Venegas Picon Luis BTS Opencaster

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA
GENERACIÓN DE UNA TRAMA BROADCAST TRANSPORT

STREAM (BTS) USANDO EL SOFTWARE LIBRE
OPENCASTER
Tesis para optar el Título de Ingeniero de las Telecomunicaciones, que

presenta el bachiller:
LUIS ALBERTO VENEGAS PICÓN
ASESOR: ING. MARCO MAYORGA MONTOYA
Lima, 22 de Mayo del 2012

Resumen
La presente tesis consiste en la generación de una trama Broadcast Transport

Stream (BTS) con contenido de audio, video y datos, así como, la generación de
una trama con una aplicación interactiva embebida utilizando el software libre
OpenCaster.
Se inició con el análisis del diagnóstico del problema que motivo el desarrollo de
esta tesis, buscando explicar el marco actual de la televisión digital terrestre en el
Perú y una breve descripción de su problema económico debido a su
infraestructura. A continuación, se describen las tecnologías involucradas en el
sistema donde se estudió a detalle el funcionamiento de las tablas PSI (Program
Specific Information) para su posterior diseño en software.
Luego, se realizó el diseño de los inputs necesarios antes de la mutiplexación de

paquetes para la generación del BTS. A continuación, se describió la arquitectura
del sistema generador del BTS así como también especificaciones del software libre
a usar para la multiplexación: OpenCaster. Posteriormente, se procedió con la
generación de la trama BTS en 3 escenarios: con un servicio de TV digital SD, 2
servicios de TV digital SD y un servicio SD con una aplicación interactiva (GINGA)
embebida.
Finalmente, se realizaron las pruebas de las tramas BTS generadas por medio de
un analizador de tramas. Para los servicios de TV digital SD también se hizo
pruebas en un escenario IP. Además, se hicieron conclusiones de la presente
tesis, algunas recomendaciones y sugerencias para trabajos futuros que permitirán
profundizar el tema de investigación sobre sistemas de TV digital basados en
software libre.
ii
iii
iv
Dedicatoria
A mis padres José y Elizabeth,

mi familia y a mis amigos.
v
Agradecimientos
A Dios, por guiarme siempre por el buen camino, mantener a mi familia

unida y permitir que me desarrolle como persona.
A mis padres José Antonio y Elizabeth, quienes siempre me apoyaron en

todo sentido y me dieron las facilidades para poder cumplir mis objetivos y
desarrollarme como profesional.
A todos los profesores de la especialidad de Ingeniería de las

Telecomunicaciones, quienes intervinieron en mi formación profesional.
Al Ing. Marco Mayorga, Ing. Carlos Solís e Ing. Arturo Díaz por su apoyo en
este proyecto.
A todos mis amigos, por todo el apoyo que me brindaron, por compartir
muchas anécdotas que me permitieron tener gratos recuerdos en mi vida.
A todos ustedes, ¡muchas gracias!
vi
Índice
LISTA DE FIGURAS .................................................................................... IX
LISTA DE TABLAS ...................................................................................... XI
INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 12
CAPÍTULO 1 DIAGNÓSTICO DEL PROBLEMA ........................................ 13

1.1 Marco Problemático ................................................................................................ 13
1.2 Definición del problema ......................................................................................... 14
1.3 Justificación ............................................................................................................ 15
1.4 Solución planteada ................................................................................................. 16
CAPÍTULO 2 TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y DESCRIPCIÓN DE

TECNOLOGÍAS INVOLUCRADAS EN EL SISTEMA ................................ 17
2.1 Televisión digital terrestre ..................................................................................... 17
2.1.1 Ventajas ............................................................................................................... 18
a) Calidad de video y sonido ...................................................................................... 18
b) Mejor aprovechamiento del espectro ................................................................... 19
c) Más contenidos ....................................................................................................... 20
d) Movilidad y portabilidad ......................................................................................... 21
e) Interactividad ........................................................................................................... 21
2.2 Aspectos técnicos del estándar ISDB-T ............................................................... 22

2.2.1 Codificación ........................................................................................................ 23
a) Codificación de video ................................................................................................ 23
b) Codificación de audio ................................................................................................ 24
2.2.2 Multiplexación ..................................................................................................... 24
a) Descripción general ................................................................................................ 25
b) Tablas PSI ................................................................................................................ 26
2.2.3 Transmisión ........................................................................................................ 31
2.2.4 Recepción ............................................................................................................ 32
2.2.5 Interactividad ...................................................................................................... 33
2.2.6 Televisión Digital Móvil: One-seg ..................................................................... 33
2.3 Solución basada en software para la transmisión de la señal ISDB-T.............. 34

2.3.1 Tarjeta DEKTEC ................................................................................................... 34
2.3.2 Software Village Flow ........................................................................................... 35
2.3.3 Esquema básico de la solución ............................................................................ 35
2.4 Linux ......................................................................................................................... 36
2.5 Python ...................................................................................................................... 36
CAPÍTULO 3 DISEÑO DE LOS INPUTS PARA LA GENERACIÓN DE UNA

TRAMA BROADCAST TRANSPORT STREAM (BTS) .............................. 38
vii
3.1 Arquitectura del sistema generador del BTS ....................................................... 38
3.1.1 Inputs y esquema de la arquitectura de la solución ....................................... 38
3.1.2 OpenCaster.......................................................................................................... 40
3.2 Diseño de las tablas PSI en código ....................................................................... 41

3.2.1 Tabla NIT .............................................................................................................. 41
3.2.2 Tabla SDT ............................................................................................................ 42
3.2.3 Tabla PAT ............................................................................................................ 44
3.2.4 Tabla PMT ............................................................................................................ 46
3.2.5 Tabla TDT............................................................................................................. 48
CAPÍTULO 4 GENERACIÓN DE LA TRAMA BROADCAST TRANSPORT

STREAM (BTS) ........................................................................................... 49
4.1 Instalación del OpenCaster .................................................................................... 49
4.2 Encapsulamiento del contenido en formato TS (Transport Stream) ................. 50

4.2.1 Encapsulamiento del Video ............................................................................... 50
4.2.2 Encapsulamiento del Audio............................................................................... 50
4.3 Generación de una trama BTS de un Servicio de TV digital SD ........................ 51
4.4 Generación de una trama BTS de dos Servicios de TV digital SD .................... 53
4.5 Generación de una trama BTS con aplicación Ginga NCL ................................. 56
CAPÍTULO 5 PRUEBAS DE LA TRAMA BTS GENERADA ...................... 60

5.1 Escenario de Pruebas............................................................................................. 60
5.1.1 Escenario RF ....................................................................................................... 61
5.1.2 Escenario IP ........................................................................................................ 63
5.2 Prueba de la trama BTS de un servicio de TV digital SD .................................... 64

5.2.1 Escenario RF ....................................................................................................... 64
5.2.2 Escenario IP ........................................................................................................ 65
5.3 Prueba de la trama BTS de dos servicios de TV digital SD ................................ 68
5.4 Prueba de la trama BTS con aplicación Ginga NCL ............................................ 70
CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS ...... 72

6.1 Conclusiones ........................................................................................................... 72
6.2 Recomendaciones .................................................................................................. 73
6.3 Trabajos futuros ...................................................................................................... 74
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 75
ANEXOS ...................................................................................................... 77
viii
Lista de Figuras
FIGURA 2-1: Resolución de imagen de televisión ................................................. 18

FIGURA 2-2: Aspecto convencional y panorámico ................................................ 19
FIGURA 2-3: Audio analógico y audio digital ......................................................... 19
FIGURA 2-4: Ejemplo de asignación de servicios ................................................. 20
FIGURA 2-5: Cadena de Valor para interactividad con Ginga ............................... 22
FIGURA 2-6 Arquitectura del estándar .................................................................. 23
FIGURA 2-7: Multiplexaje de señal digital ISDB-T ................................................. 25
FIGURA 2-8: Paquete TS ...................................................................................... 25
FIGURA 2-9: Trama BTS con tablas PSI ............................................................... 26
FIGURA 2-10: Estructura de datos Tabla PAT ...................................................... 26
FIGURA 2-11: Estructura de datos Tabla PMT ...................................................... 27
FIGURA 2-12: Estructura de datos Tabla CAT ...................................................... 27
FIGURA 2-13: Estructura de datos Tabla NIT ........................................................ 28
FIGURA 2-14: Estructura de datos Tabla TDT ...................................................... 28
FIGURA 2-15: Estructura de datos Tabla SDT ...................................................... 29
FIGURA 2-16: Estructura de datos Tabla BIT ........................................................ 29
FIGURA 2-17: Estructura de datos Tabla EIT ........................................................ 30
FIGURA 2-18: Configuración de Transmisión........................................................ 31
FIGURA 2-19: Configuración básica de sistema de recepción .............................. 32
FIGURA 2-20: Esquema de la transmisión one-seg .............................................. 33
FIGURA 2-21: Tarjeta DTA-115 DEKTEC ............................................................. 34
FIGURA 2-22: Esquema basico de solucion basada en software .......................... 35
FIGURA 3-1: Esquema de la arquitectura solución ................................................ 39
FIGURA 3-2: Encapsulamiento de datos ............................................................... 40
FIGURA 4-1: Ejecucion del Script TablasPSI_SD.................................................. 51
FIGURA 4-2: Tablas generadas del script TablasPSI_SD ..................................... 52
FIGURA 4-3: Ejecución de Script TablasPSI_2SERVICIOS .................................. 54
FIGURA 4-4: Tablas generadas del script TablasPSI_2SERVICIOS ..................... 54
FIGURA 4-5: Ejecución de Script GINGA .............................................................. 57
FIGURA 4-6: Tablas generadas GINGA ................................................................ 57
FIGURA 5-1: Tarjeta DTA-115 instalada en CPU .................................................. 62
FIGURA 5-2: Dektec StreamXpress ...................................................................... 62
FIGURA 5-3: Escenario RF ................................................................................... 63
FIGURA 5-4: Pruebas SD ...................................................................................... 64
ix
FIGURA 5-5: Configuracion VLC ........................................................................... 66
FIGURA 5-6: Escenario IP SD ............................................................................... 67
FIGURA 5-7: Escenario IP SD_1 ........................................................................... 68
FIGURA 5-8: Pruebas Canal SD ........................................................................... 69
FIGURA 5-9: Pruebas Canal OneSeg ................................................................... 69
FIGURA 5-10: Prueba GINGA ............................................................................... 70
x
Lista de Tablas
TABLA 1-1: Precios de equipos de codificación .................................................... 15

TABLA 2-2: Precio de equipo de multiplexación.................................................... 15
TABLA 3-3: Precio de licencia de software Village Flow ....................................... 15
TABLA 3-1: Sintaxis de codigo NIT ....................................................................... 42
TABLA 3-2: Sintaxis de codigo SDT...................................................................... 44
TABLA 3-3: Sintaxis de codigo PAT ...................................................................... 45
TABLA 3-4: Sintaxis de codigo PMT ..................................................................... 47
TABLA 3-5: Sintaxis de codigo TDT ...................................................................... 48
TABLA 5-1: Tabla resumen de pruebas ................................................................ 61
xi
Introducción
El año 2009 el Estado peruano adoptó el estándar de Televisión Digital Terrestre

japonés con innovaciones brasileñas ISDB-T. Sin embargo, el despliegue de una
red de TV digital en nuestro país tiene un costo muy alto que está solo al alcance
de grandes empresas.
Entonces, para temas de investigación, disponer de hardware de TV digital es muy

complicado por temas económicos. El grupo de TV digital PUCP, en la actualidad
está haciendo investigaciones donde se requiere mucho de una trama Broadcast
Transport Stream (BTS) cuya generación es tarea de la etapa de multiplexación.
Se han hecho estudios sobre soluciones basadas en software para abaratar costos
en infraestructura, sin embargo, con la solución basada en software se tiene que
pagar una licencia por el uso del mismo.
Por lo tanto, es entonces donde aparece el objetivo principal de esta tesis que se
enfoca especialmente en la generación de una trama Broadcast Transport Stream
(BTS) haciendo uso de software libre. Para esto se usa el software libre
OpenCaster cuya función, entre muchas, es multiplexar paquetes de formatos TS.
Este software fue creado por AVALPA.SRL, sin embargo, está diseñado e
implementado en base al estándar europeo DVB-T.
El Laboratorio de Investigación y Formación en Informática Avanzada (LIFIA) de la

Universidad de la Plata ha hecho modificaciones a este software con algunas
especificaciones del estándar ISDB-T, no son completas, pero suficientes para la
generación de una trama BTS. La presente tesis se enfocará en la generación de
una trama BTS las cuales se probarán con un analizador de tramas BTS.
12
Capítulo 1
Diagnóstico del problema
En este capítulo se explicará el marco actual de la televisión digital terrestre en el

Perú y una breve descripción del problema económico de la infraestructura del
sistema de TV digital en el Perú.
1.1 Marco Problemático
El Perú adoptó, el 23 de abril del 2007, el estándar de transmisión ISDB-T con las
mejoras e innovaciones brasileras conocido en Brasil y en muchos países como el
estándar SBTVD [MAR2010].
El constante cambio tecnológico ha generado que los estándares que existen a

nivel mundial tales como DVB-T (europeo), ATSC (americano), DMTB (chino) y el
ISDB-T con mejoras brasileras adoptado por el Perú, estén en evolución. Sin
embargo, se debe constatar que la elección del estándar ISDB-T se debió a que en
13
su momento era el estándar mejor desarrollado con respecto a los anteriores
[SOL2010].
El estándar ISDB-T, a la fecha, ha evolucionado en gran escala debido al trabajo

conjunto de los expertos japoneses y brasileros quienes han logrado mejoras en el
estándar. Debido a esto, la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) ha
designado un estándar unificado conocido como ISDB-Tb (ISDB-T con
modificaciones brasileras). [SOL2010]
1.2 Definición del problema
El grupo de investigación de TV digital PUCP en la actualidad está realizando

trabajos de investigación en desarrollo de aplicaciones interactivas compatibles con
el middleware GINGA. Para las pruebas de sus aplicaciones requieren el uso de
una máquina virtual que realiza todas las tareas de un receptor de TV digital,
también denominado Set-top-box (STB). Sin embargo, estas pruebas no aseguran
la calidad y performance requerida, para aplicaciones interactivas de alta
envergadura, debido a que solo se prueba el funcionamiento de la aplicación y no
su funcionamiento en un escenario real de TV digital. Entonces, se necesita de
infraestructura de TV digital, especialmente de multiplexores. Esta infraestructura
requerida tiene costos muy elevados. [SOL2010]
Asimismo, el grupo de investigación de TV digital PUCP está realizando estudios de

diseños de distribución de Gap Fillers para dar cobertura de TV digital a zonas
donde no llega esta señal. Sin embargo, para ejecutar sus pruebas muchas veces
necesitan de un Broadcast Transport Stream (BTS) que tenga contenido de video y
audio. La infraestructura requerida para generar estos BTS tiene costos muy
elevados. [SOL2010]
Por último, los pequeños broadcasters que quieren entrar al mercado de servicios
de TV digital pueden abaratar costos usando soluciones de software para la
generación de servicios de TV digital (BTS) para luego poder hacer su negocio de
broadcasting vía RF, IP, etc. Sin embargo, se necesita pagar una licencia para el
uso de soluciones de software [SOL2010].
14
1.3 Justificación
Las siguientes tablas confirman el problema planteado líneas arribas. La tabla 1-1
muestra el costo aproximado de los equipos necesarios en la etapa de codificación
del estándar ISDB-T o SBTVD-T, y la tabla 1-2 muestra el costo aproximado del
equipo necesario en la etapa de multiplexación del estándar ISDB-T o SBTVD-T.
TABLA 1-1: Precios de equipos de codificación

Fuente: [SOL2010]
PRECIO COSTO
EQUIPOS MARCA MODELO CANTIDAD UNITARIO TOTAL
(USD) (USD)
HD/SD NEC VC-7301 1 60,000 60,000
Encoder
1seg Encoder NEC VC-7010 1 20,000 20,000
TABLA 2-2: Precio de equipo de multiplexación

Fuente: [SOL2010]
PRECIO COSTO
(USD) (USD)
Multiplexor NEC MX-1500 1 16,000 16,000
ISDB-T
Asimismo la siguiente tabla muestra el precio aproximado de la licencia de software

que hace tareas de codificación y multiplexación
TABLA 3-3: Precio de licencia de software Village Flow

Fuente: [SOL2010]
PRECIO COSTO
(USD) (USD)
SW Village Village VF-24 1 1500 1500
Flow Island
15
1.4 Solución planteada
Se propone utilizar todas las herramientas y mecanismos existentes para la

generación de tramas Broadcast Transport Stream (BTS) en software libre.
16
Capítulo 2
Televisión Digital Terrestre y Descripción de
Tecnologías Involucradas en el sistema
2.1 Televisión digital terrestre
La Televisión digital terrestre es una técnica de radiodifusión de señales que

aprovecha los beneficios del procesamiento, multiplexaje, codificación y modulación
digital de señales de audio, video y datos, con la finalidad de optimizar la
transmisión [MAR2010]. Presenta diferentes niveles de calidad y formato de señal:
 SDTV (Standard Digital Television)

 EDTV (Enhanced Definition Television)
 HDTV (High Definition Television)
Por otro lado, en la actualidad existen cinco conjuntos de tecnologías o estándares

para la TDT. Los cuales son: [MAT2010]
17
 ATSC (Advanced Television Systems Committee), Sistema Americano.
 DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial), sistema europeo.
 ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial), sistema japonés.
 DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast), sistema chino.
 SBTVD- T (Sistema Brasileiro de Televisão Digital), sistema brasileño basado
en el japonés.
Estos estándares usan diferentes métodos de modulación, para lograr las mejoras
frente a la televisión análoga. Donde una de las tecnologías de modulación más
importante y destacada es la de COFDM [MAT2010].
2.1.1 Ventajas
La señal digital al tratarse de una secuencia de bits, tiene una forma de

regeneración con algoritmos más sencillos, con lo que se logra vencer los efectos
del ruido y desvanecimiento posibles y transmitir de manera óptima con una menor
potencia.
a) Calidad de video y sonido
La resolución de video se triplica con respecto a la televisión análoga. La TDT

ofrece una calidad de imagen mucho mayor mediante una resolución de 1280x720
píxeles en definición estándar y 1920x1080 píxeles en alta definición; mientras que
la televisión analógica solo ofrece 720x480 píxeles de resolución. Esto significa que
lo programas de televisión se emitirán al nivel de calidad de DVD. [MAT2010]
FIGURA 2-1: Resolución de imagen de televisión

Fuente: [CNC2008]
18
Además de una mejor resolución con la TDT se migra de una imagen de aspecto
convencional de proporción 4:3 (el ancho es al alto como 4 es a 3), a una
proporción aspecto panorámico 16:9, la cual se utiliza en las pantallas de cine.
[MAT2010]
FIGURA 2-2: Aspecto convencional y panorámico

Fuente: [CNC2008]
Con respecto a la calidad de audio, se migra de una transmisión estéreo, dos

canales: izquierdo y derecho, a una transmisión por 6 canales Dolby 5.1 o MPEG-2,
esto dependerá del estándar. Con esto se tendrá un efecto de sonido envolvente
que permitirá al televidente involucrarse más con los contenidos. [MAT2010]
FIGURA 2-3: Audio analógico y audio digital

Fuente: [CNC2008]
b) Mejor aprovechamiento del espectro
Debido a la mayor robustez de la señal digital, por el uso de técnicas de modulación

como COFDM, se puede transmitir incluso en canales adyacentes sin provocar
interferencia ya sea en la banda de VHF o UHF, con lo cual se podrían aprovechar
los canales de guarda analógicos (3, 6, 8,10 y 12 en la banda de VHF).
19
Además existe la posibilidad de transmitir la señal de televisión a través de redes de
frecuencia única (Single Frequency Networks), lo cual permite usar una misma
frecuencia para estaciones transmisoras y repetidoras. De esta forma, se
aprovecha mejor el espectro ya que solo se usaría una frecuencia por operador
televisivo y mejora la gestión y planificación de la red. [MAR2010]
c) Más contenidos
La señal de TDT se transmite en un ancho de de banda de 6MHz a una tasa de

19.6Mbps. Donde se podrán enviar más programas y contenido por el mismo canal.
La capacidad de transmisión presenta una forma de uso y distribución flexible, es

decir, la casa televisora tiene la facultad de escoger si desea enviar una señal de
HDTV más datos o 4 señales de SDTV, etc.
FIGURA 2-4: Ejemplo de asignación de servicios

Fuente: [MAT2010]
20
Esta manera de envío de más contenidos por un solo canal, genera nuevos
modelos de negocio. Siendo la propuesta a desarrollar en la presente tesis uno de
ellos. Además se generan nuevos conceptos en cuestión de producción y desarrollo
de televisión.
d) Movilidad y portabilidad
Esta característica implica una nueva forma de ver televisión y por ende genera un
nuevo mercado televisivo, ya que con la TDT los usuarios pueden captar la señal
desde sus dispositivos móviles, como teléfonos celulares, laptops, PDAs, etc. Es
decir, se tiene una señal portable. Además se puede recibir la señal en movimiento,
por ejemplo, viajando en un automóvil.
Sin embargo, es importante mencionar que la señal para recepción móvil es de

menor calidad que la de recepción fija, puesto que tiene menor velocidad de
transmisión, lo cual implica menos resolución de audio y video. Pero para las
características de estos dispositivos es más que suficiente. [MAT2010]
e) Interactividad
El televidente deja de ser un simple espectador de televisión, pues ahora podrá

interactuar con los broadcasters de televisión. Se puede apreciar dos tipos de
interactividad: pasiva y activa.
En la interactividad pasiva, no es necesario el uso de un canal de retorno, puesto

que los datos siempre son enviados y el usuario solo decide cuales desea indexar,
un ejemplo de esto es la EPG (Electronic Program Guide).
Sin embargo en la interactividad activa si es necesario el uso de un canal de

retorno, el cual podría ser la tecnología UMTS o GSM para dispositivos en
movimiento o ADSL para dispositivos fijos. Algunas aplicaciones de este caso
serían, juegos interactivos, compras, banca, encuestas, video por demanda, etc.
Cabe resaltar que esta característica de la TDT implica una evolución del mercado
televisivo, lo cual se puede apreciar en la figura 1-7.
21
FIGURA 2-5: Cadena de Valor para interactividad con Ginga
Fuente: [MAR2010]
2.2 Aspectos técnicos del estándar ISDB-T
El estándar ISDB-T tiene muchas ventajas técnicas, las cuales se basan

principalmente en su estructura, de acuerdo a las normas técnicas de dicho país
ABNT NBR, presenta una arquitectura conformada en base a subsistemas. Entre
los cuales se resaltan: el subsistema de transmisión, codificación, multiplexación,
recepción, interactividad, guía de operación y seguridad. Los cuales se pueden
apreciar en la figura 2-6:
22
ABNT NBR 15610
Certificación de
ABNT NBR 15602 receptores
ABNT NBR 15603 ABNT NBR 15608
Codificación de
Guía de Operación
audio y video ABNT NBR 15601 ABNT NBR 15604
Multiplexación
Transmisión Recepción
ABNT NBR 15606
Codificación de ABNT NBR 15607

datos (middleware)
Canal de
Interactividad
ABNT NBR 15605
Seguridad
Leyenda:
Concluido Parcialmente En trabajo

finalizada
FIGURA 2-6 Arquitectura del estándar

Fuente: [SOL2010]
Serán materia de estudio lo subsistemas más importantes.
2.2.1 Codificación
Este subsistema permite mejorar la tasa de transmisión de la señal de audio y

video.
a) Codificación de video
El estándar ISDB-T ha implementado la codificación H.264, la cual presenta las

siguientes características fundamentales: [SOL2010]
 Uso de bloques de tamaño variable: Permite mejor adaptación a los

movimientos mediante la división de la imagen en macro bloques.
 Predicción espacial
 Múltiples cuadros de referencia: Permiten realizar la predicción de movimiento.
23
H.264 realiza una mayor selección de cuadros de referencia para la predicción
que MPEG-2, donde solo utilizaban el cuadro anterior y posterior, lo cual
implica una mayor eficiencia.
CABAC (Codificador Aritmético Adaptativo): transforma el contenido a código

binario y se adapta automáticamente a la estadística del contenido codificado
usando probabilidades, realizando una selección del modelo de probabilidad de
acuerdo al contexto involucrado.
b) Codificación de audio
Para el tratamiento de audio, el presente estándar usa la codificación MPEG-4 AAC

(Audio Advanced Coding). Además se tienen los perfiles HE-AAC y HE-AACv2 para
la recepción en dispositivos móviles, que ofrecen una mejor calidad a tasas de
transmisión menores a 64Kbps.[SOL2010]
La estructura del codificador de audio se compone por las siguientes herramientas:
[SOL2010]
 Modelo psicoacústico, modela el sistema auditivo humano para ofrecer una
mínima degradación posible.
 Banco de filtros, separa la señal procesada en rangos de frecuencias distintos.
 Procesamiento espectral, presenta herramientas para cada perfil. Se destacan
perfiles para la transmisión móvil y para la transmisión de alta fidelidad.
Codificación y cuantización, luego del procesamiento espectral la señal es

cuantizada utilizando Noise Shaping y Dithering, lo que permite superar el ruido de
cuantización en los rangos de frecuencia con mayores problemas. Finalmente el
audio es codificado mediante el método de Huffman.
2.2.2 Multiplexación
Subsistema que recibe las señales codificadas de audio y video (HD, SD, one seg),
datos (EPG, Interactividad) y actualización de los receptores vía aire(OAD – On Air
Demand) para encapsularlas y enviarlas en una trama denominada BTS (Broadcast
Transport Stream), la cual tiene una tasa fija de 32.507936Mbps.
24
Las tablas PSI están compuestas por las siguientes tablas [ABM2007]:
a) Descripción general
En la figura 1.9 se aprecia una descripción general de la etapa de multiplexación:
FIGURA 2-7: Multiplexaje de señal digital ISDB-T

Fuente: [MAY2010]
Los ES (Elementary Stream), que contienen información de audio, video y datos,

son encapsulados en paquetes TS (Transport Stream) de 204bytes. De los cuales
188bytes son de información útil y el resto abarca información de configuración,
como posición de multiplexaje y paridad. [MAY2010]
FIGURA 2-8: Paquete TS

Fuente: [MAY2010]
Los paquetes TS se multiplexan logrando formar un BTS (Broadcast Transport

Stream). Dentro de la trama BTS el multiplexor combina diversos contenidos de
entrada y los señaliza de forma que el receptor pueda auto-configurarse y
decodificar los flujos de audio, video y datos. Para esto se usan las tablas PSI
(Program Specific Information) y SI (Service Information) [MAY2010].
25
FIGURA 2-9: Trama BTS con tablas PSI
Fuente: [MAY2010]
b) Tablas PSI
Las tablas PSI están compuestas por las siguientes tablas [ABM2007]:
Program Associate Table (PAT)
Se asigna un PID a los paquetes TS para cada servicio en el multiplexor. Esta tabla
es encargada de enlazar los TS ID, números de programas y los ID del mapa del
programa. Su estructura de datos es la siguiente:
FIGURA 2-10: Estructura de datos Tabla PAT

Fuente: [ABM2007]
Los valores asignados a la estructura de datos tienes que ser acorde a la norma
ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
Program Map Table (PMT)
Identifica la localización de cada servicio de radiodifusión y el PCR (Program Clock

Reference) de dicho servicio. Su estructura de datos es la siguiente:
26
FIGURA 2-11: Estructura de datos Tabla PMT
Fuente: [ABM2007]
ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
Conditional Access Table (CAT)
Brinda información sobre acceso condicional que se utilizan en el multiplexor y

provee información de la trama.
FIGURA 2-12: Estructura de datos Tabla CAT

Fuente: [ABM2007]
ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
27
Network Information Table (NIT)
Especifica información del canal de transmisión con el programa que va a transmitir.

Agrupa información de distintos multiplexores pertenecientes a una misma red y
todos los datos importantes de sintonía del canal de transmisión.
FIGURA 2-13: Estructura de datos Tabla NIT

Fuente: [ABM2007]
ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
Time anda Data table (TDT)
Permite el envío de información de horario del sistema.
FIGURA 2-14: Estructura de datos Tabla TDT

Fuente: [ABM2007]
ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
Service Description Table (SDT)
Envío de información de los servicios que existen en un BTS.
28
FIGURA 2-15: Estructura de datos Tabla SDT
Fuente: [ABM2007]
ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
Broadcast Information Table (BIT)
Es encargada del envío de información de red que permite obtener información

sobre la radiodifusora generadora del contenido [SOL2010].
FIGURA 2-16: Estructura de datos Tabla BIT

Fuente: [ABM2007]
ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
29
Event Information Table (EIT)
Encargada del envío de información de eventos, EPG (Guía de programación

electrónica) [SOL2010].
FIGURA 2-17: Estructura de datos Tabla EIT

Fuente: [ABM2007]
ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
Ahora, la multiplexación ha sido realizada con las especificaciones del estándar

japonés ISDB-T, sin embargo, el modelo brasileño SBTVD-T ha realizado
modificaciones con el fin de hacer que este subsistema sea compatible a la
geografía brasileña. Las modificaciones hechas son:
- Transmisión del horario: Se modifica el horario enviado por la TDT con el

fin de que sea compatible con el horario de Brasil UTC-3. Este parámetro se
deberá modificar adecuadamente para Perú. [SOL2010]
- Modificación de la tabla EIT: La tabla EIT (Event Information Table)
contiene información sobre codificación de audio y video que será utilizada
en la EPG [SOL2010].
- Actualización del receptor vía aire (OAD): Envío de actualización que
permitirán al receptor STB (Set Top box) recibir actualización de software.
[SOL2010].
30
2.2.3 Transmisión
El subsistema de transmisión se encarga de la modulación y transmisión de la

señal. A continuación se muestra el diagrama de bloques por los cuales atraviesan
las tramas de TS Transport Stream (en adelante TS) antes de su transmisión.
FIGURA 2-18: Configuración de Transmisión

Fuente: [SOL2010]
Como se puede apreciar en la figura, se pueden agrupar o transmitir hasta 3 tramas

provenientes del subsistema de multiplexación mediante el módulo re-multiplexor.
[SOL2010]
Además se aprecia que el presente subsistema cuenta con tres secciones:

codificación de canal, sección de modulación y RF. Las cuales tienen por finalidad
contribuir con la robustez de la señal.
Codificación de canal:
La trama resultante es sometida al código de corrección de errores Reed Salomon,

con lo cual se agregan 16 bytes de paridad a cada trama.
Luego atraviesa un separador de canal para la transmisión jerárquica (transmisión
de varios servicios SD, HD o one-seg). Ahora a cada TS se le aplican tres métodos
que son el dispersor de energía (evita secuencia larga de unos o ceros), ajuste de
atraso (permite tiempos de retraso de transmisión y recepción idénticos para las
tres TS) y byte interleaving (modifica el orden de los 204 bytes de cada TS).
Finalmente cada trama TS atraviesa por el codificador interno que es del tipo
convolucional para obtener una mayor robustez [SOL2010].
31
Sección de modulación:
Se entrelaza los bits de la señal de entrada y son mapeados de acuerdo a

modulaciones QPSK, 16QAM o 64QAM, donde la cantidad de bits por símbolo
aumenta la tasa útil del mapeo pero disminuye la robustez de la señal.
Luego se aplican los métodos de entrelazamiento en tiempo y frecuencia para una
mayor robustez contra el desvanecimiento e interferencia. Posteriormente se aplica
el procedimiento matemático de IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) a la trama
única entrelazada junto con la modulación OFDM, además se agregan intervalos de
guarda luego de realizar la IFFT para eliminar interferencias entre símbolos
sucesivos. [SOL2010]
Sección de RF:
La señal de Frecuencia Intermedia (FI) de 44MHz es convertida a la frecuencia

propia de cada canal de televisión y sometida a una amplificación de potencia.
[SOL2010]
2.2.4 Recepción
Realiza la demodulación, decodificación y demultiplexación de la señal recibida.

Existen dos tipos para la recepción fija: televisor con receptor digital integrado (built-
in) y el televisor con Set-Top-Box (STB) el cual es un convertidor digital externo. En
el caso de la recepción móvil, los receptores deben contar con un circuito integrado
que realice las funciones mencionadas. [ABN2007]
En la figura 1.10 se puede observar la configuración básica de un sistema de
recepción.
FIGURA 2-19: Configuración básica de sistema de recepción

Fuente: [ABN2007]
32
IRD (Integrated Receiver Decoder) se refiere al Set-Top-box o al equipo con
decodificador integrado built-in.
2.2.5 Interactividad
El estándar ISDB-T ofrece un sistema de interactividad a través del middleware

Ginga. La peculiaridad del middleware mencionado es que la aplicación interactiva
es independiente del resto del sistema y representa un punto de encuentro entre la
informática y la televisión.
Se realiza en lenguajes Ginga-NCL para receptores fijos y Ginga-J para receptores
móviles.
2.2.6 Televisión Digital Móvil: One-seg
Tecnología únicamente ofrecida por el estándar ISDB-T que es característica propia

de la transmisión jerárquica.
La transmisión en ISDB-T se realiza en forma segmentada. Toda la trama está
dividida en 14 segmentos, donde uno de ellos es utilizado como segmento de
guarda y los demás 13 para la transmisión propiamente dicha. De los trece
segmentos útiles uno de ellos es destinado para la transmisión móvil.
FIGURA 2-20: Esquema de la transmisión one-seg

Fuente: Elaboración propia
33
2.3 Solución basada en software para la transmisión de la señal ISDB-T
Debido al alto costo de equipos que conforman un sistema de transmisión de TV

digital se ha hecho estudios de soluciones basadas en software para economizar el
sistema de transmisión y el ahorro de equipos de hardware [SOL2010]. Dentro de
las herramientas más importantes de este sistema basado en software están la
tarjera DEKCTEC DTA-115, responsable de la etapa de transmisión, y el software
Village Flow que será la encargada de la etapa de codificación y multiplexación el
sistema de TV digital a implementar [SOL2010].
2.3.1 Tarjeta DEKTEC
Tarjeta moduladora PCI para VHF o UHF. En el presente proyecto se usará

específicamente el modelo DTA-115 para las pruebas del BTS a generar, ya que
permite transmitir una señal ISDB-T desde un computador.
FIGURA 2-21: Tarjeta DTA-115 DEKTEC

Fuente: [DEK2010]
La tarjeta consta de tres conectores. Dos de los cuales son del tipo BNC y uno del
tipo F. De estos conectores existen dos salidas en formato ASI (Transport Stream),
que son un conector BNC y otro F. La última salida con conector BNC corresponde
a la señal de RF modulada en VHF/UHF [SOL2010]
34
2.3.2 Software Village Flow
Software propietario que procesa las señales de video con audio embebido
realizando las siguientes funciones:
 Realiza la codificación mediante la compresión H.264

 Permite introducir varias señales y realizar varias codificaciones a la vez
 Realiza la multiplexación de señales para obtener la trama única BTS
(Broadcast Transport Stream) en el estándar ISDB-T
 Realiza la modulación de la portadora, así como la modulación OFDM.
Este software presenta como funcionalidad principal el hecho que permite la

transmisión en vivo de uno o varios programas de televisión, puesto que realiza la
codificación y multiplexación internamente. [SOL2010]
2.3.3 Esquema básico de la solución
El siguiente diagrama muestra el esquema de configuración básico requerido para

un sistema de transmisión de TV digital [SOL2010].
FIGURA 2-22: Esquema basico de solucion basada en software

Fuente: [SOL2010]
La señal SDI (Serial Digital Interface) llega desde la producción de contenidos de

un canal de televisión que puede ser de calidad HD o SD. Esta señal SDI entra al
CPU a través de una interfaz USB donde, gracias al software Village Flow, el
35
contenido de audio y video es codificado, según el estándar de TV digital usado.
Asimismo, el Village Flow, luego de la etapa de codificación, encapsula este
contenido en formatos TS para luego multiplexarlos y obtener una trama BTS.
La trama BTS es modulada y procesada por la tarjeta DEKTEC DTA-115 cuya
salida para por un amplificador de potencia dependiendo de la cobertura que se
desee tener. Finalmente con el fin de emitir dentro de los 6 MHz asignados para TV
la señal pasa por un filtro pasabanda.
Esta es una configuración básica para transmitir señal de TV digital, sin embargo
existen otras opciones de soluciones de basadas en software para infraestructuras
más sofisticadas [SOL2010].
2.4 Linux
Es un sistema operativo compatible con UNIX que tiene, entre tantas, dos
características importantes que diferencian a este sistema operativo de otros que
existen en el mercado [LIN2011].
La primera característica es que este sistema operativo es libre, esto significa que
no se tiene que pagar ningún tipo de licencia a ninguna empresa desarrolladora de
software por el uso del sistema operativo [LIN2011].
La segunda característica es que el sistema operativo Linux viene acompañado del

código fuente. Esto permite que cualquier usuario de este sistema operativo pueda
modificar el código del mismo y usar el sistema operativo a su gusto bajo los
términos del GNU General Public License [LIN2011].
2.5 Python
Es un lenguaje de programación de uso libre que permite trabajar más rápido y fácil
integrando tus sistemas de manera más eficiente y efectiva. Corre en distintos
sistemas operativos Windows, Linux/Unix, Mac OS X, y se integra fácilmente con
las máquinas virtuales de Java and .NET [PHY2011]
Es fácil de usar debido a que tiene una sintaxis muy clara y entendible, la
orientación de objetos es intuitiva, tiene una modularidad completa, y lo más
36
importante para el presente proyecto es que es integrable en las aplicaciones como
una interfaz de scripting [PHY2011].
37
Capítulo 3
Diseño de los inputs para la generación de una trama
Broadcast Transport Stream (BTS)
3.1 Arquitectura del sistema generador del BTS
En este subcapítulo vamos a detallar la arquitectura del sistema solución que

permitirá generar una trama BTS. Asimismo, se hará una descripción de los inputs
del sistema y las características necesarias de los mismos.
3.1.1 Inputs y esquema de la arquitectura de la solución
Debido a que un BTS es una multiplexación de paquetes TS, el sistema que

permitirá generar una trama BTS es un multiplexor implementado en software libre.
Existe una herramienta (software libre) generadora de tramas BTS diseñada y
creada por AVALPA Digital Engineering SRL. En el próximo capítulo se explicará
brevemente las utilidades y limitaciones que tiene este software [OPC2011].
38
FIGURA 3-1: Esquema de la arquitectura solución
Fuente: [MAY2010]
El diagrama muestra una descripción general de este sistema que generará la

trama BTS. Las entradas son paquetes de formato TS que se multiplexarán
formando un BTS. El contenido HD/SD así como One-seg, luego de su codificación
respectiva, tendrán que ser encapsulados en paquetes de formato TS. La salida del
servidor de datos, que también tendrá que tener un formato TS, son las tablas PSI
que permitirán informar al receptor sobre las características del contenido
transmitido, asimismo el servidor envía datos relacionados a aplicaciones
interactivas y actualizaciones de software del receptor también en formato TS. La
siguiente figura muestra el encapsulamiento de contenido de audio, video y datos
(tablas PSI, aplicaciones interactivas y actualizaciones firmware) en un paquete TS.
39
Contenido Video
Contenido Audio
Tablas PSI
Aplicaciones Interactivas
Actualizaciones
Firmware
FIGURA 3-2: Encapsulamiento de datos

Fuente: [MAY2010]
En los próximos capítulos se diseñarán e implementarán las tablas PSI más

importantes y obligatorias, según norma, para transmitir un servicio de TV digital.
3.1.2 OpenCaster
El OpenCaster es un software libre desarrollado por AVALPA Digital Engineering

SRL, para generación de transport streams MPEG2. Sin embargo, el software
desarrollado por AVALPA genera BTS con especificaciones del estándar europeo
DVB-T y no tiene soporte para las extensiones a DVB que definen la norma
japonesa ISDB-T y la brasilera SBTVD-T [LIF2011].
Debido a esto, el Laboratorio de Investigación y Formación en informática avanzada

(LIFIA) de la Universidad Nacional de la Plata modificó el OpenCaster para agregar
una parte de la norma SBTVD-T faltante, sin embargo, estas modificaciones no son
completos pero si suficientes para la transmisión de un servicio de TV digital
[LIF2011]. Se utilizará este software con las modificaciones hechas por el LIFIA
para multiplexar los paquetes TS, previamente generados, y obtener una trama
BTS. Este software libre tiene muy pocos requerimientos para su uso. Estos son:
- Un sistema operativo GNU/Linux
- El compilador de C de GCC
- Python
40
Las versiones necesarias de estas herramientas son importantes. Para el presente
proyecto se usarán la versión del GCC 4.4.3 y la versión de Python 2.6.5. El
sistema operativo que se usará es Linux Ubuntu [LIF2011].
3.2 Diseño de las tablas PSI en código
En el presente subcapítulo se detallará el diseño, en código, de la sintaxis de las

tablas, según la norma brasilera ABNT NBR 15603-2 [ABM2007], para su posterior
implementación en software usando el OpenCaster.
3.2.1 Tabla NIT
La NIT contiene información relacionada a la organización física de los

multiplexores generadores de BTS y las características de la red. Parte de esta
información está contenida en los descriptores que son similares a funciones para
la asignación de datos específicos dentro de la tabla. Los descriptores obligatorios
según la norma brasilera ABNT NBR 15603-2 [ABM2007] que deben estar incluidos
en esta tabla son:
- network_descriptor: Es el descriptor de nombre de red.

- system_management_descriptor: Define propiedades del sistema,
definiendo que se está transmitiendo ahora el sistema ISDB-T.
- terrestrial_delivery_system_descriptor: Define las propiedades de
modulación como frecuencia de transmisión, intervalos de guarda, etc.
- partial_reception_descriptor: Es el descriptor que define la lista de servicios
de recepción parcial. Esta lista tendrá que tener la lista de servicios One-
Seg.
- transport_stream_information_descriptor: Define otras propiedades del BTS
que se va a generar, como la tecla de control remoto, el nombre del BTS,
información de los tipos de servicios ofrecidos, etc [LIF2011].
La combinación de original_network_id y transport_stream_id permite a cada BTS

ser identificado únicamente por toda el área donde se aplica el estándar de TV
digital. De acuerdo con la estructura de datos de la tabla NIT (subcapítulo 2.2.2) se
genera la sintaxis de código de esta estructura la cual se muestra en la siguiente
tabla. Más información sobre la estructura de datos de esta tabla se encuentra en la
norma brasilera ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
41
TABLA 3-1: Sintaxis de codigo NIT
Fuente: [ABM2007]
Sintaxis Numero de bits
network_information_section(){ 8
section_syntax_indicator 1
reserved_future_use 1
reserved 2
section_length 12
network_id 16
reserved 2
version_number 5
current_next_indicator 1
section_number 8
last_section_number 8
network_descriptors_length 12
for(i=0;i<N;i++){
transport_stream_loop_length 12
for(i=0;i<N;i++){ 16
original_network_id 16
transport_descriptors_length 12
for(j=0;j<N;j++) {
}
CRC_32 32
}
3.2.2 Tabla SDT
La SDT debe contener información de los servicios que se va a transmitir en un

BTS. El descriptor obligatorio, según la norma brasilera ABNT NBR 15603-2
[ABM2007], que debe estar incluido en esta tabla es:
42
- Service_descriptor: Es el descriptor que asigna el tipo de servicio que se va
a transmitir (valor asignado según norma [ABM2007]), el proveedor de los
servicios y el nombre del servicio a transmitir en el BTS.
Al igual que en la tabla NIT, la combinación de original_network_id y

transport_stream_id permite a cada BTS ser identificado únicamente por toda el
área donde se aplica el estándar de TV digital. De acuerdo con la estructura de
datos de la tabla SDT (subcapítulo 2.2.2) se genera la sintaxis de código de esta
estructura la cual se muestra en la siguiente tabla. Más información sobre la
estructura de datos de esta tabla se encuentra en la norma brasilera ABNT NBR
15603-2 [ABM2007].
43
TABLA 3-2: Sintaxis de codigo SDT
Fuente: [ABM2007]
service_description_section(){
table_id 8
reserved 2
section_length 12
transport_stream_id 16
reserved 2
version_number 5
section_number 8
original_network_id 16
for(i=0;i<N;i++){
service id 16
reserved future use 6
EIT_schedule_flag 1
EIT_present_following_flag 1
running_status 3
free_CA_mode 1
descriptors_loop_length 12
for (j=0;j<N;j++{
descriptor()
}
}
CRC_32 32
}
3.2.3 Tabla PAT
La PAT se encarga de asociar los servicios de TV digital con el contenido

transmitido cuyas características se encuentran en la tabla PMT. Para cada servicio
44
de TV digital se necesita una tabla PMT y la tarea de la PAT es asociar cada tabla
PMT con su respectivo servicio. No hay descriptores obligatorios, según norma
brasileña, para esta tabla. De acuerdo con la estructura de datos de la tabla PAT
(subcapítulo 2.2.2) se genera la sintaxis de código de esta estructura la cual se
muestra en la siguiente tabla. Más información sobre la estructura de datos de esta
tabla se encuentra en la norma brasilera ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
TABLA 3-3: Sintaxis de codigo PAT

Fuente: [ABM2007]
program_association_section() {
table_id 8
reserved 2
section_length 12
transport_stream_id 16
reserved 2
version_number 5
section_number 8
for(i=0;i<N;i++){
program_number 16
Reserved 3
if(program_number == ‘0’){
network_PID 13
}
else{
program_map_PID 13
}
}
CRC_32 32
}
45
3.2.4 Tabla PMT
La PMT indica las características del contenido de cada servicio. Por lo tanto, tiene
que informar obligatoriamente sobre los números y elementos del programa. Para
cada servicio de TV digital tiene que haber una tabla PMT que defina las
características del contenido a transmitir en dicho servicio. El descriptor obligatorio,
según la norma brasilera ABNT NBR 15603-2 [ABM2007], que debe estar incluido
en esta tabla es:
- program_info_descriptor: Es el descriptor que asigna información sobre las

características de los flujos de datos que componen un servicio respectivo.
De acuerdo con la estructura de datos de la tabla PMT (subcapítulo 2.2.2) se

genera la sintaxis de código de esta estructura la cual se muestra en la siguiente
tabla. Más información sobre la estructura de datos de esta tabla se encuentra en la
norma brasilera ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
46
TABLA 3-4: Sintaxis de codigo PMT
Fuente: [ABM2007]
program_map_section() {
table_id 8
reserved 2
section_length 12
program_number 16
reserved 2
version_number 5
section_number 8
PCR_PID 13
Reserved 4
program_info_length 12
for(i=0,i<N,i++){
descriptor()
}
for(i=0,i<N1,i++){
stream_type 8
Reserved 3
elementary_PID 13
Reserved 4
ES_info_length 12
for(i=0,i<N2,i++){
Descriptor()
}
CRC_32 32
}
47
3.2.5 Tabla TDT
La TDT debe contener información de horario UTC-3 e información de la fecha. No

hay descriptores obligatorios, según norma brasileña, para esta tabla. De acuerdo
con la estructura de datos de la tabla TDT (subcapítulo 2.2.2) se genera la sintaxis
de código de esta estructura la cual se muestra en la siguiente tabla. Más
información sobre la estructura de datos de esta tabla se encuentra en la norma
brasilera ABNT NBR 15603-2 [ABM2007].
TABLA 3-5: Sintaxis de codigo TDT

Fuente: [ABM2007]
time_date_section(){
table_id 8
reserved 2
UTC-3 time 40
48
Capítulo 4
Generación de la trama Broadcast Transport Stream
(BTS)
En este capítulo se detallarán los pasos a seguir para el encapsulamiento de

contenidos de audio y video en formatos TS, así como los pasos a seguir para la
generación de una trama BTS en tres escenarios: con un servicio de TV digital SD,
con dos servicios de TV digital SD, y con un servicio de TV digital SD con una
aplicación interactiva.
4.1 Instalación del OpenCaster
La versión actual del OpenCaster es la 3.1, sin embargo, el LIFIA modifico el

OpenCaster para la versión 2.4. Por este motivo, se usará esta versión y su manual
de instalación detallado se encuentra en el Anexo 1.
49
4.2 Encapsulamiento del contenido en formato TS (Transport Stream)
Para este proyecto, estamos asumiendo que los contenidos de audio y video ya se
encuentran codificados en MPEG-2 y convertidos en formatos TS, puesto que
utilizaremos aquellos archivos .ts de audio y video que vienen en los tutoriales del
software OpenCaster. Estos archivos son: firstvideo.ts y firstaudio.ts [OPC2011]. En
los próximos subcapítulos se detallará la ruta de estos archivos. Sin embargo,
existen mecanismos con software libre que permiten codificar contenido de audio y
video en MPEG-2, mas información en el manual de OpenCaster [OPC2011]. A
continuación, se hará una breve explicación de cómo se puede convertir contenidos
de audio y video, codificados en MPEG-2, en formatos TS. [OPC2011]
4.2.1 Encapsulamiento del Video
Para encapsular el contenido de video, el cual se encuentra en un formato MPEG-2

o .mp2, el OpenCaster usa una herramienta de conversión, para esto se escribirá
en línea de comandos lo siguiente [OPC2011]:
esvideompeg2pes video.mp2 > video.pes
Este comando convierte el contenido de video en un formato program stream (pes).
Adicionalmente se tiene que ejecutar el siguiente comando:
pesvideo2ts 2064 25 112 5270000 0 video.pes > video.ts
Donde 2064 es el PID del video, 25 es el valor en cuadros por segundo de
transmisión, 112 es una característica del video buffer (vbv) y 5270000 es el
bit rate del TS. El bit rate del TS tiene que ser mayor al bit rate del video, se
recomienda un 15% mayor. Más información sobre el detalle de estos comandos
en el manual del OpenCaster [OPC2011].
4.2.2 Encapsulamiento del Audio
Para encapsular el contenido de audio, el cual se encuentra en un formato MPEG-2

o .mp2, el OpenCaster usa una herramienta de conversión, para esto se escribirá
en línea de comandos lo siguiente [OPC2011]:
esaudio2pes audio.mp2 1152 48000 768 -1 3600 > audio.pes
Esto convierte el audio en un formato program stream (pes). Adicionalmente se
tiene que ejecutar el siguiente comando:
pesaudio2ts 2068 1152 48000 768 -1 0 audio.pes > audio.ts
50
Más información sobre el detalle de estos comandos en el manual del OpenCaster
[OPC2011].
4.3 Generación de una trama BTS de un Servicio de TV digital SD
Es conveniente primero que creemos un directorio para cada escenario. En este

caso crearemos un directorio /home/tvd/TS_SD. Luego, crearemos las tablas PSI.
Para esto en el Anexo 2 se adjuntan estas tablas las cuales son scripts generadas
en código python. En este caso, copiaremos el script “TablasPSI_SD” del Anexo 2 a
nuestro directorio de trabajo:
$ cp <Directorio del script TablasPSI_SD> /home/tvd/TS_SD
Una vez hecho esto correremos el script con el siguiente comando:
$ cd /home/tvd/TS_SD/
$ chmod u+x TablasPSI_SD
$ ./TablasPSI_SD
La siguiente figura muestra la ejecución del script en línea de comandos:
FIGURA 4-1: Ejecucion del Script TablasPSI_SD

Fuente: Elaboración Propia
Luego de correr el script se tiene que generar las tablas PSI en formatos TS. La
siguiente figura muestra la generación de estas tablas:
51
FIGURA 4-2: Tablas generadas del script TablasPSI_SD
Cabe resaltar que solo se han generado las tablas más importantes y básicas para
un servicio de TV digital.
Ahora se tiene que copiar al directorio con las tablas generadas los archivos de
video y audio, asi como también el archivo null.ts. Este último es un paquete nulo
que sirve para que el BTS generado sea del ancho de banda requerido por la
norma ISDB-T y SBTVD-T. Para esto se hace lo siguiente:
$ cd /home/tvd/TS_SD
$ cp /home/tvd/OpenCaster/OpenCaster2.4/tutorials/OCTutorial2/firstvideo.ts .
$ cp /home/tvd/OpenCaster/OpenCaster2.4/tutorials/OCTutorial2/firstaudio.ts .
$ cp /home/tvd/OpenCaster/OpenCaster2.4/tutorials/OCTutorial2/null.ts .
Finalmente, se multiplexa estos archivos .ts con el siguiente comando:
$ tscbrmuxer 600000 b:15040 pat.ts b:15040 pmt_sd.ts b:3008 sdt.ts b:3008 nit.ts
b:2300000 firstvideo.ts b:188000 firstaudio.ts b:2000 tdt.ts b:27432198 null.ts >
Servicio_SD.ts
Se genera el BTS en el archivo Sevicio_SD.ts. Debemos tener en cuenta lo

siguiente:
600000: es la cantidad de paquetes que se van a multiplexar.
b:15040: La PAT y la PMT deben ser enviadas al menos 10 veces por segundo,
según norma. Cada una de las tablas entra en un paquete de 188 bytes, entonces
tenemos que enviar 10 paquetes por segundo. Cada paquete es de 188 bytesx8 =
1504 bits, queremos que el ancho de banda sea de 1504 bitsx10 = 15040 bps. Se
hace lo mismo para la NIT y la SDT.
b:2300000, b:188000: son los anchos de banda del video y del audio
respectivamente.
b:2000: Es el ancho de banda de la tabla TDT.
52
b:27434198: Es el ancho de banda de paquetes nulos. El sistema SBTVD-T tiene
un ancho de banda fijo de 29.958.294 bps, y como estamos usando:
15040+15040+3008+3008+2300000+188000+2000=2526096 bps, en total,
tenemos que completar el BTS con paquetes nulos. El ancho de banda para estos
paquetes nulos entonces es: 29958294-2526096=27432198
Ahora, al multiplexar cambiamos la posición de los paquetes de video y el PCR

(referencia de reloj del sistema) que viaja junto con el stream de video hace que la
llegada de estos paquetes al receptor sea imprecisa. Para esto se utiliza el
comando tsstamp del OpenCaster de la siguiente manera:
$ tsstamp Sevicio_SD.ts 29958294 > Sevicio_SD_.ts
Se generará el archivo Servicio_SD_.ts que corrige el problema antes mencionado.

Todos los archivos .ts generados se encuentran en el Anexo 5.
4.4 Generación de una trama BTS de dos Servicios de TV digital SD
En este caso crearemos un directorio /home/tvd/TS_2SERVICIOS. Luego,

crearemos las tablas PSI. Para esto en el Anexo 2 se adjuntan estas tablas las
cuales son scripts generadas en código python. En este caso, copiaremos el script
“TablasPSI_2SERVICIOS.py” del Anexo 2 a nuestro directorio de trabajo:
$cp<Directorio del script TablasPSI_2SERVICIOS.py > /home/tvd/TS_2SERVICIOS
$ cd /home/tvd/TS_2SERVICIOS/
$ chmod u+x TablasPSI_2SERVICIOS.py
$ ./TablasPSI_2SERVICIOS.py
53
FIGURA 4-3: Ejecución de Script TablasPSI_2SERVICIOS
FIGURA 4-4: Tablas generadas del script TablasPSI_2SERVICIOS

Cabe resaltar que sólo se han generado las tablas más importantes y básicas para
dos servicios de TV digital. Asimismo, se puede observar que se han generado dos
tablas de tipo PMT (Program Map Table), cuyos nombres están definidos como:
“mptspmt1” y “mptspmt2”. El nombre de estas tablas se refiere a una tabla de
Transport Stream de Múltiples programas, mpts (Multiprogram Transport Stream)
[OPC2011]. Estas tablas contienen cada una información específica del contenido
de audio y video de cada servicio (programa) de la trama BTS. Como en este caso
estamos generando dos servicios de TV digital, entonces tendremos dos de estas
tablas PMT.
54
Ahora se tiene que copiar al directorio, junto con las tablas generadas, los archivos
de los contenidos de video y audio de los dos servicios de TV digital, así como
también el archivo null.ts. Este último es un paquete nulo que sirve para que el BTS
generado sea del ancho de banda requerido por la norma ISDB-T y SBTVD-T. Se
debe tener en cuenta que los archivos firstvideo.ts y firstaudio.ts se encuentran en
los tutoriales que vienen con el OpenCaster2.4, adicionalmente, necesitamos
generar un segundo contenido de video de nombre secondvideo.ts, el cual no se
encuentra dentro de los tutoriales del OpenCaster2.4, para la generación de un TS
con dos servicios de TV digital. Este segundo contenido, secondvideo.ts, se
encuentra en el ANEXO 2.
Para esto se hace lo siguiente:
$ cd /home/tvd/TS_2SERVICIOS
$ cp <Directorio contenido de video secondvideo.ts> .
tscbrmuxer 600000 b:3008 mptspat.ts b:3008 mptspmt1.ts b:3008 mptspmt2.ts
b:1500 mptssdt.ts b:1400 mptsnit.ts b:2300000 firstvideo.ts b:188000 firstaudio.ts
b:2300000 secondvideo.ts b:2000 mptstdt.ts b:25156370 null.ts >
2_Servicios_oneseg.ts
Se genera el BTS en el archivo 2_Servicios_oneseg.ts. Debemos tener en cuenta lo

siguiente:
600000: Es la cantidad de paquetes que se van a multiplexar.
b: 3008: Es el ancho de banda de las tablas mptspat(PAT), mptspmt1(PMT) y
mptspmt2(PMT).
b:1500, b:1400: Son los anchos de banda de las tablas mptssdt(SDT) y
mptsnit(NIT) respectivamente.
b:2300000, b:188000: Son los anchos de banda de los contenidos de videos
(firstvideo y secondvideo) y del audio respectivamente.
b:2000: Es el ancho de banda de la tabla mptstdt(TDT).
b: 25156370: Es el ancho de banda de paquetes nulos. El sistema SBTVD-T tiene
2300000+2300000+188000+3008+3008+3008+1400+1500+2000 = 4801924 bps,
en total, tenemos que completar el BTS con paquetes nulos. El ancho de banda
para estos paquetes nulos entonces es: 29958294-4801924 =25156370
55
$ tsstamp 2_Servicios_oneseg.ts 29958294 > 2_Servicios_oneseg_.ts
Se generará el archivo 2_Servicios_oneseg_.ts que corrige el problema antes

mencionado. Todos los archivos .ts generados se encuentran en el Anexo 5.
Con la generación de un BTS con dos servicios podemos usar un servicio para el
canal de ONESEG (para equipos portátiles) y otro para un servicio de TV digital SD
(para televisores fijos). Este trabajo es realizado en la etapa de Transmisión del
Estándar ISDB-T o SBTVD-T. [ABM2007]
4.5 Generación de una trama BTS con aplicación Ginga NCL
En este caso crearemos un directorio /home/tvd/TS_GINGA. Antes de todo

tenemos que generar el carousel de objetos que contendrán la aplicación GINGA
que se instalará en el receptor cuando llegue al mismo.
$ cd /home/tvd/TS_GINGA
$ cp -r <path a la aplicación>/* Partido/
Partido es una aplicación GINGA obtenida de la página del LIFIA para hacer las
pruebas del BTS. [LIF2010]
Después usaremos la herramienta oc-update.sh que viene con el OpenCaster para
generar el carousel de objetos. Ejecutamos el siguiente comando:
$ oc-update.sh Partido 0x0C 1 2004 2

Las especificaciones y los detalles de los valores de los parámetros del comando
oc-update.sh se encuentran en el manual del OpenCaster. [LIF2011]
Esto va a generar un archivo Partido.ts que contiene los paquetes que llevan las
secciones del carousel. Luego, crearemos las tablas PSI. Para esto en el Anexo 2
se adjuntan estas tablas las cuales son scripts generadas en código python. En
este caso, copiaremos el script “TablasPSI_GINGA” del Anexo 2 a nuestro
directorio de trabajo:
56
$ cp <Directorio del script TablasPSI_GINGA > /home/tvd/TS_GINGA
$ cd /home/tvd/TS_GINGA/
$ chmod u+x TablasPSI_GINGA”
$ ./ TablasPSI_GINGA”
FIGURA 4-5: Ejecución de Script GINGA

FIGURA 4-6: Tablas generadas GINGA

Cabe resaltar que adicionalmente a las tablas básicas para un servicio de TV digital
se ha generado una tabla AIT que, en el estándar SBTVD-T, sirve para llevar
información de las aplicaciones interactivas embebidas en un BTS. Estas se
instalarán automáticamente en el receptor. [ABM2007]
57
Ahora se tiene que copiar al directorio, junto con las tablas generadas, los archivos
de video y audio, así como también el archivo null.ts. Este último es un paquete
nulo que sirve para que el BTS generado sea del ancho de banda requerido por la
norma ISDB-T y SBTVD-T. Para esto se hace lo siguiente:
$ cd /home/tvd/TS_GINGA
tscbrmuxer 600000 b:15040 pat.ts b:15040 pmt_sd.ts b:3008 sdt.ts b:3008 nit.ts
b:3008 ait.ts b:400000 Partido.ts b:2300000 firstvideo.ts b:188000 firstaudio.ts
b:2000 tdt.ts b:27029190 null.ts > servicio_GINGA.ts
Se genera el BTS en el archivo servicio_GINGA.ts. Debemos tener en cuenta lo

siguiente:
600000: es la cantidad de paquetes que se van a multiplexar.
b:15040: La PAT y la PMT deben ser enviadas al menos 10 veces por segundo,
según norma. Cada una de las tablas entra en un paquete de 188 bytes, entonces
tenemos que enviar 10 paquetes por segundo. Cada paquete es de 188 bytesx8 =
1504 bits, queremos que el ancho de banda sea de 1504 bitsx10 = 15040 bps. Se
hace lo mismo para el cálculo del bitrate de la NIT, SDT y AIT.
b:400000: Es el ancho de banda del archivo que contiene los paquetes que llevan
la aplicación interactiva GINGA
b:2300000, b:188000: son el ancho de banda del audio y del video
respectivamente.
b:2000: Es el ancho de banda de la tabla TDT.
b:27434198: Es el ancho de banda de paquetes nulos. El sistema SBTVD-T tiene
15040+15040+3008+3008+3008+400000+2300000+188000+2000=2526096 bps,
en total, tenemos que completar el BTS con paquetes nulos. El ancho de banda
para estos paquetes nulos entonces es: 29958294-2929104=27029190

58
$ tsstamp Sevicio_GINGA.ts 29958294 > Sevicio_GINGA_.ts
Se generará el archivo Sevicio_GINGA_.ts que corrige el problema antes

mencionado. Todos los archivos .ts generados se encuentran en el Anexo 5.
59
Capítulo 5
Pruebas de la trama BTS generada
En este capítulo se describirán las pruebas en dos escenarios: el escenario RF

(Radio Frecuencia) y el escenario IP (solo para un servicio de TV digital SD). Para
el escenario RF se utilizará un hardware adicional, una tarjeta DEKTEC
moduladora. Asimismo, se usará un software analizador de tramas DEKTEC
StreamXpress. Para el escenario IP se usara el software reproductor de video VLC.
5.1 Escenario de Pruebas
La siguiente tabla muestra un resumen de las pruebas que se realizaron en

laboratorio respecto a los escenarios RF e IP. Para un BTS de 2 servicios de TV
Digital y un BTS con aplicación GINGA NCL no se realizaron pruebas en el
escenario IP debido a que el software OpenCaster, utilizado en la presente tesis, no
soporta la generación de este tipo de pruebas.
60
TABLA 5-1: Tabla resumen de pruebas
Fuente: Elaboración propia
Escenario BTS de 1 BTS de 2 BTS con

servicio de TV servicios de TV aplicación
Digital Digital GINGA NCL
IP  - -
RF   
5.1.1 Escenario RF
Se usara un hardware adicional: DEKTEC. El modelo a usar es el DTA-115.

Esta es una tarjeta moduladora PCI para VHF o UHF. Permite transmitir una señal
ISDB-T desde un computador. La tarjeta consta de tres conectores. Dos de los
cuales son del tipo BNC y uno del tipo F. De estos conectores existen dos salidas
en formato ASI (Transport Stream), que son un conector BNC y otro F. La última
salida con conector BNC corresponde a la señal de RF modulada en VHF/UHF. La
figura 2-21 muestra dicha tarjeta, la cual también se describió en el capítulo 2.3.1
[SOL2010].
Las características mínimas de la computadora a utilizar, de acuerdo al fabricante

Dektec, son las siguientes:
 CPU: Core2Quad (2.83GHz) o similar.

 RAM: 2GB
 HDD: HDD1 de 160GB (7200rpm) y HDD2 de 500GB (7200rpm)
 Incluir Mouse, teclado y monitor.
 SISTEMA OPERATIVO: Las aplicaciones a usar corren bajo el sistema
operativo de Windows XP.
La siguiente figura muestra el CPU con la tarjeta PCI DTA-115 ensamblada.
61
FIGURA 5-1: Tarjeta DTA-115 instalada en CPU
Fuente: [SOL2010]
Asimismo, se usara la aplicación DEKTEC StreamXpress que tiene la siguiente

interfaz gráfica:
FIGURA 5-2: Dektec StreamXpress

Fuente: [SOL2010]
62
El funcionamiento del software Stream Xpress debe seguir el siguiente
procedimiento de configuración [SOL2010]:
- Elegir el archivo en formato .ts ubicándolo en la ruta donde se encuentre.

- Seleccionar el adaptador de salida (parte superior derecha). En este caso
esta elegida la salida MOD (modulada) de la tarjeta DTA-115.
- Elegir el canal de salida en la opción channel
- Lanzar el archivo haciendo click en el botón play.
De esta manera, la siguiente figura muestra el diagrama que corresponde a la

conexión necesaria para las pruebas de la transmisión del BTS. Finalmente es
necesaria una antena UHF conectada a la tarjeta Dektec para la trasmisión de la
señal en frecuencia UHF.
FIGURA 5-3: Escenario RF

5.1.2 Escenario IP
Para las pruebas en el escenario IP se usara el VLC el cual es un reproductor de

video multimedia que reproduce casi cualquier tipo de formato de audio y video
entre ellos el formato de BTS que vamos a generar [VLC2011]. Esto se ejecutará
sobre el sistema operativo libre Linux.
63
5.2 Prueba de la trama BTS de un servicio de TV digital SD
5.2.1 Escenario RF
Como se explicó anteriormente para las pruebas de una trama BTS se usara un
analizar de tramas: DEKTEC StreamXpress. En la siguiente figura se muestra una
gráfica de la trama BTS del servicio de TV digital SD capturada.
FIGURA 5-4: Pruebas SD

Se observa que efectivamente la trama BTS contiene los paquetes de contenido de

audio y video codificado en MPEG-2, asimismo se observa las tablas PSI (básicas
para un servicio de TV digital SD, según el estándar) que acompañan a este
contenido para señalizarlos en el receptor. Por último se observa los paquetes
nulos que permitirán que el ancho de banda del BTS sea el requerido por el
estándar ISDB-T o SBTVD-T. Con esto se demuestra que se logró generar una
64
trama BTS con un servicio de TV Digital SD. La información completa y detallada
que arrojo el analizador de tramas para este escenario se encuentra en el Anexo 6.
5.2.2 Escenario IP
Para realizar las pruebas en un escenario IP se ejecutará en línea de comandos el

comando del OpenCaster “tsudpsend” de la siguiente manera:
tsudpsend <archivo.ts> <direccion de IP destino> <puerto> <bitrate>
Este comando encapsula paquetes TS con cabecera IP y usa el protocolo UDP, de

la capa de transporte del modelo OSI, para el envío de paquetes sobre una
arquitectura IP.
Para las pruebas entonces se crearan previamente dos colas, en el directorio de
trabajo /home/tvd/ts_sd, por medio del comando “mkfifo” de la siguiente manera:
$ mkfifo cola1
$ mkfifo cola2
Las cola1 permitirá almacenar los paquetes multiplexados por el comando

tscbrmuxer y la cola 2 recibirá los datos de la cola1 y los enviará hacia el entorno
IP. El host destino tiene que configurar su reproductor VLC tal como lo muestra la
siguiente figura:
65
FIGURA 5-5: Configuracion VLC
Luego ejecutamos en línea de comando lo siguiente:

$ tscbrmuxer 600000 b:15040 pat.ts b:15040 pmt_sd.ts b:3008 sdt.ts b:3008 nit.ts
b:2300000 firstvideo.ts b:188000 firstaudio.ts b:2000 tdt.ts b:27432198 null.ts >
cola1 & tsstamp cola1 29958294 > cola2 & tsudpsend cola2 127.0.0.1 7001
29958294
De esta manera, enviaremos el flujo multiplexado hacia la cola1, luego cada

paquete que ingrese a la cola1 será fijado con el comando “tsstamp” para evitar el
efecto que le hace la multiplexacion al PCR. Esto se coloca automáticamente en la
cola2. Luego el contenido de la cola2 se envía inmediatamente hacia la dirección IP
127.0.0.1 (que en este caso es nuestra dirección loopback) y por el puerto destino
(en este caso se usara el puerto 7001). Usar la dirección loopback como la
dirección destino a la que vamos a enviar el stream de audio y video quiere decir
que seremos nosotros mismo los que recibiremos este contenido.
66
La siguiente figura muestra cómo la información de video llega al VLC, via IP.
FIGURA 5-6: Escenario IP SD

Asimismo, la siguiente figura muestra que el contenido de video sigue siendo

reproducido aun cuando ya la totalidad del BTS se ha transmitido hacia la cola1.
Esto se genera porque el contenido que finalmente se aprecia por el VLC es aquel
que sale de la cola2 y esta cola sigue enviando el contenido que la cola1 le dio.
67
FIGURA 5-7: Escenario IP SD_1
5.3 Prueba de la trama BTS de dos servicios de TV digital SD
En la siguiente figura se muestra una gráfica de la trama BTS de dos servicios de

TV digital SD capturadas. Asimismo, la figura muestra al lado derecho la
reproducción de uno de los servicios que contiene la trama BTS. Para las pruebas
realizadas, este servicio es el que será enviado hacia los televisores digitales
estáticos (servicio denominado Canal SD).
68
FIGURA 5-8: Pruebas Canal SD
En la siguiente figura se muestra al lado derecho la reproducción del otro servicio

que contiene la trama BTS. Para las pruebas realizadas, este servicio es el que
será enviado hacia los televisores digitales portátiles (servicio denominado Canal
OneSeg).
FIGURA 5-9: Pruebas Canal OneSeg

69
De acuerdo a lo mencionado en el capítulo anterior, la etapa de Transmisión del
Estándar ISDB-T o SBTVD-T es la encargada de efectuar el proceso de
segmentación de los contenidos y enviarlos hacia el Canal SD o hacia el canal
OneSeg. [ABM2007]
En ambas figuras se observa que efectivamente la trama BTS contiene los

paquetes de dos contenidos de audio y video codificado en MPEG-2, asimismo se
observa las tablas PSI (básicas para uno o dos servicios de TV digital SD, según el
estándar) que acompañan a estos contenidos para señalizarlos en el receptor. Por
último se observa los paquetes nulos que permitirán que el ancho de banda del
BTS sea el requerido por el estándar ISDB-T o SBTVD-T. Con esto se demuestra
que se logró generar una trama BTS con dos servicios de TV Digital SD. La
información completa y detallada que arrojo el analizador de tramas para este
escenario se encuentra en el Anexo 6.
5.4 Prueba de la trama BTS con aplicación Ginga NCL
En la siguiente figura se muestra una gráfica de la captura de la trama BTS del

servicio de TV digital SD con una aplicación interactiva GINGA.
FIGURA 5-10: Prueba GINGA

70
Se observa que efectivamente la trama BTS contiene los paquetes de contenido de
audio y video codificado en MPEG-2, asimismo se observa las tablas PSI (básicas
para un servicio de TV digital SD, según el estándar) que acompañan a este
contenido para señalizarlos en el receptor. Adicionalmente, se observa que se
generó la tabla AIT la cual permitirá señalizar el carousel de objetos que contiene la
aplicación GINGA que se transmite en el BTS junto con el stream de audio y video.
Esta aplicación se instalará automáticamente cuando llegue al receptor. Por último,
se observa los paquetes nulos que permitirán que el ancho de banda del BTS sea
el requerido por el estándar ISDB-T o SBTVD-T. Con esto se comprueba que se ha
generado efectivamente la trama BTS con una aplicación GINGA contenida en ella.
La información completa y detallada que arrojo el analizador de tramas para este
escenario se encuentra en el Anexo 6.
71
Conclusiones, Recomendaciones y
Trabajos Futuros
6.1 Conclusiones
Al terminar la presente tesis, se pudieron llegar a las siguientes conclusiones:
 Las soluciones en hardware para funciones de codificación y multiplexación

en un sistema de TV digital tienen un costo muy elevado que está al
alcance de sólo grandes empresas.
 Para fines de abaratar costos en el despliegue de TV digital se usa

soluciones en software, sin embargo, se tiene que pagar una licencia de
uso que no está al alcance de los estudiantes pertenecientes al grupo de
investigación de TV digital PUCP.
 Existen herramientas que permiten ejecutar las tareas básicas de un

codificador y multiplexor en software libre, sin embargo, trabajan en base al
estándar europeo de TV digital DVB-T.
72
 Se logró realizar el diseño e implementación en software de las tablas PSI
que señalizan los contenidos de video y audio en un sistema de TV digital,
según el estándar ISDB-T
 Se logró generar una trama Broadcast Transport Stream (BTS) que

contiene información de audio, video y datos (Tablas PSI). Se logró incluso
generar un BTS con una aplicación GINGA embebida. Por lo cual, se logró
implementar la trama BTS propuesta en la tesis.
 Se realizaron pruebas en RF de la trama BTS logrando visualizar el

contenido de la trama en un Televisor. Asimismo, se comprobó la
generación de la Trama BTS en un analizador de tramas, software que
viene con la tarjeta moduladora DEKTEC.
 Se realizaron pruebas en un escenario IP para los servicios de TV digital

Standard Definition (SD) enviando la trama BTS sobre la tecnología IP. Esto
deja un claro inicio de soluciones de broadcast de TV digital hibrido.
 Se deja un claro inicio del desarrollo de un sistema de TV digital basado en

software libre.
6.2 Recomendaciones
Se sugieren, a continuación, algunas recomendaciones que se deben tener en

cuenta en el presente proyecto:
 Para hacer transmisiones en vivo de TV digital, bajo un sistema de software

libre, se necesita un encoder libre que permita codificar los contenidos de
audio y video e inmediatamente multiplexarlos para generar la trama BTS.
 Se debe tener especial cuidado en la capacidad de procesamiento de la

computadora que se va a utilizar para la generación de una trama BTS.
Más aún si previamente se va a utilizar un enconder para la codificación de
audio y video puesto que codificar un video y audio consume gran parte de
recursos del CPU.
73
 Para la presente tesis se recomienda usar un encoder basado en hardware
para las tareas de codificación de los contenidos de audio y video. Los
encoders libres no lo hacen con buena performance.
 Se recomienda usar la versión del OpenCaster 2.4 debido a que las

modificaciones hechas por el LIFIA con algunas especificaciones del
estándar ISDB-T están hechas para esta versión.
6.3 Trabajos futuros
Se proponen a continuación diversos trabajos derivados del presente proyecto:
 Es de gran utilidad el realizar el diseño e implementación de un analizador

de tramas hecho en software libre.
 Enfocándonos en la tarea de codificación, es de gran utilidad el desarrollo

de un enconder H.264 y MPEG-4 (AAC) en software libre, o el
mejoramiento de alguno que exista, que tenga una gran performance para
fines de ahorrar costos excesivos en soluciones de hardware
 Partiendo de la iniciativa de esta tesis, el siguiente paso es implementar un

entorno completo de configuración de TV digital que se encargue de las
tareas de codificación y multiplexación, todo según las especificaciones del
estándar ISDB-T y SBTVD-T.
 Debido al gran despliegue de las comunicaciones móviles, es de mucho

interés el hacer una propuesta de infraestructura hibrida (etapa de
transmisión de TV digital sobre infraestructura IP) para soluciones de IPTV
móvil.
74
Bibliografía
[ABM2007] Associacao Brasileira de Normas Técnicas
NBR 15604. Norma Brasilera ABNT.1 de diciembre del 2007
[CNC2008] Consejo Consultivo de Radio y Televisión CONCORTV

URL: http://www.concortv.gob.pe/
Consulta: 28 de Febrero del 2012
[DEK2010] Dektec Stream Xpert Leaflet

URL: http://www.dektec.com
[LIF2010] Aplicaciones Interactivas del LIFIA

URL:http://wiki.ginga.org.ar/doku.php?id=lifia:aplicaciones
[LIF2011] OpenCaster para SATVD-T

URL:http://wiki.ginga.org.ar/lib/exe/fetch.php?media=lifia:guiaopencas
ter2.pdf
[LIN2011] Sobre Linux

http://www.linux-es.org/sobre_linux
[MAR2010] GRUPO DE TELEVISION DIGITAL – PUCP
2007 Capacitación en TV Digital [diapositivas]. Lima: PUCP.
[MAT2010] MATAMOROS RIOJAS, Ronald Adolfo
Analisis tecnico y de mercado para una infraestructura de TDT

propuesta para lima metropolitana bajo SBTVD. Tesis de
2009 licenciatura en Ciencias e Ingeniería con mención en Ingeniería de
las Telecomunicaciones. Lima: Pontificia Universidad Católica el
Peru, Facultad de Ciencias e Ingeniería
[MTC2010] TV Digital Perú – MTC

URL: http://tvdigitalperu.mtc.gob.pe
75
[OPC2011] Avalpa Broadcast Server user manual
URL:http://www.avalpa.com/assets/freesoft/opencaster/AvalpaBroa
dcastServerUserManual-v3.0.pdf
[PER2006] PERALES BENITO, Tomás
Radio y television digitales: tecnología de los sistemas DAB, DVB,

2006
IBUC Y ATSC, Primera edición, México D.F: LIMUSA
[PHY2011] Python Programming Language – Official Website

http://www.python.org/
[SOL2010] SOLIS SÁNCHEZ, Carlos Daniel

Propuesta para la implementación de un sistema de televisión
digital terrestre para pequeños radiodifusores con el uso de
soluciones en software. Tesis de licenciatura en Ciencias e
2009
Ingeniería con mención en Ingeniería de las Telecomunicaciones.
Lima: Pontificia Universidad Católica el Peru, Facultad de Ciencias
e Ingeniería
76
Anexos
Anexo 1: Manual del OpenCaster – Lifia
Se presenta el manual hecho por el LIFIA sobre la instalación del OpenCaster y

sobre de generación de tramas BTS
Anexo 2: Tablas PSI
Se presentan archivos que contienen el código (en python) para la generación de

las Tablas PSI básicas que permitirán transmitir un servicio de televisión digital.
Anexo 3: OpenCaster2.4
Se presenta la versión 2.4 del software OpenCaster desarrollado por AVALPA.SRL

con sus respectivos tutoriales.
Anexo 4: Aplicación Ginga
Se presenta una aplicación ginga extraída de la página web del LIFIA para nuestras
pruebas de una BTS conteniendo una aplicación interactiva.
Anexo 5: BTS generados
Se presentan todos los BTS generados en la implementación de estos.
Anexo 6: Información de pruebas
Se presentan toda la información completa y detallada que arrojo el analizador de

tramas y que concuerdan con los datos configurados. Asimismo, se presentan
videos de las pruebas realizadas en laboratorio.
77

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

GENERACIÓN DE UNA TRAMA BROADCAST TRANSPORT

Tesis para optar el Título de Ingeniero de las Telecomunicaciones, que

LUIS ALBERTO VENEGAS PICÓN

ASESOR: ING. MARCO MAYORGA MONTOYA

Lima, 22 de Mayo del 2012

La presente tesis consiste en la generación de una trama Broadcast Transport

Luego, se realizó el diseño de los inputs necesarios antes de la mutiplexación de

A mis padres José y Elizabeth,

A Dios, por guiarme siempre por el buen camino, mantener a mi familia

A mis padres José Antonio y Elizabeth, quienes siempre me apoyaron en

A todos los profesores de la especialidad de Ingeniería de las

A todos ustedes, ¡muchas gracias!

LISTA DE FIGURAS .................................................................................... IX

LISTA DE TABLAS ...................................................................................... XI

CAPÍTULO 1 DIAGNÓSTICO DEL PROBLEMA ........................................ 13

1.2 Definición del problema ......................................................................................... 14

1.3 Justificación ............................................................................................................ 15

1.4 Solución planteada ................................................................................................. 16

CAPÍTULO 2 TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE Y DESCRIPCIÓN DE

2.2 Aspectos técnicos del estándar ISDB-T ............................................................... 22

2.3 Solución basada en software para la transmisión de la señal ISDB-T.............. 34

2.4 Linux ......................................................................................................................... 36

2.5 Python ...................................................................................................................... 36

CAPÍTULO 3 DISEÑO DE LOS INPUTS PARA LA GENERACIÓN DE UNA

3.2 Diseño de las tablas PSI en código ....................................................................... 41

CAPÍTULO 4 GENERACIÓN DE LA TRAMA BROADCAST TRANSPORT

4.2 Encapsulamiento del contenido en formato TS (Transport Stream) ................. 50

4.3 Generación de una trama BTS de un Servicio de TV digital SD ........................ 51

4.4 Generación de una trama BTS de dos Servicios de TV digital SD .................... 53

CAPÍTULO 5 PRUEBAS DE LA TRAMA BTS GENERADA ...................... 60

5.2 Prueba de la trama BTS de un servicio de TV digital SD .................................... 64

5.3 Prueba de la trama BTS de dos servicios de TV digital SD ................................ 68

5.4 Prueba de la trama BTS con aplicación Ginga NCL ............................................ 70

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS ...... 72

6.2 Recomendaciones .................................................................................................. 73

6.3 Trabajos futuros ...................................................................................................... 74

FIGURA 2-1: Resolución de imagen de televisión ................................................. 18

TABLA 1-1: Precios de equipos de codificación .................................................... 15

El año 2009 el Estado peruano adoptó el estándar de Televisión Digital Terrestre

Entonces, para temas de investigación, disponer de hardware de TV digital es muy

El Laboratorio de Investigación y Formación en Informática Avanzada (LIFIA) de la

Diagnóstico del problema

En este capítulo se explicará el marco actual de la televisión digital terrestre en el

1.1 Marco Problemático

El constante cambio tecnológico ha generado que los estándares que existen a

El estándar ISDB-T, a la fecha, ha evolucionado en gran escala debido al trabajo

1.2 Definición del problema

El grupo de investigación de TV digital PUCP en la actualidad está realizando

Asimismo, el grupo de investigación de TV digital PUCP está realizando estudios de

TABLA 1-1: Precios de equipos de codificación

TABLA 2-2: Precio de equipo de multiplexación

Asimismo la siguiente tabla muestra el precio aproximado de la licencia de software

TABLA 3-3: Precio de licencia de software Village Flow

Se propone utilizar todas las herramientas y mecanismos existentes para la

Televisión Digital Terrestre y Descripción de

Tecnologías Involucradas en el sistema