Diseño y evaluación de alternativas para la implementación de sistema de vídeo MPEG-IP/Broadcast para la Universidad Autónoma de Bucaramanga
Este documento es un estudio del uso de la televisión broadcast como estrategia pedagógica, a través del análisis de los formato de vídeo MPEG (Motion Picture Expert Group) y los protocolos utilizados en la transmisión con tecnología DVB (Direct Vídeo Broadcast). Se realizan los cálculos de ancho de...
- Autores:
-
Díaz Claros, Alfredo Antonio
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2003
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/3330
- Palabra clave:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB
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Analysis
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Este documento es un estudio del uso de la televisión broadcast como estrategia pedagógica, a través del análisis de los formato de vídeo MPEG (Motion Picture Expert Group) y los protocolos utilizados en la transmisión con tecnología DVB (Direct Vídeo Broadcast). Se realizan los cálculos de ancho de bandas requerido y la determinación de los equipos de captura, codificación, modulación, transmisión y recepción de vídeo. Allí se determina el tamaño de las antenas y configuraciones (ver anexos). El resultado final es el diseño del sistema de transmisión satelital en Banda en banda C y Ku. Con la información analizada y los componentes (equipos requeridos) se evalúa la factibilidad de usar parte de la infraestructura existente para que el costo de operación inicial sea mínimo. Se incluye un presupuesto y un esquema de organización con las funciones y actividades del personal encargado de la administración de los equipos. El diseño de alternativas para la implementación de un sistema de vídeo MPEG/Broadcast (DVB) Satelital para la Universidad Autónoma de Bucaramanga, en Banda Ku y C, permite brindar al sistema de educación virtual de la Unab una opción para la generación de proyectos educativos de impacto regional. La información técnica suministrada por algunas firmas internacionales como: Tiba inc., Satmex, PanamSat, RedSat y con la colaboración especial de AndeSat y Radien Comstream con sede en los Estados Unidos, se determinaron los valores de las variables de entrada para los cálculos del presupuesto de enlace, modulación y transmisión. La recomendación técnica más importante es iniciar el sistema satelital en Banda C con un valor de inversión inicial de US$21.815.oo representado en su totalidad en el costo del Codificador/Modulador y posteriormente migrar a Banda Ku con una inversión adicional de $16.350.oo, este plan se puede desarrollar en 2 o 3 años. |
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Díaz Claros, Alfredo Antonio (2003). Diseño y evaluación de alternativas para la implementación de sistema de vídeo MPEG-IP/Broadcast para la Universidad Autónoma de Bucaramanga. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey ITESM Bellamy, John. Digital Telephony. Second Edition, 1991 Bostian, Charles y Timothy Pratt. Satellite Communications, 1986. Cominetti, M. Mignone, V. Morello, A. Visintin, M. , "The European system for digital multi-programme television by satellite RAI Res. Centre, Torino" publicación de Broadcasting, IEEE Transactions on , páginas 49 - 62 , Volume: 41 Issue: 2 , ISSN: 0018-9316 . June 1995. Diaz, Alfredo. "Taxonomía de la Videoconferencia". Bucaramanga, 1.999. Duran J. y C. Sauer. Mainstream Videoconferencing. Addison-Wesley Reading. Mass, 1997. EL UNIVERSAL. "Piden el uso de medios en pro de la enseñanza" , 13 de diciembre de 1998 Freeman, Roger. Telecommunication System Engineering. 3rd ed., , 199 Gordan, and Morgan , JohnWiley . Principals of Communications Satellites. 1993 Hernández , Carlos. "Televisión: poder y conocimiento en el siglo xx" . 1.999 Hernandez, G. " IP services over satellite platforms". Multimedia Services and Digital Television by Satellite (Ref. No. 1999/111), IEE Colloquium on, páginas 4/1 - 4/5 , 22 Oct. 1999 , London, UK , 1999 . King , Kenneth P. "One hundred percent efficiency:" the use of technology in science education since 1900. 1.999 Konstantinides, K. Cheng-Tie Chen Ting-Chung Chen Hown Cheng Fure-Ching Jeng. "Design of an MPEG-2 codec , Cirrus Logic". IEEE Signal Processing Magazine, 32 - 41 , Jul 2002 , Volume: 19 Issue: 4 , ISSN: 1053-5888 KUHN , Peter M. Algorithms. Complexity Analysis and Vlsi Architectures for Mpeg-4 Motion Estimation . Kuhn Peter M, 1.999. Lauterjung, J. Rohde & Schwarz, Munchen, Germany A measurement system for the test of DVB receivers , Broadcasting Convention, 1995. IBC 95., International , páginas 25 - 28 , Amsterdam, Netherlands , 1995 , ISBN: 0-85296-644-X Maral, Gerard y Michel Bousquet. Satellite Communications Systems, 2nd ed. 1993. Maveddat, P. Boray, G. Homayoun, F. "Advanced return channel system architecture for broadband multimedia communications via satellite, Nortel Networks, Richardson, TX, USA ". Global Telecommunications Conference, 1999. GLOBECOM '99, páginas 1103 - 1108 vol.2 , 5-9 Dec. 1999.Rio de Janeireo, Brazil , 1999 , Volume: 2 , ISBN: 0-7803-5796-5 Mitchell, Joan L. Mpeg Video : Compression Standard (Digital Multimedia Standards Series) . Joan L. Mitchell (Editor), 1996. Neale, J. . "Symposium on future satellite communications for global IP and ATM networking market trends and technological developments for DVB-RCS , - Space & Electron. Group, EMS Technol. Canada Ltd., Ste-Anne-de-Bellevue, Que., Canada" , Global Telecommunications Conference, 2001. GLOBECOM '01. IEEE, Páginas 2789 - 2791 vol.4 , 25-29 Nov. 2001 , San Antonio, TX, USA , 2001 , Volume: 4 , ISBN: 0-7803-7206-9 Niño Diez, Jaime. Discurso Vi Encuentro de la televisión educativa y cultural. Comisión Nacional de Televisión. Bogotá. Agosto del 2.002. Orozco, Guillermo. Los niños, los medios y la televisión. Bogotá. 2.002 Pisanty , Alejandro. Dos taxonomías de los medios técnicos para la educación a distancia. 31 de Marzo de 2000 Vol. 1 No.0 Poulin, Michel y Michael Robin. Digital Television Fundamentals: Design and Installation of Video and Audio Systems. 1.997. Roddy, Dennis. Satellite Communications, 2nd ed, 1996. Salinas, Rocio Esperanza. Guías de lectura audiovisual: Una forma de encuentro con la imagen televisiva. 2.000 Villegas Villegas Germán. Informe de gobierno 2.001. Gobernación del Valle del Cauca. Marzo 2.002 Watkinson, John. Mpeg Handbook . MCgrawhill. 2000 |
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Se realizan los cálculos de ancho de bandas requerido y la determinación de los equipos de captura, codificación, modulación, transmisión y recepción de vídeo. Allí se determina el tamaño de las antenas y configuraciones (ver anexos). El resultado final es el diseño del sistema de transmisión satelital en Banda en banda C y Ku. Con la información analizada y los componentes (equipos requeridos) se evalúa la factibilidad de usar parte de la infraestructura existente para que el costo de operación inicial sea mínimo. Se incluye un presupuesto y un esquema de organización con las funciones y actividades del personal encargado de la administración de los equipos. El diseño de alternativas para la implementación de un sistema de vídeo MPEG/Broadcast (DVB) Satelital para la Universidad Autónoma de Bucaramanga, en Banda Ku y C, permite brindar al sistema de educación virtual de la Unab una opción para la generación de proyectos educativos de impacto regional. La información técnica suministrada por algunas firmas internacionales como: Tiba inc., Satmex, PanamSat, RedSat y con la colaboración especial de AndeSat y Radien Comstream con sede en los Estados Unidos, se determinaron los valores de las variables de entrada para los cálculos del presupuesto de enlace, modulación y transmisión. La recomendación técnica más importante es iniciar el sistema satelital en Banda C con un valor de inversión inicial de US$21.815.oo representado en su totalidad en el costo del Codificador/Modulador y posteriormente migrar a Banda Ku con una inversión adicional de $16.350.oo, este plan se puede desarrollar en 2 o 3 años.Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey ITESMCAPITULO 1 7 1. LA TELEVISION Y LA EDUCACION 7 1.1 Antecedentes de la televisión en la educación 7 1.1.1 La televisión educativa y cultural en la escena nacional e internacional 7 1.1.2 Mitos acerca de la televisión educativa 11 1.1.3 La televisión educativa y la Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB 12 1.1.4 Educación virtual y la teleclase 13 1.1.5 Educación a distancia y Redes Satelitales 17 1.2 Objetivos del proyecto 17 1.2.1 Objetivo general 17 1.2.2 Objetivos específicos 18 1.3 Justificación y beneficios esperados 18 1.3.1 La UNAB y la televisión 19 CAPITULO 2 20 2. DETERMINACIÓN DE REQUERIMIENTOS DE LA UNAB 20 2.1 Inventario de equipos Vsat de la unab 23 2.2 Especificaciones técnicas 24 2.2.1 Antena 24 2.2.2 Modems 26 2.2.3 VSAT Transceivers 28 2.2.4 Isoadaptores 31 CAPITULO 3 33 3. TECNOLOGÍAS DE VIDEO DIGITAL 33 3.1 Normas y estándares de video 35 3.2 La señal de video 37 3.3 Formatos de archivos de video 38 3.3.1 Estándar MPEG 39 3.3.2 La compresión MPEG-2 39 3.4 Formatos digitales 40 3.5 Distintos formatos de compresión MPEG 41 3.6 Formatos de compresión 42 3.7 Compresión de video en el estándar MPEG-2 (aplicaciones broadcast) 43 3.7.1 Perfiles y niveles MPEG-2 44 3.8 Modos de predicción específicos en MPEG-2 (imágenes entrelazadas) 49 3.8.1 Estructura de la trama (frame) 50 3.8.2 La estructura del campo "field". 51 3.9 Scanning (Exploración) 52 3.10 Descripción del proceso de codificación MPEG-2 53 3.11 Descripción del proceso de decodificación MPEG-2 55 3.12 Constitución del paquete de transporte MPEG-2 56 3.13 Oganización del múltiplex de transporte 60 3.14 Demultiplexacion MPEG-2 61 CAPITULO 4 62 4. TECNOLOGÍAS DE TRANSMISIÓN DE VIDEO SATELITAL 63 4.1 Características generales de los satélites 64 4.4.1 Las órbitas de los satélites 64 4.1.2 Orbita geoestacionaria 65 4.1.3 Ventajas de las órbitas geosíncronas 66 4.1.4 Desventajas de las órbitas geosíncronas 66 4.2 Enlaces Satelitales 67 4.2.1 Satélites Banda-C y Ku 68 4.3 Patrones orbitales 69 4.3.1 Alternativas satelitales 69 4.3.2 Ubicación del sitio de transmisión 71 4.3.3 Cobertura de recepción 71 4.4 Ángulos de vista 75 4.4.1 Ángulo de elevación 75 4.4.2 Azimut 75 4.5 Asignaciones de frecuencia 76 4.6 Los factores que intervienen en los enlaces ascendentes y descendentes 77 4.6.2 Relación C/N (carrier / noise o portadora / ruido) 79 4.7 Enlace ascendente 81 4.7.1 Transponder 81 4.8 Enlace descendente 83 4.8.1 Elección del tipo de modulación 83 4.9 Antenas 84 4.10 La recepción de las emisiones de satélites 88 4.10.1 El alimentador 88 4.10.2 El polarrotor: 89 4.10.3 El ortomodo 89 4.10.5 El enlace cabezal-receptor 90 4.10.6 La unidad interior individual 90 4.11 Parámetros del sistema satelital 91 4.11.1 Potencia de transmisión y energía BIT 91 4.11.2 Potencia radiada isotrópica efectiva 92 4.11.3 Temperatura de ruido equivalente 92 4.11.4 Densidad de ruido 94 4.11.5 Relación de densidad de portadora de ruido 94 4.11.6 Relación de la densidad de energía de bit a ruido 95 4.12 Relación de ganancia a temperatura de ruido equivalente 96 4.13 Ecuaciones de enlace del sistema satelital 96 4.13.1 Ecuaciones de enlace 97 4.13.2 Ecuación de subida 97 4.13.3 Ecuación de bajada 98 CAPITULO 5 98 5. CÁLCULOS DE ENLACE 99 5.1 Presupuesto de Enlace UP-Link 99 5.2 Fórmulas para el cálculo del Ancho de Banda 100 5.2.1 Banda Central para Satmex 5 100 5.2.2 Zona Climática (N) 100 5.2.3 Segmento Satelital 103 5.3 PIRE en los sitios de recepción dbw 104 5.3.1 Estación terrena receptora (Down-link) 104 5.3.2 Fórmula para el cálculo de la pérdidas por espacio libre. 104 5.4 Resultados del cálculo de enlace satelital 106 5.5 Factibilidad de la configuración analizada 110 CAPITULO 6 113 6. Simulación del sistema en Matlab 113 6.1 Descripción del modelo 113 6.1.1 Codificación del estándar DVB- S 114 6.1.2 Enlace de radiofrecuencia satelital 116 6.2 Documentación de los Bloques de la simulación del sistema DVB-S 124 CAPITULO 7 125 7. PRESUPUESTO DE INVERSIÓN Y COSTOS DE OPERACIÓN 125 7.1 Detalles del sistema de transmisión 127 7.2 Sistema de Recepción 127 7.3 Sistema de Recepción 130 7.4 Costo de enlace satelital 130 7.5 Costos de Operación 131 7.6 Instalación Básica 132 7.7 Capacitación en el manejo del equipo 133 CAPITULO 8 135 8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 135 ANEXOS 138MaestríaThis document is a study of the use of television broadcasting as a pedagogical strategy, through the analysis of MPEG (Motion Picture Expert Group) video formats and the protocols used in transmission with DVB (Direct Video Broadcast) technology. The required bandwidth calculations and the determination of the video capture, encoding, modulation, transmission and reception equipment are carried out. There the size of the antennas and configurations are determined (see annexes). The final result is the design of the C and Ku band satellite transmission system. With the information analyzed and the components (required equipment), the feasibility of using part of the existing infrastructure is evaluated so that the initial operating cost is minimal. A budget and an organizational chart are included with the functions and activities of the personnel in charge of managing the teams. The design of alternatives for the implementation of an MPEG / Broadcast (DVB) Satellite video system for the Autonomous University of Bucaramanga, in Ku and C Band, allows providing the Unab virtual education system an option for the generation of educational projects regional impact. The technical information supplied by some international firms such as: Tiba inc., Satmex, PanamSat, RedSat and with the special collaboration of AndeSat and Radien Comstream based in the United States, the values of the input variables for the budget calculations were determined link, modulation and transmission. The most important technical recommendation is to start the satellite system in Band C with an initial investment value of US $ 21,815.oo represented in its entirety in the cost of the Encoder / Modulator and later migrate to Ku Band with an additional investment of $ 16,350. oo, this plan can be developed in 2 or 3 years.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABMPEG (Standard video encoder)Digital televisionDirect satellite televisionBroadcastingEducational televisionSystems engineeringComputer scienceInvestigationsAnalysisSatellite systemVideo systemMPEG (Codificador estándar de video)Televisión digitalTelevisión directa por satéliteTeledifusiónTelevisión educativaIngeniería de sistemasCiencias computacionalesInvestigacionesAnálisisSistema satelitalSistema de vídeoTelevisiónDiseño y evaluación de alternativas para la implementación de sistema de vídeo MPEG-IP/Broadcast para la Universidad Autónoma de BucaramangaDesign and evaluation of alternatives for the implementation of the MPEG-IP/Broadcast video system for the Universidad Autónoma de BucaramangaMagíster en Ciencias ComputacionalesUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaMaestría en Ciencias Computacionalesinfo:eu-repo/semantics/masterThesisTesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMDíaz Claros, Alfredo Antonio (2003). Diseño y evaluación de alternativas para la implementación de sistema de vídeo MPEG-IP/Broadcast para la Universidad Autónoma de Bucaramanga. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey ITESMBellamy, John. Digital Telephony. Second Edition, 1991Bostian, Charles y Timothy Pratt. Satellite Communications, 1986.Cominetti, M. Mignone, V. Morello, A. Visintin, M. , "The European system for digital multi-programme television by satellite RAI Res. Centre, Torino" publicación de Broadcasting, IEEE Transactions on , páginas 49 - 62 , Volume: 41 Issue: 2 , ISSN: 0018-9316 . June 1995.Diaz, Alfredo. "Taxonomía de la Videoconferencia". Bucaramanga, 1.999.Duran J. y C. Sauer. Mainstream Videoconferencing. Addison-Wesley Reading. Mass, 1997.EL UNIVERSAL. "Piden el uso de medios en pro de la enseñanza" , 13 de diciembre de 1998Freeman, Roger. 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