PADRÃO EUROPEU (DVD) PARA TRANSMISSÃO DE TV DIGITAL

TAUÁ-CE2015

SUMÁRIORESUMO........................................................................................................................1 INTRODUÇÃO............................................................................................................2 UMA VISÃO SOBRE DVB-S, DVB-C, E DVB-T........................................................2.1 DVB-T.......................................................................................................................2.2 DVB-H......................................................................................................................2.3 DBV-S e DVB-S2.....................................................................................................

3 CONSIDERAÇÕES FINAIS........................................................................................

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................................................

RESUMO Este trabalho apresenta o padrão europeu para a transmissão de TV

DIGITAL, estaremos falando de retransmissão via link de microondas terrestres (DSB-T), via satélite (DSB-S) e transmissão via cabo (DSB-C).

Palavras-chave: DSB-T. DSB-S. DSB-C. MPEG-2. MPEG-2ACC. MPEG. COFDM. MPH

1. INTRODUÇÃO

O padrão DVB(Digital Video Broadcasting ou melhor “Emissão de Video

Digital”), criado no ano de 1993 pelo grupo ELG(European Lauching Group), foi

adotado em aproximadamente quinze Países Europeus, além da Austrália e Nova

Zelândia. Detém um mercado atual de 270 milhões de receptores.

Trabalha com conteúdo audiovisual nas três configurações de qualidade de

imagem: HDTV (1080 linhas), EDTV (480 linhas) e SDTV (480 linhas). Nas duas

últimas configurações, permite a transmissão simultânea de mais de um programa

por canal, permitindo uma média de 4. No início de sua implantação, apresentou

dificuldades de recepção na Inglaterra, sendo sujeito à interferência de ruídos de

eletrodomésticos ou motores.

É o padrão adotado pelas principais operadoras privadas de TV por

assinatura por satélite. Em Portugal tem sido adotado nos canais pay-per-view de

televisão por cabo como alternativa ao sistema analógico.

O padrão DVB é designado de acordo com o serviço ao qual está vinculado:

DVB-T - Transmissões Terrestres (TV aberta em VHF ou UHF

convencional)

DVB-S - Transmissões por Satélite (TV por assinatura por satélite)

DVB-C - Serviço de TV por Cabo

DVB-H - Transmissão para dispositivos móveis, tais como celulares e

PDA's

DVB-MHP - Padrão de middleware Multimedia Home Plataform.

Emprega o MPEG-2 para a codificação de áudio e vídeo e adotou o

middleware(Multimedia Home Plataform - MHP) para dar suporte a aplicações

interativas. Opera na freqüência de 8 MHz, fator que o deixa em desvantagem em

relação ao japonês e ao americano, que operam em 6 MHz, mesmo espectro usado

no Brasil para a TV aberta.

A principal característica da TV Digital DVB-T é a modulação COFDM

(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), que consiste num sistema

multiportadora, onde cada portadora é ortogonal com relação as demais.Cada sub-

portadora pode ser modulada utilizando QPSK, 16QAM ou 64 QAM, dependendo

das condições de transmissão e da taxa de bits requerida.

O uso da modulação OFDM garante uma grande robustez do sistema em

canais com multipercursos, pois no OFDM existe um tempo de guarda, que permite

a sobreposição temporal entre símbolos OFDM adjacentes, sem perdas de

informação. Para isso, no entanto, faz-se necessário que o tempo de guarda do sinal

OFDM seja maior do que a dispersão temporal introduzida pelo canal. No sistema de

TV Digital DVB-T é previsto tempos de guarda de 1/4, 1/8,1/16 e 1/32 do tempo de

símbolo OFDM. Quanto maior o tempo de guarda, maior será a robustez aos

múltiplos percursos, porém há redução na taxa de transmissão.

2. UMA VISÃO SOBRE DVB-S, DVB-C, E DVB-T

No começo dos anos 1990, a mudança estava vindo à indústria transmitindo

do satélite europeu, e era o espaço livre tornando-se que os sistemas uma vez

avançados do MAC teriam que dar a maneira à tecnologia toda digital. Tornou-se

desobstruído que o satélite e o cabo entregariam os serviços digitais da televisão da

primeira transmissão. Poucos problemas técnicos e um clima regulador mais simples

mostraram que poderiam se tornar mais rápido do que o sistema terrestre. As

prioridades do mercado impuseram que os sistemas de transmissão digitais do

satélite e do cabo teriam que ser desenvolvidos rapidamente. A transmissão

terrestre seguiria. O sistema de DVB-S para a transmissão digital do satélite foi

desenvolvido em 1993. É um sistema relativamente direto usando QPSK.

O sistema de DVB-C para redes digitais do cabo foi desenvolvido em 1994.

É centrado no uso de 64 QAM, e para o ambiente europeu do satélite. A

especificação de DVB-CS descreveu uma versão que pudesse ser usada para

instalações mestras satélite da televisão da antena.

O sistema terrestre digital DVB-T da televisão era mais complexo porque se

pretendeu lidar com um ambiente diferente do ruído e da largura de faixa, e multi-

path. O sistema tem diversas dimensões do receptor ‘agility’, onde o receptor é

requerido para adaptar sua decodificação de acordo com sinalizar. O elemento

chave é o uso de OFDM. Há duas modalidades: 2K portadores mais QAM,

portadores 8K mais QAM. A modalidade 8K pode permitir a proteção mais multi-

path, mas a modalidade 2K pode oferecer as vantagens de Doppler onde o receptor

se está movendo.

Há dois sistemas para MMDS, uns sistemas ‘multi-channel’ da distribuição

da microonda, um para os sistemas que se operam nas freqüências de rádio abaixo

de 10 Ghz (DVB-MC, que é como o sistema de DVB-C), e um para os sistemas que

se operam nas freqüências de rádio acima de 10 Ghz (DVB-MS, que é como o

sistema de DVB-S).

Figura 1- Sistemas

2.1. DVB-T

O DVB-T é o mais novo dos três sistemas núcleo DVB – DVB-C para cabo e

DVB-S para satélite – e o mais sofisticado. Baseado em COFDM (Coded Orthogonal

Frequency Divisional Multiplexing – Multiplexação por Divisão de Freqüência

Ortogonal Codificada) e modulação QSPK, 16 QAM e 64 QAM, é o mais sofisticado

e flexível sistema de transmissão terrestre digital atualmente. O DVB-T permite aos

provedores igualar e até mesmo aprimorar a cobertura analógica, usando uma

fração da energia. Ele amplia o âmbito da televisão terrestre digital no campo móvel,

o que antes não era possível, ou com outros sistemas digitais. Assim, será sempre

atual.

Como era de se esperar, muito se trabalhou para se melhorar o

desempenho do sistema DVB-T. Embora não tenha sido projetado originalmente

para os receptores móveis, o desempenho do DVB-T foi tal que a recepção móvel

não só é possível, como também forma a base dos serviços comerciais. A melhor

compreensão de como o DVB funciona no mundo real levou à utilização de várias

técnicas para incrementar seu desempenho, especialmente para receptores internos

portáteis e móveis. Por exemplo, o uso de vários receptores com duas antenas

costumam representar uma melhora de 5 dB em domicílios, e espera-se uma

redução de 50% dos erros em automóveis. Esses sistemas de antenas

diversificados não são novos, mas as características específicas do DVB-T permitem

melhoras significativas.

Está claro que o DVB-T oferece recepção móvel excelente. Para tirar a

prova, tome um ônibus em Cingapura ou Xangai. Mas para se aproveitar totalmente

essa capacidade, e tornar possível a transmissão para receptores de mão, o DVB

precisou tratar de várias questões importantes. O problema principal diz respeito ao

consumo de energia. Receptores de mão alimentados por bateria não têm energia

suficiente para receber o sinal normal DVB-T por um período razoável. O novo

padrão DVB-T trata desta e outras exigências específicas da transmissão em

dispositivos de mão. Um mecanismo chamado de “time-slicing” permite desligar os

receptores em períodos de inatividade, proporcionando uma economia de energia de

cerca de 90%. A introdução do modo 4K e o correção de erro antecipada no nível do

multiplexador (MPE-FEC) permite recepção de 15 Mbit/s em um canal de 8MHz em

uma SFN (rede de freqüência única) em área ampla, em alta velocidade. Outra área

de trabalho importante para o DVB, que trabalha em conjunto com o DVB-H, é o

desenvolvimento de facilidades para IP-Datacasting. Isto facilitará a

interoperabilidade das redes de telecomunicações e transmissão, um assunto

complexo que envolve trabalho detalhado da interface em vários níveis de serviço.

O DVB-T é o sistema de televisão terrestre digital mais popular em todo o

mundo, adotado em mais países do que qualquer outro. É utilizado com êxito no

Reino Unido, na Alemanha, Suécia, Finlândia, Espanha, Itália, Países Baixos, Suíça,

Cingapura e Austrália.

2.2. DVB-H

Quando o DVB-T apareceu pela primeira vez em 1997, não era destinado a

receptores móveis. No entanto, depois de resultados experimentais muito positivos,

os serviços móveis DVB-T foram lançados em Cingapura e na Alemanha, com

muitos testes comerciais em outros países. De fato, com o advento de vários

receptores de antena, os serviços destinados à recepção fixa podem ser recebidos

em qualquer lugar. Por que então o DVB-H? Bateria que dura… Apesar do sucesso

da recepção móvel DVB-T, a preocupação principal com dispositivos de mão é a

duração da bateria. O consumo de energia atual e projetado das interfaces de

usuário do sistema DVB-T é alto demais para os receptores de mão, que devem

durar de um a vários dias com apenas uma carga. Outros requisitos importantes

para o DVB-H eram a capacidade de receber 15 Mbit/s em um canal de 8 MHz e em

uma rede de freqüência única (SNF) em alta velocidade. Esses requisitos foram

criados após muito debate e já prevendo o advento dos dispositivos de convergência

que oferecem serviços de vídeo e outros serviços de transmissão de dados para

dispositivos de mão 2.5G e 3G. Além disso, tudo isso seria possível mantendo-se

compatibilidade máxima com sistemas e redes DVB-T existentes.

Características técnicas: Para atender às exigências acima, a especificação

do DVB-H inclui:

Time-Slicing: Em vez de transmissão contínua de dados, como no

DVB-T, o DVB-H utiliza um mecanismo em que pacotes de dados são

recebidos de cada vez, conhecido como IP Datacast carousel. Isso

quer dizer que o receptor permanece inativo na maior parte do tempo e

pode assim, por meios de sinalização de controle inteligente, ser

“desligado”. O resultado é uma economia de energia em torno de 90%,

e até mais em alguns casos.

Modo 4-K: Com o acréscimo de um modo 4K com cerca de 3409

operadoras ativas, o DVB-H beneficia-se de um ajuste entre a

capacidade SFN de alta velocidade em área pequena de 2K DVB-T e a

SFN de 8K DVB-T de velocidade mais baixa em área mais ampla.

Além disso, com o auxílio de entrelaçamento profundo nos modos de

2K e 4K, o DVB-H é muito mais imune a interferência de ignição.

MPE-FEC: O acréscimo de um esquema opcional de correção de erro

no multiplexador significa que as transmissões DVB-H podem ser ainda

mais robustas. Isso é uma vantagem se considerarmos os ambientes

hostis e projetos fracos (mas bonitos) de antena, típicos dos receptores

de mão.

Compatibilidade com DVB-T: Assim como o DVB-T, o DVB-H pode ser

usado em ambientes com canais de 6, 7 e 8 MHz. No entanto, a opção

de 5 MHz também é especificada para ambientes que não sejam de

transmissão. Um dos requisitos iniciais principais, e recurso importante

do DVB-H, é que ele pode coexistir com o DVB-T em um mesmo

multiplexador. Assim, um operador pode escolher ter 2 serviços DVB-T

e um serviço DVB-H no mesmo multiplexador geral DVB-T.

DVB-H e 3G: A difusão (broadcasting) é uma excelente maneira de

atingir novos usuários com um único serviço (configurável). O DVB-H

combina a difusão com um conjunto de medidas para assegurar que os

receptores alvo possam operar a partir de uma bateria e em

movimento. Assim, é o companheiro ideal para telecomunicações 3G,

oferecendo serviços de multimídia bidirecionais simétricos e

assimétricos.

2.3. DBV-S e DVB-S2

Milhões de IRDs DVB-S são utilizados em todo o mundo. O DVB-S2 é criado

para se beneficiar do progresso tecnológico para atender as exigências mais

desafiadoras da transmissão por satélite de hoje.

O DVB-S2 oferece 30% mais eficiência que o DVB-S, um número maior de

aplicações pela combinação da funcionalidade DVB-S (para aplicações direto-a-

domicílio) e DVB–DSNG (para aplicações profissionais) e técnicas como codificação

adaptativa para maximizar o uso de recursos de transponder via satélite.

Áreas de aplicação do DVB-S2: A fim de lidar com uma gama maior de

aplicações típicas da codificação e modulação de um canal de satélite DVB , o DVB-

S2 é projetado para ser usado nas seguintes áreas de aplicação: Serviços de

Transmissão (BS) Atualmente, o BS é coberto com o DVB-S, mas com a flexibilidade

adicional do VCM (Variable Coding and Modulation – Modulação e Codificação

Variável) que permite vários níveis de proteção para cada serviço (por exemplo,

SDTV, robusto, com HDTV, menos robusto). Há também o BC-BS (serviços de

transmissão de compatibilidade retroativa) para interoperabilidade adicional com os

decodificadores DVB-S, e um NBC-BS (sem compatibilidade retroativa) mais

otimizado.

Serviços Interativos (IS): Os IS são criados para uso com padrões de canal de retorno DVB existentes. O DVB-S2 pode operar nos modos CCM (Constant Coding & Modulation - Modulação e Codificação Constantes) e ACM (Adaptive Coding and Modulation - Codificação e Modulação Adaptativas). O ACM permite que cada estação receptora controle a proteção do tráfego endereçado a ela. Aquisição de Notícias Via Satélite e Contribuição de TV Digital (DTVC/DSNG) O DTVC/DSNG baseia-se no padrão DVB-DSNG, que facilita comunicações ponto a ponto ou ponto a multiponto de um feixe de transporte MPEG único ou múltiplo usando o modo CCM ou o ACM. Outras Aplicações Profissionais (PS) Incluem, por exemplo, distribuição/entroncamento de conteúdo de dados: em geral, este modo é reservado para aplicações profissionais ponto a ponto ou ponto a multiponto usando as técnicas CCM, VCM ou ACM.

Com maiores exigências de flexibilidade e um desejo de criar um sistema que, em média, teria 30% de ganho de desempenho sobre o DVB-S, o DVB-S2 tem as seguintes características: Modos de modulação Há quatro módulos de modulação: QSPK, 8PSK para aplicações de transmissão através de transponders não lineares levados quase à saturação. 16APSK e 32APSK mais direcionados para aplicações profissionais que requerem transponders semilineares. Estes dois últimos esquemas sacrificam uso eficiente de energia em troca de uma capacidade de transmissão muito maior.

Para oferecer mais controle sobre ajustes de banda larga, o DVB-S2 acrescenta fatores roll-off de “alfa”=0,25 e “alfa”=0,20 ao roll-off do DVB-S tradicional, de “alfa”=0,35

O DVB-S2 usa um poderoso sistema de FEC baseado na concatenação de BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) com codificação interna LDPC (verificação de paridade de baixa densidade). O resultado é o desempenho, que às vezes fica a apenas 0,7 dB do limite Shannon. A escolha dos parâmetros de FEC depende dos requisitos do sistema. Com o VCM e o ACM, as taxas de codificação podem ser mudadas dinamicamente, quadro a quadro.

O DVB-S2 promete uma eficiência espectral entre 0,5 bit/s/Hz e 4,5 bit/s/Hz, fornecendo alta flexibilidade para a operadora de satélite. O DVB-S2 pode operar com taxas de “carrier-to-noise” de 2-dB (sim, abaixo do limite mínimo de ruído) com QPSK até +16 dB usando 32 APSK. Ao operar em taxas baixas de “carrier-to-noise”, a sincronização do receptor pode se tornar um problema, e o DVB-S2 prevê “pilotos” opcionais para auxiliar o sistema de recuperação da operadora.

Com o advento de novas técnicas de codificação de origem, por exemplo, Microsoft Windows Media 9, MPEG-4 Part 10 / AVC, o DVB-S2 é a plataforma ideal para transmissão avançada de vídeo e áudio para consumidores. Portanto, o DVB-S2 é muito adequado para transmissão de HDTV.

3. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Portanto o sistema DVB-S foi concordado em 1994, e nos primeiros serviços

da transmissão de DVB na Europa iniciada em 1995 pelo operador de TV por

assinatura na França. O sistema de DVB-T foi concordado mais tarde, em 1997. As

primeiras transmissões de DVB-T começaram na Suíça e no Reino Unido em 1998.

Os serviços de DVB-T começaram nas partes da Alemanha em 2002. Por 1997 o

desenvolvimento do projeto de DVB tinha seguido com sucesso as plantas iniciais, e

o projeto tinha incorporado sua fase seguinte, promovendo seu padrão abertos

global, e fazendo a televisão digital uma realidade. Os padrões de DVB foram

adotados ‘worldwide’ e transformaram-se a marca de nível para a televisão digital. O

sistema de DVB-S é usado através do mundo. O sistema de DVB-C é usado

também extensamente durante todo o mundo. O sistema de DVB-T é menos usado

extensamente, o desenrolar da televisão terrestre digital durante todo o mundo foi

mais lento do que o satélite digital e o cabo.

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://wiki.sj.ifsc.edu.br/wiki/index.php/TV_Digital_DVB

Livro Televisão Analógica e Digital