Las normas del Comité de sistemas avanzados de televisión ( ATSC ) son un conjunto internacional de normas para la transmisión de televisión digital y de radiodifusión a través de redes terrestres, por cable y por satélite. Se trata en gran medida de un sustituto de la norma analógica NTSC y, al igual que esa norma, se utiliza principalmente en Estados Unidos , México , Canadá , Corea del Sur y Trinidad y Tobago . Varios antiguos usuarios de NTSC, como Japón , no han utilizado ATSC durante su transición a la televisión digital , porque adoptaron otros sistemas como ISDB desarrollado por Japón y DVB desarrollado en Europa, por ejemplo.
Los estándares ATSC fueron desarrollados a principios de los años 90 por la Grand Alliance , un consorcio de empresas de electrónica y telecomunicaciones que se reunieron para desarrollar una especificación para lo que hoy se conoce como HDTV . El estándar ahora es administrado por el Comité de Sistemas Avanzados de Televisión . Incluye una serie de elementos patentados , y se requiere licencia para los dispositivos que utilizan estas partes del estándar. Entre ellos, el más importante es el sistema de modulación 8VSB utilizado para transmisiones por aire . La tecnología ATSC 1.0 se desarrolló principalmente con contribuciones de patentes de LG Electronics , que poseía la mayoría de las patentes para el estándar ATSC. [1]
ATSC incluye dos formatos de vídeo de alta definición principales, 1080i y 720p . También incluye formatos de definición estándar , aunque inicialmente solo se lanzaron servicios de HDTV en formato digital. ATSC puede transportar múltiples canales de información en una sola transmisión, y es común que haya una única señal de alta definición y varias señales de definición estándar transportadas en una única asignación de canal de 6 MHz (antiguo NTSC).
Los estándares de televisión de alta definición definidos por la ATSC producen imágenes panorámicas de 16:9 con un tamaño de hasta 1920×1080 píxeles , más de seis veces la resolución de pantalla del estándar anterior. Sin embargo, también se admiten muchos tamaños de imagen diferentes. Los requisitos de ancho de banda reducidos de las imágenes de menor resolución permiten transmitir hasta seis "subcanales" de definición estándar en un solo canal de TV de 6 MHz .
Los estándares ATSC están marcados con A/ x ( x es el número del estándar) y se pueden descargar de forma gratuita desde el sitio web de ATSC en ATSC.org. El estándar ATSC A/53, que implementó el sistema desarrollado por Grand Alliance, se publicó en 1995; el estándar fue adoptado por la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos en 1996. Fue revisado en 2009. El estándar ATSC A/72 fue aprobado en 2008 e introduce la codificación de video H.264 /AVC al sistema ATSC.
ATSC admite sonido envolvente de 5.1 canales mediante el formato AC-3 de Dolby Digital . También se pueden proporcionar numerosos servicios auxiliares de transmisión de datos .
Muchos aspectos del ATSC fueron patentados , incluyendo elementos de la codificación de video MPEG , la codificación de audio AC-3 y la modulación 8VSB . [2] El costo de la licencia de patente, estimado en hasta 50 dólares por receptor de TV digital, [3] había provocado quejas de los fabricantes. [4]
Al igual que otros sistemas, ATSC depende de numerosos estándares interrelacionados, por ejemplo, el estándar EIA-708 para subtítulos digitales , lo que genera variaciones en la implementación.
ATSC reemplazó gran parte del sistema de televisión analógico NTSC [5] en los Estados Unidos [6] [7] el 12 de junio de 2009, el 31 de agosto de 2011 en Canadá , [8] el 31 de diciembre de 2012 en Corea del Sur y el 31 de diciembre de 2015 en México . [9]
Las emisoras que utilizaban ATSC y querían conservar una señal analógica se vieron obligadas temporalmente a transmitir en dos canales separados, ya que el sistema ATSC requiere el uso de un canal entero separado. Los números de canal en ATSC no corresponden a los rangos de frecuencia de RF, como sucedía con la televisión analógica . En cambio, los canales virtuales , enviados como parte de los metadatos junto con el programa o los programas, permiten reasignar los números de canal de su canal de RF físico a cualquier otro número del 1 al 99, de modo que las estaciones ATSC se pueden asociar con los números de canal NTSC relacionados, o todas las estaciones en una red pueden usar el mismo número. También existe un estándar para sistemas de transmisión distribuida (DTx), una forma de red de frecuencia única que permite el funcionamiento sincronizado de múltiples estaciones amplificadoras en el canal .
El códec de audio que se utiliza es el Dolby Digital AC-3 , aunque la ATSC lo estandarizó como A/52. Permite el transporte de hasta cinco canales de sonido con un sexto canal para efectos de baja frecuencia (la denominada configuración "5.1"). Por el contrario, las emisiones japonesas de HDTV ISDB utilizan el codificador de audio avanzado (AAC) de MPEG como códec de audio, que también permite la salida de audio 5.1. DVB (ver más abajo) permite ambos.
El audio MPEG-2 fue un contendiente para el estándar ATSC durante la " Grand Alliance " de DTV , pero perdió ante Dolby AC-3 . La Grand Alliance emitió un comunicado en el que consideraba que el sistema MPEG-2 era "esencialmente equivalente" a Dolby, pero sólo después de que se hubiera hecho la selección de Dolby. Más tarde, surgió una historia de que el MIT había llegado a un acuerdo con Dolby por el cual la universidad recibiría una gran suma de dinero si el sistema MPEG-2 era rechazado. Dolby también ofreció un incentivo para que Zenith cambiara su voto (lo que hicieron); sin embargo, se desconoce si aceptaron la oferta. [10]
El sistema ATSC admite distintas resoluciones de pantalla, relaciones de aspecto y velocidades de cuadro . Los formatos se enumeran aquí por resolución, forma de escaneo ( progresivo o entrelazado ) y número de cuadros (o campos) por segundo (consulte también la descripción general de la resolución de TV al final de este artículo).
Para el transporte, ATSC utiliza la especificación de sistemas MPEG , conocida como flujo de transporte MPEG , para encapsular datos, sujeta a ciertas restricciones. ATSC utiliza paquetes de flujo de transporte MPEG de 188 bytes para transportar datos. Antes de que se realice la decodificación de audio y video, el receptor debe demodular y aplicar corrección de errores a la señal. Luego, el flujo de transporte puede demultiplexarse en sus flujos constituyentes.
Existen cuatro tamaños de pantalla básicos para ATSC, generalmente conocidos por la cantidad de líneas de la altura de la imagen. Los tamaños de imagen NTSC y PAL son los más pequeños, con un ancho de 720 (o 704) y una altura de 480 o 576 líneas. El tercer tamaño son las imágenes HDTV que tienen 720 líneas de escaneo de altura y 1280 píxeles de ancho. El tamaño más grande tiene 1080 líneas de alto y 1920 píxeles de ancho. El video de 1080 líneas en realidad se codifica con cuadros de 1920 × 1088 píxeles, pero las últimas ocho líneas se descartan antes de la visualización. Esto se debe a una restricción del formato de video MPEG-2, que requiere que la altura de la imagen en muestras de luminancia (es decir, píxeles) sea divisible por 16.
Las resoluciones más bajas pueden funcionar en modo de escaneo progresivo o entrelazado , pero no en los tamaños de imagen más grandes. El sistema de 1080 líneas no admite imágenes progresivas a las velocidades de cuadro más altas de 50, 59,94 o 60 cuadros por segundo, porque esa tecnología se consideraba demasiado avanzada en ese momento. El estándar también requiere que el video de 720 líneas sea de escaneo progresivo, ya que eso proporciona una mejor calidad de imagen que el escaneo entrelazado a una velocidad de cuadro dada, y no había un uso heredado del escaneo entrelazado para ese formato. El resultado es que la combinación de la velocidad de cuadro máxima y el tamaño de la imagen da como resultado aproximadamente el mismo número de muestras por segundo tanto para el formato entrelazado de 1080 líneas como para el formato de 720 líneas, ya que 1920*1080*30 es aproximadamente igual a 1280*720*60. Una relación de igualdad similar se aplica para 576 líneas a 25 cuadros por segundo frente a 480 líneas a 30 cuadros por segundo.
Una transmisión terrestre (por aire) transporta 19,39 megabits de datos por segundo (un ancho de banda fluctuante de aproximadamente 18,3 Mbit/s que quedan después de los gastos generales como corrección de errores, guía de programas, subtítulos, etc.), en comparación con una tasa de bits MPEG-2 máxima posible de 10,08 Mbit/s (7 Mbit/s típico) permitida en el estándar DVD y 48 Mbit/s (36 Mbit/s típico) permitida en el estándar de disco Blu-ray .
Aunque la norma ATSC A/53 limita la transmisión MPEG-2 a los formatos que se enumeran a continuación (con frecuencias de cuadro enteras emparejadas con versiones de frecuencia 1000/1001), la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos se negó a obligar a las estaciones de televisión a obedecer esta parte de la norma ATSC. En teoría, las estaciones de televisión en los Estados Unidos tienen libertad para elegir cualquier resolución, relación de aspecto y frecuencia de cuadro/campo, dentro de los límites del Perfil principal a nivel alto. Muchas estaciones van más allá de los límites de la especificación ATSC al utilizar otras resoluciones, por ejemplo, 352 x 480 o 720 x 480.
Las pantallas " EDTV " pueden reproducir contenido de escaneo progresivo y, con frecuencia, tienen un formato de pantalla ancha de 16:9. Dichas resoluciones son 704×480 o 720×480 [ cita requerida ] en NTSC y 720×576 en PAL, lo que permite 60 cuadros progresivos por segundo en NTSC o 50 en PAL.
ATSC también admite velocidades de cuadro y resoluciones PAL que se definen en el estándar ATSC A/63.
La especificación ATSC A/53 impone ciertas restricciones al flujo de vídeo MPEG-2:
La especificación ATSC y MPEG-2 permiten el uso de cuadros progresivos codificados dentro de una secuencia de vídeo entrelazada. Por ejemplo, las estaciones de NBC transmiten una secuencia de vídeo 1080i60, lo que significa que la salida formal del proceso de decodificación MPEG-2 es de sesenta campos de 540 líneas por segundo. Sin embargo, para los programas de televisión en horario de máxima audiencia, esos 60 campos se pueden codificar utilizando 24 cuadros progresivos como base; en realidad, se transmite un flujo de vídeo 1080p24 (una secuencia de 24 cuadros progresivos por segundo) y los metadatos MPEG-2 indican al decodificador que entrelace estos campos y realice una conversión 3:2 antes de la visualización, como en el telecine suave .
La especificación ATSC también permite secuencias MPEG-2 de 1080p30 y 1080p24, sin embargo no se utilizan en la práctica, porque los radiodifusores quieren poder cambiar entre contenido entrelazado de 60 Hz (noticias), progresivo de 30 Hz o PsF (telenovelas) y progresivo de 24 Hz (horario de máxima audiencia) sin finalizar la secuencia MPEG-2 de 1080i60.
Los formatos de 1080 líneas están codificados con matrices de luminancia de 1920 × 1088 píxeles y matrices de croma de 960 × 540, pero las últimas 8 líneas son descartadas por el proceso de decodificación y visualización MPEG-2.
En julio de 2008, ATSC se actualizó para admitir el códec de video ITU-T H.264 . El nuevo estándar se divide en dos partes:
Los nuevos estándares admiten 1080p a 50, 59,94 y 60 cuadros por segundo; dichas velocidades de cuadro requieren H.264/AVC High Profile Level 4.2 , mientras que las velocidades de cuadro HDTV estándar solo requieren los niveles 3.2 y 4, y las velocidades de cuadro SDTV requieren los niveles 3 y 3.1. [ dudoso – discutir ]
La extensión de archivo ".TS" significa "transport stream", que es un formato de contenedor de medios. Puede contener una serie de flujos de contenido de audio o vídeo multiplexados dentro del flujo de transporte. Los flujos de transporte están diseñados teniendo en cuenta la sincronización y la recuperación para una distribución potencialmente con pérdidas (como la transmisión ATSC por aire) con el fin de continuar un flujo de medios con una interrupción mínima en caso de pérdida de datos en la transmisión. Cuando una señal ATSC por aire se captura en un archivo a través de hardware/software, el archivo resultante suele tener un formato de archivo .TS.
Las señales ATSC están diseñadas para utilizar el mismo ancho de banda de 6 MHz que los canales de televisión analógicos NTSC (los requisitos de interferencia de los estándares A/53 DTV con NTSC adyacentes u otros canales DTV son muy estrictos). Una vez que las señales de audio y video digitales se han comprimido y multiplexado, el flujo de transporte se puede modular de diferentes maneras según el método de transmisión.
Las propuestas de esquemas de modulación para televisión digital se desarrollaron cuando los operadores de cable transmitían vídeo de resolución estándar como señales analógicas sin comprimir. En los últimos años, los operadores de cable se han acostumbrado a comprimir el vídeo de resolución estándar para los sistemas de cable digital , lo que dificulta la búsqueda de canales duplicados de 6 MHz para las emisoras locales en el cable "básico" sin comprimir.
En la actualidad, la Comisión Federal de Comunicaciones exige a los operadores de cable de los Estados Unidos que transmitan la transmisión analógica o digital de una emisora terrestre (pero no ambas), cuando así lo solicite la emisora (la " regla de transmisión obligatoria "). La Comisión Canadiense de Radio, Televisión y Telecomunicaciones de Canadá no tiene normas similares vigentes con respecto a la transmisión de señales ATSC.
Sin embargo, los operadores de cable han sido lentos en agregar canales ATSC a sus alineaciones por razones legales, regulatorias y relacionadas con la planta y el equipo. Un problema técnico y regulatorio clave es el esquema de modulación utilizado en el cable: los operadores de cable en los EE. UU. (y en menor medida Canadá) pueden determinar su propio método de modulación para sus plantas. Existen múltiples organismos de normalización en la industria: la SCTE definió 256-QAM como un esquema de modulación para cable en un estándar de la industria del cable, ANSI/SCTE 07 2006: Digital Transmission Standard For Cable Television Archivado el 5 de julio de 2010 en Wayback Machine . En consecuencia, la mayoría de los operadores de cable estadounidenses y canadienses que buscan capacidad adicional en el sistema de cable han pasado a 256-QAM de la modulación 64-QAM utilizada en su planta, en preferencia al estándar 16VSB propuesto originalmente por ATSC. Con el tiempo, se espera que 256-QAM se incluya en el estándar ATSC.
También existe un estándar para transmitir ATSC vía satélite; sin embargo, este solo lo utilizan las cadenas de televisión [ cita requerida ] . Muy pocos telepuertos fuera de los EE. UU. admiten el estándar de transmisión satelital ATSC, pero la compatibilidad de los telepuertos con el estándar está mejorando. El sistema de transmisión satelital ATSC no se utiliza para sistemas satelitales de transmisión directa ; en los EE. UU. y Canadá, estos han utilizado durante mucho tiempo DVB-S (en forma estándar o modificada) o un sistema propietario como DSS o DigiCipher 2 .
El ATSC coexiste con el estándar DVB-T y con el ISDB-T . Se desarrolló un estándar similar llamado ADTB-T para su uso como parte del nuevo estándar dual DMB-T/H de China . Si bien China ha elegido oficialmente un estándar dual, no existe ningún requisito de que un receptor funcione con ambos estándares y no existe soporte para la modulación ADTB por parte de las emisoras o los fabricantes de equipos y receptores.
Para lograr compatibilidad con material de diversas regiones y fuentes, ATSC admite el formato de video 480i utilizado en el sistema analógico NTSC (480 líneas, aproximadamente 60 campos o 30 cuadros por segundo), los formatos 576i utilizados en la mayoría de las regiones PAL (576 líneas, 50 campos o 25 cuadros por segundo) y los formatos de 24 cuadros por segundo utilizados en películas.
Si bien el sistema ATSC ha sido criticado por ser complicado y costoso de implementar y utilizar, [13] tanto los equipos de transmisión como los de recepción son ahora comparables en costo con los del DVB.
La señal ATSC es más susceptible a los cambios en las condiciones de propagación de radio que DVB-T e ISDB-T . También carece de una modulación jerárquica real , que permitiría recibir la parte SDTV de una señal HDTV (o la porción de audio de un programa de televisión) sin interrupciones incluso en áreas periféricas donde la intensidad de la señal es baja. Por este motivo, se ha introducido un modo de modulación adicional, Enhanced-VSB ( E-VSB ), que permite un beneficio similar.
A pesar del modo de transmisión fijo de ATSC, sigue siendo una señal robusta en diversas condiciones. Se eligió 8VSB en lugar de COFDM en parte porque muchas áreas son rurales y tienen una densidad de población mucho menor , por lo que se requieren transmisores más grandes y se generan grandes áreas periféricas. En estas áreas, se demostró que 8VSB tiene un mejor rendimiento que otros sistemas.
COFDM se utiliza tanto en DVB-T como en ISDB-T, y para 1seg , así como DVB-H y HD Radio en los Estados Unidos. En las áreas metropolitanas , donde la densidad de población es más alta, se dice que COFDM es mejor para manejar la propagación por trayectos múltiples . Si bien ATSC también es incapaz de operar una red de frecuencia única (SFN) real, se ha demostrado que el modo de transmisión distribuida , que utiliza múltiples transmisores sincronizados en el canal, mejora la recepción en condiciones similares. Por lo tanto, es posible que no requiera una mayor asignación de espectro que DVB-T utilizando SFN. Un estudio comparativo encontró que ISDB-T y DVB-T funcionaron de manera similar, y que ambos fueron superados por DVB-T2 . [14]
La recepción móvil de estaciones digitales que utilizan ATSC ha sido, hasta 2008, difícil o imposible, especialmente cuando se mueve a velocidades vehiculares. [¿ Por qué? ] Para superar esto, existen varios sistemas propuestos que informan una recepción móvil mejorada: A-VSB de Samsung / Rhode & Schwarz , MPH de Harris / LG y una propuesta reciente [ ¿Cuándo? ] de Thomson / Micronas; todos estos sistemas han sido presentados como candidatos para un nuevo estándar ATSC, ATSC-M/H . Después de un año de estandarización, la solución fusionada entre AVSB de Samsung y la tecnología MPH de LGE ha sido adoptada y se habría implementado en 2009. Esto se suma a otros estándares como el ahora extinto MediaFLO y estándares abiertos mundiales como DVB-H y T-DMB . Al igual que DVB-H e ISDB 1seg , los estándares móviles ATSC propuestos son compatibles con los sintonizadores existentes, a pesar de haber sido agregados al estándar mucho después de que el estándar original fuera de uso generalizado.
La recepción móvil de algunas estaciones será aún más difícil, porque 18 canales UHF en los EE. UU. han sido retirados del servicio de televisión, lo que obliga a algunas emisoras a permanecer en VHF. Esta banda requiere antenas más grandes para la recepción y es más propensa a la interferencia electromagnética de los motores y a las condiciones de trayectoria múltiple que cambian rápidamente . [ cita requerida ]
ATSC 2.0 fue una nueva revisión importante planificada del estándar que habría sido compatible con versiones anteriores de ATSC 1.0. El estándar habría permitido tecnologías de televisión interactiva e híbrida conectando el televisor con los servicios de Internet y permitiendo elementos interactivos en la transmisión. Otras características habrían incluido compresión de video avanzada, medición de audiencia, publicidad dirigida , guías de programación mejoradas, servicios de video a pedido y la capacidad de almacenar información en nuevos receptores, incluido contenido en tiempo no real (NRT). [15] [16] [17]
Sin embargo, la versión ATSC 2.0 nunca se lanzó, ya que estaba básicamente obsoleta antes de que pudiera lanzarse. Todos los cambios que formaban parte de la revisión de la versión ATSC 2.0 se adoptaron en la versión ATSC 3.0. [18]
La versión ATSC 3.0 proporcionará aún más servicios al espectador y una mayor eficiencia de ancho de banda y rendimiento de compresión, lo que requiere romper la compatibilidad con la versión actual. El 17 de noviembre de 2017, la FCC votó 3 a 2 a favor de autorizar las implementaciones voluntarias de la versión ATSC 3.0 y emitió un Informe y Orden a tal efecto. Se espera que las transmisiones y receptores de la versión ATSC 3.0 surjan en la próxima década. [19]
LG Electronics probó el estándar con 4K el 23 de febrero de 2016. Luego de considerar la prueba un éxito, Corea del Sur anunció que las transmisiones ATSC 3.0 comenzarían en febrero de 2017. [20]
El 28 de marzo de 2016, el componente Bootstrap de ATSC 3.0 (System Discovery and Signalling) pasó de ser un estándar candidato a un estándar finalizado. [21]
El 29 de junio de 2016, la afiliada de NBC WRAL-TV en Raleigh, Carolina del Norte , una estación conocida por sus roles pioneros en probar los estándares originales de DTV, lanzó un canal experimental ATSC 3.0 que transmite la programación de la estación en 1080p, así como un bucle de demostración 4K. [22]
Antigua y Barbuda 2018
El 14 de diciembre de 2011, la emisora pública nacional de Bahamas, ZNS -TV, anunció que adoptaría ATSC, en consonancia con los Estados Unidos y sus territorios. [24]
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Canadá adoptó el ATSC , con estaciones analógicas de máxima potencia en "mercados obligatorios" específicos (que incluían capitales provinciales y ciudades con una población de 300.000 o más) cerrando el 31 de agosto de 2011. La CBC solo convirtió sus estaciones de origen a digitales; se le dio permiso para operar sus repetidoras en mercados obligatorios (como CBKST en Saskatoon ) por un año adicional, pero luego anunció que cerraría todas sus repetidoras analógicas el 31 de julio de 2012, citando problemas de presupuesto y su red de distribución como obsoleta. [25]
Dominica
República Dominicana La República Dominicana anunció su adopción el 10 de agosto de 2010, completando la transición el 24 de septiembre de 2015, pero la mayoría de las empresas no pudieron cumplir con el plazo y el gobierno tuvo que adelantarla hasta el año 2021. [26]
Granada
Haití
Jamaica pasará a utilizar ATSC 3.0 en lugar de 1.0. La conversión comenzará en 2022 y se espera que concluya en 2023. [27]
México comenzó la conversión a ATSC en 2013; [28] se programó una transición completa para el 31 de diciembre de 2015, [9] pero debido a problemas técnicos y económicos de algunos transmisores, la transición completa se extendió hasta el 31 de diciembre de 2016.
Santa Lucía abrió en Santa Lucía en ATSC el 5 de marzo de 2024.
Trinidad y Tobago pasará a utilizar el sistema ATSC 3.0 en lugar del ATSC 1.0. El proceso de conversión comenzará en marzo de 2023 y se espera que concluya en 2026. [29]
Estados Unidos Las estaciones de televisión de alta potencia en los Estados Unidos finalizaron el servicio de televisión analógica el 12 de junio de 2009. Las estaciones analógicas de baja potencia y los traductores se descontinuaron el 13 de julio de 2021. [30] [31]
Guayana
Surinam Surinam ha experimentado la transición de transmisiones analógicas NTSC a transmisiones digitales ATSC. El canal ATV comenzó con transmisiones ATSC en el área de Paramaribo en junio de 2014, a lo que le siguieron transmisiones ATSC desde estaciones en Brokopondo, Wageningen y Albina. Las estaciones en Brokopondo, Wageningen y Albina transmiten ambos canales de ATV (es decir, ATV y TV2) y STVS . [32] En 2016, todos los canales en Surinam ya habían hecho el cambio a ATSC.
Corea del Sur Corea del Sur completó su transición a ATSC el 31 de diciembre de 2012, aunque todavía opera algunas señales analógicas a lo largo de su frontera norte para recepción en Corea del Norte . [33] [34] Los territorios de los Estados Unidos en el Pacífico, incluidos Samoa Americana , Guam y las Islas Marianas del Norte , han adoptado el ATSC, al igual que el continente. [30]Las siguientes organizaciones poseían patentes para el desarrollo de la tecnología ATSC 1.0, tal como se enumeran en el fondo de patentes administrado por MPEG LA . Las últimas patentes expiraron el 16 de septiembre de 2024. [1]
Las patentes para ATSC 3.0 todavía están activas. [36]
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