Convergencia entre la radiodifusión y los móviles jose costa

La convergencia entre la radiodifusión y los móviles –> mejores servicios para los usuarios

Tercer congreso internacional de espectro Innovación en el uso del espectro Bogotá, 12-13 NOV 2013

José Costa, Lasse wieweg, and Jörg Huschke Ericsson

La convergencia entre la radiodifusión y los móviles | Commercial in confidence | 2013-11-13 |

Esquema

Consumidores y tendencias del mercado

Convergencia de soluciones de comunicaciones

Las tecnologías habilitadoras y su evolución

Probabilidad de servicio y necesidades de espectro

Ejemplos de despliegues


Multimedios: Un mercado creciente

LTE = Long Term Evolution; parte de los estándares para las IMT.


TV: Cambios de comportamiento

EMPUJAR-TIRAR EMPUJE

TV programada tradicional y búsqueda de texto

También impulsado por la expansión de banda ancha móvil (MBB) donde el

Navegación web

Redes sociales


Average hours watching video on each device per week

VER vídeo móvil está en aumento

Fuente: Ericsson ConsumerLab TV & Media 2013 Study, Resumen. BASE: 9 mercados extendidos, [Aquellos que tienen y utilizan los dispositivos respectivos]

72% utilizan pantallas móviles para ver vídeo cada semana

hours

El 42% de los encuestados utilizan el ordenador portátil, Smartphone

o Tablet ver TV/Vídeo fuera del hogar, sobre una base semanal

En el hogar Fuera del hogar

Promedio de horas viendo video en cada dispositivo por semana

horas

http://www.ericsson.com/res/docs/2013/consumerlab/tv-and-media-consumerlab2013.pdf


Tendencias del mercado móvil

Experiencia de contenido enriquecido

12X

10 mil millones de suscripciones móviles en 2020

Tráfico creciente de datos móviles

Aumento de demanda de contenido de vídeo por los consumidores

La importancia de los dispositivos móviles en el espacio de Media TV

Fuente: Ericsson Consumer Lab

Aumento de despliegues de LTE


La TV Terrestre en la tormenta perfecta Los proveedores de contenidos de radiodifusión quieren los espectadores "en todas partes"

La industria de la computación

quiere entrar en el campo de la TV

La industria de distribución de TV quiere seguir siendo un socio fuerte

Los operadores de telecomunicaciones ya ven un tráfico de vídeo

significante

El comportamiento del consumidor está cambiando

ESPECTRO

Los fabricantes de dispositivos quieren ofrecer servicios

Los proveedores de telecomunicaciones quieren ofrecer más

servicios de video y "TV”


TV - cada mercado es único

[Fuente]

http://stakeholders.ofcom.org.uk/market-data-research/market-data/communications-market-reports/cmr12/international/icmr-3.28


converger hacia la Sociedad en Red

hogares personal

empresas

Convergencia de entornos radiodifusión y fijo móviles


Convergencia de comunicaciones

DSL, fibra, VoIP

TV Terrestre y Radio

Redes celulares

Redes de cobre

Impulsado por la necesidad de comunicaciones más individuales y flexibles y la disponibilidad de los ecosistemas

Móviles

Tele

Media

Datos

DSL: Digital Subscriber Line; VoIP: Voz sobre Protocolo de Internet

Banda ancha móvil (MBB)


Móviles TV

La convergencia de las regulaciones

un ministerio una agencia una política

La convergencia entre la radiodifusión y los móviles


Radiodifusión Unidifusión

Trae escalabilidad y optimización de costes Trae servicios personalizados avanzados

› un canal de datos por contenido › contenido popular en las zonas densamente pobladas › aliviar la unidifusión

› un canal de datos por usuario › cualquier contenido, en cualquier momento y en cualquier lugar › “radiodifusión" con interactividad

Radiodifusión y unidifusión

Complementando


radiodifusión

Radiodifusión en directo

Unidifusión transmisión por demanda

…. y unidifusión bajo demanda (transmisión en secuencia)

Ambas son necesarias - para la radiodifusión la TV en directo sigue siendo importante y, - para la unidifusión los contenidos por demanda están aumentando Los consumidores quieren acceso ilimitado - a todos los medios, en cualquier dispositivo


Compartición por superposición planeada

Alta potencia, torre alta (HPHT) - superposición

Baja potencia, torre baja (LPLT) – subcapa, adyacente


la radiodifusión lte

La Radiodifusión LTE utiliza LTE-MBMS

En inglés: Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS)

Servicio de Radiodifusión Multimedios/Multidifusión (SRMM)

LTE-MBMS también se conoce como eMBMS (evolucionado MBMS)


Un entorno de colaboración TV Antena exterior fija red de DTV • torre alta • alta potencia

eMBMS móviles e interior • torre baja • baja potencia

Colaboración en • contenido • contenido

agregado / envasado

• distribución

Radiodifusión

TeleCOM

El contenido puede ser producido a nivel local, o de cualquier proveedor, y se distribuye en una o varias redes


La TV y la Radiodifusión LTE

• la TV y LTE se complementan entre sí y pueden coexistir • un entorno cooperativo de múltiples pantallas TV multimedios, es ganar-ganar • el contenido de vídeo en la banda ancha móvil es esencial para los consumidores • contenido de vídeo sin costuras entre los dispositivos • soluciones también para otros tipos de contenido multimedios • número ilimitado de espectadores 18


tipos de usos

Equipos de usuario (UE) de almacenamiento en caché –

contenidos empujados

Difusión (Podcast) la mayoría de los video populares, aplicaciones y páginas web a la caché del dispositivo. Difusión de actualizaciones de software.

TV lineal y entrega inmediata

Entregar contenido de alto interés en vivo para muchos usuarios con calidad de servicio asegurada (QoS), sobre áreas definidas

Distribución local de contenidos en masa

Transmitir los contenidos más populares en las zonas geográficas donde tenga sentido.


Tecnologías habilitadoras

eMBMS

Servicio de Radiodifusión Multimedios/Multidifusión evolucionado (Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service) – una especificación de 3GPP que permite servicios de difusión / multidifusión.

HEVC

Codificación Vídeo de Alta Eficiencia (High Efficiency Video Coding)/H.265 – el nuevo estándar de compresión de vídeo promete reducir a la mitad el ancho de banda requerido para transportar el contenido de vídeo.

MPEG-DASH

Protocolo de trasmisión dinámica adaptable a través de HTTP (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) (DASH) – simplifica y estandariza la entrega adaptativa de vídeo a dispositivos de consumo, lo que garantiza una mejor calidad de servicio y eficiencia.


arquitectura general de EMBMS

› Interfaces del plano de control – M3: MBMS gestión de la sesión – M2: MBMS gestión de sesiones y configuración de la radio

de la Red de Acceso Radio (RAN) con eNBs (eNodeB)

› Interfaz de plano de usuario M1 – Multidifusión IP para entregar los paquetes descendentes – SYNC protocolo para la sincronización de contenido

› BM-SC (centro de servicio de multidifusión) – MBMS iniciación de servicio y entrega – Especifica las áreas de servicio MBMS – Tarificación

› MCE (Entidad de Coordinación de Multi-células) – La asignación de recursos físicos, MCS – Controles de multiplexación de servicios MBMS – El control de admisión

M1 M2

M3

LTE RAN

Proveedor de contenido

BM-SC MBMS GW

eNB eNB

MCE MME

Núcleo de red LTE


Calidad de Servicio

› El tráfico eMBMS utiliza recursos reservados – Velocidad binaria garantizada y definida de acuerdo con el nivel de servicio acordado

› Transmisión continua con muy baja tasa de error utilizando la capa de aplicación

de corrección de errores hacia adelante

› Distribución de archivos confiable con retransmisiones MBMS específicas

› Informes de Recepción – las tasas de error con nivel de granularidad celular – estadísticas de audiencia


Calidad de vídeo vs. Velocidad binaria – Smartphone H.264 480p (864*480)

MOS

Color de la escala aproximada de calidad : - Verde = No hay artefactos visibles - Amarillo = Artefactos visibles, pero útil - Rojo = No calidad útil

Contenido simple

Contenido difícil

~0,3-0,5 Mbit/s 0,9-1,6 Mbit/s

Mbit/s 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Muy malo

Malo

Regular

Bueno

Excelente

Target quality

MOS: Nota Media de Opinión


HEVC (H.265) compresión vídeo Ve

loci

dad

bina

ria

1995 2005 2015

MPEG2 – Vídeo 1994

AVC 2003

HEVC 2013

50% objetivo de ahorro de

velocidad binaria

50% objetivo de ahorro de

velocidad binaria

El doble de la calidad de vídeo o el doble de la cantidad de usuarios

Tan importante como el paso entre MPEG2 a H.264

HEVC está siendo adoptado para eMBMS


interfaz radioeléctrica EMBMS

› eMBMS multiplexados en el tiempo con el tráfico de unidifusión – hasta 6 de cada 10 subtramas puede ser dedicada a eMBMS

› Apoyado para ambos FDD y TDD LTE

– para LTE-FDD, las subtramas para MBMS en el enlace descendente pueden ser utilizadas para unidifusión en el enlace ascendente

› Utiliza OFDM, como DVB-T e ISDB-T, pero los parámetros son diferentes

› Red de transmisión de Frecuencia Única (MBSFN)


Área (de servicio) MBMS › La superposición entre las áreas MBSFN es

posible – permite servicios locales, regionales y

nacionales – una célula puede pertenecer a varias áreas

MBSFN – La interferencia entre las áreas MBSFN se

evita por multiplexación en el tiempo o el uso de diferentes portadoras

Área MBSFN Área MBSFN Área MBSFN

Área de Servicio MBMS A

Área MBSFN

Área de Servicio MBMS B

El Área de Servicio MBMS define el conjunto de células y eNBs que unen la multidifusión IP para el servicio

Los eNBs pertenecientes a un área MBSFN tienen que estar sincronizados


Necesidades de espectro: ejemplo de Alemania utilizando multidifusión / unidifusión Híbrida para TV


Visualizaciones de Programas TV

El 50% sólo ven 5 programas

En cualquier punto en el tiempo, las visualizaciones incluso se concentran en menos programas

Las cifras son promedios de 5 días


Visualizaciones en el transcurso de un día

Máxima audiencia: 45% de la población (a las 21:15 horas)


requisitos de ancho de banda › Descargo de responsabilidad: Los resultados dependen en gran medida de los parámetros, incluyendo

aspectos de visualización de televisión de países determinados como se mostró en las páginas anteriores. No se puede generalizar! Aquí el foco está en la metodología de cálculo.

› 25% ven TV a través del acceso terrestre (máximo actual localizado de visualizaciones en DVB-T)

› 80 habitantes por área de la célula geográfica (urbana), con independencia del número de operadores

› Eficiencia espectral: unidifusión (UC): 2,4 bit/s/Hz; multidifusión (BC): 1,6 bit/s/Hz

› El programa de multidifusión si el promedio de usuarios por célula geográfica supera 1,5, se obtiene:

– figura umbral de visualizacines: 4,2%

– programas difundidos: 7

Eficiencia espectral

# usuarios activos/ célula/

operador

Ancho de banda para SDTV; HEVC [MHz]

Ancho de banda para HDTV (720p); HEVC [MHz]

[bit/s/Hz] Velocidad binaria baja 0,5 Mbit/s

Velocidad binaria alta 1,0

Mbit/s

Velocidad binaria baja 2,0 Mbit/s

Velocidad binaria alta 4,0

Mbit/s UC total 2,4 2,9 2,4 4,8 9,7 19,4 BC 1,6 6,1 2,2 4,4 8,8 17,5 UC total + visualizaciones BC 9 4,6 9,2 18,4 36,9


Resumen de la tecnología

La radiodifusión LTE está integrada en el estándar LTE No hay complejidad añadida en el equipo de la estación base y el dispositivo del usuario

La tecnología más avanzada está incluida: H.265 y MPEG-DASH

Ahorro de espectro para la distribución de TV – unidifusión en células pequeñas complementado por la verdadera alta participación en la multidifusión en una red de frecuencia única

Ejemplo de probabilidad de Servicio usando los requisitos de calidad de servicio de DVB-T


suposiciones › Requisito de calidad

– Recepción Cuasi libre de errores (QEF): menos de un error sin corregir por evento y por hora de transmisión – Requiere el uso de la capa de aplicación FEC (AL-FEC) – El bloque AL-FEC cubre 1s → tasa de error de bloque AL-FEC tolerable: 1s/3600s = 2,78e-4

› Escenario de recepción interior portátil DVB-T: El receptor se coloca en la posición óptima en un disco de 0,5 m de radio.

– Imitado eligiendo la posición óptima dentro de una línea recta a 1 m de la posición inicial del usuario al azar. – una vez seleccionada la posición óptima, se supone que el canal será estático

› Propagación: 3GPP caso 1, pero 700 MHz y sólo 8 dB de pérdida interior, basado en DVB-T › Simulación realizada para una distancia-inter-sitio uniforme (ISD). Repetir para un conjunto de ISDs. › Usar los sitios de una red 3G en Colonia. Determinar ISDs. Probabilidad de servicio por simulación. › Inter-symbol-interferencia ("MBSFN-auto-interferencia") no considerada, se espera que sea baja en

el escenario actual. › Los resultados previstos indican el potencial de la tecnología. No hay margen de aplicación.


Comparación con DVB-T/2 › DVB-T; 1,66 bit/s/Hz (13,3 Mbit/s) › Probabilidad de servicio igual a: › DVB-T2; 2,74 bit/s/Hz (22,0 Mbit/s)

› eMBMS; 1,6 bit/s/Hz (MCS19) sitios con servicio >95%:

– 100% in 10 km – 93% in 20 km

Fuente: Media Authority of North Rhine-Westphalia;

(c) Google

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Probabilidad de servicio al interior 95% Probabilidad de servicio al interior 70%

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› eMBMS; 2,78 bit/s/Hz (MCS26) sitios con servicio >95%:

– 99,6% in 10 km – 90,8% in 20 km


eMBMS puede liberar espectro TV

› SFN no se utilizan en todo el país para DVB-T – para evitar inter-symbol-interferencia debida a distancias muy grandes entre transmisores y debido a las restricciones

transfronterizas › Las redes de frecuencias múltiples (MFN) se utilizan en su lugar

– requiere muchas frecuencias para una cobertura nacional

› eMBMS con las pequeñas distancias entre los transmisores celulares permite utilizar SFN en todo el país

DVB-T UHF Canal 39 Canal 40

Áreas de cobertura de TV TVWS


eMBMS puede liberar espectro TV › Las redes celulares permiten SFN de ámbito nacional para distribuir contenido en todo el país. › Alemania: En las principales ciudades hay 6 canales DVB-T en su uso. › 5 canales transmiten contenidos para distribución en todo el país, pero con diferentes frecuencias utilizadas

geográficamente, la cantidad total de espectro para TV es de 320 MHz › eMBMS necesita sólo 1 frecuencia por canal: SFN en todo el país › Contenido regional/local: 1 programa de televisión en Alemania usando el 25% de un canal.

Con eMBMS se puede utilizar 1 frecuencia con un factor 4 de reutilización de recursos en el dominio del tiempo, es decir, regiones adyacentes utilizan diferentes intervalos de tiempo.

› Total (5+1) * 8 MHz = 48 MHz necesarios › La transmisión de potencia baja con las torres bajas utilizadas por eMBMS limita las interferencias a los

países vecinos a unos pocos kilómetros. › Para evitar interferencias transfronterizas por completo alrededor de las fronteras, el espectro total requerido es: :

espectro nacional SFN en un país multiplicado por el número de países en contacto en frontera más el espectro regional

› (5 * 4 + 1) * 8 MHz = 168 MHz

DVB-T MFN eMBMS SFN Europa

eMBMS SFN país aislado

470 MHz 790 MHz

-48% -85%


posibles mejoras futuras

› Portadora de MBMS dedicada a apoyar el 100% de los recursos para MBMS › Mejoras en la eficiencia espectral de MBMS, por ejemplo MIMO para MBMS › Capa de aplicación de corrección de errores hacia adelante (AL-FEC) mejorada › Multiplexación estadística para flujos de bits variables provenientes de

codificadores de fuente independientes. › Nivel de señal de radio y colección de medición de calidad para la optimización

y configuración de la red › Operación de MBMS sobre demanda (“MooD”) para detectar tendencias de

contenido en la Internet y llevándolo a una caché del dispositivo del usuario vía la radiodifusión LTE.

Radiodifusión LTE

Ejemplos de despliegues


› Telstra lo llama – “la primera prueba en el mundo de una red comercial”

› Probando la Radiodifusión LTE a través de su red comercial en directo › En el área entre Sydney y Melbourne › En la banda de 2,1 GHz › Multidifusión IPv6 en el núcleo de la red se ha habilitado para la prueba

La radiodifusión LTE se activó con éxito en la red y se prueba en vivo con la transmisión de señales de vídeo simultáneas y archivos de gran tamaño a los dispositivos "habilitados"

La primera radiodifusión lte del mundo


› no se fijó una velocidad de datos concreta para la entrega de contenido › incluso con 3 Mbit/s un usuario todavía tendría una "muy buena experiencia" › video es el uso más obvio para la tecnología de radiodifusión LTE, pero

también para las actualizaciones de software: – en particular, recursos de red importantes se consumen actualmente haciendo las

actualizaciones de software; – idealmente, sería beneficioso ser capaz de hacer actualizaciones automáticas de software

para todos los diferentes tipos de dispositivos móviles, por ejemplo, pronto por la mañana; – resultando en la reducción de la congestión en su red LTE,

› flujos continuos de contenido pueden ser entregados al mismo tiempo a un gran número de suscriptores

– varias alimentaciones de vídeo con diferentes ángulos para las vistas de cerca o repeticiones durante los eventos deportivos en directo

– actualizaciones de información a los dispositivos y/o para la señalización digital o carteleras

Uso - prueba de concepto


› Telstra y los socios, Ericsson utilizando su sistema de difusión E2E LTE y Qualcomm para asegurarse de que habría ocho terminales LTE Broadcast SDK y middleware que se ejecuta en el procesador Snapdragon y plataformas de módem integrados

› los dispositivos reciben señales de vídeo diferentes, incluyendo una repetición de un partido deportivo, noticias de deportes, la cobertura de carreras de caballos y las noticias

› los dispositivos reciben un archivo de gran tamaño utilizando el único canal de Difusión LTE

› los usuarios pueden seleccionar uno de los cuatro canales de televisión diferentes.

cuatro canales de televisión a través de LTE


Siguiendo la prueba con éxito entre Sydney y Melbourne: › ensayos adicionales en Centros de

Experiencia de Telstra › tener más fabricantes de

dispositivos móviles a bordo, para el desarrollo de dispositivos habilitados

próximos pasos

Una de las razones para la prueba es el influir a los proveedores y, posteriormente, el desarrollo del ecosistema.


Conclusiones › LTE-MBMS está integrado en la infraestructura celular

– Multidifusión de televisión, flujos de texto y de audio basada en IP – Permite híbrido / TV interactiva / Video bajo demanda – Tipos de receptores: terminales LTE de banda ancha o módem LTE integrado en

adaptadores para TV HDMI o DLNA/WiFi

HDMI

› LTE-MBMS permite un ahorro de espectro para la radiodifusión – MBMS está basado en el principio de red de frecuencia única – La reutilización de la densa infraestructura celular LTE para la radiodifusión permite

prácticas velocidades de transmisión superiores

Convergencia entre la radiodifusión y los móviles jose costa

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