TV Digital Interativa: Conceitos e Tecnologias

(1)

TV Digital Interativa:

Conceitos e Tecnologias

Valdecir Becker

Depto Jornalismo - UFSC

Carlos Montez

Depto Automação e Sistemas - UFSC

WebMídia & LA-Web 2004 Outubro de 2004

Ribeirão Preto, Brasil

(2)

gital InterativaConceitose Tecnologias—Montez, C. e Becker, V.

Objetivos do minicurso

z

Complementar a formação acadêmica

– Oferecer uma visão geral sobre os conceitos de TV digital e interativa, além de abordar as tecnologias envolvidas

¾ o que é TV digital e interativa, a evolução da tecnologia, que propicia mais essa evolução tecnológica e o conseqüente surgimento de uma nova mídia

¾ os principais componentes de um sistema de TV digital terrestre

¾ aspectos importantes da pesquisa no país

(3)

TV Digital InterativaConceitose Tecnologias—Montez, C. e Becker, V.

Tópicos cobertos

z

A tecnologia a serviço da sociedade

z

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade

z

Tecnologias analógicas e digitais

z

Codificação e compressão de áudio e vídeo e modulação do sinal digital

z

Padronizações MPEG

z

Componentes da TV digital interativa

z

Características dos principais sistemas de TV digital

z

Comentários finais

(4)

PARTE I: Agenda

z

Tecnologia e Sociedade

z

Vantagens da TV digital

z

Interatividade

(5)

A tecnologia a serviço da sociedade

z

O que é exclusão digital

– Exclusão tecnológica sempre existiu

– Evolução tecnológica

¾ Tripé da inclusão: Computador, linha e provedor

– Por que ficou tão importante?

(6)

A tecnologia a serviço da sociedade cont.

z

Sociedade da Informação

– Informação como mercadoria

¾ Origem:

o Gutenberg

o Computadores pessoais

o Internet

o Digitalização do mundo

(7)

Convergência tecnológica

(8)

Três estágios básicos

desenvolvimento econômico

(9)

Transição entre as sociedades

Surgimento de um gap entre quem acompanha a evolução

e quem fica à margem dela

(10)

A tecnologia a serviço da sociedade

z

Relação da SI com a TV

– Direta, fornecendo informação

“informação é o termo que designa o conteúdo daquilo que

permutamos com o mundo exterior ao ajustar-nos a ele, que faz com que nosso ajustamento seja nele percebido”

Wiener, 1968

– Indireta, levando à exclusão tecnológica

¾ TVD pode piorar o quadro de exclusão social

z

Teledensidade 2003

– Telefone fixo: 29

– Telefone móvel: 27

(11)

A tecnologia a serviço da sociedade cont.

z

Aposta do governo

– Fechar o ciclo TVD e SI

– Informação + tecnologia + educação Æ CONHECIMENTO

– Conhecimento = inclusão social

(12)

A tecnologia a serviço da sociedade cont.

z

TVDI

z

As pessoas querem?

z

O quê?

z

Por quê?

z

Como?

O SUCESSO DA TVDI BRASILEIRA VAI DEPENDER DOS SERVIÇOS OFERECIDOS, DO PREÇO DESSES SERVIÇOS, DO NÍVEL DE

INTERATIVIDADE PROPORCIONADO, E PRINCIPALMENTE, DA EDUCA

EDUCAÇÇÃO ÃO QUE DEVE ACOMPANHAR TODO PROCESSO.

É PRECISO EDUCAR O TELESPECTADOR. SEM ISSO, TVDI = FRACASSO!

(13)

A tecnologia a serviço da sociedade cont.

z

Novas linguagens

Radiodifusão

¾ Unidirecional

¾ Telespectador inerte

¾ Um para muitos

Telecom

¾ Bidirecional

¾ Usuário ativo

¾ Um para um

TVDI

Unidirecional e bidirecional Iexpectador ativo/passivo

(14)

A tecnologia a serviço da sociedade cont.

z

Que linguagens / formatos / programas / aplicativos / ferramentas vão atender a esses requisitos?

z

Algumas características

– Internet

– TV

¾ Reativa, interativa

¾ História brasileira

– BD

(15)

A tecnologia a serviço da sociedade cont.

z

Base

– TV atual

¾ As pessoas entendem

¾ Introdução gradual de novidades

z

Agregar os demais recursos

z

É um processo LENTO e GRADUAL

(16)

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade

z Conjunto de procedimentos

Radio tower

Dados

Requisitados

Adaptador Interativo de Rede

Video

Canal de Retorno Terrestre do Usuário para o Broadcaster

Televisão

Set-Top- Box

Eth

Computador ITV

Broadcaster Core Network

Programas e Dados para o Usuário

Serviço Interativo

Provedor

Mensagens dos Usuários para os Broadcasters Dados

para o Usuário

(17)

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade cont.

z

História da TV

– Rádio,

¾ Brasil

– cinema,

¾ EUA e Europa

– aumento de canais,

– videoteipe,

– controle remoto,

– edição não linear,

– TV digital,

– TV interativa

(18)

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade cont.

z

Transição para a TV em cores

– Lenta a gradual

– Processo cheio de tentativas e erros

z

NTSC

( National Television Standards Committee )

– Década de 1950 PB e 1960 colorido

– Problema com a repetição da cores

– 30 fps

(19)

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade cont.

z

PAL ( Phase Alternate Lines )

– Década de 1960

– Resolveu o problema das cores

– 25 fps

z

SECAM ( Systeme Electronique Couleur Avec Memoire )

– Desenvolvido em paralelo, final dec. 1960

– Uso político

– 25 fps

(20)

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade cont.

z

Brasil

– Testes iniciam em 1961, feitos pelas emissoras

– Convocação do Conselho Nacional de Telecomunicações (Contel), que em 1967 escolheu o PAL-M (M de modificado)

– 30 fps

– Implementação em 1972

z

Fracasso comercial

– Sem conteúdo

– Aparelhos caros demais

(21)

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade cont.

z

Conservação da qualidade

z

Interatividade e novos recursos

– Datacast

– Acesso à internet

z

Otimização do espectro de freqüências

– compactação do sinal

– eliminação de interferências

z

Inserção e extração de dados

(22)

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade cont.

z

O conceito de interatividade

z

Tudo ficou interativo

z

Interatividade vem do neologismo “interactivity”, cunhado na década de 1960

z

Para agregar todos os significados:

– “Comunicação mediada por uma interface eletrônica”

(23)

Vantagens da TV digital e o conceito de interatividade cont.

z

Características:

– Não-default

– Bidirecionalidade

z

Níveis de interatividade

– Interatividade por serviços adicionais e interatividade por conteúdo televisivo

z

Nível 0

– Ligar e desligar a TV z

Nível 7

– TV interativa, que ainda não existe e pouca gente tem noção de como ela será!!!!

(24)

PARTE II: Agenda

z

Tecnologias analógicas e digitais

z

Codificação e compressão de mídias

z

Modulação digital

z

Padrões MPEG (vídeo, áudio e transporte)

z

Componentes da TVDI

z

Principais sistemas

z

Experiências brasileiras

(25)

Prólogo

produ

produçção ão dede

conte conteúúdodo

distribui distribuiççãoão

plataforma de plataforma de

execu execuççãoão z

TVDI

– tecnologia pode ser abordada sob diversos ponto de vista

(26)

Prólogo

z

TVDI: Diferentes visões

– Modelo de negócios (empresas difusoras)

– Tipos de interatividade (profissional das comunicações) – Impactos para sociedade (sociólogos, antropólogos) – Técnicas de modulação (eng. de telecomunicações) – Tecnologias de Set-Top Box (arquiteto de hardware) – APIs de middleware (profissional de informática)

– Interfaces adequadas para usuário e novos tipos de dispositivos para interação(profissional interface humano-máquina)

(27)

Prólogo

z TVDI propicia novos serviços

–

Navegação na web (net-top box)

–

Teletexto (evolução-integração do SMS)

–

Comércio eletrônico (t-comerce)

–

Governo eletrônico (t-governo)

–

…

–

Ensino (t-learning)

Muito

Muito mais mais do do que que comprar comprar pizza pizza e e mandar mandar email email pela pela TV !!! TV !!!

Datacast Datacast

(28)

Tecnologias analógicas e digitais

z

Tipos de mídia

z

Características da informação digital

z

Amostragem, quantização e codificação

z

Técnicas de compressão de mídias

z

Técnicas de modulação

(29)

Taxonomias de mídias

z

TV digital da mesma forma que a convencional (analógica) lida com mídias: áudio, vídeo e dados

z Áudio e vídeo se propagam em forma de ondas até os ouvidos e olhos humanos

.

z Podem ser capturadas por sensores (ex. microfones) que produzem sinais elétricos que variam continuamente no tempo

Sinais que variam continuamente no tempo: analógico

Ondas sonoras

Sensor (ex. microfone)

Amplitude

Tempo Sinal elétrico analógico

correspondente à forma de onda de áudio

(30)

Taxonomias de mídias digitais

z

Mídias audiovisuais podem ser classificadas segundo sua natureza temporal (estática e contínua) ou forma de

obtenção (sintetizada ou capturada)

imagem

áudio gráfico

texto

animação vídeo

natureza temporal

estática

contínua

(31)

Mídias contínuas

z

Também denominadas isócronas

z

Possuem taxas de amostragem/apresentação

– Ex. vídeo: 25 ou 30 quadros (imagens) por segundo

– Percepção humana de “continuidade”

– Áudio também amostrado em uma determinada taxa (amostras por segundo)

(32)

Amostragem e Quantização

z

Para ser convertido para a forma digital o sinal precisa

passar pelas etapas de amostragem e quantização (além de codificação que será vista depois)

Sinal analógico Sinal amostrado Sinal digital

amostragem quantização

(33)

Amostragem e Quantização

z

Distorção no sinal provocado pela amostragem/quantização

Sinal analógico original Sinal analógico reconstruído

Analógico/Digital/Analógico

(34)

Taxas de amostragem

z Quanto maior a taxa de amostragem e mais bits para quantização => menor o erro introduzido

—

contudo maior o “espaço” ocupado pela mídia digital (mais largura de banda na rede, mais espaço em disco)

—

necessário estabelecer um compromisso

z Para amostragem usa-se critério de Nyquist

—

taxa de amostragem pelo menos igual ao dobro da maior freqüência mais alta do sinal analógico

—

ex. Voz : 4KHz usa-se taxa de amostragem de 8KHz

(35)

Quantização

z Com n bits pode-se representar 2

ⁿ

valores

Ex. Faixa de 100 valores

usando 1 bit: 0 para valores entre 0 e 49 1 entre 50 e 99

usando 2 bits: 00 entre 0 e 24 01 entre 25 e 49, 10 entre 50 e 74 11 entre 75 e 99 etc…

z Valores usuais de quantização são:

—

8 ou 10 bits p/ quadros de vídeo na TV, e 16, 20 ou 24

bits p/ áudio

(36)

Quantização: 100 valores com 1,2 e 3 bits

valores quantização com 2 bits de 0 a 24 00 de 25 a 49 01

de 50 a 74 10

valores quantização com 3 bits de 0 a 11 000 de 12 a 24 001 de 25 a 36 010 de 37 a 49 011 de 50 a 61 100 de 62 a 74 101 de 75 a 86 110 de 87 a 99 111 valores quantização

com 1 bit de 0 a 49 0 de 50 a 99 1

(37)

Vantagens da representação digital

z

Robustez do bitstream

– pequenos erros podem ser corrigidos z

Flexibilidade na manipulação

– vídeos digitais podem ser processados: inserção ou retirada de novos objetos na cena; inserção de marcas d’água;

– acesso à mídia com diferentes resoluções espaciais (linhas por quadro) e temporais (quadros por segundo)

z

Acesso simultâneo e remoto

– bibliotecas digitais multimídia z

Armazenamento digital

– Qualidade mídia digital não se degrada com uso z

Representação Universal

(38)

Robustez do bitstream

Ruído é cumulativo na transmissão analógica

c d e f

Ruídos podem ser detectados e corrigidos na transmissão digital

c d e f

tempo tempo

(39)

Codificação

z Etapa após amostragem de quantização

–

Nessa etapa é efetuada a compressão dos dados

–

Necessidade de compressão

–

Ex. Aúdio qualidade CD

– amostragem 44.1KHz

– cada amostragem com 16 bits

– estéreo: 2 canais

– 1 hora: 3600 segundos

– 1 byte: 8 bits

Mídia 1 hora de áudio em qualidade CD

1 hora de vídeo em qualidade VHS

1 hora de TV

1 hora TV alta definição Espaço

ocupado

635MB 24,3 GB 97 GB 389 GB

(40)

Compressão multimídia

z

Devido à redundância nos dados

– Explora as redundâncias espaciais e temporais existentes em mídias audiovisuais

z

Devido a propriedades da percepção humana

– Explora características da percepção humana

– Sistema auditivo e sistema visual

(41)

Compressão multimídia

z

Devido à redundância nos dados

– mídias audiovisuais costumam ter muita redundância

¾ no áudio: supressão de silêncio

¾ no vídeo: redundância espacial e temporal

– redundância espacial: dividir a imagem em pequenos retângulos. Alguns retângulos são iguais.

– redundância temporal: retângulos de 16x16 (macroblocos) são iguais ao de quadro anterior (compressão preditiva)

¾ possível usar compensação de movimento armazenando vetor de deslocamento

(42)

Erro de blocagem

(43)

Compressão multimídia

z

Devido a propriedades da percepção humana

– mascaramento de áudio

¾ certas freqüências são inaudíveis na presença de outras (simultaneamente ou muito próximas no tempo)

¾ separa-se o espectro de freqüência e elimina-se algumas

– ser humano mais sensível a variações de tons de cinza (luminância) do que variações de cores (crominância)

¾ aplica-se transformação de RGB para luminância/crominância

¾ subamostragem para crominância com relação a luminância

– abordagem com perdas (lossy) e irreversível

(44)

Classificação de técnicas de compressão

z

Assimétrica ou Simétrica

– usualmente codificação gasta mais tempo de processamento de decodificação (assimétrica)

z

Baseadas na fonte ou entropia

– compressão por entropia não leva em consideração a semântica dos dados, ao contrário da baseada na fonte

– usualmente emprega-se as duas técnicas: primeiro baseada na fonte, depois por entropia

z

Com ou Sem Perdas

– compressão sem perdas (lossless) resultado exatamente igual à informação original

– na compressão com perdas (lossy) a representação binária é diferente

(45)

Técnicas de compressão

codificação estatística

eliminação de redundância

mascaramento transformada

supressão de seqüências

repetidas

Baseadas na fonte

Baseadas na entropia

Com perdas Sem perdas

(46)

Codificação: Transformada

z

Processo que converte um grupo de dados para uma representação mais conveniente [Buford 96].

z Ex.

– Regras de transformação inversa são usadas para reconstruir os dados A e B, originais, a partir dos valores de X₀ e X₁.

– X₁ representado com diferença entre valores A e B

– via de regra necessita de menos bits para sua representação

– Na prática transformadas muito mais complexas são usadas, tais como DCT (Transformada Discreta do Cosseno)

Transformação Transformação inversa X₀ = A A = X₀

X₁ = B – A B = X₀ + X₁

(47)

Codecs: cod

^ificação

+dec

^odificação

z

Padrões usados para codificação

z

Proprietários vs Abertos Imagem

¾ JPEG (capturada)

¾ GIF (sintetizada)

¾ PNG, TIFF, PCX

Vídeo

¾ DivX, Soreson, RealVideo, MS-MPEG-4

¾ MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4

Áudio

¾ MP3 (MPEG Audio), WAVE, MIDI

(48)

Modulação

z

Transmissão digital: banda base vs broadband

– Banda base: sinal digital é “injetado” direto no canal de comunicação (ex. Manchester, NRZ)

– Broadband sinal é modulado antes de ser enviado

z

A Modulação é necessária devido a ruídos e atenuações no sinal

– Modulação por amplitude, freqüência ou fase

(49)

Modulação

Banda base

Broadband

z

Possível combinar técnicas

– Ex. QAM-16 (Quadrature Amplitude Modulation) combina 4 amplitudes e 4 fases, permitindo 16 valores por transição do sinal. Ou seja, 4 bits por

amplitude

fase freqüência

(50)

Vantagens da modulação

z Desloca o conteúdo espectral do sinal de mensagens para dentro da faixa de freqüência operacional de um enlace de comunicação.

z Coloca o conteúdo do sinal de mensagens em uma forma menos vunerável a ruídos e interferências.

z Possibilita multiplexar o enlace de comunicação, i.e. compartilhá-lo com dados de fontes independentes.

(51)

Modulação: técnicas empregadas

z Embaralhamento do sinal

– evita concentração do sinal em torno de uma faixa de freqüencia

– transmissão de futebol tem prevalência de sinais em torno do verde

z Correção de erros em avanço (FEC)

– Dificuldade de implementar mensagens de reconhecimento por ausência de canal de retorno

– FEC emprega bits redundantes que permitem a detecção e correção de pequenos erros

z Inserção de sinal piloto

– pequeno sinal aplicado ao sinal base

– referência independente dos dados transmitidos

(52)

Modulação:problema de multipercurso

z Na TV analógica gera o “fantasma”

z Sinal chega à origem por caminhos diferentes com leve defasagem de tempo

– desvanecimento: atenuação e cancelamento de determinadas freqüências

caminho direto

caminho refletido

(53)

Modulação: COFDM vs 8-VSB

• COFDM

– Modulação multiportadora

–– MelhorMelhor desempenhodesempenho emem situasituaççõesõesmultipercursomultipercurso – Não exige antena altamente direcional

–– RecepçRecepçãoão mómóvelvel

– Fraqueza a distúrbios causados por ruídos impulsivos (ex. geladeiras)

• 8-VSB

– Utiliza portadora única

– Modulação AM com 8 patamares de amplitude – Menor potência de transmissão para mesma área – Custo inferior dos receptores

– Maior taxa de transmissão de dados – Maior resistência a ruídos impulsivos

–– FracoFraco desempenhodesempenho emem ambientesambientes multipercursomultipercurso –– ServiçServiçoo mmóvelóvel nãonão disponídisponívelvel

(54)

Padronização MPEG

z

MPEG-1: Áudio e Vídeo

z

MPEG-2: Áudio, Vídeo e Transporte

z

MPEG-2: DSM-CC e Tabelas PSI

(55)

Compressão de Áudio MPEG

z

MPEG-1: padrão formado por 3 camadas

– Camada 3 conhecido como MP3 (qualidade próxima do CD com taxa de compressão 12:1)

z

explora propriedades de mascaramento:

– é feita uma conversão do áudio para uma representação no domínio de freqüência, separando e removendo os componentes tonais inaudíveis.

z

MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding)

– parte 7 do padrão MPEG-2 – consegue taxas de compressão bem superior que seu antecessor, permitindo o uso de até 48 canais principais de áudio, além de outros canais de baixa freqüência.

(56)

Compressão de Vídeo MPEG

z

Algoritmos de compressão dos padrões MPEG combinam três técnicas [Drury 2002]:

– Codificação preditiva, explorando redundância temporal nas mídias contínuas;

– Codificação por transformada, usando a Transformada Discreta do

Cosseno (DCT) para explorar redundância espacial em cada quadro de áudio/vídeo; e

– Código de Huffman ou supressão de seqüências repetidas que são técnicas baseadas em entropia usadas para remover redundância que ainda persista após a aplicação das duas técnicas anteriores.

z

Primeiro: compressão baseada na fonte;

Segundo: compressão por entropia

(57)

Compressão de vídeo MPEG

z 3 tipos de principais de quadro:

z

Quadros I – Intracoded (codificados internamente)

– quadros autocontidos, ou seja, não dependem de nenhum outro.

– cada quadro semelhante imagem JPEG; apenas c/compressão espacial.

z

Quadros P – Predicted

– codificados usando técnica de compensação de movimento com relação a um quadro anterior (P ou I).

– obtém uma taxa bem maior do que a obtida com um quadro I (ex.

metade do tamanho)

z

Quadros B – Bidirectionally predicted

– codificados usando a técnica de compensação de movimentos

considerando quadros I ou P, anteriores e posteriores (daí a origem do nome bidirecional)

– nunca são utilizados como referencia para outro quadro, portanto não há possibilidade de propagação de erros

(58)

Sequëncia de apresentação dos quadros

I B

B B

P B

B B I

tempo GOP

z

GOP (Group Of Pictures) seqüência de quadros que começa com um quadro I (referência)

— GOP repetido indefinidamente

Seqüência de Geração ≠ Seqüência de Apresentação

(59)

MPEG-2

z

Direcionado para áudio e vídeo de alta qualidade

z

Adotado em todos os sistemas de TV Digital

z

Constituído de 10 partes, sendo as mais importantes:

– ISO/IEC 13818-1 Systems

– ISO/IEC 13818-2 video coding

– ISO/IEC 13818-3 audio coding

– ISO/IEC 13818-6 data broadcast and DSM-CC

(60)

Níveis e perfis do MPEG-2

Perfil SIMPLE

Perfil MAIN

Perfil 4:2:2

Perfil SNR Scalable

Perfil Spatial Scalable

Perfil HIGH

Nível

HIGH ---

1920 x 1152 80 Mbps

I, P, B

--- --- ---

1920 x 1152 100 Mbps

I, P, B

Nível

HIGH-1440 ---

1440 x 1152 60 Mbps

I, P, B

--- ---

1440 x 1152 60 Mbps

I, P, B

1440 x 1152 80 Mbps

I, P, B

Nível MAIN

720 x 576 15Mpbs sem quadros

720 x 576 15 Mbps

I, P, B

720 x 576 15 Mbps

I, P, B

720 x 576 15 Mbps

I, P, B

---

720 x 576 20 Mbps

I, P, B

z

Oneroso decodificador para todas resoluções e taxas de bit suportados pelo MPEG-2

— Níveis: resoluções; Perfis: esquemas de codificação

16:9

4:3

(61)

Taxas de aspectos

TV convencional

z

Quase quadrada

(ex.20:15)

HDTV

z

“wide screen” inventado

em Holywood nos anos 50

(Cinemascope)

(62)

MPEG-Systems

Codificador de áudio

Codificador de vídeo

Multiplexador de Sistema Relógio

(base de tempo) Sinal de

áudio

Sinal de vídeo

MPEG-1 System Stream

z

Multiplexação de fluxos elementares de áudio e vídeo no

MPEG-1

(63)

MPEG-2 Systems

z

Define 2 esquemas: MPEG-2 PS e MPEG-2 TS

— MPEG-2 PS semelhante ao MPEG-1 Systems (armazenamento local, ex. DVD)

— MPEG-2 TS (transporte de fluxos elementares) z

MPEG-2 TS não obriga base única de tempo

— Pode transportar fluxos elementares MPEG-1, MPEG-4, etc.

— tamanho pequeno de pacotes, 188 bytes, pois facilita a ressincronização caso haja perdas de pacotes

— Cada fluxo elementar transportado é identificado por um PID (Packet Identifier) – que é apenas um número de 13 bits

(64)

MPEG-2 DSM-CC

z

Inserção de fluxos elementares em um MPEG-2 TS pode ser feita de forma ad-hoc

– MPEG-2 DSM-CC “disciplina” como isso pode ser feito

– Parte 6 do MPEG-2

– Grupo de fluxos elementares: programas ou serviços

– Conjunto de serviços: bouquet (ex. assinatura de TV paga)

vídeo áudio dados vídeo áudio dados

MPEG-2 Transporte

Programa

(65)

PSI – Program Specific Information

z

DSM-CC necessita de conjunto de tabelas para descrever conteúdo transportado (PSI)

z

Um conjunto de tabelas descrevendo um serviço

– PAT (Program Association Table), CAT (Conditional Access Table), e PMTs (Program Map Table)

PMT (PID 200) Serviço 1

PID Fluxo Elementar

100 vídeo

102 áudio

100 vídeo

102 áudio

PAT (PID 0)

Serviço PID

1 200

2 300

3 400

PAT (PID 0) Serviço PID

1 200

2 300

3 400

100 vídeo

102 áudio

100 vídeo

102 áudio

107 dados

CAT (PID 1) Dados de

acesso condicional CAT (PID 1) Dados de

acesso condicional

(66)

Componentes da TV Digital e Interativa

z

Meios de difusão

z

Lado do difusor

z

Lado do receptor (terminal de acesso)

(67)

Modelo de um sistema de TVDI

Meios de Difusão:

CaboCabo RadiodifusãoRadiodifusão SatéliteSatélite Difusor

Provedor de Serviço de Difusão

Provedor de Serviço de

Interação

Receptor Receptor digital

ou set-top box

Telespectador Canal de difusão

Canal de interatividade

z

Composto por 3 partes: Difusor, Rede, Receptor

z

Canal de difusão e canal de interação (diferença tende a

(68)

Canais de difusão e recepção

z

Composto por 3 partes: Difusor, Rede, Receptor

z

A difusão é o envio do conteúdo (áudio, vídeo ou dados) de um ponto provedor do serviço de difusão (responsável pelo

gerenciamento de diversos canais televisivos) – para outros pontos receptores, onde se encontram a recepção digital e os telespectadores

z

Meios de difusão mais comuns:

z via satélite

z cabo

(69)

Etapas de difusão

Aquisição de áudio e vídeo

Aquisição de áudio e vídeo Edição e inserção de conteúdo pré-codificado

Edição e inserção de conteúdo pré-codificado

Codificador MPEG-2 Codificador

MPEG-2 Codificador MPEG-2 Codificador

MPEG-2

Multiplexador Multiplexador

Modulador Modulador

UpConverter UpConverter Injetor de

dados Injetor de

dados

Meios de Difusão:

CaboCabo RadiodifusãoRadiodifusão SatéliteSatélite

(70)

Set-Top Box

Etapas da recepção

Decodificador MPEG-2 Decodificador

MPEG-2 Sintonizador Sintonizador

Demodulador Demodulador

Demultiplexador Demultiplexador

Meios de Difusão:

CaboCabo RadiodifusãoRadiodifusão SatéliteSatélite

sinal

fluxo de transporte

fluxos elementares de áudio, vídeo e

dados

(71)

Set-top box, aplicações e middleware

z Diferentes dispositivos: controle remoto, leitor smart card, etc…

z Hoje: uso de Cartão de Recepção em Computadores (ex. cartão DVB)

— Linux TV (www.linuxtv.org) API do

middleware

SO, device drivers, firmware SO, device drivers, firmware

Máquina virtual Java Máquina virtual Java Aplicações

Aplicações

Outras APIs ex. SUN Java, HAVI

Outras APIs ex. SUN Java, HAVI Protocolos

de

Transporte Protocolos

de

Transporte

Gerente de Aplicação

(72)

Datacast – Data BroadCast

z

Difusão dados junto com outras mídias audiovisuais

z

Serviço fundamental em TV digital !!!

z

Possibilita outros serviços

(73)

Tipos de Datacast

z

fortemente acoplado: os dados difundidos têm relacionamento temporal com o fluxo de vídeo/áudio

– Um teletexto sobre a matéria que está sendo apresentada no vídeo, ou uma partitura musical do áudio que está sendo executado são exemplos desse tipo de datacasting.

z

fracamente acoplado: os dados são relacionados ao áudio e vídeo, mas o telespectador pode escolher o melhor momento para acessar esses dados (podendo ser até mesmo no final do vídeo)

– Um material educacional adicional a um vídeo educativo, pode ser um exemplo.

z

datacasting desacoplado: o dado pode ser enviado em um

fluxo separado, totalmente independente de outros fluxos.

(74)

Carrossel de dados

Dados D Dados C Dados B

Dados E Dados A

carrossel de dados

os dados são transmitidos intercalados

usuários podem selecionar um dos dados transmitidos

z

DSM-CC: carrossel de dados e carrossel de objetos

— carrossel de dados: mais simples, dados monolíticos

— carrossel de objetos: dados identificáveis (objetos)

(75)

Carrossel de dados e APIs de middleware

z

DSM-CC é incompleto p/ determinar como as aplicações nos set top boxes irão lidar um carrossel de dados ou objetos

– APIs de middleware estendem o conceito de carrossel

MPEG-2 TS MPEG-2 TS MPEG

Audio MPEG

Audio MPEG Video MPEG

Video

MPEG-2 Sessão Privada MPEG-2 Sessão Privada

DSM-CC Data Carrossel DSM-CC Data Carrossel

DVB MHP File System DVB MHP File System

DSM-CC Object Carrossel DSM-CC Object Carrossel

(76)

Sistemas

Sistemas de TV de TV digitais digitais

z

Questão da padronização

z

Sistemas Europeu, Norte-americano e Japonês

z

Experiências brasileiras

(77)

Vantagens da padronização:

mercado horizontal vs vertical

Redes/Transporte Redes/Transporte

Mercado vertical Mercado horizontal

SkySky DirectvDirectv

Terminal de Acesso Terminal de Acesso

Acesso Condicional Acesso Condicional

Serviços/Programas Serviços/Programas Conteúdo/Aplicações Conteúdo/Aplicações

STB STB STB

Provedor Rede₁ Provedor

Rede₁ Provedor Rede_N Provedor

Rede_N Provedor

Bouquet₁

… Provedor

Bouquet₁ Provedor Bouquet_N Provedor Bouquet_N

… Provedor

Serviço₁

… Provedor

Serviço₁ Provedor Serviço₂ Provedor

Serviço₂

…

interfaces padronizadas

(78)

Vantagens da padronização

z

Mercado horizontal vs vertical

z

Mercado vertical

– fornecedor único de todas as tecnologias

– provedor de conteúdo fornece set-top box

– não há necessidade de aderência a padrões:

padrões proprietários z

Mercado horizontal

– diferentes fornecedores de tecnologias

– conformidade a padrões abertos

– liberdade: permite a escolha de diferentes fornecedores

(79)

outros

Camadas de tecnologias de TV Digital

8-VSB COFDM

MPEG-2

MPEG-2 SDTV MPEG-2 HDTV

MPEG-2 BC MPEG-2 AAC Dolby AC3

DASE MHP ARIB

EPG t-gov internet t-comércio

Transmissão Modulação Transporte Compressão Middleware Aplicações

Áudio Vídeo