UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
SISTEMAS DE TV DIGITAL
ESTUDO DAS TECNOLOGIAS
Área de Engenharia Elétrica - Telecomunicações
por
Everson Ricardo Basseto
Marcos Benê Sanches, Mestre
Orientador
UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
SISTEMAS DE TV DIGITAL
ESTUDO DAS TECNOLOGIAS
Área de Engenharia Elétrica - Telecomunicações
por
Everson Ricardo Basseto
Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Elétrica para análise e aprovação.
Orientador: Marcos Benê Sanches, Mestre
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS... iii
LISTA DE FIGURAS ... iv
LISTA DE TABELAS ... v
RESUMO ... vi
ABSTRACT ... vii
1.
INTRODUÇÃO ... 8
1.1.
OBJETIVOS ... 9
1.2.
ESTRUTURA DO TRABALHO ... 9
2.
Arquitetura de TV Digital ... 10
2.1.
CAMADA DE APLICAÇÕES ... 11
2.2.
CAMADA DE MIDDLEWARE ... 11
2.3.
CAMADA DE COMPRESSÃO ... 14
2.4.
CAMADA DE TRANSPORTE ... 15
2.5.
CAMADA DE MODULAÇÃO ... 16
3.
Sistemas de TV Digital ... 17
3.1.
ATSC - ADVANCED TELEVISION SYSTEM COMMITTEE ... 17
3.2.
DVB - DIGITAL VÍDEO BROADCASTING ... 18
3.3.
ISDB - INTEGRATED SYSTEM DIGITAL BROADCASTING ... 20
3.4.
COMPARAÇÃO ENTRE OS PADRÕES DE TV DIGITAL ... 23
4.
Sistema Brasileiro de TV Digital ... 24
4.1.
PLANO BÁSICO DE DISTRIBUIÇÃO DE CANAIS - PBTVD ... 27
5.
Set-Top Box ... 29
5.1.
ARQUITETURA DO SET-TOP BOX ... 30
5.1.1.
COMPONENTES DE HARDWARE ... 30
5.1.2.
COMPONENTES DE SOFTWARE ... 35
5.1.3.
PERFIS DE SET-TOP BOXES ... 37
6.
Considerações Finais ... 38
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 39
Anexo I - Lançamento da TV Digital no Brasil ... 41
Anexo II – Decreto nº4.901 ... 45
LISTA DE ABREVIATURAS
8-VSB 8 Level – Vestigial Side Band Modulation
Abert Associação Brasileira das Emissoras de Rádio e Televisão ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line
Anatel Agencia Nacional de Telecomunicações API Interface de Programação de Aplicações ARIB Association of Radio Industries and Businesses ATSC Advanced Television System Commite
BML Broadcast 40 Markup Languages
COFDM Coded Orthogonal Frequency Divison Multiplexing CPqD Centro de Pesquisa e Desenvolvimento
DASE DTV Aplication Software Environment DiBEG Digital Broadcasting Experts Group DMT Discrete Multitone Modulation DVB Digital Vídeo Broadcasting EPG Eletronic Programming Guide FDM Frequency Divison Multiplexing Finep Financeira de Estudos e Projetos HDTV High-definition television
ISDB Integrated System Digital Broadcasting ISO Open System Interconnect
ITU-T International Telecommunication Union MHP Multimedia Home Plataform
MPEG Motion Picture Expert Group MPEG-2 OS MPEG-2 Program Streans MPEG-2 TS MPEG-2 Transport Stream
OFDM Orthogonal Frequency Divison Multiplexing OSI International Organization for Standardization PBTVD Plano Básico de Distribuição da Televisão Digital PDA Personal Digital Assistants
PID Packed Id
QAM Quadrature Amplitude Modulation QPSK Quadrature Phase Shift Keying RAM Random Access Memory RFP Requisição Formal de Proposta
ROM Read-Only Memory
SBTVD Sistema Brasileiro de TV Digital
SET Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão
STB Set-top Box
UHF ultra high frequency VHF Very High Frequency
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Arquitetura de TV Digital com tecnologias usadas em cada camada Fonte: Adaptado do
Livro TV Digital Interativa (2005). ... 10
Figura 2. Arquitetura em Camadas do Padrão ATSC[5]. ... 18
Figura 3. Estrutura do Padrão ATSC Fonte: Tutorial TV Digital - Teleco ... 18
Figura 4. Arquitetura em Camadas do Padrão DVB[5]... 19
Figura 5. Estrutura do Padrão ATSC Fonte: Tutorial TV Digital - Teleco ... 20
Figura 6. Arquitetura em Camadas do Padrão ISDB[5]. ... 21
Figura 7. Estrutura do Padrão ISDB Fonte: Tutorial TV Digital – Teleco ... 22
Figura 8. Período de Transição Fonte: PBTVD – Anatel[12] ... 28
Figura 9. Faixa VHF e UHF Fonte: PBTVD – Anatel[12]... 29
Figura 10. Modelo de um sistema de Tv Digital com set-top Box[5]. ... 30
Figura 11. Arquitetura de Hardware do Set-Top Box[5]. ... 31
Figura 12. Principais módulos de um Set-Top Box Fonte: Arquitetura do Set-Top Box para TV Digital Interativa - Unicamp[12] ... 32
Figura 13. Arquitetura em camadas de software do Set-top Box. Fonte: Arquitetura do Set-Top Box para TV Digital Interativa - Unicamp[12] ... 36
LISTA DE TABELAS
RESUMO
BASSETO, Everson Ricardo. TV Digital. Campinas, 2007. Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade São Francisco, Campinas, 2007.
O Sistema de TV Digital Brasileiro oferece melhor qualidade de imagem e som, além da possibilidade de interatividade, transmissão simultânea para recepção fixa, móvel e portátil. Neste trabalho, apresenta-se a arquitetura de um sistema de TV Digital, dividindo o sistema em camadas e descrevendo cada uma delas. É mostrada a arquitetura dos principais sistemas de TV Digital, relevando as características principais de cada um. Os padrões apresentados são o Europeu - Digital Vídeo Broadcasting (DVB); Americano, o Advanced Television System Committee (ATSC) e o Japonês - Integrated System Digital Broadcasting (ISDB), base pra o padrão brasileiro – SBTVD. São apresentados aspectos técnicos, sociais e corporativos do SBTVD. Mostra-se a implantação, a interatividade, portabilidade e a qualidade de som e imagem do padrão brasileiro. E finalmente apresenta-se um estudo em Blocos Funcionais do Set-Top Box, a caixa conversora que deverá ser utilizada nas atuais TV’s analógicas existentes na maioria dos lares brasileiros.
ABSTRACT
BASSETO, Everson Ricardo. Digital TV. Campinas, 2007. Work Course Conclusion,
Universidade São Francisco , Campinas, 2007.
The Brazilian Digital TV System offers a television with better quality of image and sound, hereafter the possibility of interactivity, simultaneous transmission to reception fixed, mobile and portable. This work, introduce the architecture of a Digital TV System, dividing the system into layers and describing each one. It is demonstrated the architecture of the main systems of Digital TV, releasing the main characteristic of each and all. The standards introduced are European - Digital Video Broadcasting (DVB); American, the Advanced Television System Committee (ATSC) and the Japanese-Integrated System Digital Broadcasting (ISDB), base for the Brazilian standard-SBTVD. It introduce technical aspect, social and corporative of standard-SBTVD. It manifest the implantation, the interactivity, portability and the quality of sound and image of the Brazilian standard. And finally it introduce a study in Functional blocks of the Set-Top Box, the converting box that should be used in current analog TV's existing in the most Brazilian homes.
1.
INTRODUÇÃO
A TV aberta transmitida no Brasil está presente em 90% das residências brasileiras[1]. Esse sistema utiliza canais analógicos com largura de banda de 6 MHz [2].
Já na TV Digital a transmissão de áudio e vídeo passa a ser feita através de sinais digitais que codificados permitem um uso mais eficiente do espectro eletromagnético, devido ao aumento da taxa de transmissão de dados na banda de freqüências disponível [ 1 ] .
Os três padrões de TV Digital mais conhecidos são o norte-americano Advanced Television System Committee (ATSC), utilizado pelos Estados Unidos, México, Canadá e Coréia do Sul [ 3 ] ; o Europeu, Digital Vídeo Broadcasting (DVB), adotado por vários países Europeu s[ 3 ] ; e o Japonês, Integrated System Digital Broadcasting (ISDB), usado somente no Japão e utilizado como base para o desenvolvimento do brasileiro [ 3 ] .
A rigor, as diferenças entre os três sistemas são pequenas. A grande vantagem para o sistema americano é a alta definição e a interatividade, porém a tecnologia utilizada ainda não desenvolveu um sistema que permita a mobilidade e portabilidade [ 3 ].
Já o sistema Europeu (DVB) privilegiou a multiprogramação, porém a qualidade da imagem é inferior aos demais padrões. Esse sistema também permite a mobilidade e a portabilidade, mas ainda está em fase de teste.
Dentre as três, a tecnologia Japonesa padrão ISDB é a mais completa, permite a transmissão em alta definição, mobilidade, portabilidade e interatividade.
A TV Digital chega ao Brasil com promessas de uma imagem de melhor qualidade, interatividade e a possibilidade de maior difusão de conhecimentos, sendo essa a grande oportunidade para diminuir a exclusão digital no país.
Essa proposta está no 1º parágrafo do primeiro artigo do decreto presidencial que institui o SBTVD, em 26 de novembro de 2003: “Promover a inclusão social, a diversidade cultural do país e a língua pátria por meio de acesso à tecnologia digital, visando a democratização da informação” [1].
Outro grande benefício da TV Digital é a interatividade com os programas e possibilidade de ter acesso à rede mundial de computadores usando apenas o controle remoto ou um teclado especial
Para ter acesso a TV Digital o consumidor deve adquirir o conversor chamado Set Top Box também conhecido como URL que permite receber o sinal digital e convertê-lo para o formato de áudio e vídeo disponível no seu receptor de TV. Ou adquirir uma TV nova que incorpore conversor [ 3 ] .
1.1.
OBJETIVOS
Neste trabalho são apresentados os principais Sistemas de TV Digital existentes.
Detalha-se o Sistema Brasileiro de TV Digital, em termos técnicos e estratégicos. Os aspectos sociais do programa também são abordados.
E finalmente desenvolve-se uma proposta de uma ‘caixa conversora’ (Set Top Box) em blocos funcionais. A caixa conversora permite que as TV’s analógicas possam receber os programas da TV Digital.
1.2.
ESTRUTURA DO TRABALHO
1. Estudo dos sistemas de TV Digital;
2. Aspectos técnicos, sociais e corporativos do Padrão Brasileiro; 3. Proposta de uma caixa conversora Set Top Box (STB);
4. Desenvolvimento da proposta do conversor TSB; 5. Conclusão.
6. Bibliográfica; 7. Anexos;
2.
Arquitetura de TV Digital
Assim como o modelo Open System Interconnect da International Organization for Standardization (ISO/OSI), o modelo da televisão digital foi desenvolvido em camadas[5]. As camadas deste modelo são as seguintes:
1. Camada de Aplicações 2. Camada de Middleware 3. Camada de Compressão 4. Camada de Transporte 5. Camada de Modulação
Na Figura 1 é apresentada a arquitetura de TV Digital representando as camadas de tecnologias existentes.
Figura 1. Arquitetura de TV Digital com tecnologias usadas em cada camada Fonte: Adaptado do Livro TV Digital Interativa (2005).
2.1.
CAMADA DE APLICAÇÕES
A camada de aplicação é a responsável pela execução dos aplicativos multimídia desenvolvidos[5].
Entre as aplicações dessa camada estão: • EPG - Electronic Programming Guide
Interface gráfica que possibilita a navegação pelas múltiplas possibilidades de programação que o usuário encontrará na TV Digital, sendo o equivalente aos guias de horários de televisão publicados nos jornais, com funções e operação análoga a de um portal de internet.
Uma de suas funções é permitir o agendamento de conteúdos específicos para serem gravados por Digital Video Recorders conectados à TV[6].
• T-GOV ou T-GOVERN
É uma aplicação que pode oferecer serviços interessantes, evitando deslocamento a cartórios ou postos de informação, consultas sobre a disponibilidade dos programas do governo. Serviços de saúde também estão sendo esperadas dentre as aplicações de TV digital no ambiente brasileiro, facilitando a distribuição de remédios e a marcação de consultas e exames em hospitais públicos[5]. • T-COMMERCE
Também conhecido como comércio televisivo. O consumidor passa a ter a oportunidade de adquirir produtos anunciados diretamente pela TV, sem a necessidade de acessar o site da empresa ou se deslocar até as lojas.
2.2.
CAMADA DE MIDDLEWARE
A finalidade da camada de Middleware – camada do meio – é oferecer um serviço padronizado para as aplicações, escondendo peculiaridades e heterogeneidades das camadas inferiores. O uso do middleware facilita a portabilidade das aplicações, permitindo que sejam transportadas para qualquer receptor digital (Set Top Box) que suporte o middleware adotado. Essa
portabilidade é primordial em sistemas de TV Digital, pois é muito complicado considerar como premissa que todos os receptores digitais sejam exatamente iguais.
Em resumo, o middleware é um software capaz de interpretar os aplicativos e traduzi-los na linguagem do sistema operacional que ele reside.
Os três padrões de TV Digital possuem diferentes padrões de middleware que serão comentados a seguir.
• MHP – Multimedia Home Plataform e MHEG-5
A comunidade que desenvolve as tecnologias para TV Digital percebeu que provedores de serviços não teriam sucesso comercial se tivessem que desenvolver serviços interativos que não fossem portáteis em Set Top Box de diferentes fabricantes[4].
Para resolver esse problema o grupo DVB começou a especificar uma camada de middleware, que deu origem à plataforma MHP[5]. Um ano após a primeira versão, foi lançada a especificação MHP 1.1.
O MHP busca oferecer um ambiente de TV interativa, independente de hardware e software específicos, aberto e interoperável para os set-top boxes. Seu ambiente de execução é baseado no uso de uma máquina virtual Java e um conjunto de interfaces de programação de aplicações (APIs). Essas APIs possibilitam aos programas escritos em JAVA o acesso a recursos e facilidades do receptor digital de forma padronizada. Uma aplicação DVB usando API JAVA é denominada aplicação DVB-J.
Além do uso da API Java, o MHP 1.1 possibilitou a utilização de uma linguagem de programação declarativa semelhante ao HTML, denominada DVB-HTML [5].
As aplicações DVB-J e DVB-HTML possuem a capacidade de:
− Carregar (download), através de um canal de interatividade, aplicações interativas; − Armazenar aplicações em memória permanente (disco rígido, por exemplo); − Acessar leitores de smart cards;
Além do MHP, o MHEG-5 (padrão ISO/IEC 13522-5) é adotado na camada de middleware no DVB-T. O MHEG é um padrão usado para representar apresentações multimídia, permitindo interatividade do usuário com o conteúdo da apresentação. No caso da TV Digital, o MHEG pode ser usado para representar um guia de programação eletrônico (EPG), por exemplo.
• DASE (DTV Aplication software environment)
Desenvolvido pelo ATSC, o DASE similar ao MHP, define uma camada de software que permite a programação de conteúdo, aplicações e suporte a linguagens declarativas, usadas na web (HTML ) e procedurais (Java TV)[7].
Infelizmente, as semelhanças entre esses dois padrões param neste ponto. Os middlewares MHP e DASE não foram projetados para serem compatíveis entre si. Dessa forma, um serviço desenvolvido para um desses padrões não é compatível com o outro.
• ARIB (Association of Radio Industries and Businesses)
O padrão ISDB é formado por um conjunto de documentos que definem os padrões adotados para transmissão, transporte, codificação e middleware, que foram especificados pela organização ARIB[8].
Esse middleware é formado por alguns padrões, como o ARIB STD-B24 (Data Coding and Transmission Specification for digital Broadcasting) que define uma linguagem declarativa denominada BML (Broadcast 40 Markup Language) [4]. Essa linguagem, baseada na linguagem XML, é usada para especificação de serviços multimídia para TV Digital.
Outra especificação do middleware ARIB é o STD-B23 (Application Execution Engine Plataform for Digital Broadcasting). Considerado um formato opcional que procura estabelecer um núcleo comum entre os dois outros middlewares existentes no mercado: MHP e DASE. O objetivo do ARIB é atuar em conjunto com esses grandes órgãos de padronização de middleware para TV digital interativa e, no futuro, compartilhar uma mesma plataforma[8].
2.3.
CAMADA DE COMPRESSÃO
A camada de compressão realiza os processos de compressão de sinais de áudio e vídeo no ambiente da emissora (difusor) e descompressão de sinais de áudio e vídeo no ambiente do telespectador.
• Padrões MPEG Video e H.262
Na década de 80 surgiram dois esforços de padronização de algoritmo de compressão para áudio e vídeo, a ITU-T e a ISSO/IEC.
A ITU-T deu origem ao padrão H.261 voltado para vídeo conferencia, e posteriormente aos padrões H.262 e H.264[4].
A ISO/IEC (International Standards Organaziation) deu origem ao grupo MPEG (Motion
Picture Expert Group), que publicou seu primeiro padrão em 1993 conhecido como MPEG-1[4].
Os padrões MPEG são utilizados para codificação e compressão de dados de mídia. Os padrões MPEG-1, MPEG-2 e MPEG-4 são os principais utilizados na compressão de áudio e vídeo[4].
O MPEG-1 foi criado para vídeos codificados até 1,5 Mbps com qualidade VHS, e áudio codificado com 192 Kbps por canal.
O segundo esforço de padronização levou ao desenvolvimento dos padrões MPEG-2, baseados em MPEG-1, porém mais otimizados e sofisticados. O MPEG-2 é capaz de codificar vários vídeos desde qualidade de TV, entre 4 e 9 Mbps, até qualidade HDTV, entre 15 e 100 Mbps. O MPEG-4 define padrões para representar conteúdos de mídia na forma de objetos. Essa característica permite uma manipulação dos dados tanto por parte do receptor como do transmissor, removendo ou inserindo objetos, por exemplo[5].
• Dolby AC3
O padrão Dolby é largamente empregados na codificação de áudio e vídeo para cinema e DVD. Esse padrão é especificado por uma única companhia conhecida como Dolby Laboratories.[5]
Esse padrão foi escolhido para ser usado no Sistema de TV Digital norte americano e é opcional do DVB (padrão europeu).
O Dolby AC3 utiliza um processo de codificação em sub-bandas e algoritmos psico-acústicos para otimizar a quantização e produzir som surround. Ele permite até 5.1 canais, ou seja, cinco canais principais, e um subwoofer que podem ser comprimidos em um único fluxo de dados com 640kbps.
2.4.
CAMADA DE TRANSPORTE
A camada de transporte é a responsável pela multiplexação e demultiplexação dos fluxos elementares de áudio e vídeo, através do fluxo MPEG-2 TS (Transport Stream) [5]. A idéia da multiplexação é agrupar áudio, vídeo e dados em um único fluxo numa mesma base de tempo. • MPEG-2TS
Da mesma forma que o MPEG-1, o MPEG-2 também é dividido em camadas de Áudio, Vídeo e System. Os padrões MPEG-2 Áudio e Vídeo usam os mesmos princípios dos algoritmos de compressão MPEG-1, com diversas extensões e melhorias.
Como no MPEG-1, o MPEG-2 também lida com a multiplexação de fluxos elementares de áudio e vídeo. Porém, o MPEG-2 Systems define dois esquemas de multiplexação:
− Um através do fluxo de programas - MPEG-2 OS (Program Streams), − E outro através do fluxo de transporte - MPEG-2 TS (Transport Streams).
O MPEG-2 OS é similar ao MPEG-1 Systems. Ele encapsula e agrupa vídeos, áudios e outros tipos de dados digitais em um único feixe, com uma base comum de tempo.
Enquanto a abordagem por fluxo de transporte (MPEG-2 TS) consiste em pacotes fixos de 188 bytes, usados para multiplexar áudios, vídeos e outros dados em um único feixe. Diferentemente da multiplexação por fluxo de programas, a multiplexação por fluxo de transporte não necessita de uma base comum de tempo.
O MPEG-2 TS é voltado para o transporte (difusão) de dados multimídia em enlaces de comunicação sujeitos a erros de transmissão. Daí o tamanho pequeno do pacote, apenas 188 bytes, facilitando a ressincronização de um vídeo, para o caso de ocorrerem perdas de pacotes[4].
2.5.
CAMADA DE MODULAÇÃO
Esta camada é responsável pela sintonia, modulação/demodulação, codificação/decodificação do sinal.
Há dois padrões utilizados para TV Digital. O sistema de televisão digital ATSC adota o padrão 8-VSB (8 Level – Vestigial Side Band Modulation), já os sistemas DVB e ISDB adotaram o padrão COFDM (CodedOrthogonal Frequency Division Multiplexing).
• 8-VSB
O 8 VSB, padrão utilizado pelo sistema americano, modula uma portadora localizada a 310 kHz do início da banda de 6 MHz, em AM-VSB / SC (amplitude modulada, com banda vestigial e portadora suprimida). Na modulação 8-VSB, existem 8 níveis bem definidos: 4 positivos e 4 negativos. Esses níveis são tais que, cada conjunto de 3 bits consecutivos do sinal irá corresponder a um nível. Conseqüentemente, a taxa de bits fica dividida por 3 e assim, a freqüência do sinal modulador resultante torna-se compatível com a banda de 6 MHz, visto que a modulação é em VSB[9].
• COFDM/OFDM - Orthogonal frequency-division multiplexing
OFDM é quase sempre utilizado juntamente com codificação de canal (técnica de correção de erro), resultando no chamado COFDM.
O OFDM também conhecido como discrete multitone modulation (DMT), é uma técnica de modulação baseada na multiplexação por divisão de freqüência (FDM) onde múltiplos sinais são enviados em diferentes freqüências. Muitos são familiarizados com FDM pelo uso de aparelhos de rádio e televisão: normalmente, cada estação é associada a uma determinada freqüência (ou canal) e deve utilizá-la para realizar suas transmissões. OFDM parte deste conceito mas vai além, pois divide uma única transmissão em múltiplos sinais com menor ocupação espectral (dezenas ou milhares). Isto adicionado com o uso de técnicas avançadas de modulação em cada componente, resulta em um sinal com grande resistência à interferência.
É uma tecnologia de alto grau de complexidade em sua implementação, porém é bastante utilizada em telecomunicações, usando sistemas digitais para facilitar o processo de codificação e decodificação dos sinais. Sua aplicação é encontrada em tecnologias de broadcasting e também em
algumas formas de redes de computadores. Sua principal característica quanto ao desempenho é o fato de apresentar boa imunidade a multi-percursos, geradores dos famosos "fantasmas" presenciados nas televisões analógicas[6].
3.
Sistemas de TV Digital
Neste capítulo é apresentado os principais Sistemas de TV Digital. São mostradas algumas características e a arquitetura dos seguintes sistemas:
• ATSC – Advanced Television System Committee; • DVB - Digital Vídeo Broadcasting;
• ISDB - Integrated System Digital Broadcasting.
3.1.
ATSC - ADVANCED TELEVISION SYSTEM COMMITTEE
O padrão ATSC em funcionamento nos Estados Unidos desde novembro de 1998, já foi adotado pelo Canadá, Coréia do Sul e Taiwan[5].
Em sua versão atual, o ATSC não permite aplicações móveis e portáteis, devido a um conjunto de características, tais como: modulação, entrelaçamento temporal e inflexibilidade na configuração dos parâmetros de transmissão, que causam uma baixa imunidade a multipercurso afetando a recepção em campo (outdoor) e interiores (indoor) [9].
Como especificado no capitulo 2, é possível representar a arquitetura de TV Digital dividida em camadas de tecnologias existentes. Nas figuras 2 e 3 está representada a arquitetura em camadas. Os componentes da arquitetura do ATSC estão destacados.
Figura 2. Arquitetura em Camadas do Padrão ATSC[5].
Como podemos ver a multiplexação e a codificação de vídeo são feitas sobre o padrão MPEG-2 HDTV. Já a codificação de áudio é realizada através do formato Dolby AC-3. Tanto a codificação de áudio e vídeo estão presentes na camada de compressão.
Para modulação é utilizado o sistema 8-VSB. Na camada de transportes é usado o padrão MPEG-2 TS. O middleware utilizado neste padrão é o DASE (DTV Application Software Environment).
Figura 3. Estrutura do Padrão ATSC Fonte: Tutorial TV Digital - Teleco
Esse conjunto de padrões é definido por um consórcio homônimo, que começou oficialmente em setembro de 2003. O consórcio DVB é atualmente composto por mais de trezentos membros, de 35 países[4]. Admite 5 modos de transmissão com resoluções que variam, de acordo com a especificação, de 240 a 1080 linhas[9]:
• DVB-T, para radiodifusão terrestre; • DVB-C, para televisão a cabo; • DVB-S, para difusão via satélite;
• DVB-MC, para difusão via microondas operando em freqüências até 10 GHz (MMDS); • DVB-MS, para difusão via microondas operando em freqüências acima de 10 GHz O DVB-T comporta a recepção por dispositivos móveis. Entretanto, segundo seus críticos, não funciona satisfatoriamente, principalmente no modo hierárquico, quando transmite ao mesmo tempo para televisão de alta definição e sistemas móveis[9].
Na figura 4 estão destacados os componentes da arquitetura do DVB-T.
.
O DVB-T utiliza codificação COFDM, cuja taxa de transmissão varia entre 5 a 31,7 Mbps, dependendo dos parâmetros utilizados na codificação e modulação do sinal. A multiplexação e a codificação de áudio é feita pelo padrão MPEG-2 BC e a de vídeo é feita sobre o padrão MPEG-2 SDTV. Na camada de transporte, da mesma maneira que o Sistema Americano o padrão utilizado é o MPEG-2 TS. O middleware utilizado é o MHP (Multimedia Home Plataform).
A figura 5 mostra um esquema do sistema DVB-T.
Figura 5. Estrutura do Padrão ATSC Fonte: Tutorial TV Digital - Teleco
3.3.
ISDB - INTEGRATED SYSTEM DIGITAL BROADCASTING
O padrão japonês ou ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) foi criado em 1999 no Japão pelo consórcio DiBEG (Digital Broadcasting Experts Group), contando principalmente com o suporte da emissora pública japonesa NHK[4].
O ISDB foi o último padrão a ser lançado, porém foi o primeiro a ser estudado, se tornando assim o padrão que mais atende às diversas funcionalidades da TV digital como as transmissões móveis e portáteis[5].
Esse padrão é apontado como o mais flexível de todos os sistemas por responder melhor a necessidades de mobilidade e portabilidade. Ele é uma evolução do sistema DVB-T, sistema Europeu usado na maioria dos países do mundo[6].
No Brasil, foi eleito o melhor nos testes técnicos comparativos conduzidos por um grupo de trabalho da Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão (SET) e da Associação Brasileira das Emissoras de Rádio e Televisão (Abert), ratificados pela Fundação CPqD. Em 29 de Junho de 2006 foi anunciado o padrão adotado pelo Brasil na transmissão de TV digital.[6]
O que mais chama atenção neste sistema é a sua versatilidade. Além de permitir enviar os sinais da televisão digital ele pode ser empregado em diversas atividades, como:
• transmissão de dados;
• receptor para recepção parcial em um PDA e em um telefone celular; • recepção com a utilização de um computador ou servidor doméstico; • acesso aos sites dos programas de televisão;
• serviços de atualização do receptor por download; • sistema multimídia para fins educacionais.
Entrou em operação comercial na região de Tóquio em 2003. Atualmente possui um mercado de 100 milhões de televisores[6].
A figura 6 mostra a arquitetura do Sistema Japonês dividida em camadas. Os componentes da arquitetura ISDB estão destacados.
O ISDB utiliza codificação COFDM, com algumas variações; possui uma taxa de transferência que varia entre 3,65 a 23,23 Mbps, e uma largura de banda de 6, 7 ou 8 MHz. A multiplexação e a codificação de vídeo, como no padrão anterior, também são realizadas em MPEG-2 HDTV. A codificação de Áudio utiliza o MPEG-2 AAC. Na camada de transporte o padrão utilizado é o MPEG-2 TS. E finalmente o middleware é o ARIB (Association of Radio Industries and Businesses).
Na figura 7 é apresentado a Estrutura do Padrão ISDB.
Figura 7. Estrutura do Padrão ISDB Fonte: Tutorial TV Digital – Teleco
3.4.
COMPARAÇÃO ENTRE OS PADRÕES DE TV DIGITAL
A tabela 1 apresenta uma breve comparação entre os padrões de TV digital. Tabela 1. Comparação ente os Padrões de TV Digital
ATSC DVB ISBD
Modulação 8-VSB COFDM COFDM
Codificação de Vídeo MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2
Codificação de Áudio DOLBY AC3 MPEG-2 BC MPEG-2 AAC
Middleware DASE MHP ARIB
Taxa de Transmissão 19,8 Mbps 5 a 31,7 Mbps 3,65 a 23,23 Mbps Largura de Banda 6, 7 ou 8 MHz 6, 7 ou 8 MHz 6, 7 ou 8 MHz Principais Vantagens - Bom desempenho em
possibilidades de contrapartidas comerciais. - Bons resultados em consumo de energia e exibição de alta definição. - Apresenta os conversores mais baratos, de US$ 150 a US$ 450 - Atende 3 tipos de transmissão
- Royalty mais barato
- Baseado no sistema de transmissão europeu, é superior no quesito interferências de transmissão. - Convergência total com telefones celulares de 3G - Eficaz para TV móvel e portátil Principais Desvantagens - Criado por um consórcio de 250 entidades de mais de 15 países, o que dificulta negociações e contrapartidas. Transmissão de sinal só por cabos e não disponibilizar o acesso por antenas interna. - Controlado pela Zenith, da sulcoreana LG, que não abre mão do pagamento de royalties.
- Não oferece opção de televisão móvel e portátil.
- Limita-se a ter som e vídeo de cinema. Comercial: a balança comercial Brasil-Japão é mais fraca em contrapartidas.
4.
Sistema Brasileiro de TV Digital
As discussões em torno do assunto TV digital começaram no Brasil em 1994. Desde então se têm debatido vários aspectos tecnológicos, porém nunca se aprofundou a questão do conteúdo ou finalidades da tecnologia. Os padrões internacionais sempre estiveram no centro das discussões, desvirtuando os reais efeitos dos avanços tecnológicos, seja na radiodifusão ou nas telecomunicações.
As primeiras pesquisas também ocorreram em 1994 pela Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão (SET) e a Associação Brasileira de Emissoras de Rádio e Televisão (Abert). Desde então, um grupo de pesquisa formado a partir dessas duas associações estuda a passagem do atual sistema de radiodifusão analógico para o padrão digital.
Centrando as análises nos três padrões existentes, o grupo avançou em 1998, quando a Anatel iniciou os seus estudos sobre TV Digital e mercado de telecomunicações. Além de tomar a frente nas pesquisas, a Agências avalizou a iniciativa SET/Abert, dando continuidade ao trabalho que vinha sendo desenvolvido, porém com uma visão mais pragmática. O objetivo inicial estava claro: escolher um dos três padrões para ser adotado pelo Brasil. O desenvolvimento de um padrão nacional estava praticamente fora de questão.
Ainda em 1998, a Anatel iniciou o processo de escolha do padrão da TV brasileira. O principal objetivo desta etapa era viabilizar os teste de campo com os sistemas digitais disponíveis.
Em 1999 deram inicio nos testes de laboratório e de campo. Logo no início dos testes percebeu-se que a modulação 8-VSB, usada pelo padrão norte-americano, não atendia às necessidades brasileiras, uma vez que seu desempenho foi insatisfatório na recepção doméstica, principalmente usando antenas internas. Esse fato levou a Anatel a descartar o padrão de modulação norte-americano, colocando em consulta pública a utilização do COFDM, usado pelo DVB e ISDB. Atualmente, quase metade dos aparelhos de TV têm recepção apenas por antenas internas. Esse número aumenta consideravelmente se adicionarmos os aparelhos com antenas externas, mas que mesmo assim recebem predominantemente o sinal pelas antenas internas.
O relatório final dos testes de TV digital confirmou o melhor desempenho dos padrões europeu e japonês, além do desempenho insuficiente do padrão norte-americano nos quesitos
transmissão de sinais em áreas de sombra e para receptores móveis. Entre os dois primeiros, o padrão japonês foi considerado superior ao sistema europeu, devido ao melhor desempenho na recepção de sinais televisivos em ambientes fechados, e a sua flexibilidade para recepção de programas ou acesso a serviços, através de terminais fixos ou móveis. Em 31 de agosto de 2000, a Anatel encerrou a discussão técnica sobre o padrão de TV digital a ser adorado no Brasil. Esperava-se um pronunciamento oficial sobre qual padrão Esperava-seria adotado, mas este anúncio foi adiado para depois da posse do novo governo, que ocorreria dois anos depois.
Após a posse no novo governo, o então ministro das Comunicações Miro Teixeira, encaminhou uma carta de intenções ao presidente da República, onde levantou a necessidade da inclusão digital através da TV Interativa. Era o primeiro sinal de que o assunto teria outro tratamento. O passo seguinte foi o anúncio de que o país desenvolveria um padrão próprio de transmissão, idéia que foi amplamente defendida pelo ministro até a sua saída do Ministério, um ano após tomar posse. Em maio do mesmo ano, foi criado um grupo de estudo para analisar novamente o assunto e dar um parecer sobre os estudos já realizados.[6]
Os trabalhos desse grupo de estudo duraram até novembro, quando saiu o decreto nº4.901, de 26 de novembro de 2003, além de nortear a transição do sistema analógico para o digital, deixou claro que esse avanço tecnológico não se restringiria a uma simples troca de equipamento. A preocupação com a inclusão social por intermédio da TV e com o desenvolvimento da indústria nacional estava entre os principais objetivos. O decreto deixou claro que a TV digital seria uma ferramenta com finalidades sociais, não uma simples evolução tecnológica que atende apenas a interesses mercadológicos ou econômicos[5].
Para a gestão e execução do SBTVD, foram criados três comitês: Comitê de Desenvolvimento, Comitê Consultivo e Grupo Gestor. Ao primeiro, vinculado diretamente à Presidência da República, compete definir as políticas para o desenvolvimento tecnológico, a transição, a regulação e o modelo de negócios a ser adotado. É um órgão político, composto por ministros de Estado. O Comitê Consultivo é uma extensão do Comitê de Desenvolvimento, responsável pela proposta de ações e diretrizes fundamentais ao sistema. É composto por representantes da sociedade civil, indicados pelas entidades que desenvolvem atividade relacionadas ao tema. O Grupo Gestor é responsável pelas ações determinadas pelos dois Comitês, sendo apoiado pela Financeira de Estudos e Projetos (Finep) e pela Fundação CPqD[6].
O primeiro edital público do SBTVD, visando habilitar instituições interessadas em participar do SBTVD, foi publicado pelo governo federal ainda no primeiro semestre de 2004. Naquela etapa, 82 instituições foram habilitadas, de um total de 90 candidatas. A etapa seguinte foi a da divulgação de mais 19 editais, chamadas de carta-convite, acompanhadas de uma Requisição Formal de Proposta (RFP), destinadas apenas às instituições já habilitadas anteriormente. Desses 19 editais, publicados em três lotes, dois não tiveram nenhuma instituição aprovada, enquanto que três tiveram duas aprovadas. Os editais incentivaram a formação de redes de pesquisa, onde os estudos são realizados de forma descentralizada por várias instituições trabalhando num mesmo tema. No total, estão envolvidas 79 instituições no desenvolvimento do SBTVD, congregando mais de 1.200 pesquisadores[6].
O Decreto de criação do SBTVD estabeleceu o prazo de um ano, contado a partir da data da criação do Comitê de Desenvolvimento, para a realização dos estudos e apresentação do relatório sobre a adoção ou o desenvolvimento de um padrão de TV digital, além da transição e exploração do novo modelo. O Comitê foi criado em março de 2004, iniciando o prazo de um ano para as definições.
Porém, inúmeros atrasos ocorreram no processo, seja devido a entraves políticos ou a burocracia sempre presente nas tramitações de projetos semelhantes. Apenas em 24 de fevereiro aconteceram às primeiras seis assinaturas de convênio para o real inicio dos testes do SBTVD. Até então, apenas iniciativas isoladas têm aprofundado o assunto, como estudos da Fundação CPqD, da Anatel e de algumas universidades usando recursos de outras origens.
Por conta desses atrasos, foi editado em 10 de março de 2005 o Decreto nº5.393, que altera e acrescenta dispositivos ao Decreto nº4.901, de 26 de novembro de 2003. O prazo para a apresentação do relatório final foi esticado para 23 meses a partir da criação do Comitê de Desenvolvimento. Ou seja, a definição final do SBTVD ficou para fevereiro de 2006. Além disso, foi estipulado a data de 10 de dezembro de 2005 para a conclusão das atividades das instituições contratadas pela Finep para a realização das pesquisas do SBTVD[4].
Segundo o até então diretor de TV Digital do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento (CPqD), Ricardo Benetton Martins (in memorian), a arquitetura do SBTVD está praticamente concluída. Sem entrar em detalhes, Benetton adiantou apenas que o Brasil poderá adotar um modelo híbrido, que pode se basear em um dos sistemas já existentes ou utilizar parte dos modelos hoje em uso. O
CPqD é responsável pela coordenação dos centros de pesquisas e universidades que estão desenvolvendo o relatório sobre o sistema brasileiro de TV Digital.[11]
O Padrão Brasileiro tem entre suas principais condições a interatividade e área de cobertura. A primeira deverá permitir o usuário buscar informações referentes aos programas, acessar serviços interativos como o e-gov, educação a distância entre outros[14].
Já a área de cobertura deve garantir o canal de descida do sistema de interatividade a obter a mesma área de cobertura do sistema de TV Digital.[13]
Além dessas condições tem algumas premissas que devem ser destacadas como[13]:
• Estabelecer e aumentar a rede de competências nacional, promovendo a efetiva integração das pesquisas brasileiras nas áreas de abrangência desse programa;
• Apresentar solução técnica inovadora, mantendo e aproveitando a compatibilidade com elementos já padronizados no mercado mundial de TV Digital;
• Ser flexível às condições sócio-econômicas do Brasil;
• Permitir uma implantação gradual, minimizando os riscos e os custos para a sociedade, procurando soluções escaláveis e evolutivas, minimizando legados;
• Ser configurável para potencial adoção por outros países, facilitando exportação; • Promover soluções industriais que favoreçam a economia de escala;
4.1.
PLANO BÁSICO DE DISTRIBUIÇÃO DE CANAIS - PBTVD
Os estudos comparativos das tecnologias forneceram dados que, de modo acertadamente conservador, permitiram a elaboração do Plano Básico de Distribuição de Canais – PBTVD. Os canais das faixas do espectro compreendidas como VHF e UHF foram criteriosamente distribuídos de modo a garantir a implantação do SBTVD com[14]:
• reserva de espectro radioelétrico para implantação da TV digital; • canalização com ocupação de 6MHz de banda;
• manutenção das emissoras analógicas até a transição final;
• fase de transição simulcast com emissoras analógicas e digitais, representado na figura 8; • proteção em interferência mútua analógico-digital;
• ocupação dos canais digitais nas faixas VHF alto(7 a 13) e UHF (14 a 59) (figura 9); • reserva dos canais UHF 60 a 69 a serem utilizados estrategicamente (figura 9); • revisão das relações de proteção;
• possibilidade ou não de SFN - redes de freqüência única; • não impedimento da implementação de interatividade; • harmonização de coberturas analógico-digital;
• adoção de parâmetros técnicos conservadores; • privilégio para recepção interna na áreas urbanas;
• nível de recepção estabelecido em relação a qualidade mínima de vídeo no ponto de recepção, obtido de forma experimental, sem determinação de taxa de erro (BER) relativa ao limite C/N (sinal/nível de ruído) para o piorcaso e equivalente a 19dB.
Figura 8. Período de Transição Fonte: PBTVD – Anatel[12]
Figura 9. Faixa VHF e UHF Fonte: PBTVD – Anatel[12]
5.
Set-Top Box
A TV aberta transmitida no Brasil está presente em 90% das residências brasileiras[1], com isso o Set-Top Box passa a ter grande importância para que a população possa receber o sinal digital e convertê-lo para sua TV Analógica.
Antes de ser processado por um receptor, o sinal difundido precisa ser captado por uma antena específica para a tecnologia usada, no caso de satélite ou radiodifusão, ou chegar via cabo. O receptor pode estar embutido em uma televisão digital ou ser um equipamento à parte como representado na figura 10. Neste último caso, o receptor passa a ser conhecido como set-top Box. A idéia básica desse dispositivo é o de uma pequena caixa agregada à televisão analógica, que converte os sinais digitais para serem vistos nas TVs convencionais. O set-top Box pode possuir também um canal de retorno, possibilitando a interatividade entre o telespectador e os serviços oferecidos[4].
Figura 10. Modelo de um sistema de Tv Digital com set-top Box[5]. O set-top Box tem funcionalidades básicas como[12]:
• Demultiplexar o sinal digital recebido; • Decodificar informações de áudio e vídeo;
• Processar os dados recebidos e, se for o caso, sincronizá-los com a programação; • Enviar dados via canal de retorno;
• Construir a imagem a ser exibida no aparelho de TV e convertê-las para o sinal analógico.
5.1.
ARQUITETURA DO SET-TOP BOX
Para desempenhar as funcionalidades descritas acima, são definidos componentes de hardware e software para o set-top Box.
5.1.1.
COMPONENTES DE HARDWARE
Como podemos perceber nas figuras 11 e 12 os set-top boxes têm uma arquitetura muito parecida com a dos computadores convencionais e possuem diversas tecnologias em comum, tais como CPU, memória, modems para utilização de canal de retorno, discos rígidos para armazenamento de dados e leitores smart cards para permitir controle de acesso aos telespectadores.
Basicamente o sintonizador no receptor recebe um sinal via satélite, por difusão ou a cabo e encaminha esse sinal para o demodulador que extrai o fluxo de transporte MPEG-2. O demodulador analisa se o sinal possui erros e depois o encaminha para o demultiplexador que extrai os fluxos de áudio, vídeo e dados encaminhando esses ao decodificador que os converte em um sinal apropriado para exibição no aparelho televisivo.
Figura 12. Principais módulos de um Set-Top Box
Fonte: Arquitetura do Set-Top Box para TV Digital Interativa - Unicamp[12]
Abaixo estão descritos os componentes de Hardware de um set-top Box conforme as figuras 11 e 12.
• Sintonizador
É o receptor em si, ele recebe os diferentes sinais das redes digitais baseadas nas modulações ( QAM, COFDM, QPSK, 8-VSB)[16]. O sintonizador seleciona um canal de VHF ou UHF(de 6 MHZ, no caso do Brasil) onde existe informação de áudio e vídeo. Para transmissão via satélite o canal é tipicamente de 30 MHz. Para transmissão a cabo o canal usualmente é de 8 MHZ. O sintonizador converte o sinal de radiofreqüência para o sinal banda base codificado, que pode ser mais facilmente manipulado pelos componentes adjacentes[15].
• Demodulador
A implementação do demodulador é altamente dependente do padrão adotado para a transmissão do sinal de radiodifusão. No caso da radiodifusão terrestre, existem 3 padrões utilizados pelo mundo. São eles:
− ATSC (Advanced Television Systems Commitee), que é o padrão americano; − DVB (Digital Vídeo Broadcasting), o padrão europeu
A função do demodulador é amostrar o sinal sintonizado e convertê-lo em feixes de bits denominados Transport Stream, que contém vídeo, áudio e dados codificados. Uma vez que o stream é recuperado, é feita uma checagem de erros para então encaminhar o stream ao demultiplexador.
• Acesso Condicional
No caso de receptores de TV aberta terrestre o módulo de acesso condicional não é obrigatório. É baseado em algoritmos complexos que previnem que usuários não autorizados acessem programas ou serviços, bloqueando tanto o stream de dados como um todo (coleção de canais) ou streams de dados de um tipo particular (um canal ou um programa específico).
Uma opção de implementação desse componente é pela utilização de smartcards (cartões programáveis), que são inseridos no decodificador e armazenam a chave para descriptografia de um usuário específico, entre outras informações.
Esse módulo é interessante para uma emissora que deseja controlar o acesso a uma programação por região geográfica ou mesmo pagamento por evento (pay-per-view) [4].
• Demultiplexador
Um stream de dados codificados no padrão MPEG-2 – Moving Picture Experts Group consiste de pacotes de dados unicamente identificados por um PID (Packet Id) numérico. O demultiplexador examina todos os identificadores, seleciona pacotes específicos, descriptografa e encaminha para um decodificador específico. Por exemplo, todos os pacotes com identificador de vídeo serão encaminhados para o decodificador de vídeo. O mesmo ocorre para áudio e dados.
• Decodificador de Vídeo
Um decodificador de vídeo transforma os pacotes de vídeo em seqüência de imagens a serem exibidas no monitor de TV, formatando em diferentes resoluções de tela. Na saída de um codificador de vídeo existe um microprocessador gráfico, cuja função é renderizar (desenhar) arquivos gráficos de aplicações interativas ou mesmo páginas da Internet.Uma vez renderizado, o arquivo gráfico é usado para sobrepor o vídeo exibido por um programa.[17]
• Decodificador de Áudio
O stream de áudio comprimido é enviado para o decodificador de áudio para descompressão. A saída pode ser um áudio em formato analógico (estéreo / mono) ou digital.
• Processamento de Dados
Para processar os dados de um programa interativo ou aplicação, o set-top box possui elementos similares a um computador pessoal, com processador, memórias, dispositivos de armazenamento etc. Esses elementos são descritos a seguir:
− Processador
O processador, ou CPU, é o cérebro do set-top box [17]. Suas funções são, basicamente: • inicializar os vários componentes de hardware do decodificador;
• monitorar e gerenciar hardware;
• carregar dados e instruções da memória; • executar programas.
− Memória
O módulo de memória, que é implementado em um chip, é responsável por uma porcentagem substancial do custo de um set-top box. Componentes como máquina gráfica, decodificador de vídeo etc, precisam da memória para executar suas funções. Nos set-top Box são utilizadas memória RAM e ROM.
• Interfaces Físicas
As possibilidades de escolha de interfaces físicas para o set-top box crescem rapidamente,
pois essa é uma tecnologia que ainda está em evolução. Serão citadas aqui algumas categorias de interfaces físicas, como definido em [17].
− Modems
O modem é usado para prover serviços de interatividade ao usuário, através da constituição do canal de retorno, conectando o set-top box à uma emissora ou provedor de serviço.
Normalmente, os modems são acoplados ao set-top box na fabricação, porém, é possível instalar um modem externo.
As opções de modem freqüentemente disponíveis em set-top Box são ADSL, ou de telefonia fixa convencional.
Para setp-top boxes de TV a Cabo, também pode ser usado o Cable Modem, termo que se refere a uma interface de rede que opera sobre um sistema de televisão a cabo. É uma tecnologia que potencializa a oferta de Internet rápida às operadoras de TV a cabo.
− Interfaces Multimídia de Alta Velocidade
A necessidade de convergência entre PCs e tecnologias de eletrônica de consumo aumenta cada vez mais.
Em razão dessa convergência, os projetos de set-top boxes estão incorporando interfaces que os permitirão se comunicar em tempo real com dispositivos como câmeras de vídeo, DVD, tocadores de CD e teclados musicais.
5.1.2.
COMPONENTES DE SOFTWARE
A arquitetura de um set-top box é composta por três camadas de software, acima do hardware, como definido na Figura 11, abaixo:
Figura 13. Arquitetura em camadas de software do Set-top Box. Fonte: Arquitetura do Set-Top Box para TV Digital Interativa - Unicamp[12]
• Middleware
Entre as camadas de hardware e o middleware estão definidos os drivers para dispositivos como leitores de smartcards, modem e etc. Cada fabricante de set-top box desenvolve seu próprio driver.
A finalidade da camada de middleware é oferecer um serviço padronizado para a camada de aplicações, escondendo peculiaridades das camadas inferiores como, por exemplo, a tecnologia usada para compressão, modulação etc[17].
O uso do middleware permite que haja portabilidade das aplicações, de forma que possam ser transmitidas para qualquer set-top box com determinado middleware adotado [4].
No middleware também podem existir as máquinas virtuais, que permitem ao desenvolvedor usar o mesmo código nativo para diferentes plataformas de set-top boxes com alterações mínimas, como uma Java Virtual Machine, por exemplo.
Também podem fazer parte do middleware máquinas para apresentação de código HTML, JavaScript, XHTML, entre outras linguagens declarativas ou procedurais.
As APIs compõem a interface entre o middleware e as aplicações, de forma que os desenvolvedores de aplicações não precisem entrar em detalhes de implementação do middleware. Um exemplo de API é a JAVA TV, um subconjunto da Sun Personal Java Virtual Machine, que implementa funções específicas para implementação de aplicações para TV digital interativa.
• Aplicações Interativas
As aplicações são programas de computador, desenvolvidos em linguagens declarativas ou procedurais que, executados em um set-top box, oferecem ao usuário serviços específicos, como governo eletrônico, ou opções de interatividade agregadas a programas de TV, como a votação de um programa Big Brother.
A aplicação interativa mundialmente mais utilizada é o EPG (Electronic Programming Guide), que apresenta a grade de programação disponível nos canais por um período de tempo.
As aplicações podem ser residentes no set-top box (não fazem uso do middleware), ou podem ser transmitidas e carregadas pelo set-top box. Para isso, faz-se o uso de um carrossel de dados [12], que permite a transmissão repetida e periódica de dados, de forma que ele esteja pelo menos parcialmente disponível quando solicitado pelo usuário.
5.1.3.
PERFIS DE SET-TOP BOXES
Os set-top boxes podem ser produzidos para vários perfis de mercado, considerando desde terminais básicos, com poucas funcionalidades além de receptor de TV, alguns perfis intermediários, chegando até os perfis mais avançados, com muitas funcionalidades e grande poder de processamento.[15]
• Set-top boxes Básicos (Low-End)
Esse tipo de set-top box de baixo custo funciona, basicamente, como um receptor de TV Digital. Suporta a interatividade das aplicações, usualmente não possui canal de retorno, ou seja, só permite interatividade local.
• Set-top boxes Médios (Mid-Range)
Os set-top boxes médios, geralmente são os escolhidos por operadoras de TV por assinatura, pois suportam todas as funcionalidades necessárias para uso das aplicações interativas básicas.
Os set-top boxes avançados contemplam todas as funcionalidades dos perfis anteriores, além de incorporar outras como personalização de usuário, interface para uma home-network, dentre outras. Características de um modelo avançado, em pouquíssimo tempo podem ser passadas ao modelo médio, pois vão surgindo novas tecnologias e os preços desses componentes tendem a diminuir com o tempo.
6.
Considerações Finais
O sistema de Tv Digital está sendo inciado neste final de ano trazendo uma TV com melhor qualidade de imagem, som além da possibilidade de interatividade ao usuário.
Após anos de pesquisas do CpQD, da Anatel entre outras empresas nacionais, o padrão que apresentou melhor desempenho foi o japonês.
A possibilidade de usar padrão norte-americano foi descartada logo no início das pesquisas por não ter bom desempenho durante os testes de recepção com antenas internas, sendo que, maior parte da população brasileira usa este tipo de antena para receber o sinal.
Na seqüência dos testes o padrão japonês se mostrou superior ao europeu, devido ao melhor desempenho na recepção de sinais televisivos em ambiente fechados, e a sua flexibilidade para recepção através de terminais fixos ou móveis.
Uma peça indispensável à população brasileira será o set-top Box. Cerca de 90% da população tem TV analógica e não deverá comprar outro aparelho de imediato. Dessa maneira deverão adquirir o conversor.
O set-top Box será o responsável em receber o sinal digital e convertê-lo para analógico, com isso será possível ter a mesma programação, qualidade de som e imagem além da interatividade que teríamos em uma TV Digital na TV Analógica.
A principio os set-top boxes que estão sendo fabricados no Brasil estão sem o midleware que está em desenvolvimento pela PUC-RIO e só serão implantados nos set-top boxes apõe o término do desenvolvimento do software completo. Por esse motivo os principais set-top boxes brasileiros serão sem interatividade, possibilitando apenas uma TV com melhor definição.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Pesquisa FAPESP.São Paulo.fev.2006 .Mensal
[2] ROSA, Almir Antonio. Televisão Digital Terrestre: Sistema, padrões e modelos. São Paulo, 200. 303f. Tese de Doutorado (Comunicação e Semiótica) Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
[3] Usando recursos da Internet (IPTV), a TV digital ganha a interatividade tão sonhada pelos internautas. Disponível em:http://www.leg.ufba.br/twiki/bin/view/GEC/TvDigital Acesso em: 1º abril 2007.
[4] MONTEZ, Carlos; BECKER, Valdecir. TV Digital Interativa: Conceitos, Desafios e Perspectivas Para o Brasil. 2° Edição. Florianópolis: Editora da UFSC, 2005
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[7] C. R. de OLIVEIRA, Etienne; V. N. de ALBUQUERQUE, Célio. TV Digital Interativa:
Padrões para uma nova era. Disponível em: http://www.ic.uff.br/~celio/papers/eri05.pdfAcesso em: 12/10/2007
[8] T. DE OLIVEIRA, Carina. Um Estudo Sobre os Padrões de Middleware para Televisao Digital Interativa Disponívem em: http://www.gta.ufrj.br/~carina/artigos/MonografiaCarina.pdf Acesso: 12/10/2007
[9] TV Digital: Uma Visão Geral da Escolha de um Padrão Deisponível em: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialtvdigital Acesso: 15/10/2007
[10] A TV Digital Brasileira. Disponível em: http://www.dtv.org.br/perguntas.php Acesso: 04/11/2007
[11] Gestão de incubadoras pavimenta o sucesso. Disponível em:
http://www.cpqd.com.br/site/ContentView.php?cd=2287 Acesso: 04/11/2007 [12] Minassian, Ara A. Plano Básico de Distribuição de Canais Digitais - PBTVD http://www.fndc.org.br/arquivos/PBTVD_18_05_2005.pdf Acesso:06/11/2007
[13]Sistema Brasileiro de TV Digital Disponível em: http://sbtvd.cpqd.com.br/ Acesso:06/11/2007 [14] A. R. MANHÃES, Marcus e J. SHIEHS, Pei. Padrão para TV Digital Brasileira: o Limite do Sistema Canal deInteratividadE. Disponível em:
http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/manhaes_e_shieh/limite_do_sistema_04.ht ml acesso: 06/11/2007
[15] S. G. PICCOLO, Lara. Arquitetura do set-top Box para TV Digital Interativa Disponível em: http://www.ic.unicamp.br/~rodolfo/Cursos/mo401/2s2005/Trabalho/039632-settopbox.pdf Acesso: 11/11/2007
[16] J. M. de Assis, Tom. TV DIGITAL - A NOVA FRONTEIRA Disponível em:
http://br.geocities.com/tvdigitalbr/tom_artigos/tv_digital/nova_fronteira.html Acesso: 11/11/2007 [17] O'Driscoll, G. The Essencial Guide to Digital Set-top Boxes and Interactive TV. Prentice Hall, 1999.
[18] Nicholls, R. SMS – Today´s Interactive Television. Australia, 2000. Disponível em: http://www.broadcastpapers.com Acesso: 15/11/2007
ANEXO I - LANÇAMENTO DA TV DIGITAL NO BRASIL
São Paulo: 2 de dezembro de 2007
Dia 2 de Dezembro de 2007 é a data prevista para a primeira transmissão HDTV (Televisão de Alta Definição) na cidade de São Paulo.
Para a cidade do Rio de Janeiro a previsão é que as transmissões sejam iniciadas até o final do primeiro semestre de 2008. Para as demais cidades brasileiras a previsão é que isto ocorra até 2011.
A transmissão analógica continuará ocorrendo, simultâneamente à digital, por um período de 10 anos até 29/06/2016. A partir de Jul/2013 somente serão outorgados canais para a transmissão em tecnologia digital.
Apresenta-se a seguir uma estimativa de prazo máximo para entrada em operação das Geradoras e Transmissoras de TV Digital nas várias cidades do Brasil.
Prazo máximo para início de transmissão nas Geradoras das Cidades de
São Paulo (Grande São Paulo) Abr/2009
Belo Horizonte, Brasília, Fortaleza, Rio de Janeiro, Salvador Jan/2010
Belém, Curitiba, Goiânia, Manaus, Porto Alegre e Recife Mai/2010
Campo Grande, Cuiabá, João Pessoa, Maceió, Natal, São Luís e Teresina Set/2010
Aracaju, Boa Vista, Florianópolis, Macapá, Palmas, Porto Velho, Rio Branco e
Vitória Jan/2011
Geradoras situadas nos demais Municípios Mai/2011
Prazo máximo para início de transmissão para Retransmissoras
Situadas nas capitais dos Estados e no Distrito Federal Jun/2011
Situadas nos demais Municípios Jun/2013
Os prazos acima consideram que a Publicação da Portaria de aprovação do projeto de instalação em feita em menos de 15 dias.
Consulte o Em Debate: O cronograma de implantação da TV Digital no Brasil
Etapas para Implantação da TV Digital no Brasil
(Decreto 5.820 de 29/06/06 )
Apresenta-se a seguir as etapas a serem cumpridas por cada emissora para implantação da TV Digital no Brasil. (Port MC 652 Minicom 10/10/2006 )
Etapa Prazo
1 Emissora apresenta requerimento ao Minicom para
consignação de canal digital
Variável conforme a cidade e tipo de emissora (tabela)
2 Outorga do canal através de instrumento contratual entre
emissora e Minicom
60 dias após aprovação do
requerimento.
3 Emissora apresentar ao Minicom projeto de instalação da
estação transmissora. 6 meses
4 Publicação da Portaria de aprovação do projeto de instalação Não definido.
5 Ínicio da transmissão digital 18 meses
ETAPA 1: Consignação de Canais
Será consignado para cada emissora um canal de 6 MHz para transmissão de TV digital. A cobertura de TV Digital de cada canal deve ser a mesma do canal analógico correspondente.
Prazo para apresentação do requerimento de consignação (Etapa 1)
Até Cidades
29/12/2006 São Paulo
30/11/2007*
(grupo1) Belo Horizonte, Brasília, Fortaleza, Rio de Janeiro e Salvador:
31/03/2008*
(grupo 2) Belém, Curitiba, Goiânia, Manaus, Porto Alegre e Recife
31/07/2008*
(grupo 3) Campo Grande, Cuiabá, João Pessoa, Maceió, Natal, São Luís e Teresina
30/11/2008*
(grupo 4) Aracaju, Boa Vista, Florianópolis, Macapá, Palmas, Porto Velho, Rio Branco e Vitória
31/03/2009** Geradoras situadas nos demais Municípios
30/04/2009*** Retransmissoras situadas nas capitais dos Estados e no Distrito Federal: até 30 de abril de
2009
30/04/2011*** Retransmissoras situadas nos demais Municípios
*após 29/06/2007; **após 01/10/2007
*** após o início da transmissão digital, em caráter definitivo, da estação geradora cedente da programação. Fonte: Portaria 652 de 10/12/06
Consignação de Canais Digitais para a cidade de São Paulo
O Ministro das Comunicações assinou em 09/04/07 os termos de consignação de canais digitais para dez emissoras de televisão da cidade de São Paulo: TV Ômega (Rede TV), TV Cultura, Rede 21, SBT, Rede Bandeirantes, Rede Record, Grupo Abril, Canal Brasileiro de Informação (CBI – MIX TV), Rede Globo e TV Gazeta.
Revisão dos P. Básicos para Consignação de Canais Digitais
O Plano Básico de Distribuição de Canais de Televisão Digital foi definido pela Res. 407, 10/06/05
A Anatel está promovendo mudanças nos Planos Básicos de Distribuição de Canais de Televisão Digital - PBTVD e de Atribuição de Canais de Televisão por Assinatura em UHF - PBTVA de modo a consignar os canais digitais para as emissoras. A tabela a seguir apresenta a evolução deste processo.
São Paulo e Capitais do grupo 1
Capitais Consulta Pública Ato
São Paulo 730 15/08/06 61.774 09/11/06 Belo Horizonte 781 16/04/07 66.963 06/09/07 Brasília 735 11/09/06 62.866 21/12/06 Fortaleza 765 14/02/07 67.137 18/09/07 Rio de Janeiro 753 08/12/06 65.939 12/07/07 Salvador 766 14/02/07 - -
Capitais do Grupo 2
Capitais Consulta Pública Ato
Belém 823 04/10/07 - - Curitiba 769 23/02/07 67.019 10/09/07 Goiânia 821 28/09/07 - - Manaus 787 21/05/07 - - Porto Alegre 814 06/09/07 - - Recife 768 22/02/07 - - Capitais do Grupo 3
Capitais Consulta Pública Ato
Campo Grande 793 13/06/07 - - Cuiabá 792 06/06/07 - - João Pesssoa 791 06/06/07 - - Maceió 824 05/10/07 - - Natal 788 23/05/07 - - São Luis 820 28/09/07 - - Teresina 803 19/07/07 - - Capitais do Grupo 4
Capitais Consulta Pública Ato
Aracajú - - - - Boa Vista - - - - Florianópolis 813 06/09/07 - -
Macapá - - - - Palmas - - - - Porto Velho - - - - Rio Branco - - - - Vitória 822 02/10/07 - -
ANEXO II – DECRETO Nº4.901
Edição Número 231 de 27/11/2003 Atos do Poder ExecutivoDECRETO N o 4.901, DE 26 DE NOVEMBRO DE 2003
Institui o Sistema Brasileiro de Televisão Digital - SBTVD, e dá outras providências.
O PRESIDENTE DA REPÚBLICA , no uso da atribuição que lhe confere o art. 84, inciso VI, alínea "a", da Constituição,
D E C R E T A :
Art. 1 o Fica instituído o Sistema Brasileiro de Televisão Digital SBTVD, que tem por finalidade alcançar, entre outros, os seguintes objetivos:
I promover a inclusão social, a diversidade cultural do País e a língua pátria por meio do acesso à tecnologia digital, visando à democratização da informação;
II propiciar a criação de rede universal de educação à distância;
III estimular a pesquisa e o desenvolvimento e propiciar a expansão de tecnologias brasileiras e da indústria nacional relacionadas à tecnologia de informação e comunicação;
IV planejar o processo de transição da televisão analógica para a digital, de modo a garantir a gradual adesão de usuários a custos compatíveis com sua renda;
V viabilizar a transição do sistema analógico para o digital, possibilitando às concessionárias do serviço de radiodifusão de sons e imagens, se necessário, o uso de faixa adicional de
radiofreqüência, observada a legislação específica;
VI estimular a evolução das atuais exploradoras de serviço de televisão analógica, bem assim o ingresso de novas empresas, propiciando a expansão do setor e possibilitando o desenvolvimento de inúmeros serviços decorrentes da tecnologia digital, conforme legislação específica;
VII estabelecer ações e modelos de negócios para a televisão digital adequados à realidade econômica e empresarial do País;
VIII aperfeiçoar o uso do espectro de radiofreqüências;
IX contribuir para a convergência tecnológica e empresarial dos serviços de comunicações; X aprimorar a qualidade de áudio, vídeo e serviços, consideradas as atuais condições do parque instalado de receptores no Brasil; e
XI incentivar a indústria regional e local na produção de instrumentos e serviços digitais.
Art. 2 o O SBTVD será composto por um Comitê de Desenvolvimento, vinculado à Presidência da República, por um Comitê Consultivo e por um Grupo Gestor.
Art. 3 o Ao Comitê de Desenvolvimento do SBTVD compete:
I fixar critérios e condições para a escolha das pesquisas e dos projetos a serem realizados para o desenvolvimento do SBTVD, bem como de seus participantes;
II estabelecer as diretrizes e estratégias para a implementação da tecnologia digital no serviço de radiodifusão de sons e imagens;
III definir estratégias, planejar as ações necessárias e aprovar planos de aplicação para a condução da pesquisa e o desenvolvimento do SBTVD;
IV controlar e acompanhar as ações e o desenvolvimento das pesquisas e dos projetos em tecnologias aplicáveis à televisão digital;
V supervisionar os trabalhos do Grupo Gestor;
VI decidir sobre as propostas de desenvolvimento do SBTVD;
VII fixar as diretrizes básicas para o adequado estabelecimento de modelos de negócios de televisão digital; e
VIII apresentar relatório contendo propostas referentes:
a) à definição do modelo de referência do sistema brasileiro de televisão digital; b) ao padrão de televisão digital a ser adotado no País;
c) à forma de exploração do serviço de televisão digital; e
d) ao período e modelo de transição do sistema analógico para o digital.
Parágrafo único. O prazo para a apresentação do relatório a que se refere o inciso VIII deste artigo fica fixado em doze meses, a contar da instalação do Comitê de Desenvolvimento do SBTVD.
