EVENTOS DSM-CC

A estrutura de arquivos mostrada na seção anterior utiliza como exemplo o envio cíclico uma aplicação denominada “Tabela do Campeonato Brasileiro”. As- sim, durante uma rodada do campeonato, a ocorrência de um gol (evento) pode alte- rar o posicionamento do time na tabela e o usuário teria esta informação disponível na próxima iteração da transmissão do carrossel. O sincronismo desses eventos com o conteúdo audiovisual principal é especificado no padrão DSM-CC e é chama-

do de evento DSM-CC. Neste contexto, um evento significa qualquer ocorrência no tempo, tal como o acionamento de um botão do controle remoto.

Para criar um evento DSM-CC, é inserida no fluxo de transporte uma es- trutura denominada descritor de eventos. Cada descritor de eventos possui um iden- tificador numérico único, que o identifica no fluxo de transporte. Uma vez que não existe a possibilidade do emissor prever exatamente a posição que o descritor será inserido no fluxo, cada descritor possui uma referência temporal NPT que indica em qual instante o evento deverá ocorrer. [16].

Além do identificador e da referência temporal, o descritor de eventos possui também um campo para dados específicos, que podem ser tratados pelas aplicações [18].

Neste exemplo, a aplicação “Tabela do Campeonato Brasileiro” deverá enviar um descritor de evento para atualizar a aplicação do receptor, toda vez que a emissora possuir novos lançamentos dessas informações. Paralelamente ao envio dos descritores de evento, são enviados os objetos de eventos transportados atra- vés de carrosséis DSM-CC. Esse objeto possui um nome textual e um identificador numérico (eventId) que deverá ser único dentro de um carrossel. Assim, as aplica- ções podem se registrar como “ouvintes” de eventos com os nomes contidos no ob- jeto de eventos. É interessante ressaltar que cada nome textual deverá estar associ- ado apenas a um único identificador [18].

Conforme discutido, o descritor de eventos possui dados específicos das aplicações. No exemplo do parágrafo anterior, esses dados seriam responsáveis por informar qual time teria feito o gol, permitindo à aplicação fazer a atualização da ta- bela.

Um objeto de eventos especial deve ser enviado no carrossel de objetos para atribuir nomes aos eventos que, eventualmente, possam ocorrer. Neste objeto, tem-se uma tabela que referencia nomes textuais, conhecidos pelas aplicações, aos identificadores numéricos dos eventos que serão criados pelos descritores. Um exemplo de objeto de evento é apresentado na Erro: Origem da referência não en- contrada. A aplicação da tabela é instruída ou programada para se atualizar a cada ocorrência do evento “Gol”.

Tabela 4: Exemplo de um Objeto de Eventos DSM-CC.

Nome do Evento ID do Evento

Gol 02

Cartão Amarelo 04

Cartão Vermelho 06

Tecla Azul do Controle Remoto 07

Considere que a aplicação “Tabela do Campeonato Brasileiro” seja cha- mada através do acionamento da tecla azul do controle remoto. Havendo um gol, isto é, uma ocorrência do Evento 02, a aplicação deve atualizar o conteúdo da tabe- la.

3.3 MODULAÇÃO

O SBTVD utiliza a mesma técnica de modulação do sistema japonês [17]. O chamado BST-OFDM (Bandwidth Segmented Transition - Orthogonal Frequency

Division Multiplexing).

A modulação do sistema de TV digital é responsável por acomodar um canal de alta definição na mesma banda de 6 MHz existente no sistema analógico. Além do processo de compressão MPEG-4 mais eficiente, o sistema de modulação adotado tem boa parte desse mérito.

Alguns sistemas de modulação digital transportam apenas um bit de infor- mação por símbolo, isto é, cada símbolo só pode ser representado por dois níveis: baixo ou alto (0 ou 1). As técnicas de modulação digital são geralmente indicadas por um número que representa o número de níveis (ou estado) que um símbolo pode ser representado. No caso da modulação 16QAM, por exemplo, significa que cada símbolo pode ser representado por 16 bits de informação. Analisando dessa forma, nos induz a pensar que aumentar o número de bits por símbolo resolveria

todo o problema de escassez da banda de transmissão. O problema de aumentar a taxa de transmissão é que essa estratégia eleva muito à probabilidade de erros devi - do à interferência intersimbólica [19] podendo resultar em erros impraticáveis no sis- tema. Ao aumentarmos a taxa de transmissão diminuiremos a sensibilidade a ruídos. Na modulação onde apenas uma portadora é utilizada, os símbolos são transmitidos em série, e, portanto, o período do bit é inversamente proporcional a taxa de transmissão. Um canal digital em resolução 1920x1080 pixels utiliza, aproxi- madamente, uma taxa de 19,3 Mbps. Com essa taxa, teríamos sérios problemas em transmiti-la por difusão, onde os efeitos de multipercurso8 _{e o ruído impulsivo são}

inevitáveis. Dessa forma, a taxa de erro poderia tornar o sistema inoperante.

Para lidar com essas dificuldades, pode-se utilizar uma técnica de modu- lação com múltiplas portadoras. Como nesta técnica, o período do símbolo pode ser aumentado significativamente, há uma redução no problema do ruído impulsivo e múltiplos percursos. Isso é alcançado ao dividir a alta taxa de bits em vários canais com baixa taxa de bits. Cada canal modula uma subportadora resultando em uma transmissão em paralelo, ao contrário do sistema com uma única portadora.

Para modular cada subportadora, normalmente, é utilizada uma variação do FDM (frequecy division multiplexing). No sistema FDM, as portadoras são espa- çadas igualmente para permitir que sejam demultiplexadas em filtros convencionais. Para que não haja erros durante essa filtragem na recepção, um intervalo de guarda é adicionado em cada canal resultando em um desperdício na largura da banda. Na modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), as subportadoras são alocadas ortogonalmente e, dessa forma, é permitido que estas ocupem um es- pectro reduzido, já que sua disposição ortogonal impede que haja interferência des- trutiva.

Complementarmente, a técnica de modulação BST-OFDM divide a banda de 6 MHz em 13 segmentos de 428,5 kHz. Esses 13 segmentos podem ser divididos em três grupos hierárquicos ou camadas, que lhe conferem maior ou menor robus- tez, dependendo da aplicação a que se destinam. Um desses segmentos é reserva- do à transmissão para receptores móveis e portáteis, tais como celulares, PDAs e notebooks, com parâmetros de transmissão adequados a essas aplicações. Ao mes-

8 _{Efeito Multipercurso: Fenômeno que ocorre quando o sinal percorre diferentes percursos, através de}

sucessivas reflexões, fazendo com que o sinal recebido seja formado pela sobreposição destes si- nais.

mo tempo e no mesmo canal, os outros 12 segmentos podem ser utilizados para transmissão para receptores fixos em HDTV e/ou SDTV. Os parâmetros de trans- missão podem ser configurados individualmente para cada segmento, aqui referido como segmento OFDM, formando um canal de composição flexível. Este procedi- mento de configuração é denominado estrutura de camada hierárquica. Uma das ca- racterísticas importantes da modulação OFDM é a possibilidade de operar no esque- ma de transmissão rede de frequência única (SFN – Single Frequency Network). Para adequar a distância entre as estações SFN e robustez ao efeito Doppler9 _du-

rante a recepção móvel, são estabelecidos três diferentes espaçamento entre as fre- quências portadoras, denominados modos. Esses espaçamentos são de 3.968 Hz para modo 1, 1984 Hz para modo 2 e 992 Hz para modo 3. Esses espaçamentos re- sultam em 108 portadoras para cada segmento OFDM no modo 1, 216 portadoras para o modo 2 e 432 portadoras para o modo 3. A Figura 19 ilustra o processo de modulação BST-OFDM. [17]

9 _{Efeito Doppler: Fenômeno característico das ondas emitidas ou refletidas por um objeto em movi-}

Figura 19: Esquema de modulação BST-OFDM.

O sistema brasileiro de TV digital utiliza códigos de correção de erro. Des- sa forma, a modulação BST-OFDM é utilizada em conjunto com o codificador de ca- nal que será abordado na seção seguinte.

O esquema de codificação de canal permite a transmissão hierárquica, isto é, múltiplas camadas hierárquicas com diferentes parâmetros de transmissão podem ser transmitidas simultaneamente. Cada camada hierárquica consiste em um ou mais segmento OFDM. [20].

3.4 TRANSMISSÃO

No sistema brasileiro de TV digital terrestre, o sinal é enviado em um meio não guiado, isto é, o sinal é difundido no ar. Este processo insere um ruído aleatório inerente ao canal referido e não pode ser evitado. Para atenuar os efeitos do ruído aleatório, procura-se elevar a relação sinal ruído. Em um sistema de transmissão analógico, o ruído se manifesta nas telas em forma de “chuviscos”. Já no sistema digital, conforme informado na seção 3.7, existem códigos corretores de erro para reduzir a probabilidade de que o ruído modifique o sinal ao ponto de um nível alto ser interpretado como nível baixo ou vice-versa. Complementarmente, a degradação de um sinal pode ocorrer com o chamado efeito multipercurso. Este efeito pode cau- sar interferência intersimbólica (ISI – Intersymbol Interference), ou seja, cada bit pode interferir no bit subsequente aumentando a taxa de erro. Se essa taxa de erro for maior do que um determinado limiar, a recepção pode ser interrompida. Por esta razão, geralmente é dito que no sistema de TV digital, ou teremos um sinal perfeito, isto é, isento de “chuviscos” ou, nenhum sinal.

A estrutura de rádio frequência do transmissor é bastante semelhante ao sistema analógico, requerendo somente uma resposta de fase e linearidade de am- plitude mais precisa para minimizar a distorção do sinal.

A Erro: Origem da referência não encontrada representa, em forma de blocos, uma visão Geral do sistema de transmissão.

3.4.1 O PLAYOUT

As ferramentas apresentadas neste trabalho não são suficientes para rea- lizar simulações e testes de todas as etapas do processo de geração e transmissão do conteúdo presente em um sistema de TV digital interativa atual. Na construção e multiplexação do carrossel, por exemplo, torna-se necessário um equipamento de hardware capaz de realizar essa tarefa. Tal equipamento é denominado Playout.

Nos sistemas de transmissão por radiodifusão, o termo playout se refere ao equipamento que faz a transmissão do conteúdo da emissora para as redes que distribuem o conteúdo aos clientes.

O playout, geralmente, fica situado em salas de controle (playout centers) embora haja unidades portáteis deste equipamento.

Alguns dos maiores Playout Center da Europa e Estados Unidos lidam com mais de 50 canais de TV e serviços interativos.

No Brasil, existe uma solução da Empresa EITV que se propõe a simular essa cadeia de transmissão e recepção do sinal de TV digital brasileiro, incluindo to- das as particularidades do sistema nacional. Este equipamento, incluindo a placa moduladora, é vendido por, aproximadamente $ 36.000,00 (dólares americanos). As demais soluções são, geralmente, voltadas para os sistemas europeus de TV digital interativa. A representação deste playout pode ser visualizada na Erro: Origem da referência não encontrada.

Nos contexto deste trabalho, o resultado da multiplexação dos pacotes PES em um único TS realizada pelo Elecard Xmuser poderia ser combinado com os pacotes das aplicações através da utilização do Playout. Além disso, este equipa- mento faria a codificação destas aplicações utilizando o protocolo de Carrossel de Objetos DSMCC. Complementarmente, poderiam ser geradas informações de sinali- zação das aplicações que permitem o controle de execução das mesmas.

Figura 21: Fabricado pela EITV do Brasil. Vistas Frontal e Traseira.

O Playout da EITV é um equipamento profissional de alta disponibilidade voltado para operação em emissoras geradoras de TV digital totalmente compatível com as especificações do padrão brasileiro SBTVD.

O equipamento pode integrar seis funções distintas que, em geral, são realizadas por equipamentos específicos. Essas funções são:

• Servidor de PSI.

• Servidor de EPG (Eletronic Program Guide). • Servidor de Closed Caption.

• Servidor de Dados (Ginga/OAD). • Multiplexador.

Tabela 5 : Especificação do Playout Professional EITV [22].

Função Características Técnicas

Servidor de In- formação de Serviços (SI)

-Multiplexação e geração de PSI conforme a Norma Brasileira ABNT NBR 15603.

-Geração de informações de tabelas PAT, PMT, NIT, etc.

-Configuração de fuso horário para ajuste automático de horário com base no UTC.

-Configuração das tabelas que serão geradas no fluxo de transporte. -Configuração de número de canal virtual.

-Configuração de ID de serviço (service ID).

-Configuração de taxa de repetição das tabelas em milissegundos.

Servidor de EPG

-Multiplexação e geração de EPG10 _{conforme a Norma Brasileira ABNT NBR}

15603.

-Informações de data, horário, duração, título, subtítulo e descrição dos pro- gramas.

-Descritores EIT (Informação de Evento).

-Atualização automática de tabelas EIT com base em arquivo XML. -Sincronização com relógio externo via NPT.

Re-multiplexa- dor

-Remultiplexação de fluxo de transporte conforme a Norma Brasileira ABNT NBR 15601.

-Geração de fluxo de transporte organizado em camadas hierárquicas. -Geração do pacote IIP (ISDB-T Information Packet).

-Geração de informação TMCC (Transmission and Multiplexing Configurati- on Control).

-Configuração de modo de transmissão e intervalo de guarda.

-Configuração de segmentos, modulação, code rate e time interleaving dos layers.

-Configuração para habilitar flag de alerta de emergência.

-Ordenação automática dos pacotes para construção de quadro OFDM. -Geração de sinais para transmissão HDTV, SDTV e TV Móvel.

-Opção de entrada de referência externa de clock de 10 MHz.

Função Características Técnicas

Servidor de Carrossel de

-Codificação de dados conforme a Norma Brasileira ABNT NBR 15606. -Geração de carrossel de objetos DSM-CC.

10 _{EPG: Sigla de Electronic Programming Guide, Interface gráfica que possibilita a navegação pelas}

Objetos

-Suporte a aplicações GINGA-J, GINGA-NCL.

-Inserção em tempo real do carrossel de objetos no fluxo de transporte. -Configuração de ID de organização e ID de aplicação.

-Configuração de opção de auto-inicialização.

-Descritores de dados (association tag, component tag, carousel ID, data broadcast ID).

-Configuração de taxa de bits de transmissão da aplicação. -Configuração de PIDs de AIT e fluxo de dados.

-Geração de Eventos DSM-CC.

-Atualização automática de aplicações com base em arquivo XML e protoco- lo FTP.

-Agendamento automático de transmissão, início (start) e parada (stop) de aplicações via XML.

-Agendamento automático de envio de Fluxo de Eventos via XML.

Servidor de Closed Caption

-Aderente às Normas ABTN NBR 15606-1 e ARIB STD-B24 VOL1 PART 3. -Geração em tempo real de legendas e caracteres sobrepostos.

Suporte a Closed Caption roll-up e pop-up.

-Entrada de sinal serial a partir de interface RS-232.

-Configuração de PID do fluxo de saída do Closed Caption (CC). -Configuração de idioma do CC.

-Suporte a geração de vários fluxos de CC simultâneos. -Geração de PTS para sincronização com o fluxo de A/V. -Saída em tempo real do fluxo com CC multiplexado.

Multiplexador

-Multiplexação de fluxo de transporte conforme a Norma Brasileira ABNT NBR 15603.

-Até 8 entradas ASI independentes para multiplexação em tempo real. -Integração com codificadores externos via entradas ASI.

-Multiplexação automática de A/V, SI, EPG, Closed Caption e carrossel de objetos.

-Filtragem de PIDs e streams, regeração de tabelas e dados de TS. -Entrada de TS em tempo real via interface ASI.

A Erro: Origem da referência não encontrada exibe um diagrama que ilus- tra as funções desempenhadas pelo EITV Playout Professional dentro de um ambi- ente de transporte e transmissão de TV Digital com serviços interativos.