Componentes analógicos multiplexados

Estándar de televisión analógica de los años 80

La transmisión PAL simultánea de todos los elementos de imagen de TV y la transmisión multiplexada de los elementos de imagen de TV con D2-MAC.

Señal MAC de 625 líneas. De izquierda a derecha: datos digitales, crominancia y luminancia. Se muestran ambos campos (líneas pares e impares).

Los componentes analógicos multiplexados ( MAC ) eran un estándar de televisión analógica en el que los componentes de luminancia y crominancia se transmitían por separado. ^{[1] [2]} Esta fue una evolución de los sistemas de televisión en color más antiguos (como PAL o SECAM ) donde había interferencia entre crominancia y luminancia.

MAC se propuso originalmente en la década de 1980 ^{[2] para su uso en un sistema} HDTV terrestre a escala europea . En Francia se realizaron pruebas de transmisión terrestre, aunque el sistema nunca se utilizó para ese fin. Se desarrollaron varias variantes, conocidas colectivamente como la familia " MAC/paquete ". ^[3]

En 1985 MAC fue recomendado para transmisiones por satélite y por cable por la Unión Europea de Radiodifusión (UER) , con variantes específicas para cada medio. C-MAC/paquete estaba destinado a transmisión directa por satélite (DBS) , D-MAC/paquete para cable de banda ancha y D2-MAC/paquete tanto para DBS como para cable de banda estrecha. ^{[3] [4] [5]}

Historia

MAC fue desarrollado originalmente por la Independent Broadcasting Authority ^{[6] [7]} a principios de 1980, como un sistema para entregar imágenes de alta calidad a través de satélites de transmisión directa, que sería independiente de la elección del estándar de codificación de colores terrestre por parte de los países europeos. ^[8]

En 1982, ^[6] se adoptó MAC como formato de transmisión para los próximos servicios de televisión DBS del Reino Unido, ^[7] finalmente proporcionado por British Satellite Broadcasting . Al año siguiente, la UER adoptó MAC como estándar para todas las transmisiones de DBS. ^[3]

En 1986, a pesar de que había dos variantes (D-MAC y D2-MAC) favorecidas por diferentes países, una directiva de la UE impuso MAC a las emisoras nacionales de DBS. La justificación era la de suponer un trampolín desde los formatos analógicos (PAL y SECAM) a la futura televisión HD y digital , colocando a los fabricantes de televisores europeos en una posición privilegiada para proporcionar el equipamiento necesario.

Sin embargo, el sistema de satélites Astra también se estaba poniendo en marcha en este momento (el primer satélite, Astra 1A , se lanzó en 1989), operando fuera de los requisitos MAC de la UE, por no ser un satélite DBS. ^{[9] [10]}

A pesar de una mayor presión de la UE (incluida una directiva para hacer obligatorio MAC en los televisores y subsidios a las emisoras que usan MAC), la mayoría de las emisoras fuera de Escandinavia prefirieron los costos más bajos de los equipos PAL, y el sistema tuvo una adopción limitada. ^[11]

En la década de 2000, el uso de D-MAC y D2-MAC cesó cuando las transmisiones por satélite cambiaron al formato DVB-S . ^[12]

Variantes de transmisión

Existen diversas variantes de transmisión, según la forma en que se multiplexan las señales digitales con la señal de visión MAC. ^[13]

• A-MAC fue diseñado como banco de pruebas para el concepto MAC. Nunca fue utilizado por ninguna emisora, pero finalmente evolucionó a S-MAC.
• B-MAC fue utilizado en Sudáfrica ^[14] por Multichoice , Australia ^[15] por Optus , Estados Unidos por Primestar y American Forces Radio and Television Service . También se utilizó en partes de Asia hasta 2005, cuando fue reemplazada por la compresión digital.
• C-MAC requería un ancho de banda de aproximadamente 22 MHz, ^[16] lo que lo hacía problemático para la transmisión. Podría transportar ocho canales de sonido de alta calidad (ancho de banda de 15 kHz). ^[17] Tiene una variante compatible con versiones anteriores de pantalla ancha llamada E-MAC .
• D-MAC era un estándar del Reino Unido utilizado por British Satellite Broadcasting para transmisiones por satélite y necesitaba un ancho de banda de aproximadamente 10,5 MHz. ^[16] Podía transportar ocho canales de sonido de alta calidad (ancho de banda de 15 kHz). ^[17] Fue utilizado en Noruega por NRK , transmitiendo 3 canales de radio y 1 canal de televisión en un canal D-MAC.
• D2-MAC reduce el ancho de banda requerido a 7,8 MHz, lo que permite utilizar el sistema en transmisiones por cable y satélite. ^{[16] [4] [5]} Podría transportar cuatro canales de audio de alta calidad (ancho de banda de 15 kHz) ^[17] u ocho canales de audio de menor calidad. ^[16] Fue adoptado por las retransmisiones por satélite escandinavas, alemanas y francesas ( CNBC Europa , TV3 (Suecia) , TV3 (Dinamarca) , EuroSport , NRK 1 , TV-Sat 2 , TDF 1 , TDF 2 , etc.). ^{[18] [19] [20] [21] [22] [23]} El sistema se utilizó hasta julio de 2006 en Escandinavia y hasta mediados de la década de 1990 para los canales de sonido alemanes y franceses. ^[2] Es posible que algunos sistemas de cable todavía utilicen D2-MAC en Europa y Asia.
• HD-MAC fue uno de los primeros estándares de televisión de alta definición que permitía una resolución de 2048x1152.

Variantes MAC de estudio (sin transmisión)

S-MAC o Studio MAC es una variante que no se transmite y se utiliza principalmente en Norteamérica. Las principales ventajas de esta variante son:

• El procesamiento de señales de componentes NTSC produce mejores resultados (una imagen de mayor calidad) que la manipulación directa de NTSC, de ahí la necesidad de crear S-MAC.
• No es posible mezclar señales MAC estándar en el entorno del estudio porque los componentes (RY) y (BY) se transportan en líneas alternas.
• El enfoque SECAM de S-MAC para la reducción del ancho de banda es una molestia técnica, pero la mayoría de los usuarios de estudio no se ven afectados por ello.
• En S-MAC la luminancia se comprime en 2:1 y las dos señales de crominancia en 4:1 para que las tres ocupen la misma línea.
• El ancho de banda de visión de S-MAC es de 11 MHz, sólo ~2,8 veces mayor que el ancho de banda de visión de NTSC de 4,2 MHz.
• S-MAC puede transportarse en un solo circuito y convertirse sin pérdidas hacia y desde C-MAC en cualquier etapa.
• S-MAC es muy adecuado para aplicaciones SNG (también conocido como camiones de recolección de noticias).

Resumen técnico

MAC transmite datos de luminancia y crominancia por separado en tiempo ^[24] en lugar de por separado en frecuencia (como lo hacen otros formatos de televisión analógica , como el vídeo compuesto ). Esto permite la separación completa de los componentes. Las señales también se comprimen en el tiempo (con relaciones de 3:2 para luminancia y 3:1 para crominancia) y las dos señales de diferencia de color se transmiten en líneas alternas, ^{[25] [24]} aumentando aún más la compresión. El espacio de color fue YPbPr , ^[25] con un componente de luminancia y componentes de crominancia de diferencia de color rojo azul.

Audio y codificación (acceso selectivo)

• El audio, en un formato similar a NICAM, se transmitía digitalmente en lugar de como subportadora de FM.
• El estándar MAC incluía un sistema de codificación estándar, EuroCrypt , un precursor del sistema de cifrado estándar DVB-CSA.

Detalles técnicos

En MAC el color se codifica utilizando el espacio de color YPbPr . ^[25] Luma ( ) se deriva de rojo, verde y azul ( ) después de la corrección gamma (fórmula similar a PAL ): ^[25] ${\displaystyle Y'}$ ${\displaystyle R',G',B'}$ ${\displaystyle Y'=0.2997R'+0.587G'+0.1145B'}$

La información de color se calcula en función de las diferencias y , generando dos señales de diferencia de color comprimidas y ponderadas conocidas en referencias MAC más antiguas como y o y . ^[25] Para evitar cualquier confusión, y dado que las señales son analógicas y bipolares, estos términos fueron reemplazados por y . ^[25] ${\displaystyle B-Y}$ ${\displaystyle R-Y}$ ${\displaystyle E'{\scriptstyle {\text{Um}}}}$ ${\displaystyle E'{\scriptstyle {\text{Vm}}}}$ ${\displaystyle C{\scriptstyle {\text{B}}}}$ ${\displaystyle C{\scriptstyle {\text{R}}}}$ ${\displaystyle P{\scriptstyle {\text{B}}}}$ ${\displaystyle P{\scriptstyle {\text{R}}}}$

${\displaystyle P'{\scriptstyle {\text{B}}}}$y se utilizan para transmitir crominancia . En C-MAC, D-MAC y D2-MAC se aplican las siguientes fórmulas: ${\displaystyle P'{\scriptstyle {\text{R}}}}$

• ${\displaystyle P'{\scriptstyle {\text{B}}}=0.733(B'-Y')}$
• ${\displaystyle P'{\scriptstyle {\text{B}}}=0.733(-0.299R'-0.587G'-0.886B')}$
• ${\displaystyle P'{\scriptstyle {\text{B}}}=0.2192R'-0.4303G'+0.6495B'}$
• ${\displaystyle P'{\scriptstyle {\text{R}}}=0.927(R'-Y')}$
• ${\displaystyle P'{\scriptstyle {\text{R}}}=0.927(0.701R'-0.587G'-0.114B')}$
• ${\displaystyle P'{\scriptstyle {\text{R}}}=0.6498R'-0.5441G'-0.1057B'}$

El rango de señal de luminancia es de -0,5 a 0,5 voltios; Las señales de diferencia de color varían entre -0,65 y 0,65 voltios.

La siguiente tabla enumera los principales parámetros técnicos de las distintas variantes de MAC: ^[26]

Innovaciones del sistema MAC

Matemático:

• A-MAC demostró el principio matemático de que separar la visión del color para la transmisión de televisión era tecnológicamente viable.

Ingeniería de radiodifusión:

• El subsistema de audio MAC es muy similar a NICAM , hasta el punto de que se utilizan conjuntos de chips idénticos.
• Las transmisiones por satélite D-MAC proporcionaron la primera transmisión de televisión de pantalla ancha en Europa, y HD-MAC proporcionó las primeras transmisiones de HDTV en 1992.

Desafíos técnicos

Aunque la técnica MAC es capaz de ofrecer una calidad de vídeo superior (similar a la mejora del vídeo componente sobre el compuesto en un reproductor de DVD), su mayor inconveniente fue que esta calidad sólo se lograba cuando las señales de vídeo que se transmitían permanecían en forma de componentes desde la fuente. al transmisor. Si en algún momento el vídeo tuviera que manejarse en forma compuesta, los procesos de codificación/decodificación necesarios degradarían gravemente la calidad de la imagen.

• Las emisoras de televisión terrestre nunca pudieron aprovechar al máximo la calidad de imagen MAC debido a las múltiples interacciones entre sus rutas de señal compuesta y componente.
• Las emisoras Direct to Home y TVRO pudieron aprovechar la calidad de imagen mejorada de MAC porque sus estudios e instalaciones de enrutamiento eran mucho menos complejos.
• El éxito del audio NICAM para la televisión terrestre se remonta al éxito de la tecnología MAC. El subsistema de audio MAC es casi idéntico en diseño y función a NICAM .

Países y territorios que utilizaron MAC

Esta es una lista de países que utilizaron el estándar MAC para la transmisión de televisión:

•  Sudáfrica ^[27]
•  Australia ^[28]
•  Reino Unido ^{[29] [7] [16]}
•  Noruega ^{[4] [30]}
•  Alemania ^[30]
•  Francia ^[30]
•  EE.UU

Obsolescencia tecnológica

Dado que la gran mayoría de las estaciones de televisión e instalaciones similares sólo estaban cableadas para vídeo compuesto , la instalación de un transmisor MAC al final de la cadena tuvo el efecto de degradar la calidad de la imagen transmitida, en lugar de mejorarla.

Por esta y otras razones técnicas, los sistemas MAC nunca tuvieron éxito entre las emisoras. La tecnología de transmisión MAC quedó obsoleta debido a los sistemas digitales radicalmente nuevos (como DVB-T y ATSC ) a finales de los años 1990.

Ver también

Sistemas de transmisión de TV:

• Sistemas de televisión analógica de alta definición.
• PAL , lo que la tecnología MAC intentó sustituir
• SECAM , lo que la tecnología MAC intentó sustituir
• DVB-S , la tecnología MAC fue sustituida por este estándar
• DVB-T , la tecnología MAC fue sustituida por este estándar

Referencias

1. Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT (1992). RECOMENDACIÓN UIT-R BO.650-2 - Normas para sistemas de televisión convencionales para radiodifusión por satélite en los canales definidos en el Apéndice 30 del Reglamento de Radiocomunicaciones (PDF) . pag. 18.
2. Gobierno de Canadá, Obras Públicas y Servicios Gubernamentales de Canadá (8 de octubre de 2009). "D2-MAC [1 registro] - TERMIUM Plus® - Buscar - TERMIUM Plus®". www.btb.termiumplus.gc.ca .
3. Mertens, Henri; Wood, David (1 de febrero de 1986). "Estándares propuestos por la UER para la radiodifusión por satélite y la distribución por cable". Revista de la Institución de Ingenieros Electrónicos y de Radio . 56 (2): 53–61. doi :10.1049/jiere.1986.0020 - a través de digital-library.theiet.org.
4. Gobierno de Canadá, Obras Públicas y Servicios Gubernamentales de Canadá (8 de octubre de 2009). "D2-MAC [1 registro] - TERMIUM Plus® - Buscar - TERMIUM Plus®". www.btb.termiumplus.gc.ca .
5. "Glosario y siglas". La sociedad de la información de Europa . 9 de febrero de 2006. Archivado desde el original el 9 de febrero de 2006 . Consultado el 19 de marzo de 2023 .
6. Robson, TS (19 de septiembre de 1982). "Por qué IBA dice MAC para Europa". Electrónica y Energía . 28 (9): 578–580. doi :10.1049/ep.1982.0302 – vía IEEE Xplore.
7. JN, Slater (1991). Sistemas de televisión modernos: hacia HDTV y más allá (PDF) . pag. 60.ISBN​ 0-203-26370-7.
8. "Formas de onda y estándares mundiales de televisión analógica: estándares de color". www.pembers.freeserve.co.uk . Archivado desde el original el 21 de febrero de 2014.
9. Kleinsteuber, Hans (2 de noviembre de 2016). "Nuevas tecnologías de medios en Europa: la política del satélite, HDTV y DAB". Revista de comunicación irlandesa . 5 (1). doi :10.21427/D7FB12. ISSN  0791-0010.
10. Krieger, Jörn; Forrester, Chris (2011), Forrester, Chris (ed.), "07 Astra Cracks the German Market", High Above: La historia no contada de Astra, la empresa de satélites líder en Europa , Berlín, Heidelberg: Springer, págs. doi :10.1007/978-3-642-12009-1_7, ISBN 978-3-642-12009-1, consultado el 19 de marzo de 2023
11. Pauchon, B. (1992). "HDTV analógica en Europa: ¿Cuáles son los problemas clave con los sistemas analógicos HDTV/EDTV?" (PDF) . Revisión técnica de la UER . Otoño de 1992: 7.
12. High Above Broadgate (abril de 2010).
13. Informe 1074-1 - Transmisión por satélite de señales de visión de componentes analógicos multiplexados (MAC) (PDF) . UIT. 1990. pág. 48.
14. Conradie, DG (19 de junio de 1988). "Sistema de distribución de radio y televisión por satélite de la SABC". COMSIG 88@m_Conferencia de África Austral sobre Comunicaciones y Procesamiento de Señales. Procedimientos . págs. 51–55. doi :10.1109/COMSIG.1988.49301. ISBN 0-87942-709-4. S2CID  131163463 – vía IEEE Xplore.
15. "8.3 Transmisiones de componentes analógicos multiplexados". feliz.emu.id.au .
16. Buiting, J. (1990). "Introducción a la codificación y decodificación duobinaria" (PDF) . Electrónica Elektor . Enero de 1990: 50–52.
17. RECOMENDACIÓN UIT-R BO.650-2 - Normas para sistemas de televisión convencionales para transmisión por satélite en los canales definidos en el Apéndice 30 del Reglamento de Radiocomunicaciones (PDF) . UIT. 1992. pág. 5.
18. "SATÉLITES NÓRDICOS: 5E - 1W". www.sat-net.com . 1998 . Consultado el 19 de marzo de 2023 .
19. "LAS FRECUENCIAS NORDEN SAT-TV". SAT-CODEZ . 1997 . Consultado el 19 de marzo de 2023 .
20. fu, malí (1 de septiembre de 1989). "D2-Mac no es Luxus-Whopper". Die Tageszeitung: taz (en alemán). pag. 20. ISSN  0931-9085 . Consultado el 19 de marzo de 2023 .
21. Vulser, Nicole; Martí, Régis (16 de diciembre de 1991). "TVHD: l'Allemagne tentée de lâcher la France sur le D2 MAC". Los Ecos .
22. "Rápido ein Geschenk". Der Spiegel (en alemán). 28 de octubre de 1990. ISSN  2195-1349 . Consultado el 19 de marzo de 2023 .
23. Fox, Barry (7 de julio de 1990). "Tecnología: la televisión de alta definición europea capta el partido". Científico nuevo .
24. UIT (1990). Informe 1074-1 Transmisión por satélite de señales de visión de componentes analógicos multiplexados (MAC) (PDF) .
25. Slater, Jim (1991). Sistemas de televisión modernos hasta HDTV y más (PDF) . págs. 62–65. ISBN 0-203-26370-7.
26. RECOMENDACIÓN UIT-R BO.650-2 - Normas para sistemas de televisión convencionales para transmisión por satélite en los canales definidos en el Apéndice 30 del Reglamento de Radiocomunicaciones (PDF) . UIT. 1992. pág. 10.
27. Conradie, DG (19 de junio de 1988). "Sistema de distribución de radio y televisión por satélite de la SABC". COMSIG 88@m_Conferencia de África Austral sobre Comunicaciones y Procesamiento de Señales. Procedimientos . págs. 51–55. doi :10.1109/COMSIG.1988.49301. ISBN 0-87942-709-4. S2CID  131163463 – vía IEEE Xplore.
28. "8.3 Transmisiones de componentes analógicos multiplexados". feliz.emu.id.au .
29. Robson, TS (19 de septiembre de 1982). "Por qué IBA dice MAC para Europa". Electrónica y Energía . 28 (9): 578–580. doi :10.1049/ep.1982.0302 – vía IEEE Xplore.
30. Mertens, Henri; Wood, David (1 de febrero de 1986). "Estándares propuestos por la UER para la radiodifusión por satélite y la distribución por cable". Revista de la Institución de Ingenieros Electrónicos y de Radio . 56 (2): 53–61. doi :10.1049/jiere.1986.0020 - a través de digital-library.theiet.org.

enlaces externos

• Componentes analógicos multiplexados en "Sistemas de transmisión de televisión analógica" de Paul Schlyter
• Anuncio de ingeniería de IBA transmitido el 3 de febrero de 1987 con más información sobre MAC