Los estándares del Comité de Sistemas de Televisión Avanzados ( ATSC ) son un conjunto internacional de estándares para la transmisión de televisión digital y radiodifusión a través de redes terrestres, de cable y satelitales. Es en gran medida un reemplazo del estándar NTSC analógico y, al igual que ese estándar, 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 la década de 1990 por la Grand Alliance , un consorcio de empresas de electrónica y telecomunicaciones que se reunieron para desarrollar una especificación para lo que ahora 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 una licencia para los dispositivos que utilizan estas partes del estándar. Entre ellos, uno de los más importantes es el sistema de modulación 8VSB utilizado para transmisiones inalámbricas . La tecnología ATSC [ se necesita aclaración ] se desarrolló principalmente con contribuciones de patentes de LG Electronics , que posee la mayoría de las patentes para el estándar ATSC. [1]
ATSC incluye dos formatos principales de vídeo de alta definición, 1080i y 720p . También incluye formatos de definición estándar , aunque inicialmente sólo se lanzaron servicios HDTV en formato digital. ATSC puede transportar múltiples canales de información en un solo flujo, y es común que haya una única señal de alta definición y varias señales de definición estándar transmitidas 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 reducidos de ancho de banda de las imágenes de menor resolución permiten transmitir hasta seis "subcanales" de definición estándar en un solo canal de televisión de 6 MHz .
Los estándares ATSC están marcados como A/ x ( x es el número de 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 la Gran Alianza, 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 vídeo H.264 /AVC al sistema ATSC.
ATSC admite sonido envolvente de 5.1 canales utilizando el formato AC-3 de Dolby Digital . También se pueden proporcionar numerosos servicios auxiliares de difusión de datos .
Se patentaron muchos aspectos de ATSC , incluidos elementos de codificación de vídeo MPEG , codificación de audio AC-3 y modulación 8VSB . [2] El coste de la concesión de licencias de patentes, estimado en hasta 50 dólares por receptor de televisión digital, [3] había provocado quejas de los fabricantes. [4]
Al igual que con otros sistemas, ATSC depende de numerosos estándares entrelazados, 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 usaban 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 separado completo. Los números de canales en ATSC no se corresponden con los rangos de frecuencia de RF, como ocurría con la televisión analógica . En cambio, los canales virtuales , enviados como parte de los metadatos junto con los programas, permiten que los números de canal se reasignen desde su canal de RF físico a cualquier otro número del 1 al 99, de modo que las estaciones ATSC puedan asociarse con el NTSC relacionado. números de canal, 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 .
Dolby Digital AC-3 se utiliza como códec de audio , aunque el 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 configuración denominada "5.1"). Por el contrario, las transmisiones japonesas ISDB HDTV utilizan la codificación de audio avanzada (AAC) de MPEG como códec de audio, que también permite una salida de audio 5.1. DVB (ver más abajo) permite ambos.
El audio MPEG-2 fue un contendiente para el estándar ATSC durante el tiroteo de la " Gran Alianza " de DTV , pero perdió ante Dolby AC-3 . La Gran Alianza emitió un comunicado declarando 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 la historia de que el MIT había llegado a un acuerdo con Dolby por el cual la universidad recibiría una gran suma de dinero si se rechazaba el sistema MPEG-2. Dolby también ofreció un incentivo para que Zenith cambiara su voto (lo cual hicieron); sin embargo, se desconoce si aceptaron la oferta. [10]
El sistema ATSC admite varias resoluciones de pantalla, relaciones de aspecto y velocidades de fotogramas diferentes . Los formatos se enumeran aquí por resolución, forma de escaneo ( progresivo o entrelazado ) y número de fotogramas (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, sujeto 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, la corriente de transporte puede demultiplexarse en sus corrientes constituyentes.
Hay cuatro tamaños de visualización básicos para ATSC, generalmente conocidos por el número 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 vídeo de 1080 líneas en realidad está codificado con fotogramas de 1920×1088 píxeles, pero las últimas ocho líneas se descartan antes de mostrarse. Esto se debe a una restricción del formato de vídeo MPEG-2, que requiere que la altura de la imagen en muestras de luma (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 dicha tecnología se consideraba demasiado avanzada en ese momento. El estándar también requiere que el video de 720 líneas sea de escaneo progresivo, ya que proporciona una mejor calidad de imagen que el escaneo entrelazado a una velocidad de cuadros determinada, y no había un uso heredado del escaneo entrelazado para ese formato. El resultado es que la combinación de velocidad de fotogramas máxima y tamaño de 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. Se aplica una relación de igualdad similar para 576 líneas a 25 fotogramas por segundo frente a 480 líneas a 30 fotogramas 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 después de gastos generales como corrección de errores, guía de programas, subtítulos, etc.), en comparación con un máximo posible. Velocidad de bits MPEG-2 de 10,08 Mbit/s (7 Mbit/s típico) permitida en el estándar de DVD y 48 Mbit/s (36 Mbit/s típico) permitida en el estándar de disco Blu-ray .
Aunque el estándar ATSC A/53 limita la transmisión MPEG-2 a los formatos que se enumeran a continuación (con velocidades de cuadro enteras combinadas con versiones de velocidad 1000/1001), la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. se negó a exigir que las estaciones de televisión obedezcan esta parte del estándar ATSC. . En teoría, las estaciones de televisión en los EE. UU. son libres de elegir cualquier resolución, relación de aspecto y velocidad de fotogramas/campo, dentro de los límites del perfil principal en nivel alto. Muchas estaciones salen 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 frecuentemente tienen un formato de pantalla panorámica de 16:9. Dichas resoluciones son 704 × 480 o 720 × 480 [ cita necesaria ] en NTSC y 720 × 576 en PAL, lo que permite 60 fotogramas progresivos por segundo en NTSC o 50 en PAL.
ATSC también admite velocidades de fotogramas y resoluciones PAL definidas en el estándar ATSC A/63.
La especificación ATSC A/53 impone ciertas restricciones al flujo de video MPEG-2:
La especificación ATSC y MPEG-2 permiten el uso de fotogramas progresivos codificados dentro de una secuencia de vídeo entrelazada. Por ejemplo, las estaciones 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 fotogramas progresivos como base; en realidad, se transmite una secuencia de vídeo de 1080p24 (una secuencia de 24 fotogramas progresivos por segundo) y los metadatos MPEG-2 dan instrucciones al decodificador. para entrelazar estos campos y realizar un despliegue 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 las emisoras quieren poder cambiar entre 60 Hz entrelazado (noticias), 30 Hz progresivo o PsF (telenovelas) y 24 Hz. contenido progresivo (horario de máxima audiencia) sin finalizar la secuencia 1080i60 MPEG-2.
Los formatos de 1080 líneas están codificados con matrices luma de 1920 × 1088 píxeles y matrices cromáticas de 960 × 540, pero las últimas 8 líneas se descartan mediante el proceso de visualización y decodificación MPEG-2.
En julio de 2008, ATSC se actualizó para admitir el códec de vídeo ITU-T H.264 . La nueva norma se divide en dos partes:
Los nuevos estándares admiten 1080p a 50, 59,94 y 60 fotogramas por segundo; dichas velocidades de cuadro requieren H.264/AVC High Profile Nivel 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 ]
La extensión de archivo ".TS" significa "transport stream", que es un formato de contenedor de medios. Puede contener varios 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) a fin de continuar un flujo de medios con una interrupción mínima ante la pérdida de datos en la transmisión. Cuando una señal ATSC inalámbrica se captura en un archivo mediante hardware/software, el archivo resultante suele estar en formato .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 adyacente u otros canales DTV son muy estrictos). Una vez que las señales digitales de vídeo y audio 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 la 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 vídeo de resolución estándar para sistemas de cable digital , lo que hace más difícil encontrar canales duplicados de 6 MHz para emisoras locales en cable "básico" sin comprimir.
Actualmente, la Comisión Federal de Comunicaciones exige a los operadores de cable de Estados Unidos que transmitan la transmisión analógica o digital de una emisora terrestre (pero no ambas), cuando así lo solicite la emisora (la " regla del must-carry "). La Comisión Canadiense de Radio, Televisión y Telecomunicaciones en Canadá no tiene reglas similares vigentes con respecto al transporte de señales ATSC.
Sin embargo, los operadores de cable todavía han tardado en agregar canales ATSC a su programación por razones legales, regulatorias y relacionadas con plantas y equipos. Una cuestión técnica y regulatoria clave es el esquema de modulación utilizado en el cable: los operadores de cable en Estados Unidos (y en menor medida en 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: Estándar de transmisión digital para televisión por cable 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 desde la modulación 64-QAM utilizada en su planta, en lugar del 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, esto solo lo utilizan las cadenas de televisión [ cita necesaria ] . Muy pocos telepuertos fuera de los EE. UU. admiten el estándar de transmisión satelital ATSC, pero el soporte de telepuertos para el estándar está mejorando. El sistema de transmisión satelital ATSC no se utiliza para sistemas satelitales de transmisión directa ; en EE.UU. y Canadá llevan mucho tiempo utilizando DVB-S (en forma estándar o modificada) o un sistema propietario como DSS o DigiCipher 2 .
ATSC coexiste con el estándar DVB-T y con 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 hay soporte para la modulación ADTB por parte de las emisoras o los fabricantes de equipos y receptores.
Para compatibilidad con material de diversas regiones y fuentes, ATSC admite el formato de vídeo 480i utilizado en el sistema analógico NTSC (480 líneas, aproximadamente 60 campos o 30 fotogramas por segundo), formatos 576i utilizados en la mayoría de las regiones PAL (576 líneas, 50 campos o 25 fotogramas por segundo) y formatos de 24 fotogramas por segundo utilizados en el cine.
Si bien el sistema ATSC ha sido criticado por ser complicado y costoso de implementar y utilizar, [13] tanto el equipo de transmisión como el de recepción son ahora comparables en costo al de DVB.
La señal ATSC es más susceptible a cambios en las condiciones de propagación de radio que DVB-T e ISDB-T . También carece de una verdadera modulación jerárquica , lo que permitiría recibir la parte SDTV de una señal HDTV (o la parte de audio de un programa de televisión) de forma ininterrumpida incluso en áreas marginales donde la intensidad de la señal es baja. Por esta razón, se ha introducido un modo de modulación adicional, VSB mejorado ( E-VSB ), que permite un beneficio similar.
A pesar del modo de transmisión fija del 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 requieren transmisores más grandes y dan como resultado grandes áreas marginales. En estas áreas, se demostró que 8VSB funciona mejor que otros sistemas.
COFDM se utiliza tanto en DVB-T como en ISDB-T, y para 1seg , así como en DVB-H y HD Radio en Estados Unidos. En las áreas metropolitanas , donde la densidad de población es más alta, se dice que COFDM maneja mejor la propagación por trayectos múltiples . Si bien ATSC tampoco es capaz de operar una verdadera red de frecuencia única (SFN), 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 más 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 de vehículos. Para superar esto, hay varios sistemas propuestos que reportan una mejor recepción móvil: A-VSB de Samsung / Rhode & Schwarz , MPH de Harris / LG y un reciente [ ¿cuándo? ] propuesta 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 ya desaparecido MediaFLO y estándares abiertos a nivel mundial como DVB-H. y T-DMB . Al igual que DVB-H e ISDB 1seg , los estándares móviles ATSC propuestos son compatibles con sintonizadores existentes, a pesar de que se agregaron al estándar mucho después de que el estándar original estuviera en uso generalizado.
La recepción móvil de algunas estaciones será aún más difícil, porque 18 canales UHF en EE.UU. han sido retirados del servicio de televisión, lo que ha obligado 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 trayectorias múltiples que cambian rápidamente . [ cita necesaria ]
ATSC 2.0 era una nueva revisión importante planificada del estándar que habría sido compatible con versiones anteriores de ATSC 1.0. El estándar debía haber permitido tecnologías de televisión interactivas e híbridas conectando la televisión con los servicios de Internet y permitiendo elementos interactivos en la transmisión. Otras características debían incluir 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, ATSC 2.0 nunca se lanzó, ya que estaba esencialmente desactualizado antes de poder lanzarse. Todos los cambios que formaron parte de la revisión de ATSC 2.0 se adoptaron en ATSC 3.0. [18]
ATSC 3.0 proporcionará aún más servicios al espectador y una mayor eficiencia del 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 los despliegues voluntarios de ATSC 3.0 y emitió un Informe y una Orden a tal efecto. Se espera que en la próxima década surjan transmisiones y receptores ATSC 3.0. [19]
LG Electronics probó el estándar con 4K el 23 de febrero de 2016. Considerando que la prueba fue 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 (Descubrimiento y señalización de sistemas) se actualizó de estándar candidato a estándar finalizado. [21]
El 29 de junio de 2016, WRAL-TV, afiliada de NBC en Raleigh, Carolina del Norte , una estación conocida por su papel pionero en probar los estándares DTV originales, lanzó un canal ATSC 3.0 experimental que transmite la programación de la estación en 1080p, así como una demostración en 4K. bucle. [22]
Antigua y Barbuda 2018
Bahamas El 14 de diciembre de 2011, la emisora pública nacional de Bahamas, ZNS-TV, anunció que adoptaría ATSC, en línea con los Estados Unidos y sus territorios. [24]
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Canadá adoptó ATSC , con estaciones analógicas de máxima potencia en "mercados obligatorios" específicos (que incluían capitales de provincia y ciudades con una población de 300.000 habitantes o más) que cerraron el 31 de agosto de 2011. La CBC solo convirtió sus estaciones de origen a digitales; se le dio permiso para operar sus repetidores en mercados obligatorios (como CBKST en Saskatoon ) por un año adicional, pero luego anunció que cerraría todos sus repetidores analógicos el 31 de julio de 2012, citando problemas presupuestarios y su red de distribución como quedando obsoleto. [25]
república dominicana
República Dominicana 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 al año 2021. [26]
Granada
Haití
Jamaica se convertirá a ATSC 3.0 en lugar de 1.0. La conversión comenzará en 2022 y se espera que esté completa en 2023. [27]
México comenzó a convertirse 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 para algunos transmisores, la transición completa se extendió hasta el 31 de diciembre de 2016.
Trinidad y Tobago se convertirá a ATSC 3.0 en lugar de 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 máxima 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 finalizaron el 13 de julio de 2021. [30] [31]
Guayana
Suriname Suriname ha experimentado una 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 las que siguieron transmisiones ATSC desde estaciones en Brokopondo, Wageningen y Albina. Las estaciones de Brokopondo, Wageningen y Albina transmiten tanto los canales de ATV (es decir, ATV y TV2) como STVS . [32] En 2016, todos los canales de 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 su recepción en Corea del Norte . [33] [34] Los territorios de los Estados Unidos en el Pacífico, incluidas Samoa Americana , Guam y las Islas Marianas del Norte , han adoptado el ATSC, al igual que el continente. [30]Las siguientes organizaciones poseen patentes para el desarrollo de la tecnología ATSC, según se enumeran en el conjunto de patentes administrado por MPEG LA . En marzo de 2024, alrededor del 77% de las patentes han caducado. Se espera que para febrero de 2025 expiren todas las patentes relevantes registradas en EE. UU. y Canadá.
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