En la transmisión de televisión digital terrestre en América del Norte , un sistema de transmisión distribuida ( DTS o DTx ) es una forma de red de frecuencia única en la que una única señal de transmisión se envía a través de microondas , línea terrestre o satélite de comunicaciones a múltiples sitios de transmisión de radio terrestre sincronizados . Luego, la señal se transmite simultáneamente en la misma frecuencia en diferentes partes superpuestas de la misma área de cobertura, combinando efectivamente muchos transmisores pequeños para generar un área de transmisión que rivaliza con la de un transmisor grande o para llenar los vacíos en la cobertura debido al terreno u obstáculos localizados.
Si bien la idea de una red de frecuencia única de múltiples transmisores que transmiten la misma programación en el mismo canal desde múltiples sitios de transmisión no es un concepto nuevo, el estándar de televisión digital ATSC que se usa en América del Norte no fue diseñado para este modo de operación y estaba mal adaptado a estas aplicaciones. Los requisitos de temporización restrictivos y el manejo deficiente de la interferencia por trayectos múltiples de las primeras implementaciones de ATSC habrían impedido múltiples transmisores sincrónicos en la misma frecuencia en el momento de la primera implementación comercial a gran escala de ATSC en 1998; estas restricciones se suavizaron un poco a medida que el diseño de receptores avanzó en los años posteriores. En 2004, existía tecnología para proporcionar a los receptores de televisión digital los medios para detectar la interferencia por trayectos múltiples estática (no móvil o cambiante) (sujeta a ciertas restricciones de temporización) y compensar sus efectos en la señal digital.
Varias emisoras individuales o grupos de radiodifusión han realizado pruebas, incluida la Metropolitan Television Alliance (MTVA, un consorcio de estaciones de televisión de la ciudad de Nueva York ). [1] En junio de 2008 se completó una serie de pruebas iniciales que involucraron cuatro sitios de transmisión distribuida y más de 100 sitios de medición de prueba en la ciudad de Nueva York y Nueva Jersey, junto con pruebas a menor escala en Nueva York en 2007. El mercado de Nueva York es excepcionalmente problemático para la recepción de trayectos múltiples debido a la gran cantidad de obstáculos artificiales que impiden una cobertura digital adecuada de toda la ciudad desde las principales instalaciones de transmisión en la cima del Empire State Building .
Para el receptor, una señal de una red de frecuencia única aparece como una transmisión única con una fuerte interferencia por trayectos múltiples ; en el peor de los casos, se detecta como una señal principal y un reflejo, ambas de igual intensidad, ya que las señales llegan desde múltiples transmisores a la misma ubicación intermedia en momentos ligeramente diferentes.
El estándar ATSC utilizado para la televisión digital en América del Norte, a diferencia del estándar DVB-T en Europa y otras naciones, utiliza 8VSB en lugar de OFDM , una modulación que permite a una estación transmitir a niveles de potencia pico más bajos, pero que históricamente ha sido muy inferior en el manejo de reflexiones por trayectos múltiples e interferencias de RF .
El primer despliegue comercial generalizado de la televisión digital ATSC estadounidense comenzó en 1998, y sus primeros usuarios fueron las estaciones de los mercados más grandes (incluida la ciudad de Nueva York, atendida por transmisores situados en lo alto del World Trade Center ). Los receptores digitales de esta época, aunque caros, estaban mal equipados para tratar con señales reflejadas, lo que suponía un grave inconveniente en los entornos urbanizados. Las generaciones posteriores de diseño de receptores mitigaron significativamente estas limitaciones; en 2004, existía tecnología para construir receptores capaces de detectar y compensar las condiciones de interferencia estática por trayectos múltiples en las que un único eco era 10 dB más débil (con una diferencia de tiempo de 30 microsegundos) o de la misma intensidad (en el peor de los casos, pero con una diferencia de tiempo de 12 microsegundos). [2]
Si los transmisores pudieran mantenerse con una sincronización suficientemente precisa y un espaciamiento geográfico suficientemente cercano para operar dentro de estos límites, sería posible una red de frecuencia única que utilizara el nuevo diseño de receptor incluso con los estándares de transmisión digital ATSC de América del Norte existentes. [3]
Las pruebas de la estación educativa pública WPSX-TV (ahora WPSU-TV) de la Universidad Estatal de Pensilvania se realizaron inicialmente en 2003 [4]. WPSU era una estación analógica VHF 3 que sirve a State College, Pensilvania, desde un transmisor distante que también debe cubrir Johnstown y Altoona . Como estación digital, WPSU había utilizado un gran transmisor UHF 15 en la ubicación de la torre de transmisión original de baja VHF , lo que provocó problemas localizados con el blindaje del terreno que interfería con la recepción UHF en el propio State College. La reubicación del transmisor principal habría interferido con la capacidad de la estación para servir a las otras dos comunidades. La adición de un pequeño transmisor de TV digital sincronizado (50 kW ) en State College, en la misma frecuencia que la señal principal UHF 15, resultó ser un medio para mejorar la recepción; serían posibles mejoras adicionales agregando pequeños transmisores de 50 kW de canal compartido en cada comunidad a la que se prestaría servicio.
El 25 de septiembre de 2004, la ATSC publicó normas como guía para el diseño de transmisores múltiples, redes de frecuencia única y redes de frecuencia múltiple. [5] Las nuevas normas de 2004 incluían:
Entre los problemas técnicos abordados se encontraban la sincronización entre transmisores ( se utilizó GPS para proporcionar una frecuencia de referencia de 1 Hz y otra de 10 MHz, así como información de sincronización) y el control preciso de las frecuencias transmitidas (con una precisión de 1 Hz). La identificación de cada transmisor individual debía estar integrada en la señal para fines de resolución de problemas, pero el flujo de datos principal en cada transmisor sincronizado debe ser idéntico; esto se hace añadiendo una segunda señal de espectro ensanchado de baja tasa de bits , 27–30 dB más débil que la señal principal. Como este identificador de "marca de agua" está enterrado debajo de la señal principal más fuerte, se podrían recibir y sumar múltiples repeticiones de este mismo identificador para proporcionar una versión legible de la marca de agua a los técnicos de radiodifusión. Mientras tanto, un receptor estándar vería la misma señal de todos los transmisores por diseño.
La generación de datos no MPEG transportados como parte de la capa de transporte (como la posición de sincronización de trama transmitida o el estado inicial de los dispositivos de codificación de enrejado) también tendría que coincidir exactamente entre cada transmisor sincronizado. Aunque estos datos se descartan después de que se demodula la señal recibida, cualquier desajuste podría crear interferencias entre las diversas señales de canal compartido. Sería necesario agregar un paquete de transmisión distribuida de “operaciones y mantenimiento” adicional (OMP, identificador de paquete PID:0x1FFA) a los datos ATSC en el estudio y usarlo para controlar varios parámetros necesarios para la configuración y sincronización de los transmisores individuales.
La ubicación, el patrón direccional y los niveles de potencia de cada uno de los transmisores también tendrían que elegirse con mucho cuidado, ya que el sistema ATSC está sujeto a límites muy estrictos en cuanto a la diferencia máxima de tiempo entre la llegada de múltiples versiones de la misma señal al receptor. En áreas con problemas de recepción, se podrían obtener mejoras significativas, pero se requeriría un diseño cuidadoso para operar múltiples transmisores cocanal sin interferencias destructivas. [7]
Pruebas posteriores realizadas por la estación WNJU (propiedad y operación de Telemundo) , Ion TV y el propietario de la torre de transmisión Richland Towers, utilizando un transmisor principal de Nueva Jersey y un transmisor secundario DTS de relleno en Times Square [8] en 2007 indicaron que, de quince sitios de prueba para la recepción de la estación en la ciudad de Nueva York, el 40% obtendría una mejora sustancial en la señal con la adición de un segundo transmisor a la estación existente, [9] mientras que todos menos uno recibirían al menos la misma calidad de señal que se observó sin un sistema de transmisión distribuida. [10] La Metropolitan Television Alliance de Nueva York iba a realizar pruebas similares, pero a mayor escala, en 2007 y 2008. [11]
Si bien la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos ha apoyado en principio a DTS desde 2004, una convocatoria de la FCC para comentarios públicos a fines de 2005 obtuvo un amplio espectro de respuestas a principios de 2006, que abarcaron desde un fuerte apoyo de grupos como la Asociación Nacional de Radiodifusores [12] hasta una oposición generalizada de grupos que abogan por el uso libre de "espacios en blanco" (frecuencias de transmisión no utilizadas) [13] para fines no relacionados con la transmisión [14] , como datos inalámbricos. [15]
En diciembre de 2006, la FCC otorgó una autoridad técnica especial de seis meses a WTVE Reading, Pensilvania , permitiéndole operar un sistema de transmisión distribuida de manera experimental, pero no autorizó los sistemas de manera permanente ni con licencia en ese momento. [16]
Un ejercicio de prueba de mercado patrocinado por la FCC en Wilmington, Carolina del Norte, cerró todas las transmisiones comerciales analógicas de máxima potencia al mediodía del 8 de septiembre de 2008. Si bien una gran cantidad de las llamadas resultantes de los espectadores eran preguntas sencillas sobre la instalación de antenas y convertidores, o la necesidad de buscar canales antes de poder ver televisión digital, cientos más se referían a un problema más insoluble. Los espectadores de emisoras de VHF de baja potencia y máxima potencia de larga data como WECT ( NBC 6 Wilmington ), una señal que en su forma analógica llegaba hasta el borde de Myrtle Beach , ya no podían recibir la estación, incluso con el convertidor y la instalación de antena adecuada. El cambio a UHF 44 y un sitio de transmisión diferente había reducido sustancialmente el área de cobertura de WECT [17] y, para muchos que durante muchos años estuvieron al margen de la señal analógica NBC 6, WECT ya no existía. [18]
El 7 de noviembre de 2008, la FCC emitió una orden que aprobaba el uso de sistemas de transmisión distribuida por parte de las emisoras de televisión digital terrestre, sujetas a varias restricciones. [19] Esto permite a las emisoras solicitar instalaciones de DTS para cubrir el área que antes cubría la televisión analógica, sin ampliar la cobertura más allá del área de cobertura analógica existente. También prohíbe que una emisora "seleccione" un área de cobertura de tal manera que cubra áreas urbanas y deje a los espectadores rurales sin señal.
Esta exención llegó demasiado tarde para permitir que las nuevas instalaciones DTS propuestas se construyeran y estuvieran en funcionamiento antes del cierre analógico ordenado por el gobierno federal en 2009. [20]
La Asociación de Electrónica de Consumo y la CTIA propusieron en diciembre de 2009 obligar a todas las estaciones a utilizar este método, de modo que las empresas que representan pudieran utilizar el espacio restante en la banda de TV para la banda ancha móvil . Sin embargo, a diferencia de la transición a la televisión digital en los Estados Unidos , no proponen que se obligue a las estaciones a pagar por ello, de forma similar a la transición del servicio auxiliar de transmisión de 2 GHz que fue obligado a trasladarse por la FCC, pero solo después de que el beneficiario ( Sprint Nextel ) compensara a las emisoras por la toma regulatoria . [21]
En Puerto Rico , la estación independiente de habla hispana WSTE 7 "Super Siete" actualmente opera varios transmisores analógicos en la misma frecuencia para cubrir varias partes de la misma isla; este sistema ha mostrado limitaciones debido a la interferencia entre los transmisores si todos están funcionando simultáneamente. El uso de un DTS digital sincronizado adecuadamente podría ayudar a reducir esta interferencia.
En Pensilvania , la cadena independiente WTVE tiene licencia para transmitir en Reading, aunque su audiencia principal se encuentra en Filadelfia . Un sistema de transmisión distribuida ahora le permite adaptar su área de cobertura para mejorar la cobertura en áreas donde su señal es actualmente marginal .
En Virginia, la televisión pública WVPT / WVPY opera un total combinado de cinco transmisores sincronizados adicionales en el canal para llenar las áreas bloqueadas por las montañas desde dos transmisores principales VHF/UHF; un conjunto de transmisores digitales sincronizados de 100.000 dólares puede reemplazar el servicio de la misma cantidad de traductores de transmisión analógica convencionales y también permitir la transmisión de datos durante la noche de materiales instructivos a las 188 escuelas del área . [22] [23]
En Nuevo México , la filial de Telemundo, KTDO, propone DTS como un medio para emparejar una instalación de DTV de baja potencia que actualmente opera en su comunidad autorizada ( Las Cruces ) con una segunda instalación en la cima de una montaña con vista a El Paso, Texas, para llegar a una audiencia más amplia. [24]
En Missouri , la filial de FOX, KRBK, opera un DTS como una forma de brindar servicio al mercado de Springfield, Missouri, desde 5 puntos de transmisión ubicados alrededor de la zona de mercado de Springfield. Este sistema comenzó a transmitirse a fines de 2011 y todavía se está revisando en la actualidad.
En Alaska , la filial de CBS en Anchorage, KAUU, opera con recursos y equipos limitados, y cubre una zona extensa y escasamente poblada con muchas estaciones pequeñas de traducción de transmisiones . Si bien la sincronización de la señal de transmisión no es un problema (ya que la superposición entre señales recae completamente en áreas despobladas), la capacidad de reutilizar varios transmisores pequeños puede permitir que la estación evite el costo de construir un transmisor principal grande y costoso para su señal digital.
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