la antena y otros parámetros.

Por otro lado, así como el dinero no puede dar solución a ciertas cosas, la potencia de transmisión tampoco tiene incidencia en ciertos parámetros del medio de transporte, por ejemplo, en el ancho de banda.

El conocimiento del medio de transporte de la señal, a través de modelos, permite adaptar el transmisor para cada caso específico, logrando las mejores soluciones en un sistema de transmisión.

Definición de decibel

El decibel es una abreviación para indicar la razón o proporción entre dos señales eléctricas que representan niveles de potencia en Watt.  La razón (división) entre ambas señales cancela la unidad “Watt”, por lo tanto el decibel no tiene unidades.  Se anota con el símbolo dB (deciBel).

Abreviar la indicación de la razón entre las dos señales tiene por objetivo  trabajar con números más pequeños, lo que se logra usando una función matemática llamada logaritmo.

La ley de Ohm permite pasar de Watts a Volts o Ampéres, por lo que el decibel también puede expresar relaciones de voltaje o corriente.

Introducción: 

Todo sistema de comunicaciones está formado por tres elementos: transmisor, receptor y un medio que los une. Esta estructura primitiva o básica tiene asociado el concepto de dirección única y acotada: el flujo de información es en un solo sentido, desde el transmisor (inicio) al receptor (fin).

En caso de diálogo se mantiene este concepto, pero los equipos cambian su función, el receptor pasa a ser transmisor y el transmisor se comporta como receptor.

La capacidad de cambiar función puede ser total o parcial. Es total, por ejemplo en teléfonos celulares. Es parcial, por ejemplo en opciones de video por demanda o interactivo.

En sistemas modernos o evolucionados, se mantiene esta estructura, pero cada parte deja de ser un elemento simple y se convierte en sistema complejo con muchas etapas.

Independiente de la complejidad de un transmisor digital pasa banda (band pass) se pueden identificar cinco etapas: generación del mensaje, codificación fuente, codificación de canal, conversión digital/análogo (D/A) y emisión de señal.

El receptor realiza el proceso inverso, de modo que obligatoriamente debe existir una etapa de recepción de señal, una conversión análogo/digital (A/D), una para decodificación de canal, una para decodificación fuente, y finalmente la recuperación del mensaje para su presentación, almacenamiento, etc.

Nota: En la literatura de Comunicaciones, no es raro encontrar nombres que son más simbólicos que descriptivos. Así, “Codificación fuente” (Source coding) se refiere a la eliminación de la redundancia (compresión) del mensaje y “codificación de canal” (channel coding) transforma la señal fuente vulnerable a interferencias, mediante algoritmos de codificación, en otra señal resistente a las interferencias que ocurren en el canal, pero en ningún caso actúa sobre el canal.

Como ejercicio académico, puede unirse directamente la etapa “codificación de canal” del transmisor con la etapa “decodificación de canal” en el receptor, para verificar eficiencia de distintos algoritmos codificadores frente a perturbaciones de canal previamente conocidas.