LabMU: Laboratorio Multiusuario de TV Digital · 2014-06-17 · Descripción de las Opciones de LabMU Página 5 de 35 2 INTRODUCCIÓN A día de hoy, existe la necesidad en Universidades

LabMU: Laboratorio Multiusuario de TV Digital XPERTIA SOLUCIONES INTEGRALES

Descripción de las Opciones de LabMU

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INDICE

1 LA EMPRESA .................................................................................. 3

2 Introducción .................................................................................... 5

3 Opciones Disponibles .................................................................... 6

3.1 LABMU-BASE ................................................................................................ 10 3.2 LABMU-LIVE ................................................................................................. 15 3.3 LABMU-MPG ................................................................................................ 17

3.4 LABMU-MPGA ............................................................................................. 19 3.5 LABMU-TRX .................................................................................................. 21 3.6 LABMU-RF ................................................................................................... 26 3.7 LABMU-HD ................................................................................................... 33

4 Referencias ....................................................................................34


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1 LA EMPRESA

Xpertia Soluciones Integrales S.L. es una empresa ubicada en Madrid y fundada en Abril de 2004 por dos socios: Luis Rodríguez García y Daniel

Roqués Escolar. Ambos socios abarcan actualmente el 100% de accionariado de la empresa.

Xpertia nació con clara vocación de consultoría tecnológica, y con el tiempo, la empresa ha ido añadiendo nuevas líneas de negocio para

satisfacer las necesidades de los múltiples clientes a los que ha dado servicio, hasta llegar a desarrollar producto propio adaptado a las

necesidades y presupuestos de sus clientes.

Estos casi 10 años de existencia han servido

para consolidar la empresa en un sector

creciente, innovador y exigente, como es el AUDIOVISUAL y de la TV Digital en particular, e

incluso ser una referencia del mercado.

En este tiempo, Xpertia ha dado servicio y ha

comercializado productos a más de 60 empresas, más de 40 Universidades y centros

de formación y a gran diversidad de representantes del sector.

Xpertia se ha caracterizado siempre por un gran carácter innovador y emprendedor, hecho

que se ha visto confirmado con la concesión de ayudas públicas al I+D+i durante estos años de

existencia, y por la concesión de múltiples concursos en los que ha participado.

La experiencia de los profesionales de Xpertia es precisamente la piedra

angular para el éxito cosechado en los últimos años, dado que el conocimiento de los problemas y necesidades de los clientes, se pueden

resolver mejor desde el punto de vista del que ya ha vivido estas situaciones profesionalmente.

El 60% de la plantilla de Xpertia ha trabajado activamente en las plataformas y empresas de TV digital españolas durante los últimos 15

años, y esto nos hace estar perfectamente preparados para el medio por excelencia que actualmente demanda de conocimiento como es la TDT.

Departamentos de empresas como CABLE ANTENA, VIA DIGITAL, CANAL SATELITE, INFINITTO NETWORKS, TV NET, ATOS ORIGIN, INOUT TV, y

otras, han sido gestionados por el ahora personal de Xpertia.

http://www.xpertiasi.com/component/option,com_google_maps/Itemid,6/

http://www.xpertiasi.com/content/view/45/9/






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Prueba de esta actividad, es que ha sido reconocida en numerosas

ocasiones con subvenciones a su actividad por proyectos a la cabeza de la innovación, tales como LabMU, SIGMED, SIGIT, SICOM, MARS y otros,

todos ellos desarrollados y justificados convenientemente.

En la actualidad, la empresa ha sido catalogada por diversos organismos

como pequeña empresa con actividad intensiva en I+D, lo que la ha permitido acceder a proyectos Europeos dentro del 7º programa marco.

Xpertia es miembro de la asociación eNEM (Plataforma Tecnológica Española de Tecnologías Audiovisuales en Red), eVIA (Plataforma

Tecnológica Española de tecnologías para la VIDA INDEPENDIENTE y la ACCESIBILIDAD), es.Internet y eMOV (Plataforma Tecnológica Española

de Comunicaciones Inalámbricas), desde las cuales se promueven proyectos e iniciativas de gran valor estratégico.

Xpertia, en un afán de mejora continuada e internacionalización, se ha hecho receptora del sello CHAMBERTRUST, con el que pasa a formar

parte de una red internacional de confianza de las Cámaras de Comercio

a escala internacional El sello CHAMBERTRUST proporciona a XPERTIA una visibilidad exterior de confianza en sus productos.

La entrada de Xpertia en la asociación IBERDIDAC (Asociación Nacional de Fabricantes y Distribuidores de Material Didáctico) ha supuesto gran

dinamización de su actividad comercial en material y laboratorios con fines didácticos.

Actualmente, más de 25 Universidades y Centros Formativos utilizan los productos desarrollados por Xpertia, en especial LabMU y LabMU-Studio,

como soporte a la formación de Ingenieros y Técnicos de Telecomunicaciones, así como centros formativos de Comunicación

Audiovisual.


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2 INTRODUCCIÓN

A día de hoy, existe la necesidad en Universidades y Centros de

Formación e Investigación de disponer de un entorno de investigación y formación para los temas relacionados con la TV DIGITAL.

En este documento se presenta el producto base LabMU y todas las opciones disponibles actualmente.

LabMU es un producto ideal para los entornos de investigación y formativos, dado que reúne todos los requisitos impuestos por las nuevas

necesidades, como son entornos ajustados en precio pero completos, simultaneidad de operaciones pero trabajando con señal real y otros

requisitos que actualmente no pueden ser cumplidos por los equipos profesionales y sistemas de simulación.

Con LabMU, el estudiante o investigador puede conocer y hacer uso de una cadena completa de transmisión y recepción, con todos los detalles,

utilizando señales que él mismo puede generar, y de esta forma dar una comprensión práctica excelente.


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3 OPCIONES DISPONIBLES

Como solución a laboratorio Multiusuario, Xpertia Soluciones Integrales

propone su solución de TV Digital, llamada LabMU, que permite la realización de la mayoría de funciones realizadas en una cadena de

Transmisión y recepción a coste reducido y en múltiples puestos simultáneamente, añadiendo el valor añadido de acceso remoto.

Habitualmente, los laboratorios de TV Digital diseñados con equipamiento profesional tienen el inconveniente de que la única forma de disponer de

múltiples puestos de operación simultáneos es replicando la cadena completa tantas veces como puestos simultáneos quieran hacerse

operativos. Por ese motivo, resultan económicamente inviables, ya que el número de equipos disponibles se multiplica generalmente por el número

de puestos a cubrir.

Por ese motivo, Xpertia Soluciones Integrales ha creado LabMU, un

laboratorio de TV Digital, multipuesto y multiusuario, basado en arquitectura Cliente-Servidor, que permite la operación desde múltiples

puestos simultáneos y por múltiples usuarios, todo ello desde cualquier

punto local o remoto que hace uso de recursos compartidos.


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Cada puesto dispone de una aplicación cliente, donde el usuario realiza

las operaciones de forma simultánea e independiente al resto de usuarios, sin interferir en el trabajo del resto de usuarios.

De esta manera, operaciones que habitualmente resultan inviables de forma simultánea con una única cadena de transmisión, se realizan desde

múltiples clientes de LabMU.

Otra ventaja importante que aporta LabMU, es que habitualmente, en entornos formativos, el estudiante se pierde entre largos y complejos

manuales, por lo que el tiempo de práctica en muchas ocasiones se pierde en la comprensión del manejo del equipamiento, en lugar de

afianzar los conceptos que dichas prácticas pretenden consolidar. LabMU

resuelve este problema, al presentar una Interfaz de Usuario visual, intuitiva, y de fácil manejo, de forma que el usuario alcanza los conceptos

en un tiempo significativamente menor, centrando así sus esfuerzos en la consolidación de dichas habilidades técnicas.

LabMU está disponible en múltiples modalidades, necesitando todas ellas de la incorporación de la versión básica: LabMU-Base.


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Arquitectura del Sistema

El sistema se basa en una arquitectura cliente/servidor, de forma que los

clientes se conectan con el servidor para la realización de las operaciones de forma simultánea y sin interferir las acciones de unos usuarios con las

acciones del resto.

Todas las operaciones se realizarán en el servidor, mientras que el cliente

únicamente permite configurar acciones, observar resultados, presentar la información requerida y comunicarse con el servidor.

El servidor centralizará todas las funciones, accesos, y operaciones a realizar por parte de los usuarios, y en el caso de integrar tarjetas de

cualquiera de las opciones, se instalarán en el servidor, de forma que éste controlará el acceso y utilización de las mismas.

El servidor funcionará bajo el sistema operativo Linux, mientras que el cliente funciona en entorno Windows XP/W7 32 o 64 bits.

Ventajas del uso de LabMU

LabMU se caracteriza por cumplir con algunos puntos clave en los entornos formativos y de investigación, como son:

- Operación en modo multiusuario 100% simultáneo e independiente para todos y cada uno de los puestos de trabajo

requeridos y todas las funcionalidades propuestas

- Integración de todas y cada una de las funcionalidades en el

mismo entorno e interfaz gráfico de operación

- Equipamiento HW limitado, de forma que se minimiza el espacio

requerido para equipamiento y obviamente reduce el coste del laboratorio de TV Digital.

- Plataforma enfocada a la formación en tecnologías de Televisión Digital de forma exclusiva

- Operación remota del sistema para realización de trabajos en línea desde ubicaciones remotas

- Sistema basado en el uso de recursos compartidos para permitir

la simultaneidad de operaciones

- Utilización de SEÑAL REAL en todos y cada uno de los puntos de la

cadena cubiertos por la plataforma.


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La mayoría de estas características son de difícil cumplimiento por

cualquier otro sistema o combinación de sistemas existentes en el mercado.

Además, LabMU se presenta como una plataforma actualmente en operación en múltiples Universidades Españolas (como se mostrará en las

referencias de clientes actuales) donde se requiere una infraestructura de

TV Digital multiusuario para objetivos formativos, demostrando así que hoy por hoy es la infraestructura óptima para entornos de TV Digital

multiusuario y con posibilidad de acceso remoto


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3.1 LabMU-Base

LabMU-Base es el sistema base y permitirá acceder a todas las

funcionalidades de LabMU trabajando exclusivamente con fuentes de fichero.

Las operaciones principales que se pueden realizar con el sistema son:

- Apertura de ficheros de tramas de transporte en formato .TS

- Apertura de ficheros MPEG2 en formato Program Stream - Análisis de tramas de transporte procedentes de fichero

- Grabación de tramas de transporte: en este caso (trabajo con ficheros) permitirá acortar la duración de las tramas de

fichero - Multiplexación/remultiplexación de tramas de transporte

DVB

- Señalización SI/PSI - Visualización de servicios procedentes de fuentes de fichero,

tanto de .TS como .MPEG. Es posible visualizar mediante conexión remota (stream) como en entorno local (Display)

- Interpretación de cada componente presente en la trama de transporte

- Visualización de la estructura de la trama y la composición de la misma siempre presente en la operación del sistema

El enfoque del producto es claramente educativo y de Investigación, de forma que el usuario consolide o compruebe conocimientos obtenidos, y

se permita la realización de tests remotos con el uso de esta herramienta, y sin disponer en muchos casos de los recursos HW presentes localmente,

lo que lo hace ideal para centralizar los recursos HW en un emplazamiento, mientras que usuarios se conectan remotamente y hacen

uso de la infraestructura.

Modulos de Entrada

En LabMU-Base se dispondrá de las siguientes fuentes de entrada, que servirán para realizar todas las acciones disponibles:

- Fuente de trama de transporte procedente de archivo: archivos .TS capturados desde alguna de las opciones de LabMU,

o capturados desde cualquier otro sistema. - Fuente de audio/vídeo MPEG2 procedente de archivo: archivo

.MPG en formato Program Stream.


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Módulos de Proceso

Las principales funciones que se realizarán en el sistema serán:

- Multiplexación de fuentes de trama de transporte y audio/video MPEG2 procedentes de archivo para creación de un múltiplex digital

compatible DVB. Cada usuario trabajará en la creación de una trama de transporte diferente, sin afectar en las tramas del resto de

usuarios. La multiplexación permitirá entre otras cosas: - Selección de las componentes de las fuentes de entrada

mediante drag’n’drop por parte del usuario y remultiplexación de las mismas

- Remapeo de PIDs - Inserción de señalización

- Remultiplexación de tablas SI/PSI - Restamping de PCR

- Selección de tasa binaria de salida

- Generación de una trama de transporte válida para reproducción y visualización en receptores externos.

- Análisis de trama de transporte: se podrá realizar el análisis de

tramas de transporte diferentes para cada usuario. Dichas tramas


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procederán de archivo para el caso de LabMU-Base. El análisis de

trama de transporte permitirá entre otras funciones: o Observación de la estructura y contenido de la trama de

transporte: identificando las componentes, servicios y tablas SI/PSI presentes en la trama de transporte

o Observación del contenido e interpretación del mismo para las tablas SI/PSI básicas, de forma que se pueda analizar la

señalización de la trama y diagnosticar problemas o Observación del contenido de los paquetes de transporte, con

interpretación de la cabecera de transporte o Observación del mapa de la trama de transporte, de forma que

pueda observarse la distribución de los paquetes por PID a lo largo de la trama

o Observación del bitrate utilizado a nivel de trama completa, servicio o componente, incluyendo las tablas SI/PSI y la tasa de

paquetes nulos utilizada.

- Creación e inserción de las SI/PSI: el sistema permitirá crear la

señalización necesaria para la trama de transporte creada. Se insertarán las tablas obligatorias y algunas tablas opcionales con los

descriptores básicos, aunque permitirá la inserción avanzada de descriptores especiales. La inserción de tablas se realizará mediante

un asistente que ayudará a la comprensión de cada una de las tablas SI/PSI y el uso que se hace de ellas. En particular, se generarán:

o PAT o PMT

o NIT o SDT

o TDT


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Además, existe la opción de edición avanzada, que permitirá un ajuste

fino de la señalización de las tablas, o inserción de descriptores, lo cual no es posible mediante la utilización del asistente.

Módulos de Salida

El sistema base proporcionará siempre salida a fichero, desde aquellas

operaciones que permitan operar con la trama.

Además, existen otros módulos de salida, que proporcionarán al usuario

la capacidad de realizar operaciones más avanzadas, o visualizar los resultados.

- Captura de tramas de transporte: permitirá la captura y

almacenamiento de una trama de transporte en el disco duro. El almacenamiento se realizará localmente en el sistema servidor. La

captura se realizará siempre sobre una trama de transporte

completa. En el caso de disponer de fuentes en tiempo real, se podrá realizar una captura de dichas fuentes. El formato de captura

siempre será .TS.


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- STREAMING: permitirá la visualización de los contenidos, tanto si son fuentes de fichero como señal generada al multiplexar con el

propio LabMU. El módulo stream realiza una transcodificación a menor bitrate y menor resolución, de forma que es posible

visualizar los contenidos desde ubicaciones remotas, sin grandes exigencias de ancho de banda.

- Display: permitirá la visualización de los contenidos a la calidad

original a la que se reciben o fueron capturados. Ideal para visualización en entorno de red local, ya que necesita de anchos de

banda del orden de 4Mbps por servicio a visualizar.

- Salida a Fichero de Transporte: el multiplexor siempre dará como salida un fichero de transporte que quedará almacenado en el

servidor y estará disponible para cualquier uso posterior. El usuario

podrá elegir el nombre para almacenar el fichero.


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3.2 LabMU-Live

LabMU-Live proporciona la posibilidad de recibir fuentes en tiempo real, o

transmitir cualquiera de las tramas de entrada al sistema, o resultado de la multiplexación, mediante la utilización de tarjetas ASI de salida.

De esta manera, las opciones disponibles serán:

- DVB-T IN: permite la recepción de emisiones DVB-T, de forma que

se pueda operar sobre múltiplex digitales comerciales. Entre las funciones que habilitará esta opción se encuentra:

o Captura de trama de transporte procedente de emisiones DVB-T

o Análisis de trama de transporte procedente de emisiones DVB-T

o Demodulación de trama de transporte procedente de

emisiones DVB-T (Necesario disponer de ASI/Out) o Visualización mediante el modulo Stream o Display de fuentes

procedentes de emisiones DVB-T o Transmodulación de tramas de transporte de emisiones DVB-

T, de forma que se puedan cambiar los parámetros de modulación (Necesaria opción LabMU-TRx)

- ASI IN: permite la recepción de tramas de transporte procedentes

de fuentes ASI (demoduladores externos, multiplexores externos, etc). Entre las funciones que habilitará esta opción se encuentran:

o Captura de trama de transporte procedente de fuentes DVB-ASI

o Análisis de trama de transporte procedente de fuentes DVB-ASI

o Visualización mediante el modulo Stream o Display de fuentes

DVB-ASI o Modulación de tramas de transporte de fuentes DVB-ASI, de

forma que se puedan transmitir los contenidos procedentes de una fuente en banda base (Necesaria opción LabMU-TRx)

- ASI Out: permitirá la transmisión de tramas de transporte desde el sistema a cualquier dispositivo con conexión DVB-ASI externo. La

transmisión se realizará siempre en formato de paquetes de 188bytes.


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3.3 LabMU-MPG

La opción LabMU-MPG proporciona la capacidad de codificar contenidos procedentes de fuentes de archivo, para ser utilizadas como fuentes de

contenido en LabMU. Así, el usuario podrá disponer de sus propios contenidos para ser utilizados en todas las etapas de LabMU.

El codificador MPEG se basa en la aplicación Mainconcept TotalCode Studio, paquete de software de gran potencia y reputación que permite

comprimir el audio y vídeo en formato MPEG1/2 y H.264. Se propone este software para la codificación en tiempo diferido debido a su versatilidad,

amplia funcionalidad y variación de los diferentes parámetros de codificación.

Además de su gran versatilidad permite el ajuste de múltiples parámetros

de audio y vídeo, permitiendo al usuario comprimir los archivos con múltiples opciones. Dispone de un interfaz profesional y ofrece unos

resultados excelentes de codificación MPEG2 o H.264 (estándar utilizado para la codificación de contenidos de Alta Definición)

Dispone también de una serie de características adicionales, como son la visualización previa de los contenidos y la posibilidad de cargar diferentes

perfiles de usuario.

La aplicación permitirá la configuración de parámetros muy diversos para

la codificación de los contenidos.

- Edición de la matriz de cuantificación

- Áreas exploración para generación de vectores de movimiento - Parámetros de las cabeceras

- Cambios en el GOP - Selección entre CBR y VBR

- Cambios en la distancia entre frames P

- Cambio de la estructura de GOP - Escalabilidad

- Selección de salida en Elementary Streams, Program Streams y Transport Streams

- Selección de diferentes formatos de codificación, todos ellos MPEG - Captura de vídeo en vivo para codificación.

- Etc.


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A nivel H.264, las características principales que presenta el producto se

resumen a continuación:

- Acepta archivos de audio/video en diferentes formatos y encapsulados: MPEG1, MPEG2, H.264, WMV, AVI, MTS, M2TS, ….

- Codificación H.264 en Baseline, Main, High Profiles. - Paquetización en formato MPEG1, MPEG2, VCD, SVCD, DVD, TS,

DVB, CableLabs, HDV, ATSC, …. - Codificación de vídeo en MPEG1 LII, o AAC

- Procesado de vídeo: - Codificación a diferentes resoluciones

- Desentrelazado - Cropping de vídeo

- Trimming - Modificación de parámetros de codificación:

- Modificación de perfil de codificación

- Selección de progresivo o entrelazado - Modificación de frame rate

- Modificación de intervalos entre frames clave - Selección de bitrate de codificación, y selección entre VBR y CBR

- Selección de número de slices - Modificacion de tamaño y area de exploración para predicción de

movimiento.

La aplicación dará como resultado un archivo de vídeo codificado en H.264 y paquetizado según la elección del usuario (Elementary Stream,

Program Stream, Transport Stream). Dicho archivo, puede posteriormente ser utilizado en LabMU para formar parte del contenido

generado.


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3.4 LabMU-MPGA

LabMU-MPGA permitirá disponer de la funcionalidad de análisis de vídeo comprimido, tanto en formato MPEG2, como H.264. El análisis de vídeo

comprimido permitirá a los usuarios comprender y consolidar mejor los conceptos relacionados con la compresión de vídeo, tanto en MPEG2

como H.264.

El producto que se propone es Qualify, herramienta software de análisis

de tramas de vídeo MPEG1, MPEG2 y H.264.

El producto Qualify es el producto por excelencia para análisis de vídeo comprimido para visualización y estudio de los formatos de compresión

antes mencionados. Todo el análisis se puede realizar de manera totalmente visual, de forma que este producto se convierte en una

herramienta formativa para la comprensión de los formatos de compresión digital inigualable.

La aplicación permite de forma intuitiva y totalmente visual, observar los parámetros más destacables en el proceso de codificación MPEG2, desde

los frames I, B, P, hasta los bloques, macrobloques y matrices utilizadas en el proceso de codificación. Es decir, permite consolidar los conceptos

relacionados con la compresión espacial y temporal, de forma totalmente visual, lo que hará mucho más sencilla la comprensión de los conceptos.

A su vez, es una excelente herramienta de análisis de vídeo MPEG.

La herramienta puede ser instalada en cualquier PC con sistema operativo

Windows XP, Vista o Windows 7, y solo necesita la presencia de una llave

HW que libera la licencia.


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Los formatos de trama permitidos son:

- Elementary Streams

- System Streams

- Program Streams

Además, permite realizar el análisis de ficheros H.264 de forma análoga a

cómo se hace para la opción MPEG2.

Las características principales son:

- Realiza un completo análisis de la señal de video MPEG2 y H.264. - Permite un análisis visual de la señal de vídeo y sus características.

- Selección y previsualización de macrobloques I,B,P. - Capaz de visualizar la matriz de DCT, DCT inversa y cuantificación

inversa. - Posibilidad de visualización de slices.

- Visualización de bloques de Y, Cr y Cb. - Muestra información sobre los bits que usa cada macrobloque.

- Permite modificar el tamaño de la DCT.

- Visualiza los vectores de movimiento entre los diferentes frames. - Analiza y visualiza los parámetros de cabeceras MPEG-2 y MPEG4

AVC. - Capaz de visualizar secuencias de vídeo.

- Posibilidad de playback de vídeo. - Visualiza secuencias de imágenes de vídeo frame a frame.

- Permite dividir la imagen en bloques y macrobloques y así como su visualización.

- Visualización del tamaño de frames. - Visualización de frame diferencial y frame reconstruido

Además, con la adquisición de licencias en red, se proporciona una

licencia de “profesor” que permitirá disponer de una licencia adicional para apoyo a la docencia.


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3.5 LabMU-Trx

LabMU TRx permite disponer de la funcionalidad de transmisión de los contenidos de LabMU en una red, mediante la utilización de moduladores.

Los moduladores permitirán disponer de transmisión según estándares DVB, y cualquier otro estándar del mercado (consultar).

Para el caso DVB, se proporcionan las siguientes opciones:

Modulador MO-170

Basado en un equipo externo de 1RU de 19", conforme a la especificación DVB-T/H ETSI EN 300 744 v1.5.1.

La unidad tiene tres entradas MPEG-2 seleccionables (dos entradas serie ASI y una entrada paralela SPI). La entrada al modulador es un Transport

Stream (TS) MPEG-2 que viene dado en formatos DVB-SPI o DVB-ASI.

Las señales de salida de la unidad se modulan en COFDM y se convierten

a IF y RF.

Soporta los modos 2k, 4k y 8k, jerarquía de transmisión y puede funcionar en redes MFN (Multi Frequency Networks).

El proceso de codificación digital y modulación está implementado en dispositivos lógicos programables.

Las características principales:

- Entrada TS MPEG-2:

o 2x DVB ASI, 1x DVB-SPI - Longitud de paquete: 188 o 204 bytes

- Stuffing de paquetes y PCR restamping


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- Salidas

o IF 36MHz 0dBm o Salida RF: 45-875MHz

- Parámetros DVB-T/H - Tamaño IFFT: 2K, 8K (4K con opción DVB-H)

- Intervalos de guarda: ¼, 1/8, 1/16, 1/32 - Code rates: ½, 2/3, ¾, 5/6, 7/8

- Constelaciones: QPSK, 16QAM, 64QAM α=1, 2, 4 - Modos de Jerarquia: 16QAM, 64QAM

- Ancho de banda de canal: 6, 7, 8MHz, 5 MHz (opción DVB-H) - Operación MFN

El equipo se controlará desde la interfaz gráfica de LabMU para poder

realizar la transmisión.

Modulador DTTV

Xpertia ofrece como novedad una nueva alternativa más económica al

modulador standalone de 1RU (opción MO-170), basada en moduladores modulares.

La opción DTTV permite disponer de múltiples salidas moduladas a un coste reducido. Dichas salidas moduladas serán compatibles 100% con

cualquier señal DVB generada en el laboratorio.

Los moduladores de la opción TRx-DTTV, se integran en un chasis, de

forma que es posible disponer de hasta 14 moduladores simultáneos, para la transmisión de señal DVB-T en una red interna.

Xpertia, además, ha integrado el control de los moduladores en LabMU, de forma que cualquier usuario conectado a LabMU sea capaz de realizar

la modulación de la señal generada en LabMU, sin necesidad de acceder a la consola frontal de configuración.


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La funcionalidad que permitirán dichos módulos integrados en LabMU

son:

- Configuración del ancho de banda de canal: 8MHz o 7MHz. Existe

una versión disponible para canales de 6MHz, pero no forma parte de la presente propuesta

- Configuración de la atenuación de salida: entre 60dB y 0dB - Selección de la modulación de las portadoras: 64QAM, 16QAM,

QPSK - Selección del InnerCodeRate: ½, 2/3, ¾, 5/6, 7/8

- Selección del intervalo de guarda: ¼, 1/8, 1/16, 1/32 - Configuración del modo de transmisión: 2K, 4K, 8K.

- Selección del canal de transmisión por frecuencia, o por canal de RF.

- Generación de señales DVB-H: permite la modulación según este

estándar. - Elección de señalización en las TPS de time-slicing, in-depth

interleaving, MPE-FEC - Elección del cell_id

- Elección de modo 4K de transmisión

Pero la ventaja principal de disponer de módulos adicionales es que se permitirá la generación simultánea de señales DVB-T en la misma red de

TV del laboratorio, de forma que múltiples usuarios podrán generar su propia señal de TV, sin interferir unos con otros, y a un coste mucho mas

reducido que con la opción MO-170.


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Opción Simulación de canal para MO-170

Solo será posible disponer de esta opción si se dispone de al menos un modulador MO-170

La simulación de canal consiste en la generación de ruido y ecos lo que permitirá simular un canal de transmisión real, para poder profundizar

sobre las virtudes de la señal modulada en COFDM.

En particular, permitirá configurar:

- Nivel de C/N en la salida de RF, de forma que se inserta un cierto nivel de ruido en la señal, permitiendo así reproducir diferentes

situaciones de recepción

- Características de hasta 6 caminos diferentes, para simulación del

efecto multitrayecto:

- Amplitud de los ecos

- Retardo de los ecos - Frecuencia doppler de los ecos

- Fase de los ecos

Con estas características del canal, se podrá simular casi cualquier situación, y especialmente los canales predefinidos en DVB: Gaussiano,

Rayleigh, Rice.

Así mismo, es posible simular las tablas predefinidas en DVB en cuanto a

los niveles de C/N para cada una de las modulaciones y parámetros de modulación. Tabla que se reproduce a continuación:

Modulación Code Rate Canal Gausiano (dB) Canal Rice (dB) Canal Rayleigh (dB)

QPSK ½ 3,1 3,6 5,4

2/3 4,9 5,7 8,4

¾ 5,9 6,8 10,7

5/6 6,9 8 13,1

7/8 7,7 8,7 16,3

16QAM ½ 8,8 9,6 11,2

2/3 11,1 11,6 14,2


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4/3 12,5 13 16,7

5/6 13,5 14,4 19,3

7/8 13,9 15 22,8

64QAM ½ 14,4 14,7 16

2/3 16,5 17,1 19,3

4/3 18 18,6 21,7

5/6 19,3 20 25,3

7/8 20,1 21 27,9

Xpertia ha integrado el control de la opción de generación de ruido y ecos en LabMU, de forma que es posible simular cualquier situación desde el

mismo entorno de LabMU.


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3.6 LabMU-RF

LabMU-RF, proporciona funcionalidades avanzadas en el terreno de la

radiofrecuencia, centrándose pues en aspectos de la transmisión y la recepción de los contenidos. Permite observar el canal de transmisión, a

nivel de radiofrecuencia para profundizar sobre los conceptos de la transmisión de TV Digital en canales terrestres.

Analisis de RF

La opción de Analisis de RF permite el análisis de una señal de TV

Digital según DVB-T para observar la calidad de la señal DVB-T a nivel de radiofrecuencia.

Con la adquisición de dicho módulo, el usuario podrá observar todas las

características de la señal para juzgar la calidad de recepción de la misma. Así mismo, combinada con el módulo simulador de canal, se

podrán observar múltiples situaciones que son posibles en la transmisión de la TV Digital Terrestre.

El módulo analizador de RF consta de un módulo externo (dos analizadores por módulo) conectados por USB (o puerto serie RS232) al

servidor LabMU.

Además, al abrir el cliente LabMU se dispondrá de tantos módulos

analizadores de RF como módulos HW externos existan, lo que permitirá


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acceder desde LabMU a todas las funciones de análisis de RF disponibles

en el módulo.

Las funcionalidades a las que se accede desde la Interfaz de Usuario son:

Visualización del diagrama de espectro:

Detecta la presencia de múltiplex digitales en la banda de análisis. Desde esta pestaña, sin más que pulsar un botón, se podrán visualizar todos

aquellos canales de RF donde exista un múltiplex digital.

Además, en esta pestaña se podrá:

Realizar un escaneo sobre toda la banda UHF para detección de

múltiplex digitales. Observar el nivel de la señal en dBm o dBµV

Realizar zoom sobre un número de canales determinado, o sobre el canal que se seleccione

Seleccionar resolución alta, normal, o baja, que mostrará más, o

menos, puntos de muestreo por canal dependiendo de la calidad elegida.


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Realizar el escaneo sobre un número limitado de canales

Mostrará el rango de niveles considerados aceptables mediante una

banda horizontal Escala autoajustable según los niveles detectados

Tooltip para mostrar el número de canal sobre el que se situa el cursor en cada momento

Medidas de nivel/calidad

El analizador de RF de LabMU, permitirá mediante las medidas realizadas, tener constancia del nivel y calidad de la señal recibida mediante los

indicadores de nivel y calidad de acuerdo al estándar DVB-T.

Medidas de C/N

Medida de nivel absoluto de la señal

Medida de BER Medida de MER

Visualización de la Constelación

Como es ampliamente conocido, la constelación permite observar de forma rápida y fiable la calidad de una señal en DVB-T.


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Para complementar las medidas de calidad previamente descritas, se ha

implementado una gráfica de constelación en el módulo analizador de RF, de forma que sea posible observar las diferente situaciones que se

pueden dar a nivel de constelación. Desde constelaciones con recepción casi perfecta, a constelaciones con gran nivel de ruido, así como

observación de todas las constelaciones correspondientes a las modulaciones jerárquicas.

Además, será posible fijar la resolución de puntos a mostrar, pudiendo

ser esta alta, normal, o contínua (refrescará los puntos en pantalla, realizando una medida contínua hasta que el usuario detenga la medida).

A continuación se muestran algunos ejemplos:

Constelación 16QAM en condiciones casi

perfectas

Constelación 16QAM en condiciones de

BER alto


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Mediante la combinación del módulo generador de ruido y ecos y el

analizador de RF es posible reproducir múltiples características de la señal COFDM, lo que lo hace una herramienta altamente educativa.

Análisis de la respuesta impulsiva del canal

Una funcionalidad destacada del módulo analizador de RF es la posibilidad

de mostrar la respuesta impulsiva del canal, que dará información visual sobre el canal de transmisión utilizado, desde el punto de vista de la

propagación multitrayecto, así como el nivel de protección que tiene la

señal con la inserción del intervalo de guarda.

Las funcionalidades de generación de ruido y ecos, junto con el análisis

de RF dan pie a poder analizar situaciones muy variadas en cuanto a recepción de servicios DVB-T.

De esa manera, la respuesta impulsiva mostrará en un eje nivel/tiempo, las amplitudes de las señales recibidas en una determinada frecuencia.

Así, será posible:

Visualización de los ecos presentes en el canal de transmisión

Visualización del eco de referencia (señal útil) Retardo de los ecos

Amplitud de los ecos en dBc Longitud del intervalo de guarda, lo que dará una idea visual de la

protección de la señal frente al canal de transmisión analizado. Visualización de los ecos, tanto en retardo (µs) como en

procedencia previsible de los mismos (Km)

Modulación jerárquica 16QAM con alpha=2

Modulación jerárquica 64QAM con alpha=2


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Estado de los bloques del sistema receptor

El analizador de RF de LabMU permite además visualizar el estado de los

bloques de cada una de las etapas de la sintonización y decodificación de canal de forma que es posible visualizar:

Información presente en las TPS Estado de las diferentes etapas de la sintonización/demodulación:

Decodificador de Viterbi: la señal llega correctamente hasta el decodificador de Viterbi

Sincronización de la trama MPEG: la trama se ha demodulado y es posible detectar la información de sincronismo de la misma

AGC: control automático de ganancia utilizado, lo que indica que el nivel de señal es adecuado, y que se ha podido sintonizar la señal

COFDM MPEGData: es posible la extracción de la información MPEG, lo que

indica que la trama es válida TPS: es posible localizar las TPS, de forma que la información sobre

la modulación utilizada es correctamente leida

Carrier: es posible detectar portadoras en la frecuencia elegida

Observación de ecos en el canal de transmisión mediante la

respuesta impulsiva. Se muestra a su vez la longitud del intervalo de guarda


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3.7 LabMU-HD

La ampliación de LabMU hacia la alta definición viene apoyada por la

opción LabMU-HD que proporciona las siguientes nuevas funcionalidades:

Apertura de ficheros HD codificados en MPEG2 o H.264, tanto

Program Stream como Transport Stream e identificación correcta de las componentes.

Multiplexor preparado para aceptar señales HD y multiplexarlas de forma adecuada para la recepción en receptores DVB-T HD. Implica

la conversión correcta de H.264 Program Stream en paquetes Transport Stream.

Nuevos descriptores y señalización necesarios para la multiplexación de componentes de para emisiones HD: H.264

descriptor, AC-3 descriptor y AAC descriptor, entre otros.

Identificación de componentes HD (vídeo y audio) en el análisis de señal, medida de bitrate correcta, y visualización correcta de los

paquetes entre otros. Visualización en los módulos STREAM y DISPLAY HQ

Con estas nuevas funcionalidades en los módulos existentes, se logra tener una cadena completa HD desde la fuente hasta la visualización de

la misma, con la fiabilidad, simultaneidad y escalabilidad implícita a LabMU.


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4 NUEVOS PAQUETES

Para dar respuesta a las nuevas necesidades y adaptarse a las nuevas

tecnologías existentes, el sistema LabMU se puede encontrar ahora también en nuevas paquetizaciones:

- LabMU Standard Edition: permite flexibilidad total de

configuración del sistema. Basado en equipos de 4RU, e instalación de múltiples tarjetas PCI (receptoras o ASI in/out).

Se podrá configurar libremente según necesidades del cliente.

- LabMU-LITE: permite disponer de un ciclo completo de

recepción, análisis, generación y transmisión de señal de TV Digital. Así, dispondrá de un sintonizador doble de TV Digital,

todos los módulos existentes en LabMU-Base, y transmisión mediante modulación de una señal de TVD utilizando una tarjeta

PCI moduladora del fabricante Dektec. El sistema LabMU-LITE permitirá el acceso completo de dos usuarios simultáneos, y

aunque es ampliable en número de usuarios, no será posible

ampliar en tarjetas receptoras o número de modulaciones simultáneas. Los módulos que se verán ampliados con la

adquisición de licencias adicionales son: TSFile, Mux, SI/PSI, TSAnalisis, MPEGFile, Display, o Recorder. Por el contrario, no

será posible ampliar licencias en los módulos: DVB-T, COFDM, Stream. El sistema se proporciona en un equipo de 1RU.

- LabMU-Micro: Permite disponer igualmente de un ciclo completo de la TV Digital. En este caso, solo se proporciona acceso a un

usuario. Está basado en tarjetas receptoras y moduladoras USB, y un equipo Mini-PC, para optimización de espacio. Es ampliable

en número de accesos, pero solo se permitirá la ampliación de licencias para los módulos: TS Analisis, TSFile, MPEG AV,

Display.


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5 REFERENCIAS

En estos momentos existen más de 20 sistemas LabMU (Laboratorio de

TV Digital Multiusuario) instalados en Universidades, Centros de Formación, o Centros de Investigación. Entre los clientes más

representativos se puede citar:

- ETSET Universitat Politécnica de Catalunya (dos sistemas)

- ETSIT de la Universidad Politécnica de Madrid

- EUITT de la Universidad Politécnica de Madrid

- ETSIT de la Universidad Politécnica de Valencia

- Escuela Politécnica Superior de Gandía (UPV), Valencia

- Universidad de Deusto

- Universidad Autónoma de Madrid

- Universidad Carlos III de Madrid

- Universidad Rey Juan Carlos de Madrid

- Universidad de Sevilla (dos sistemas)

- Universidad de Málaga

- Centro de Tecnologías de Discapacidad y Dependencia de la

UCIII de Madrid

- TKNIKA

- Alecop (dos sistemas)

- Universidad de Las Palmas de Gran Canaria

- Centro del SENA en Popayán (Colombia)

- Centro del SENA en Medellín (Colombia)

- Centro del SENA en Bogotá (Colombia)

- Fundación Universitaria Unipanamericana (Bogotá, Colombia)

Documents

LabMU: Laboratorio Multiusuario de TV Digital · 2014-06-17 · Descripción de las Opciones de LabMU Página 5 de 35 2 INTRODUCCIÓN A día de hoy, existe la necesidad en Universidades