3. Dimensão técnica da DTVi
3.1 Sistemas de DTVi
Com o advento da DTVi no Brasil, instigadas pelo Governo Federal (BRASIL, 2004a), muitas universidades brasileiras vêem trabalhando na contínua adaptação e desenvolvimento de componentes adequados à realidade do país. Por exemplo, a PUC/RS35 vem investindo em um sistema de modulação que possibilite a maximiza- ção da eficiência na utilização do espectro, redução de custos do receptor e trans- missão móvel em alta definição. A PUC-Rio36 e a UFPB37 vêm trabalhando na evolu- ção de um middleware38 a ser utilizado nas transmissões abertas. Por sua vez, insti- tuições federais e privadas de ensino e pesquisa brasileiras estudam aplicativos inte- rativos de DTVi para os campos da educação, saúde, comunicação, governo eletrô- nico e segurança da informação. Houve ainda a encomenda (BRASIL, 2004b), do governo aos centros tecnológicos, de uma Unidade Receptora Digital (URD) básica para acesso simples, de baixo custo, com apenas funções de decodificação, des- compressão de padrões, exibição de dispositivo, identificação e processamento de gráficos e sinais e, para garantir sua simplicidade, sem de canal de retorno. Isso, infelizmente, impede uma interatividade real, fazendo da DTV uma simples moderni- zação e não uma inovação.
Segundo Fernandes et al. (2004), o modelo de arquitetura básica do atual sis- tema de TV ainda é o mesmo utilizado desde o início das gravações em vídeo. Ele se inicia no (i) estúdio da central de produção (responsável pela gravação de cenas, edição e criação dos programas); (ii) passa para o armazenamento (responsável por armazenar e recuperar o acervo de cenas e programas criados pelo estúdio) ou vai direto para a (iii) transmissão (responsável pela transferência de cenas e programas intra-estúdio e inter-estúdio, bem como a transmissão para a rádio-difusão); sai pela (iv) rádio-difusão (transmissão para recepção via plataforma terrestre, satélite ou cabo); terminando na (v) recepção doméstica (recebe o sinal difundido através do 35 www.pucrs.br/cptw/
36 www.ncl.org.br/documentos/index.html 37 www.lavid.ufpb.br/p_e_d.html
38 Middleware pode ser definido como um sistema de software que viabiliza a comunicação entre
conjunto antena + receptor analógico, quase sempre embutido no aparelho de TV), que envia este sinal para (vi) apresentação no monitor de TV.
Fernandes et al. (2004) ressaltam ainda que a dinâmica da TV já está mais digital do que imagina o usuário comum. Uma estação de TV atual já utiliza formatos digitais como o MiniDVs, usados na armazenagem da produção de TV. Também os aparelhos de TV já empregam algum tipo de tratamento digital de imagens, como o dispositivo de PIP (picture-in-picture), que consiste em compartilhar a tela com dois canais. Todo o sistema de transmissão via satélite, inclusive a recepção doméstica de sinais DHT (Distributed Hash Tables), usa modulação digital39, similar à DTVi a
ser implantada, só que em plataforma fechada.
Fernandes et al. (2004) explicam que o real advento da TV Digital é a trans- missão televisiva baseada em padrão digital de codificação, transmissão, modula- ção, difusão e recepção. Até agora, o poder se concentra no provedor e não no usu- ário, mas a digitalização fornece a possibilidade de uma revisão disso. A apresenta- ção de menus e seleções de links em um aparelho de TV, associados ao conteúdo apresentado, possibilita ao telespectador interagir constantemente com as emisso- ras. Mas muitos são os elementos a serem contemplados para que se efetive essa inovação. São essenciais, para uma arquitetura de sistemas de DTVi:
Codificador, que transforma o sinal de vídeo e áudio em códigos binários inter- pretáveis (código digital) por quaisquer dispositivos decodificadores específicos ao código utilizado.
Gerador de carrossel, (i) que transforma um conjunto de arquivos de dados em um fluxo elementar, empregando um esquema de transmissão cíclica de da- dos, (ii) que gera um stream (código de um segmento de áudio e vídeo) ele- mentar de dados, que, uma vez recebida pela URD, produz a organização do sistema de arquivos remoto, (iii) cujo transmissor disponibiliza constantemente um conjunto distinto de módulos de dados, os repetindo ciclicamente40, (iv) que viabiliza a instalação dinâmica na URD de uma cópia de um sistema de arqui- 39 Modulação é o processo no qual a informação a transmitir é adicionada a ondas eletromagnéticas.
O transmissor adiciona a informação numa onda básica de tal forma que poderá ser recuperada na outra parte por meio de um processo reverso chamado demodulação.
40 Para obter dados deste conjunto que ainda não foram recebidos, basta a URD aguardar que um
vos produzido por estúdio de dados digitais (EDD);
Multiplexador, que funde um ou mais fluxos de dados (códigos digitais) aos flu- xos de áudio e vídeo digitais, organizando os eventos e programas. O conjunto desses dados é que compõem os serviços consumidos pela audiência. Em as- sociação ao demultiplexador, apóia praticamente toda a flexibilidade de opera- ção da DTVi e são fundamentais para organização da arquitetura deste siste- ma.
URD Interativa interpreta computacionalmente os fluxos de dados multiplexa- dos e exibe na TV uma interface com o usuário. Ela permite à audiência intera- gir com o programa de TV através do teclado ou controle remoto. Além disso, monta e apresenta uma EPG – Guia de Programação Eletrônica, cria espaço para a apresentação e edição de tele-textos e executa as aplicações enviadas do Carrossel. Em dispositivos mais avançados, pode possuir memória e ser programada a desempenhar tarefas autônomas, como busca e gravação de programas por palavra chave em seu código.
Canal de Interatividade (MELONI, 2005) é um sistema de comunicação associ- ado à TV que recebe e transmite dados integrados ao fluxo de difusão terrestre ou suportado em outro sistema de comunicação. Os sistemas de canal de re- torno podem ser transmitidos em ondas de rádio ou por meio de redes fixas ou ainda por sistemas que combinem os dois, os complementando. Pode ser per- manente, em tempo real associado à programação, ou intermitente, ocasional e ter motivo próprio ou só referenciar ao conteúdo difundido. O canal de retorno pode ser operado pela difusora de conteúdo desde que use os espaços de co- municação para ela concedido, no caso de utilizar outros sistemas de outras concessionárias estes provavelmente são custeados pelos usuários ou em ca- sos de interesse público pelo Estado ou ainda por anunciantes que subsidiam os custos ao usuário. A gestão informacional dos dados também pode ser for- necida pela difusora de conteúdos ou repassado ao usuário. Comercialmente mais comum é que interações simples sejam ofertadas e clientes que desejam uma interação e ferramentário mais complexo pague a empresas especializa- das autorizadas pelas concessionárias de TV.
e reconhecimento. O maior acordo se faz no fórum MPEG para padronização e compressão de vídeo e áudio digitais. O stream de carrossel segue o protocolo Digital Storage Media – Command and Control (DSM-CC) do fórum MPEG. E- xistem também outros sistemas e programas para empacotamento e gestão de fluxos elementares de transporte e interatividade que são necessariamente es- tabelecidos em protocolos para um reconhecimento geral em sistemas digitais. Middleware é o padrão onde APIs (Application Program Interface) adaptam a
televisão às novas possibilidades digitais, provendo assim, conteúdo interativo digital organizado no terminal do usuário: DAVIC (Digital Audiovisual Council)41, HAVi (Home Audio Vídeo Interoperability)42, JavaTV43, MHP44 e outros novos sistemas gerenciadores de conteúdo e acesso por interface ao usuário que de- vem ainda surgir neste promissor nicho de atuação. No Brasil se destaca o de- senvolvimento do GINGA45, middleware brasileiro desenvolvido a partir de uma linguagem de programação também brasileira e de grande relevância interna- cional a LUA.
Fernandes et al. (2004) apresentam os elementos-chave que fazem as princi- pais diferenciações ao serviço televisão atual e os novos serviços da DTVi. Quanto à prestação de serviços esses elementos são: (i) Evento, elemento atômico de produ- ção de mídia de um agrupamento de streams elementares (A/V/D – áudio/vídeo/da- dos) com um tempo definido de início e fim, como, por exemplo, a primeira parte de uma novela ou o primeiro tempo de uma partida de futebol, (ii) Programa, concate- nação de um ou mais eventos produzidos por um estúdio para exibição em um de- terminado período, como um capítulo de novela ou um show, (iii) Serviço é a princi- pal unidade de produção e consumo na DTVi e a seq uência de programas (progra- mação) controlada por um difusor, cujo objetivo é atingir uma determinada audiência, planejada para veiculação em uma determinada faixa de dias e horários, e (iv) Bou- quet, unidade de distribuição das programações de uma Central de Produções.
41 www.davic.org/ 42 www.havi.org/
43 http://java.sun.com/javame/technology/javatv/index.jsp 44 www.mhp.org/
45 “Ginga é uma camada de software que se coloca na televisão para receber aplicativos ou conteú-
dos digitais interativos, que vão permitir uma nova forma de ver televisão, não [mais] passiva, on- de o telespectador pode interagir em cima do conteúdo apresentado” (SOARES 2008). http://tvdigitalonline.blogspot.com/2008/01/ginga.html
Quanto ao estúdio, esses elementos são: (i) câmera de maior resolução e possibilidades para ganho em qualidade, (ii) codificador de padrões digitais acorda- dos (MPEG), (iii) Streams (A/V/D), códigos de um segmento de áudio, vídeo e dados armazenáveis em mídia ótica, (iv) Ilhas de edição não lineares, geradores de efeitos digitais, e (v) distribuição dos programas por meio de quaisquer redes de transmis- são de dados.
A Central de Produções, que, com a digitalização, pode ser renomeada Pro- vedora de Serviços e apresentar novas funções: (i) eliminação, substituição ou in- serção de programas e fluxos de dados veiculados, (ii) inserção de informações ge- rais sobre a programação dos canais veiculados; (iii) proteção de programas cujo conteúdo é consumido por meio de pagamento (Pay-per-View), (iv) transmissão e recepção de fluxos de transporte digital padrão através de streamers, ampliando a capacidade de integração da central com uma maior quantidade de estúdios, inclusi- ve externos, reduzindo o uso de satélite e os custos operacionais, e (v) Operação do multiplexador, que agrega programas de vários estúdios ao código de transporte pa- ra a distribuição na rede utilizada de DTV.
Quanto à rádio-difusão, as técnicas de compressão digital tornam possível transmitir vários fluxos de programas por faixa de espectro simultaneamente nos atuais canais concedidos, com qualidade muito superior, além de apresentar pers- pectivas técnicas favoráveis para uma progressiva ampliação de sua capacidade transmissão, muito devido à contínua evolução da compressão digital.
Quanto à recepção doméstica, os elementos de diferenciação entre o serviço de televisão atual e os serviços da DTVi são:
URD – equipamento digital com capacidade de processamento de sinais (A/V/D) e, eventualmente, capacidade de execução de softwares e armazena- gem em memória;
Capacidade inerente de receber, decodificar, demodular, e remodular o sinal de televisão digital;
Geração de sinal de apresentação (A/V/D) compatível com televisores analógi- cos;
Para o telespectador, as diferenças são:
Novos formatos de apresentação, variando do usual 4:3 até o novo 16:9;
Aumento da definição (480i = TV analógica ou SDTV, 480p = “progressive scan” ou EDTV, 720p ou 1080i = HDTV);
Melhor qualidade da recepção;
Possibilidade da multiplicação exponencial do número de canais; Interatividade e todas suas múltiplas possibilidades comunicativas;
Acesso a novos ferramentas, tais como (i) portais de organização e acesso a conteúdo, (ii) guia de programação, (iii) aplicativos de controle de exibição, (iv) ferramentas de apoio profissional e educacional (EaD, T-Comunidade; Videote- cas;...), (v) aplicativos de serviço a cidadania e inclusão social (T-Voto, Trânsito TV, Informes específicos, T-Ouvidoria, T-Denúncia,...), (vi) ferramentas de ne- gócios (Propaganda Específica, T-Comércio, T-Banking), (vii) ferramentas de apoio ao serviço de saúde (Tele-Diagnóstico, T-emergência, ...) e (viii) canal de inter-comunicação (T-mail, Fóruns temáticos,...).
Na Figura 1, é apresentado um modelo representativo de uma arquitetura ló- gica para a dinâmica ideal da DTVi, contemplando as possibilidades que o estado do desenvolvimento técnico permite hoje. Nela se explicita que o acesso do consumidor ao conteúdo de TV passa pela intermediação onde se opera o negócio da produção, emissão e agora a estrutura de acesso pessoal pelo canal interativo. O próprio con- sumidor se revela como um subsistema capaz de organizar e até difundir conteúdo. O Quadro 2 traz uma simplificação das novas operações de radiodifusão na DTVi.
Para Fernandes et al. (2004), não é difícil identificar essa tendência de migra- ção tecnológica do analógico para o digital. A exemplo de arquivos para sistemas eletrônicos de arquivos, de LPs para CDs, da telefonia analógica para digital, a mi- gração da TV Analógica para a TV Digital apenas segue a tendência desta onda de transposição para o código digital padrão. A padronização do sinal de TV não é nova e especificam parâmetros, como número de pontos por linha, número de linhas por quadro, número de quadros por segundo, e outros. O Quadro 3 sintetiza um breve panorama da evolução dos padrões na TV fornecendo indício da insipiência do de- senvolvimento dos padrões de DTVi na atualidade, mesmo em âmbito mundial.
Figura 1. Arquitetura lógica do sistema de DTVi
Bouquet (emissor) URD ou aparelho de DTVi (receptor) Codificação de sinais fonte Decodificação dos sinais
Protocolização de transporte Decodificação de pacotes compactados
Middleware (Inserção de aplicativos) Execução de Middleware
Multiplexação (A/V/D) Demultiplexação (A/V/D)
Modulação do sinal em radio frequências (A/V/D e
Códigos) Demodular e Remodular (A/V/D e Códigos)
Canal de Interatividade Canal de Retorno
Padrões de TV Analógica Padrões de TV Digital Anos 20: invenção da TV analógica por Vladimir
Kosma Zworykin, engenheiro eletrônico russo nacionalizado americano, com um aparelho semelhante os televisores atuais, o iconoscópio;
Anos 30: Primeiros padrões P&B – M, N, BGH; Anos 50: Início das transmissões da TV no Brasil TV
Tupi de São Paulo;
Anos 50 e 60: Padrões de Transmissão em Cores –
NTSC (EUA): 525 linhas, 30 q/s, 60 q/s entrelaçados; SECAM (França); PAL (Europa – Brasil);
Anos 70: a Copa de 70 foi transmitida em NTSC e
vista no Brasil em P/B (a cores em auditórios como o da TV Cultura); Estréia do PAL-M padrão analógico brasileiro;
Anos 80: Maior definição com 625 linhas, 25q/s, 50
q/s entrelaçados;
Anos 90: Padrão de alta definição analógico japonês
– MUSE, 1035 linhas.
Início das operações de TV a Cabo e MMDS no Brasil;
Início das operações de DTH no Brasil.
1987: A “Grande Aliança” nos EUA, adota o padrão MPEG-2 – para dar início ao processo de digitalização total das transmissões de TV;
1993: Consórcio do padrão de DTV europeu - DVB;
1995: Lançamento da mídia DVD nos EUA;
1997: Lançamento do DVB-T na Europa; Padrão de DTV japonês – ISDB ;
1998: Início das transmissões digitais de DVB na Inglaterra, oferecida inicialmente como TV paga se mostrou insolvente;
Entram em operação o ATSC nos EUA; Relançada como TV aberta na Inglaterra a DVB-T entra em operação;
2000: Entra em operação a DTVi via satélite no Japão;
2003: Entra em operação do ISDB-T no Japão com recepção móvel;
2006: Entra desenvolvimento o modelo de referência do SBDTV-T;
Decreto regulatório definiu o padrão japonês de referência ISDB-T a para o desenvolvimento do ISDB-TB a ser adotado;
2007: Entra em operação em São Paulo o Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD-T).
Quadro 3. Desenvolvimento dos padrões de TV
Para Martins (2006), a opção brasileira pelo modelo japonês vem das análises de viabilidade dos resultados dos consórcios de tecnologia para a transmissão em DTVi realizadas no Brasil. Essas análises mostraram que a melhor alternativa seria incorporar soluções nacionais a um sistema existente de maior atualidade e flexibili- dade (no caso, o ISDB Japonês), por meio de negociação de contrapartidas com os seus detentores, fabricantes de insumos e de equipamentos. Alguns pontos foram colocados como objetivos para a negociação das propostas de maior adequação à realidade brasileira: (i) flexibilidade de negociação para transferência de tecnologia e contrapartidas, (ii) o não monopólio de fabricantes e fornecedores de componentes, (iii) facilidade de transferência tecnológica e universalidade do padrão, (iv) redução ou re-investimento no país dos royalties pagos, no fomento à pesquisa e no crédito para aquisição aparelhagem digital de empresas que atuam no setor, bem como em programas de acesso universal dos brasileiros à DTV, (v) participação na evolução do padrão, com a garantia de assento para participação efetiva do Brasil nos fóruns do padrão, (vi) apoio, liberdade e possibilidade técnica para a adequação, incluindo a arquitetura às especificidades brasileiras, custos praticados e incorporação das
soluções nacionais que se mostrarem viáveis e apropriadas.
Para tal, diversas pesquisas tiveram fomento federal para uma melhor adap- tação dessa tecnologia à realidade brasileira. Os vários segmentos que formam o sistema de DTVi foram divididos em temas para acelerar as análises de viabilidade dessa adequação, buscando responder questões como: (i) Período de fluxo local ou de fluxo permanente? (ii) Como garantir mobilidade e portabilidade? (iii) Transposi- ção entre monoprogramação e multiprogramação em um mesmo canal? (iv) Modelos de exploração incremental, diferenciação ou convergente? (v) Transposição entre formatos de tela 4:3 e 16:9? (vi) Definição SDTV, EDTV ou HDTV? (vi) Interatividade local, intermediária ou plena? (vii) Que serviços, aplicativos, negócios e tecnologias subjacentes oferecer? (viii) Como proporcionar um T-gov nos moldes de um E-gov? (ix) Que alterações na Legislação e nas regulamentações operar? (x) Como negociar a relação entre radiodifusores e empresas de telefonia? (xi) Ambiente de middleware procedural ou declarativo? (xii) Como estimular a fabricação de equipamentos e in- sumos? (xiii) Que padrões de compressão de sinal e que protocolo de transporte utilizar? (xiv) Como equacionar os aspectos de custo e eficiência na codificação digi- tal? (xv) Como equacionar a robustez e a extensão na modulação? (xvi) Como regu- lar as concessões e as autorizações de uso de canais? (xvii) Como alocar novas freq uências? (xviii) Como propiciar a melhor forma de transição do analógico para o digi- tal? (xix) Que modelo de implantação adotar?
Para Martins (2006), uma contínua evolução e adequação do sistema adotado requer também continuidade nos estudos do segmento, considerando-se o conhe- cimento já obtido nas primeiras análises. A digitalização da plataforma de TV terres- tre deve se ater na manutenção do princípio da universalização, garantindo a pene- tração do serviço de radiodifusão simultaneamente a uma transição gradual. O De- creto Presidencial 4.901 (BRASIL, 2003) dispõe sobre as finalidades do SBDTV, contemplando: (i) flexibilidade de modelos de exploração, (ii) viabilização da transi- ção do sistema analógico para o digital, (iii) modelos de serviços adequados à reali- dade econômica e empresarial do País, (iv) plataforma de radiodifusão como instru- mento de inclusão social, (v) promoção da diversidade cultural e regional, (vi) aper- feiçoamento do uso do espectro, (vii) Evolução dos atuais exploradores do serviço em busca do desenvolvimento sustentável e (viii) adensamento da cadeia de valor dos setores audiovisual e eletro-eletrônicos.
A definição ou resolução da imagem decorre do número de linhas que formam a imagem da TV. Os sistemas analógicos atualmente utilizados possuem as defini- ções de 525 linhas no modo NTSC e 625 com variações no modo PAL. O PAL-M, adotado no Brasil, possui o mesmo número de linhas que o sistema americano NTSC. Em ambos os sistemas, cada imagem ou quadro é transmitido em duas par- tes de 240 linhas cada, totalizando 480 linhas. Esse sistema recebe o nome de mo- do entrelaçado ou 480i. Mesmo os sistemas de TV por assinatura (por satélite, a ca- bo e MMDS) utilizam resolução igual à da TV aberta e analógica, mesmo que sua produção seja digital, se transmitida em um aparelho analógico. O sistema VHS, uti- lizado pelos aparelhos de videocassete, possui definição menor ainda: somente 240 linhas, dividida em duas partes de 120.
A primeira grande evolução dos sistemas de imagens em termos de resolução surgiu, na verdade, com o DVD. O sistema permite 480 linhas no sistema americano, e 576 no europeu (PAL), sem entrelaçamento, por essa razão, chamado de modo progressivo, ou 480p. No entanto, para se valer dessa evolução, o consumidor pre- cisa, além de um aparelho de DVD, de uma TV com essa tecnologia. Caso disponha da dupla TV-DVD, o usuário passa de uma imagem de 480 linhas em duas vezes para outra de 480 linhas de cada vez, isto é, com o dobro da definição da TV co- mum. No padrão digital, essa resolução de 480p é denominada de definição esten- dida, ou EDTV, enquanto que a anterior, 480i é denominada definição padrão ou SDTV. Para transmissões em que a qualidade é menos relevante ainda, pode ser utilizado a TV de baixa definição, ou LDTV, com definição de 320 colunas por 240 linhas, pouco melhor que as do VHS. Além desses, existe um padrão de definição ainda maior que se convencionou chamar até agora de alta definição, ou HDTV. São sistemas com resolução de 1080 linhas no modo entrelaçado (1080i) ou de 720 li- nhas no modo progressivo (720p). A alta definição em modo entrelaçado, por possuir maior resolução, apresenta mais nitidez. Já a modo progressivo apresenta mais es- tabilidade, sendo melhor, portanto, para imagens em movimento.
Num primeiro momento, assim como nos serviços de TV via satélite por assi-