Una unidad DSNG (Digital Satellite News Gathering) visita el Instituto Tartanga

Dentro de las actividades realizadas durante la impartición del curso del Certificado de Profesionalidad denominado “Montaje y mantenimiento de sistemas de telefonía e infraestructuras de redes locales de datos“, el profesor Vicente LLarena, encargado de la formación en sistemas VSAT,  ha gestionado la visita a las instalaciones del instituto de una unidad móvil DSNG de la empresa Lavinia

Una unidad móvil DSNG es un vehículo equipado con una antena parabólica y un sistema de comunicaciones diseñado para la transmisión de contenidos audiovisuales en directo vía satélite. La antena parabólica cuenta con un sistema motorizado para una fácil orientación hacia el satélite  y dentro del vehículo se encuentran los equipos de transmisión y recepción correspondientes.

 Detalle de los equipos electrónicos de la unidad DSNG

Estas unidades móviles DSNG se utilizan para todo tipo de retransmisiones en directo, fundamentalmente para cadenas de televisión, allí donde no es posible un enlace por radioenlace o también cuando la inmediatez de la noticia exige una conexión rápida y fiable. Para ello, las unidades DSNG utilizan canales de comunicaciones por satélite que operadoras como Hispasat y otras ceden en régimen de alquiler. En el siguiente diagrama se muestran los servicios de Contribución y Distribución ofrecidos por Hispasat a través de su flota de satélites

Contribución y Distribución de Hispasat

Para la conexión de las cámaras de vídeo de los periodistas la unidad móvil DSNG cuenta con un pequeño panel de conexionado en la parte trasera del vehículo. En la siguiente fotografía se muestra dicho panel de conexiones.

Desde este panel de conexiones,  la señal de vídeo y audio se envía a un encoder, el cual se encarga de transformar esa señal de vídeo analógica o digital en una señal digital adecuada para transmitirla al satélite, mediante el estandar MPEG-2. En la siguiente fotografía se  muestra uno de los encoder con los que cuenta la unidad móvil

 Este equipo E5710 tiene entradas de tipo SDI (Serial Digital Interface) para cámaras de vídeo con salida digital SDI y también tiene entradas de vídeo analógico compuesto, tanto para PAL como NTSC. Las señales de tipo SDI son utilizadas habitualmente por equipos profesionales de vídeo y son salidas de vídeo digital sin comprimir aptas para ser editadas y monitorizadas con la máxima calidad posible. Al no estar comprimida la información digital en una señal SDI, se necesita un flujo de datos de 270 Mbps continuo para obtener una imagen de 25 frames o cuadros por segundo con 625 líneas por cada frame ( Recomendación ITU-R BT601 conocida como “Estándar de codificación de señales de Estudio en formato 4/3 ó 16/9”).Las señales SDI se transmiten por cables coaxiales estándar de 75 ohms y el método de conexión es mediante conectores BNC.

 Panel trasero de conexiones del Encoder E5710

Para poder ser transmitidas por satélite estas señales es necesario disminuir el flujo de bits por segundo, por lo que son convertidas al estandar MPEG-2, que es el estándar utilizado en transmisiones de vídeo por satélite. En función de la calidad deseada es posible realizar diferentes niveles de compresión, reduciendo el flujo de bits por segundo desde un mínimo de 1,5 Mbps hasta un máximo de 50 Mbps. Para comprimir esa información digital, además de otras técnicas propias del estándar MPEG-2, se procede a codificar la información digital mediante los modos 4:2:2 y 4:2:0.  En la siguiente tabla se muestran dichos modos de codificación junto con el flujo de datos producido en cada caso

Estos modos 4:2:0 y 4:2:2 son ampliamente utilizados en vídeo profesional y básicamente consisten en eliminar información del color de la imagen sin eliminar información del brillo. De esta manera el ojo humano no aprecia una gran pérdida de calidad de la imagen y a cambio se consigue reducir la cantidad de bits por segundo a enviar. En la siguiente imagen queda explicado los fundamentos de dicho proceso. Para ello, suponemos una matriz de 4×4 pixeles de color teniendo cada uno de los pixeles la información correspondiente a la luminancia Y, al croma Cb y al croma Cr. En el formato 4:4:4 ninguna información de color es eliminada. En el formato 4:2:2 en cada línea hay 4 valores de luminancia Y pero solo dos valores de croma Cb y otros dos de Cr. En el formato 4:2:0 en cada línea hay cuatro valores de luminancia y dos valores de croma, alternándose los valores de croma Cb y Cr en cada línea

Fuente:  http://www.cinedigital.tv/

Como se ha indicado anteriormente, el estándar de compresión por excelencia ha sido y sigue siendo el MPEG.2, utilizado fundamentalmente para señales en SD (Definición Estándar 720×576) pero también para HD (Alta Definición 1080×1920). Es preciso señalar no obstante que en la actualidad dicho estandar está siendo desbancado, por su mayor efectividad en señales HD, por el “MPEG.4 parte 10″/MPEG.4 AVC ó “H.264” (ya estando en el mercado el sustituto de ambos, el H.265 ó HEVC, para su uso en señales de resolución 4K la UHD =Ultra High Definition e incluso 8K en otros países).

Con la señal de audio se utilizan otros sistemas de compresión, permitiendo el encoder E5710 los sistemas MPEG-1, Dolby Digital, PCM lineal, Dolby E y DTS, entre otros. La salida de este encoder pasa a continuación a un modulador para transmisiones por satélite, el cual tiene la misión de modular la señal de entrada con una frecuencia intermedia apta para ser llevada hasta el BUC donde definitivamente será amplificada y trasladada a las frecuencias utilizadas para la comunicación por satélite. El equipo modulador es un AZ110 de Azimuth y se muestra en la siguiente fotografía:

Este equipo se encarga de modular la señal entregada por el encoder sobre una frecuencia intermedia dentro de la banda L (950 -2150 MHz), la cual a través de un cable coaxial llegará hasta el BUC donde de nuevo la señal será modulada a una frecuencia compatible con las transmisiones por satélite, en este caso la banda Ku (“Kurz-unten band”) de entre 12 y 18 GHz  y finalmente será amplificada para su entrega a la antena parabólica de tipo off-set de la unidad móvil.

El AZ110 es compatible con los estándares DVB-S2 y DVB-DSNG/S  y permite modular la señal utilizando alguna de las siguientes modulaciones: QPSK, 8PSK, 16APSK y  32APSK. El uso de una u otra modulación vendrá determinado por la calidad del enlace satelital conseguido. Una mala calidad del enlace producida por una atenuación excesiva obligará a utilizar modulaciones de menor velocidad, es decir, QPSK u 8PSK. Por el contrario, con una buena calidad del enlace satelital se podrán utilizar modulaciones de mayor rendimiento, como son las 16 APSK y la 32 APSK, pudiéndose alcanzar velocidades máximas de hasta 216 Mbit/s.

Situación de los dos moduladores AZ110 en la unidad móvil DSNG

En las modulaciones anteriores el AZ110 soporta FEC (Forward Error Correction) o “Corrección de errores hacia adelante”. Con esta técnica y mediante complejos algortimos de detección y corrección de errores como son los algoritmos de Reed Solomon y de Viterbi, el AZ110 inserta junto con los bits útiles de información otros bits de redundancia, de tal forma que en el receptor se pueden detectar determinados errores de transmisión y corregirlos sin necesidad de volver a retransmitir la trama afectada por dichos errores. Cuantos más bits de redundancia se añaden, más errores pueden ser detectados y corregidos en recepción, pero menor es la tasa entre bits útiles y bits totales enviados hacia el satélite. El AZ110 trabaja con las siguientes relaciones en DVB-S/DSNG:

QPSK: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8      8PSK: 2/3, 5/6, 8/9     16APSK: 3/4, 7/8

Además de señal de vídeo y audio sobre los diferentes estándares DVB, el AZ110 también puede transmitir datos. Para ello dispone de un interface de entrada de tipo Gigabit Ethernet (GbE) que puede ser usado para realizar transferencias de ficheros por satélite, servicios de voz sobre IP y otros muchos servicios basados en TCP.

Unidad de producción y transmisión por satélite de la empresa MediaLuso. Al igual que en la unidad que ha visitado el Instituto Tartanga, también se utilizan dos moduladores AZ110 en modo redundante

Como curiosidad técnica, este modulador AZ110 se encarga, cuando es necesario, de encriptar la información transmitida hacia el satélite mediante los sistemas de encriptación BISS (Basic Interoperable Scrambling System), BISSM (igual que el BISS pero para múltiples programas) y de forma opcional el AES (Advanced Encryption Standard). Cuando la información es transmitida hacia el satélite encriptada con el sistema BISS, el satélite la devuelve hacia tierra encriptada con el mismo sistema. Los receptores satélite reciben una clave individualizada desde el propio satélite para poder decodificar la transmisión.

Y por último llegamos a la unidad de transmisión hacia el satélite, compuesta por el BUC y la propia antena parabólica de tipo offset

Antena SWE-DISH

El cofre situado sobre el techo del vehículo se encarga de proteger la antena durante los traslados de la unidad móvil y además contiene el BUC, el cual está conectado al alimentador de la antena parabólica. Esta antena tiene también un LNB para permitir la recepción de señal del satélite y poder monitorizar en tiempo real la calidad de dicha recepción y en su caso, aumentar o disminuir la potencia enviada por el BUC hacia el alimentador. En la siguiente fotografía se observa un detalle de dicho equipamiento:

Técnicamente la antena es de tipo Gregoriano u Off-set con el reflector principal de tipo elíptico y realizado en fibra de carbono, con un tamaño de 1,5 x 1,35 metros. Este tipo de antenas tienen una ganancia de hasta 45 dBi. Está diseñada igualmente para transmitir en las frecuencias de  13.75 a 14.50 GHz y para recibir en las frecuencias 10.70 to 12.75 GHz, estando ambos márgenes de frecuencia dentro de los límites de la banda Ku

La antena cuenta también con un dispositivo motorizado que permite su control tanto en azimut como en elevación. El operario de la unidad DSNG coloca el vehículo en una posición adecuada para tener una visibilidad correcta del satélite (ausencia de edificios, árboles u otros obstáculos en un margen de unos 10º de la línea directa del visión del satélite) y a continuación mediante la unidad de control interior de la antena, busca la posición óptima de la misma, ayudándose de un medidor de campo en el que visualiza el nivel de frecuencia intermedia captado a la salida del LNB situado en la antena.

Unidad de control del sistema motorizado de la antena

El ángulo de azimut puede ser ajustado entre 0 y 180º y el ángulo de elevación entre 0 y 90º. Además se observa también en el display de esta unidad de control que también se puede ajustar el ángulo de polarización de la antena.