Cómo funciona la televisión por satélite

La televisión por satélite requiere una antena parabólica.

Cuando la televisión por satélite llegó por primera vez al mercado a principios de la década de 1990, las antenas parabólicas eran costosas unidades de metal que ocupaban una gran parte del espacio del jardín. En estos primeros años, solo los fanáticos más acérrimos de la televisión pasarían por todas las molestias y los gastos de poner su propio plato. La televisión por satélite era mucho más difícil de conseguir que la televisión abierta y por cable.

Hoy en día, se ven antenas parabólicas compactas colocadas en los tejados de todo Estados Unidos. Conduzca a través de áreas rurales fuera del alcance de las compañías de cable y encontrará antenas parabólicas en casi todas las casas. Las principales empresas de televisión por satélite están atrayendo a más consumidores cada día con películas, eventos deportivos y noticias de todo el mundo y la promesa de imagen y sonido de calidad cinematográfica.

La televisión satelital ofrece muchas soluciones a los problemas de transmisión y televisión por cable. Aunque la tecnología de televisión satelital todavía está evolucionando, ya se ha convertido en una opción popular para muchos televidentes.

En este artículo, descubriremos cómo funciona la televisión por satélite, desde la estación de televisión hasta el televisor. También aprenderemos sobre el panorama cambiante de la visualización de televisión y algunas diferencias básicas que distinguen la televisión por satélite de la televisión por cable y por aire.

Problemas con la transmisión de TV

Los satélites están más altos en el cielo que las antenas de televisión, por lo que tienen un rango de línea de visión mucho mayor .

Conceptualmente, la televisión por satélite se parece mucho a la televisión abierta. Es un sistema inalámbrico para entregar programación de televisión directamente a la casa de un espectador. Tanto las estaciones de televisión abierta como las de satélite transmiten programación a través de una señal de radio (consulte Cómo funciona la radio para obtener información sobre la transmisión de radio).

Las estaciones de transmisión utilizan una antena poderosa para transmitir ondas de radio al área circundante. Los espectadores pueden captar la señal con una antena mucho más pequeña. La principal limitación de la televisión abierta es el alcance. Las señales de radio utilizadas para transmitir televisión salen disparadas de la antena de transmisión en línea recta. Para recibir estas señales, debe estar en la línea de visión directa de la antena Los pequeños obstáculos como árboles o pequeños edificios no son un problema; pero un gran obstáculo, como la Tierra, reflejará estas ondas de radio.

Si la Tierra fuera perfectamente plana, podría captar la transmisión de televisión a miles de millas de la fuente. Pero debido a que el planeta es curvo, eventualmente rompe la línea de visión de la señal. El otro problema con la transmisión de televisión es que la señal a menudo está distorsionada. incluso en el área de visualización. Para obtener una señal perfectamente clara como la que encuentra en el cable, debe estar bastante cerca de la antena de transmisión sin demasiados obstáculos en el camino.

La solución de televisión por satélite

La televisión satelital resuelve los problemas de alcance y distorsión al transmitir señales de transmisión desde satélites que orbitan alrededor de la Tierra. Dado que los satélites están altos en el cielo, hay muchos más clientes en la línea de visión. Los sistemas de televisión por satélite transmiten y reciben señales de radio mediante antenas especializadas denominadas antenas parabólicas .

Sistema de televisión por satélite

Los primeros televidentes por satélite eran una especie de exploradores. Usaron sus platos caros para descubrir una programación única que no estaba necesariamente destinada a audiencias masivas. El plato y el equipo de recepción brindaron a los espectadores las herramientas para captar estaciones extranjeras, transmisiones en vivo entre diferentes estaciones de transmisión, actividades de la NASA y muchas otras cosas transmitidas mediante satélites.

Algunos propietarios de satélites todavía buscan este tipo de programación por su cuenta, pero hoy en día, la mayoría de los clientes de televisión por satélite obtienen su programación a través de un satélite de transmisión directa. (DBS), como DirecTV o DISH Network. El proveedor selecciona programas y los transmite a los suscriptores como un paquete fijo. Básicamente, el objetivo del proveedor es traer docenas o incluso cientos de canales a su televisor en una forma que se aproxime a la competencia, la televisión por cable.

A diferencia de la programación anterior, la transmisión del proveedor es completamente digital , lo que significa que tiene una calidad de imagen y sonido mucho mejor (consulte Cómo funciona la televisión digital para obtener más información). La primera televisión por satélite se transmitía en radio de banda C -- radio en el rango de frecuencia de 3,7 gigahercios (GHz) a 6,4 GHz. El satélite de transmisión digital transmite programación en el rango de frecuencia Ku (11,7 GHz a 14,5 GHz).

Los componentes

Hay cinco componentes principales involucrados en un directo a casa (DTH) o transmisión directa (DBS) sistema satelital:la fuente de programación, el centro de transmisión, el satélite, la antena parabólica y el receptor.

El lado salvaje

Los primeros espectadores de televisión por satélite que usaban la radio de banda C para sus transmisiones podían captar transmisiones salvajes de programas sindicados, eventos deportivos y noticias. Estas transmisiones eran gratuitas, pero los espectadores tenían que buscarlas:no se veían en una vista previa ni se enumeraban como la programación de transmisión regular. Estas señales todavía existen, y la revista Satellite Orbit publica una lista de las fuentes salvajes de hoy.

Programación de televisión por satélite

Los proveedores de televisión por satélite obtienen programación de dos fuentes principales:canales de respuesta nacionales (como HBO, ESPN y CNN) y varios canales locales (las filiales de ABC, CBS, Fox, NBC y PBS en un área en particular). La mayoría de los canales de respuesta también brindan programación para televisión por cable, y los canales locales generalmente transmiten su programación por ondas.

Los canales de respuesta suelen tener un centro de distribución que transmite su programación a un satélite geosíncrono. El centro de transmisión utiliza grandes antenas parabólicas para captar estas señales analógicas y digitales de varias fuentes.

La mayoría de las estaciones locales no transmiten su programación a los satélites, por lo que el proveedor tiene que obtenerlo de otra manera. Si el proveedor incluye programación local en un área en particular, tendrá una pequeña instalación local que consistirá en algunos estantes de equipos de comunicaciones. El equipo recibe señales locales directamente de la emisora a través de un cable de fibra óptica o una antena y luego las transmite al centro de transmisión central.

El centro de transmisión convierte toda esta programación en un flujo digital sin comprimir de alta calidad. En este punto, la transmisión contiene una gran cantidad de datos, alrededor de 270 megabits por segundo (Mbps) para cada canal. Para transmitir la señal desde allí, el centro de transmisión tiene que comprimir eso. De lo contrario, sería demasiado grande para que lo maneje el satélite. En la siguiente sección, descubriremos cómo se comprime la señal.

Cable:el mayor competidor de satélite

Con las tecnologías emergentes en cada servicio, la decisión más difícil al ver televisión ya no es solo qué canal ver, sino qué servicio elegir.

Señal de TV Satelital

Las señales de satélite tienen un camino bastante largo que seguir antes de que aparezcan en la pantalla de su televisor en forma de su programa de televisión favorito. Dado que las señales de satélite contienen datos digitales de tan alta calidad, sería imposible transmitirlos sin compresión. . La compresión simplemente significa que la información innecesaria o repetitiva se elimina de la señal antes de que se transmita. La señal se reconstruye después de la transmisión.

Estándares de compresión

La televisión por satélite utiliza un tipo especial de compresión de archivos de video estandarizado por el Grupo de expertos en imágenes en movimiento (MPEG). Con la compresión MPEG, el proveedor puede transmitir muchos más canales. Actualmente hay cinco de estos estándares MPEG, cada uno con un propósito diferente. DirecTV y DISH Network, los dos principales proveedores de televisión por satélite de los Estados Unidos, alguna vez utilizaron MPEG-2 , que todavía se usa para almacenar películas en DVD y para la televisión digital por cable (DTV). Con MPEG-2, el proveedor de TV puede reducir la transmisión de 270 Mbps a aproximadamente 5 o 10 Mbps (según el tipo de programación).

Ahora, DirecTV y DISH Network usan compresión MPEG-4. Debido a que MPEG-4 se diseñó originalmente para la transmisión de video en medios de pantalla pequeña como computadoras, puede codificar de manera más eficiente y proporcionar un mayor ancho de banda que MPEG-2. MPEG-2 sigue siendo el estándar oficial para la compresión de TV digital, pero está mejor equipado para analizar imágenes estáticas, como las que se ven en un programa de entrevistas o un noticiero, que imágenes dinámicas y en movimiento. MPEG-4 puede producir una mejor imagen de imágenes dinámicas mediante el uso de compresión espacial (espacio) y temporal (tiempo). Esta es la razón por la que la televisión por satélite que usa compresión MPEG-4 proporciona alta definición de objetos que se mueven rápidamente y que cambian constantemente de lugar y dirección en la pantalla, como en un partido de baloncesto.

En la siguiente sección, veremos cómo se codifican las señales de televisión por satélite para su transmisión.

Estándares MPEG

Todos los estándares MPEG existen para promover la interoperabilidad del sistema entre su computadora, televisión y dispositivos portátiles de video y audio. Ellos son:

Codificación y encriptación de TV satelital

En el centro de transmisión, el flujo de video digital de alta calidad pasa por un codificador MPEG, que convierte la programación en video MPEG-4 del tamaño y formato correctos para el receptor satelital de su casa.

La codificación funciona junto con la compresión para analizar cada cuadro de video y eliminar datos redundantes o irrelevantes y extrapolar información de otros cuadros. Este proceso reduce el tamaño total del archivo. Cada fotograma se puede codificar de una de estas tres formas:

Este proceso ocasionalmente produce artefactos -- fallas en la imagen de video. Un artefacto es el macrobloqueo en el que la imagen fluida se disuelve temporalmente en bloques. El macrobloqueo a menudo se denomina erróneamente pixilar un término técnicamente incorrecto que ha sido aceptado como jerga para este molesto artefacto. Los artistas gráficos y los editores de video usan "pixelar" con mayor precisión para referirse a la distorsión de una imagen. Realmente hay píxeles en la pantalla de su televisor, pero son demasiado pequeños para que su ojo humano los perciba individualmente; son pequeños cuadrados de datos de video que componen la imagen que ve. (Para obtener más información sobre los píxeles y la percepción, consulte Cómo funciona la TV).

La tasa de compresión depende de la naturaleza de la programación. Si el codificador está convirtiendo un noticiero, puede usar muchos más fotogramas predichos porque la mayor parte de la escena permanece igual de un fotograma al siguiente. En una programación más acelerada, las cosas cambian muy rápidamente de un cuadro al siguiente, por lo que el codificador tiene que crear más intracuadros. Como resultado, un noticiero generalmente se comprime a un tamaño más pequeño que una carrera de autos.

Cifrado y Transmisión

Después de comprimir el video, el proveedor lo encripta para evitar que las personas accedan a él de forma gratuita. El cifrado codifica los datos digitales de tal manera que solo se pueden descifrar (convertidos nuevamente en datos utilizables) si el receptor tiene el algoritmo de descifrado y las claves de seguridad correctos.

Una vez que la señal se comprime y cifra, el centro de transmisión la transmite directamente a uno de sus satélites. El satélite capta la señal con una antena a bordo, la amplifica y utiliza otra antena para transmitir la señal a la Tierra, donde los espectadores pueden captarla.

En la siguiente sección, veremos qué sucede cuando la señal llega a la casa de un espectador.

Pixelación intencionada

¿Cuándo la pixelación no es solo un efecto adverso de la decodificación? Cuando se emplea como medio de censura. La legislación aprobada en 2006 autoriza a la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) a imponer una multa de $325,000 a las estaciones de televisión que violen sus estándares de decencia. En un esfuerzo por evitar multas, muchas estaciones de televisión ahora no solo emiten pitidos o silencian el lenguaje explícito, sino que también manipulan digitalmente o pixelan la boca de los hablantes para evitar que la audiencia lea las palabras en los labios. En el artículo de The New York Times "Las palabras de los soldados pueden probar las reglas del lenguaje de PBS", PBS considera cómo protegerse de las multas de la FCC mientras mantiene la autenticidad de su programación documental.

Antena parabólica

El plato curvo refleja la energía del cuerno de alimentación, generando un haz estrecho.

Cuando la señal llega a la casa del espectador, es captada por la antena parabólica. Una antena parabólica es solo un tipo especial de antena diseñada para enfocarse en una fuente de transmisión específica. El plato estándar consta de una parabólica (en forma de cuenco) y una bocina de alimentación central . Para transmitir una señal, un controlador la envía a través de la bocina y el plato enfoca la señal en un haz relativamente estrecho.

El plato en el extremo receptor no puede transmitir información; sólo puede recibirlo. El plato receptor funciona exactamente de manera opuesta al transmisor. Cuando un rayo incide en el plato curvo, la forma de parábola refleja la señal de radio hacia un punto en particular, al igual que un espejo cóncavo enfoca la luz en un punto en particular.

El plato curvo enfoca las ondas de radio entrantes en la bocina de alimentación.

En este caso, el punto es la bocina de alimentación del plato, que pasa la señal al equipo receptor. En una configuración ideal, no hay ningún obstáculo importante entre el satélite y el plato, por lo que el plato recibe una señal clara.

En algunos sistemas, el plato necesita captar señales de dos o más satélites al mismo tiempo. Los satélites pueden estar lo suficientemente cerca entre sí como para que un plato normal con una sola bocina pueda captar señales de ambos. Esto compromete un poco la calidad, porque el plato no está dirigido directamente a uno o más de los satélites. Un nuevo diseño de antena utiliza dos o más bocinas para captar diferentes señales de satélite. A medida que los rayos de diferentes satélites inciden en el plato curvo, se reflejan en diferentes ángulos, de modo que un rayo incide en una de las bocinas y otro rayo incide en una bocina diferente.

El elemento central en la bocina de alimentación es el convertidor de bloqueo de bajo ruido o LNB . El LNB amplifica la señal de radio que rebota en el plato y filtra el ruido (señales de radio que no transmiten programación). El LNB pasa la señal amplificada y filtrada al receptor de satélite dentro de la casa del espectador.

Receptor de satélite

El componente final de todo el sistema de televisión por satélite es el receptor . El receptor tiene cuatro trabajos esenciales:

Los receptores también tienen una serie de otras características. Recogen una señal de horario de programación del proveedor y presentan esta información en una guía de programación en pantalla. Muchos receptores tienen opciones de bloqueo parental y algunos tienen grabadoras de video digital (DVR) integradas, que le permiten pausar la televisión en vivo o grabarla en un disco duro.

Estas características del receptor son bonos añadidos a la tecnología de la televisión por satélite. Con su imagen y sonido de calidad cinematográfica, la televisión por satélite se está convirtiendo en una inversión popular para los consumidores. Cable digital, que también ha mejorado la calidad de la imagen y ha ampliado la selección de canales, ha demostrado ser el competidor más feroz de los proveedores de satélite. La guerra de la televisión se está librando con fuerza entre las tecnologías de satélite y cable digital, así como entre los proveedores que ofrecen estos servicios. Alguna vez considerados lujos en la mayoría de los hogares, el satélite y el cable digital se están volviendo bastante comunes a medida que los proveedores combinan TV con Internet y servicios telefónicos para ofrecer ofertas competitivas y ganar clientes.

Para obtener más información sobre la televisión por satélite y otros sistemas de transmisión, consulte los enlaces a continuación.

Gracias

Dan Landreth es el vicepresidente de ingeniería de EchoStar Satellite L.L.C. Un agradecimiento especial a Dan por su ayuda con partes de este artículo.