Componentes analógicos multiplexados

Estándar de televisión analógica de la década de 1980

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).

Componentes Analógicos Multiplexados ( MAC ) era un estándar de televisión analógica donde 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.

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

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

Historia

MAC fue desarrollado originalmente por la Autoridad de Radiodifusión Independiente ^{[6] [7]} a principios de la década 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 color terrestre de los países europeos. ^[8]

En 1982, ^[6] MAC fue adoptado como el formato de transmisión para los futuros servicios de televisión DBS del Reino Unido, ^[7] finalmente proporcionados por British Satellite Broadcasting . El año siguiente, MAC fue adoptado por la UER como el estándar para todas las transmisiones DBS. ^[3]

En 1986, a pesar de que existían dos variantes (D-MAC y D2-MAC) favorecidas por distintos países, una Directiva de la UE impuso el MAC a las emisoras nacionales de DBS. La justificación era proporcionar 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 equipo necesario.

Sin embargo, el sistema satelital Astra también estaba comenzando a funcionar en ese momento (el primer satélite, Astra 1A , se lanzó en 1989), operando fuera de los requisitos MAC de la UE, debido a que era un satélite no DBS. ^{[9] [10]}

A pesar de la presión adicional de la UE (incluida una Directiva para hacer obligatorio el MAC en los televisores y subsidios a las emisoras que utilizan 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]

• El A-MAC fue diseñado como un banco de pruebas para el concepto MAC. Nunca fue utilizado por ninguna emisora, pero con el tiempo evolucionó hasta convertirse en S-MAC.
• B-MAC fue utilizado en Sudáfrica ^[14] por Multichoice , en Australia ^[15] por Optus , en los EE. UU. por Primestar y American Forces Radio and Television Service . También se utilizó en algunas partes de Asia hasta 2005, cuando fue reemplazado por la compresión digital.
• El C-MAC requería un ancho de banda de aproximadamente 22 MHz, ^[16] lo que lo hacía problemático para la transmisión. Podía transmitir 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, que 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 TV en un canal D-MAC.
• D2-MAC reduce el ancho de banda requerido a 7,8 MHz, lo que permite que el sistema se utilice 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 calidad inferior. ^[16] Fue adoptado por transmisiones satelitales escandinavas, alemanas y francesas ( CNBC Europe , 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 canales de sonido alemanes y franceses. ^[2] Algunos sistemas de cable todavía pueden estar utilizando 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 (no transmisión)

S-MAC o Studio MAC es una variante que no se utiliza en broadcast, y que 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 de estudio porque los componentes RY y BY se transportan en líneas alternas.
• El enfoque similar al SECAM de S-MAC para la reducción del ancho de banda es una molestia técnica, pero la mayoría de los usuarios de estudios 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 puedan ocupar la misma línea.
• El ancho de banda de visión de S-MAC es de 11 MHz, solo ~2,8 veces el ancho de banda de visión de NTSC de 4,2 MHz.
• S-MAC se puede transportar en un solo circuito y convertir sin pérdidas hacia y desde C-MAC en cualquier etapa.
• S-MAC es ideal para aplicaciones SNG (también conocidas como camiones de recopilación de noticias).

Descripción técnica

MAC transmite datos de luminancia y crominancia por separado en el tiempo ^[24] en lugar de por separado en frecuencia (como lo hacen otros formatos de televisión analógica , como el video compuesto ). Esto permite una 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 al NICAM, se transmitía digitalmente en lugar de como una subportadora 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 crominancia se calcula en base a las diferencias de 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] ${\displaystyle B-Y}$ ${\displaystyle R-Y}$ ${\displaystyle E'{\scriptstyle {\text{Um}}}}$ ${\displaystyle E'{\scriptstyle {\text{Vm}}}}$ ${\displaystyle C{\scriptstyle {\text{B}}}}$ ${\displaystyle C{\scriptstyle {\text{R}}}}$ ${\displaystyle P{\scriptstyle {\text{B}}}}$ ${\displaystyle P{\scriptstyle {\text{R}}}}$

El ${\displaystyle Y'}$ rango de la señal está entre -0,5 y 0,5 voltios, mientras que las señales varían entre -0,65 y 0,65 voltios. ${\displaystyle P{\scriptstyle {\text{B}}}}$ ${\displaystyle P{\scriptstyle {\text{R}}}}$

En la siguiente tabla se enumeran los principales parámetros técnicos de las distintas variantes de MAC: ^{[25] [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 transmisión:

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

Desafíos técnicos

Aunque la técnica MAC permite obtener una calidad de vídeo superior (similar a la mejora del vídeo por componentes respecto del compuesto en un reproductor de DVD), su principal inconveniente era que esta calidad sólo se lograba cuando las señales de vídeo que se transmitían permanecían en formato de componentes desde la fuente hasta el transmisor. Si en alguna etapa el vídeo tuviera que manejarse en formato compuesto, los procesos de codificación y 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 trayectorias de señal compuesta y de componentes.
• Las emisoras de 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 debe al éxito de la tecnología MAC. El subsistema de audio MAC es casi idéntico en diseño y función al NICAM .

Países y territorios que utilizaron MAC

Esta es una lista de naciones que utilizan el estándar MAC para transmisiones 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 tenía el efecto de degradar la calidad de la imagen transmitida, en lugar de mejorarla.

Por esta y otras razones técnicas, los sistemas MAC nunca llegaron a popularizarse entre las emisoras. La tecnología de transmisión MAC quedó obsoleta a finales de los años 90, cuando aparecieron los sistemas digitales radicalmente nuevos (como DVB-T y ATSC ).

Véase también

Sistemas de transmisión de TV:

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

Referencias

1. Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT (1992). RECOMENDACIÓN UIT-R BO.650-2 - Normas para los sistemas de televisión convencional para la radiodifusión por satélite en los canales definidos en el Apéndice 30 del Reglamento de Radiocomunicaciones (PDF) . p. 18.
2. Gobierno de Canadá, Obras Públicas y Servicios Gubernamentales de Canadá (8 de octubre de 2009). «D2-MAC [1 registro] - TERMIUM Plus® — Búsqueda - 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». Journal of the Institution of Electronic and Radio Engineers . 56 (2): 53–61. doi :10.1049/jiere.1986.0020 – vía 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® — Búsqueda - TERMIUM Plus®». www.btb.termiumplus.gc.ca .
5. «Glosario y acrónimos». 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 la HDTV y más allá (PDF) . pág. 60. ISBN 0-203-26370-7.
8. "Estándares y formas de onda de la televisión analógica mundial: 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 los medios en Europa: la política de satélite, HDTV y DAB". Irish Communication Review . 5 (1). doi :10.21427/D7FB12. ISSN  0791-0010.
10. Krieger, Jörn; Forrester, Chris (2011), Forrester, Chris (ed.), "07 Astra irrumpe en el mercado alemán", High Above: La historia no contada de Astra, la empresa líder de satélites de Europa , Berlín, Heidelberg: Springer, págs. 100-107, 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 de los sistemas HDTV/EDTV analógicos?" (PDF) . EBU Technical Review . Otoño de 1992: 7.
12. High Above Broadgate Publications (abril de 2010).
13. Informe 1074-1 - Transmisión por satélite de señales de visión por componentes analógicos multiplexados (MAC) (PDF) . UIT. 1990. pág. 48.
14. Conradie, DG (19 de junio de 1988). "El sistema de distribución de radio y televisión por satélite de la SABC". COMSIG 88@m_Southern African Conference on Communications and Signal Processing. Actas . 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". happy.emu.id.au .
16. Buiting, J. (1990). "Introducción a la codificación y decodificación duobinarias" (PDF) . Elektor Electronics . Enero de 1990: 50–52.
17. RECOMENDACIÓN UIT-R BO.650-2 - Normas para los sistemas de televisión convencional para radiodifusión 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 DE TV POR SATÉLITE DE NORDEN". 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». New Scientist .
24. ITU (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, HDTV y más allá (PDF) . Págs. 62-65. ISBN 0-203-26370-7.
26. RECOMENDACIÓN UIT-R BO.650-2 - Normas para los sistemas de televisión convencional para radiodifusión 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). "El sistema de distribución de radio y televisión por satélite de la SABC". COMSIG 88@m_Southern African Conference on Communications and Signal Processing. Actas . 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". happy.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». Journal of the Institution of Electronic and Radio Engineers . 56 (2): 53–61. doi :10.1049/jiere.1986.0020 – vía digital-library.theiet.org.

Enlaces externos

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