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Qué es la televisión digital y cómo funciona

Quick Facts:
Category: Electronics | TV
Subcategory: DTV | Televisión Digital

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Televisión Digital



Hoy día si una persona va a alguna tienda de artículos electrodomésticos, lo más probable es que en la sección de televisores se encuentre en mayor parte con televisores digitales los cuales casi están reemplazando por completo a los de la vieja tecnología analógica.

A menos que ya hubieras comprado un aparato de televisión digital, lo que tienes en tu casa es un televisor analógico normal. Pero seguramente si no lo sabes aún, te preguntarás de qué se trata todo esto acerca de la televisión digital que está difundiéndose día a día cada vez más.

El 12 de junio de 2009 se completó en Estados Unidos la transición de todas la estaciones de TV de ser de transmisión analógica a digital. En varios países de Latinoamérica hacia 2011 esa transición está en pleno proceso llegando al apagón total previsto de transmición analógica en Argentina hacia el 2015 y en México en el 2015. Esto significa que luego de esas fechas todos los canales transmitirán señales digitales en Latinoamérica, mientras que en Estados Unidos ya lo hacen todas.

Hoy ya en Estados Unidos, los consumidores que reciben la señal televisiva a través de aparatos analógicas nesecitan un conversor para captar las señales en sus televisores analógicos. Primero se preveía que el apagón analógico se diera el 17 de febrero de 2009, pero se alargó un poco más el plazo hasta el 12 de junio del mismo año para darle tiempo a los usuarios a decidirse por un televisor digital o un conversor para sus televisores analógicos y adaptarse así a la transición. Algunas emisoras, sin embargo, pasaron su emisión a digital ya en febrero, dados los términos contractuales previstos y posibles reajustes presupuestarios, dejando fuera de su señal a quienes no habían comprado ni televisor digital ni conversor de señal.
 

TELEVISION ANALOGICA

Para entender qué es la televisión digital antes debemos saber qué es la televisión analógica.

Veamos brevemente de qué se trata la televisión analógica. Esta tecnología estuvo en uso durante los últimos 60 años en casi todo el continente americano. El proceso va más o menos así:

  1. Una cámara de video filma una escena. Una escena no es más que un conjunto de fotos que si se ven todas juntas rápidamente una detrás de otra, dan el efecto de animación. Cada una de estas fotos se llaman cuadros. Según la norma del país esto se hace a 30 cuadros (fotos) por segundo o 25. La norma NTSC lo hace a 30 y la PAL a 25.
     
  2. La cámara rasteriza los cuadros. Esto significa que convierte la imagen en filas horizontales de pequeños puntos llamados pixels (que proviene de PIC CELL que en inglés significa celda de imagen). A cada pixel se le asigna un color y una intensidad.
     
  3. Las filas de pixels se combinan con señales de sincronización llamadas sincronización o sync horizontal y sincronización o sync vertical, de esta manera los dispositivos electrónicos que se encuentran dentro del televisor saben cómo mostrar las filas de pixels.

Esta señal final que contiene el color y la intensidad de cada pixel en un conjunto de filas junto con las señales de sincronización horizontal y vertical, se denomina señal de video compuesta o composite video signal en inglés. El sonido se encuentra completamente separado. Si se ve la parte de atrás de una VCR o reproductor DVD se puede ver una ficha amarilla para la señal compuesta de video y otras dos (una blanca y otra roja) para el sonido. Las de sonido son dos para el efecto estereo, o sea con dos canales.
 

Cable RCA

Hay varias cosas que se pueden hacer con la señal compuesta de video y la señal de sonido; como los mencionados a continuación:

  • Se pueden transmitir como ondas de radio. De esta manera con una antena conectada al televisor se pueden captar estas señales de emisoras locales gratuitamente.
  • Se las puede grabar con una VCR (Video Grabadora y Reproductora) o una grabadora de DVD.
  • Se la puede transmitir junto a otras cientos de señales compuestas a través de un sistema de TV por cable.

Hay distintos tipos de aparatos que captan e interpretan las señales de video compuestas.

Cuando se transmite una señal compuesta de video por aire, esto se hace a una cierta frecuencia. Estas frecuencias son conocidas como canales VHF del 2 al 13 y UHF del 14 al 83.

La señal compuesta de video se transmite en estos canales a través de una señal AM mientras que la de sonido a través de una señal FM. En Estados Unidos la FCC acomodó a los canales en tres bandas de frecuencias en el espectro de ondas de radio.

  • 54 a 88 MHz para los canales 2 a 6
  • 174 a 216 MHz para los canales 7 a 13
  • 470 a 890 MHz para los canales UHF del 14 al 83

Cuando la VCR muestra las imágenes de la señal en un televisor analógico normal, toma las señales de video compuesta y sonido del cassette y las modula en la banda de 60 MHz para el canal 3 o de 66 MHz para el canal 4 como lo haría un canal de televisión; pero a diferencia de un canal, en lugar de transmitirlo por aire lo transmite directamente a través de un cable a la TV.
 
Actualmente se escucha hablar mucho acerca de sistemas satelitales digitales y sistemas de cable digital. Los que cuentan con este servicio, tienen una pequeña caja receptora que convierte la señal digital en analógica para sus televisores analógicos. Por eso, en los casos de suscriptores de TV por cable digital o satelital digital de Estados Undios, en junio de 2009, no les hizo falta comprar un conversor de señal digital a analógica.

En el caso de la televisión digital el proceso es de la siguiente manera:

  1. Cámaras digitales en lugar de analógicas. Las cámaras digitales trabajan a mayores resoluciones que las analógicas.
  2. Transmisión digital.
  3. Una pantalla digital que recibe las imágenes a mayores resoluciones que una pantalla analógica.

Ahora se preguntarán qué tiene de malo la televisión analógica.

El punto más importante es la resolución, o sea la cantidad de puntos o pixels que forman las imágenes que se ven en pantalla. Cuanta mayor es la resolución (o sea que la imagen está formada por una mayor cantidad de puntos mas pequeños) la imagen se ve más suave y real.

Alta resolucion vs baja resolucion
A la izquierda se puede ver una imagen en alta resolución, formada por una mayor cantidad de puntos más pequeños y a la derecha se ve la misma imagen formada por una menor cantidad de puntos de mayor tamaño. La de la izquierda es más detallada, dada la mayor cantidad de puntos. Estos puntos se llaman pixels y cuantos más son mayor resolución se tiene.

Un aparato de televisión analógica puede mostrar 525 líneas horizontales de resolución cada una fracción de 1/30 de segundo. Sin embargo el proceso se da de la siguiente manera: El televisor muestra la mitad de esas líneas en 1/60 de segundo y la otra mitad en otra fracción de 1/60 de segundo, completanto cada cuadro en una fracción de 1/30 de segundo. Este proceso se llama interlacing o exploración entrelazada.

Cuando se ve rápidamente una secuencia de imágenes seguidas se forma un efecto de animación en los ojos; para que esto se de se necesitan reproducir más de 20 cuadros por segundo. Pero también se nota un parpadeo molesto; para que desaparezca el parpadeo se necesitan frecuencias de más de 45 cuadros por segundo, a esta se la llama frecuencia umbral. En cine se utilizan 24 cuadros por segundo y esto se solucionó utilizando dos veces cada cuadro, haciendo que de esta manera se dupliquen la cantidad de cuadros por segundo a 48, evitando así el parpadeo. Pero en televisión se adopto otro sistema. Para evitar este parpadeo se inventó el sistema de entrelazado mediante el cual en los televisores de 525 filas horizontales cada una de estas aparecen en la pantalla de la siguiente manera. La imagen se divide en dos campos, uno es el de las filas de número par y otro para las impares. O sea en un 1/60 de segundo se dibujan en pantalla las 262,5 líneas impares y en el otro 1/60 de segundo se dibujan las líneas pares; de esta manera se tiene una frecuencia de 60 cuadros (o semi cuadros) por segundo; superando por mucho la frecuencia umbral de 45 cuadros por segundo.

En las normas PAL en lugar de mostrarse 525 líneas se muestran 625 líneas, en dos campos de 312,5 filas cada uno; pero a una tasa más baja- Cada línea en lugar de mostrarse en 1/60 de segundo se muestra en 1/50 de segundo, haciendo que las 625 líneas se muestren en 1/25 de segundo. Así se supera el parpadeo.

Se calcula que entre los 50Hz y 60Hz de frecuencia de renovación de imágenes desaparece por completo el parpadeo. El Hz (Hertz) es la unidad de medida que se utiliza para representar ciclos por segundo o la frecuencia en que ocurre algo por cada segundo. En este caso particular 60 Hz significa que los cuadros se dibujan en pantalla 60 veces por segundo para que el ojo humano no detecte el parpadeo y así el cerebro interprete una sensación de movimiento.

Así funcionó la televisión durante las últimas décadas. Pero últimamente con el avance de la informática nos hemos acostumbrado a ver en los monitores de computadora altas resoluciones. La resolución más baja que se puede ver en los monitores es de 640x480 pixels. Mientras que en los televisores, dado el sistema de entrelazado la máxima resolución efectiva posible es de 640x480 en la norma NTSC y 704x576 en PAL. Esto es así porque de las 525 líneas de NTSC sólo 480 son visibles y de las 625 de PAL sólo 576 lo son.

Por lo tanto, todos los monitores de computadora tienen mayor resolución que el mejor de los televisores analógicos. Hacia 2011 la resolución mínima de monitores estándar es de 1024x768 y la más común 1280x1024. Sin embargo cada vez son más comunes resoluciones de resoluciones mayores como 1440x900, 1600x1200, 1920x1200 o 2560x1440 entre otras.

No hay punto de comparación en términos de suavidad, detalle, color y estabilad de imagen entre un monitor y un televisor analógico. Si miras todo el día a un monitor en el trabajo y luego en casa miras el televisor notarás que la suavidad de la imagen del televisor es inferior a la del monitor.

Uno de los principales motivos por el que se quiere cambiar a televisión digital es porque se quiere lograr el mismo nivel de suavidad y detalle que en la pantalla de las computadoras. Si miras un canal que emite señal digital en un televisor digital notarás claramente la diferencia. Todo se ve mucho mejor y no hay comparación, ya que con la mayor cantidad de pixels en la pantalla la imagen se ve mucho más detallada y estable. Y si esto no es suficiente también el sonido en la televisión digital es de mayor calidad.
 

LA TV DIGITAL

El término TV digital se utiliza de distintas maneras hoy día, dependiendo de qué se está hablando. También existe el término HDTV, la cual es la forma más avanzada de televisión digital. La razón por la cual algunos se confunden es porqué la televisión digital combina tres características.

La primera característica es la señal digital.

Como describí antes, la televisión analógica es transmitida por las emisoras de TV a través de antenas que envían señales de radio las cuales pueden ser captadas por antenas conectadas a los aparatos de televisión que pueden mostrar los canales 2 a 83. Por lo tanto lo que se recibe es una señal compuesta de video y otras señal separada de sonido.

La televisión digital también comenzó como un medio gratutio de transmisión. Durante la etapa de transición en Estados Unidos, hasta el 2009, y actualmente en Latinoamérica; las emisoras que transmiten en ambos formatos, tienen una frecuencia de emisión para la señal analógica y otra para la digital en canales distintos. El canal digital transporta 19.39 megabit por segundo (Mbps) de información, la cual es recibida y decodificada por los televisores digitales.

Cada emisora tiene un canal digital, el cual puede tener varios subcanales si la emisora así lo decide. Si un canal de TV transmite 19.39 megabits por segundo (Mbps), esta señal puede ser subdividida en varias formas por ejemplo:

El canal puede ser subdividido en cuatro subcanales de 4.85 Mbps; a esta forma de transmisión se la denomina multicasting. Por ejemplo si el canal es 53, los subcanales pueden ser 53.1, 53.2 y 53.3. Cada subcanal puede transmitir un programa distinto o un tipo de señal distinta.

Una de las razones por la cual una emisora puede subdividir un canal en subcanales, es porque la TV digital tiene varios formatos de resolución; haciendo de esta forma que se pudiera transmitir en todos estos formatos:

  • 480i: La imagen es de 704x480 pixels, enviada de manera entrelazada de 60 semicuadros por segundo (30 cuadros por segundo)
  • 480p: La imagen es de 704x480 pixels, enviada a 60 cuadros completos por segundo.
  • 720p: La imagen es de 1280x720 pixels, enviada a 60 cuadros completos por segundo
  • 1080i: La imagen es de 1920x1080 pixels, enviada a 60 cuadros entrelazados por segundo (30 cuadros completos por segundo)
  • 1080p: La imagens es de 1920x1080 pixels, enviada a 60 cuadros completos por segundo.

La p y la i significan progresivo o entrelazado. En el formato progresivo, la imagen completa se actualiza cada 1/60 de segundo, mientras que en el entrelazado, al igual que en la televisión analógica, cada 1/60 de segundo se actualiza medio cuadro.

Los formatos 480p y 480i se denominan SD (standard definition o definición estándar), la 480i es más o menos equivalente en calidad de imagen que la televisión analógica. Los programas de TV analógicos, al ser transmitidos por canales digitales, se los emite en formato 480p o 480i.

Mientras que los formatos 720p, 1080i y 1080p se denominan HD (high definition o alta definición). O sea cada vez que se habla de HDTV o HD, de manera simplificada, se refieren a una señal digital enviada en formato 720p, 1080i o 1080p; o sea que la imagen tiene mayor resolución.

Finalmente, el formato HD de televisión digital tiene una relación de ancho-altura distinta de la de TV analógica. Un televisor analógico tiene una relación de 4:3 (ancho:alto), o sea que tiene 4 unidades de ancho y 3 unidades de alto. Por ejemplo un televisor de 25 pulgadas (en diagonal) tiene 20 pulgadas de ancho y 15 de altura. Un televisor HD, por otro lado, tiene una relación de 16:9. Por ejemplo un televisor de 64 pulgadas de ancho por 36 pulgadas de altura.
 

COMPRESION DIGITAL

La idea de enviar múltiples programas dentro de un torrente de 19.39 Mbps es exclusiva de la televisión digital y es posible gracias a la compresión digital. Para comprimir la imagen de transmisión las emisoras usan el formato de compresión MPEG-2. El formato MPEG-2 permite elegir la resolución de pantalla y la tasa de bits (Mbps). Al codificar el show, los técnicos de la emisora eligen la tasa de transferencia y cualquiera de las tres resoluciones.

El formato MPEG-2 es muy popular en la Web, por ejemplo en sitios donde se pueden ver video streams a veces se puede elegir la tasa de transferencia en 200Kbps, 500Kbps, 1Mbps, etc.

Hay muchas variables que determinan como se verá la imagen a una cierta tasa de transferencia, por ejemplo:

  • Si la emisora quiere transmitir un evento deportivo a 1080i, puesto que hay muchos movimientos, quizá sería necesaria una tasa de 19.39 Mbps para obtener una mayor calidad de imagen.
  • Por otro lado, si lo único que se muestra es un programa de estudio en el que figuran panelistas sentados en un escritorio, no se requieren altos niveles de tasa de transferencia ni resoluciones. Por ejemplo se puede transmitir a 480p de resolución y 3Mbps de tasa de transferencia, dejando los restante 16.39 Mbps para otros subcanales.

También en muchos casos hay emisoras que transmiten durante el día tres o cuatro subcanales y luego para los programas nocturnos de mayor rating del prime-time, transmiten a máxima tasa de transferencia a 19.39 Mbps.

Hay también casos de emisoras que utilizan 1 o 2 Mbps para transmitir paralelamente páginas Web u otro tipo de información digital junto a las imágenes para proporcionar información adicional a los televidentes. De esta manera algún día se llegará a la televisión interactiva en la cual los televidentes interactuarán con los conductores a través de sus televisores.

Con todo lo explicado anteriormente ahora seguramente entienden más claramente de que se trata la televisión digital. Igualmente si tienen alguna duda o pregunta no duden en dejar comentarios aquí abajo.


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