TV Digital

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TV Digital

Introdução ao Sistema deTelevisão Digital

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2011

Lista de Ilustrações

Figura 1 - Sistema de pesquisa e o salto tecnológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9Figura 2 - Dinâmica de encontro - Academia e Tecnologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10Figura 3 - Diagrama lógico dos modelos de negócio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11Figura 4 - Diagrama simplifi cado da cadeia de valor de uma emissora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12Figura 5 - Diagrama de análise para a geração do modelo de referência TV Digital [2] . . . . . .14Figura 6 - Penetração das tecnologias de informação e comunicação no Brasil [3] . . . . . . . . . .14Figura 7 - Tabela de investimentos em mídia televisiva [4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15Figura 8 - Gráfi co de investimentos em mídias por parte do governo federal . . . . . . . . . . . . . . . .15Figura 9 - Gráfi co de evolução da televisão digital [5]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16Figura 10 - Diagrama de transição de transmissão analógica para transmissão digital [6]. . . . .16Figura 11 - Análise da expressão TV Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17Figura 12 - Sistema de recepção de TV Digital com o conversor Set-Top-Box. . . . . . . . . . . . . . . .18Figura 13 - Modelo dos sistemas de recepção na TV Digital em relação ao componente da interatividade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19Figura 14 - Processo de interatividade acontecendo no sistema de recepção interativo . . . . . . . .20Figura 15 - Arquitetura de organização dos elementos do middleware [7] . . . . . . . . . . . . . . . . . .21Figura 16 - Diagrama de relações de interatividade e seus níveis de complexidade . . . . . . . . . . .21Figura 17 - Modelo de transmissão de TV Digital com o canal de retorno . . . . . . . . . . . . . . . . . .22Figura 18 - Modelo de transmissão de TV Digital com o canal de retorno . . . . . . . . . . . . . . . . . .22Figura 19 - Diagrama de blocos do modelo de referência do sistema brasileiro de televisão digital [5]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24Figura 20 - Quadro de características dos padrões de TV Digital. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26Figura 21 - Arquitetura sistêmica do ATSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28Figura 22 - Arquitetura sistêmica do padrão DVB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29Figura 23 - Divisão dos países em relação ao padrão de televisão digital terrestre [14] . . . . . . .30Figura 24 - Relatório Abert/SET para recepção indoor de sinais do sistema de TV Digital [16]. 33Figura 25 - Situação mundial de adoção dos sistemas de televisão digital. . . . . . . . . . . . . . . . . . .34Figura 26 - Estudo da estimativa populacional da zona de cobertura digital [Agosto 2010, Inatel]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35Figura 27 - Pirâmide de Tendências na TV Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

Lista de Tabelas

Tabela 1 - Informações de planejamento, utilização e adoção do padrão DVB no mundo [14] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Lista de Siglas e Abreviações

8-VSB – 8-Vestigial Side BandAAC - Advanced Audio CodingABERT - Associação Brasileira de Emissoras de áudio e TVADBT-T - Advanced Digital Television Broadcasting Terrestrial AM - Amplitude modulation AM-SSB - Amplitude Modulation-single SidebandANATEL - Agência Nacional de Telecomunicações do Brasil API - Application Programming InterfaceARIB - Association of Radio Industries and BusinessASO - Analogue Switch OffATSC - Advanced Television Systems CommitteeBST-OFDM - Band Segmented Transmission Orthogonal Frequency Division MultiplexingCEFET/PR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáCOFDM – Coded Orthogonal frequency-division multiplexingCPqD – Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em TelecomunicaçõesDASE – DTV - Digital Television Application Software EnviromentDiBEG - Digital Broadcasting Experts Group DMB - Digital Multimedia BroadcastingDMB-T - Digital Multimedia Television Broadcasting Terrestrial DOLBY AC-3 - Dolby Laboratories Audio Codec-3DVB - Digital Video BroadcastingDVD - Digital Video DiskEIA - Electronic Industries Association EN - Europe StandardETSI - European Telecommunications Standards InstituteHD - High Defi nitionHDTV – High Defi nition TelevisionIecom - Instituto de Estudos Avançados em Comunicações IEEE - Institute of Electrical and Electronic EngineersIMP - Interactive Media Plataforma Inatel - Instituto Nacional de TelecomunicaçõesIP - Internet ProtocolISDB - Integrated Services Digital BroadcastingISDB-Tb - Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial –BrazilianITU-R - International Telecommunications Union, Radiocommunication SectorJCIC - Joint Committee on InterSociety Coordination

LDTV - Low-Defi nition TVLMDS - Local Multipoint Distribution SystemMCM - Multiple Carrier ModeMHP - Multimedia Home PlatformMMDS - Multichannel Multipoint Distribution ServiceMPEG - Motion Picture Experts GroupNAB - National Association of Broadcasters NCTA - National Cable Telecommunications AssociationOAQM - Offset Amplitude Quadrature ModulationOFDM - Orthogonal frequency-division multiplexingPAL-M - Phase Alternation Line Modifi catedPDA - Personal Digital AssistantQAM - Quadrature Amplitude ModulationQPSK - Quadrature Phase Shift KeyingSBTVD - Sistema Brasileiro de Televisão Digital SCM - Single Carrier ModeSDTV – Standard Defi nition televisionSET - Sociedade Brasileira de Engenharia de TelevisãoSMPTE - Society of Motion Picture and Television Engineers TDT - Televisão Digital TerrestreTIC - Tecnologia da Informação e ComunicaçãoTiMi - Terrestrial Interactive Multiservice InfrastructureTR-Technical ReportTS-Techincal Specifi cationU.S.A - United States of AmericaUFCG - Universidade Federal de Campina GrandeUFPB - Universidade Federal da Paraíba UFSC - Universidade Federal de Santa CatarinaUHF - Ultra High FrequencyUnicamp - Universidade Estadual de Campinas

Sumário

1 Televisão Digital - Uma nova era . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

1.1 Modelos de Negócio e a Televisão Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.1.1 Cadeia de Valor de um Sistema de Televisão Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.1.2 Geração do Modelo de Referência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.2 TV Digital e a Economia Brasileira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.3 O Sistema de Televisão Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.3.1 A Recepção pelo Sistema de Televisão Analógico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.3.2 Conceitos de Interatividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.3.3 O Funcionamento do Sistema de Televisão Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.4 Padrões de Televisão Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.4.1 O Canal de Comunicação: Desafi o dos Padrões de TV Digital . . . . . . . . . . . . . . . . 271.4.2 Overview – Sistema ATSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.4.3 Overview – Sistema DVB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.4.4 Overview – Sistema DMB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311.4.5 Overview – Sistema ISDB-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311.4.6 Overview – Sistema ISDB-Tb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.4.7 Relatório ABERT/SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

1.5 O Processo de Implantação do Sistema de Televisão Digital Brasileiro 341.5.1 Dados Estatísticos do Processo de Implantação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.5.2 Desafi os da Televisão Digital no Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.5.3 Tendências da TV Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Glossário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

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1 TELEVISÃO DIGITAL – UMA NOVA ERA

O processo de comunicação faz parte da essência do ser humano. A compreensão desse processo de comunicação em diferentes níveis de entendimento se encontra em um infi nito processo de evolução, ao longo de anos, décadas e séculos. Dentro desse cenário, surgem as informações visuais, intuitivas aos visualizadores. A televisão funciona como um portal visual de conhecimento universal. A Televisão digital pode ser vista como uma tecnologia, mas é muito mais do que isso. Com a Televisão Digital, uma nova era de transmissão de sinais de televisão ocorre em todos os países, com novos paradigmas em muitas áreas e vertentes que se estendem desde os conhecimentos tecnológicos até complexos modelos de negócios e padrões mundiais de TV Digital. A televisão se mostra como um veículo de informações, capaz de gerar novos conceitos e opiniões, além de aumentar o grau de integração da sociedade. Existem inúmeros sistemas de telecomunicações que já se digitalizaram e devido à alta penetração de mercado, a televisão está em um processo de digitalização gradativo e contempla um cenário que gera perspectivas totalmente inovadoras. A Figura 1 ilustra a ativação do ciclo econômico de um país em função de seu sistema de pesquisa. Sistema este que pode ser entendido, como um portfólio de conhecimentos de um estado, região ou país, por exemplo, onde todos os esforços de pesquisa culminam no desenvolvimento e principalmente, em um lançamento tecnológico que vem impulsionar todo um setor econômico. O funcionamento deste modelo deve ser cíclico, no sentido de que a ativação do ciclo econômico se faça em constante atividade, aquecendo o mercado para provocar um salto tecnológico.

Figura 1 - Sistema de pesquisa e o salto tecnológico

No cenário da Televisão Digital, o sistema de pesquisa está ligado de uma maneira muito direta ao ciclo econômico, através de agentes como governo, emissoras e telespectadores. A ativação do ciclo econômico pode levar ao aquecimento do mercado e por consequência, a um salto tecnológico. Este cenário tem origem no encontro entre a academia e a tecnologia, com os agentes do sistema (governo, emissoras, clientes, fabricantes, órgãos regulamentadores), conforme mostrado na Figura 2.

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Figura 2 - Dinâmica de encontro – Academia e Tecnologia

Pode-se então, colocar essa nova perspectiva da Televisão Digital não só como um novo formato de TV, mais sim como uma revolução em alta escala de atuação. A missão de cobrir todo o país, com elevada qualidade, nos remete a uma revolução digital no sistema de radiodifusão e as emissoras são o ponto de partida dessa revolução até o usuário fi nal. Vale notar aqui, que as mudanças que possam surgir com a televisão digital atingem muitas áreas, dependendo, principalmente, do processo de implantação da televisão digital no Brasil e da forma como este processo ocorre ao longo do tempo. Logo, examinar como esta implantação está acontecendo é uma iniciativa válida.

1.1 Modelos de Negócio e a Televisão Digital

Existem determinados conceitos que refl etem as mudanças surgidas devido à dinâmica do mercado televisivo. Novos modelos de negócios podem surgir com a televisão digital, caracterizando novos cenários de interação entre a emissora e o telespectador. Pode-se defi nir um modelo de negócio como a forma pela qual uma empresa cria ou agrega valor aos seus produtos, para todos os seus principais públicos de interesse. Assim, fala-se na geração e agregação de valores formalizando determinados produtos e serviços. O modelo de proposta de valor pode defi nir justamente, a forma como a empresa se diferencia no mercado. Este modelo está atrelado ao exemplar de interface com o consumidor, defi nindo em que condições a empresa se apresenta aos seus consumidores. Logo, todo o caminho de geração de valor até o consumidor fi nal se mostra como o modelo de operação que deve possuir objetivos defi nidos pelo modelo de estratégia, visualizando suas missões e visões empresariais. A viabilidade fi nanceira de uma empresa valida a importância de um modelo econômico. Pode-se imaginar o fl uxo de ações e informações que surgem entre estes modelos dentro de uma empresa agente do setor de radiodifusão, que está imersa no mercado televisivo. A situação se torna mais complexa quando se faz a análise de várias empresas, grupos e agentes de mercado dentro de um ambiente que contempla características de natureza social, econômica, política e tecnológica. Na Figura 3, pode-se ver um diagrama simplifi cado que mostra a relação entre os modelos empresariais citados anteriormente.

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Figura 3 - Diagrama lógico dos modelos de negócio

A forma como uma emissora, gera e agrega valor em seu sistema, que trafega em uma linha de ação até o consumidor, pode ter novos fatores envolvidos quando se trata de transmissões digitais de alta defi nição e com a inclusão da interatividade. A principal característica da televisão digital é a aposta em uma imagem de alta qualidade. Trata-se de um sinal de televisão de alta defi nição (HDTV). A televisão digital então pode ser enunciada através de determinados olhares, gerando assim pontos de vista de defi nição. Do ponto de vista tecnológico, a televisão digital pode ter os seguintes objetivos:

− Prover aos usuários de televisão, uma experiência altamente qualifi cada de visualização de imagem e som de maneira confi ável.

− Incorporar e fazer uso da tecnologia de comunicações digitais para que seja feita a transmissão de sinais de televisão em larga escala com alta efi ciência no processo de recepção, proporcionando elevados índices de qualidade de imagem e som na experiência fi nal do consumidor.

Do ponto de vista educacional, essa nova tecnologia pode contribuir com a inclusão digital. Com o advento da interatividade e a televisão entrando no domínio digital, as aplicações e a gama de oportunidades previstas pelos meios de comunicação integrados em rede, teoricamente, existirão na televisão digital. Conceituar estes novos cenários interativos é algo complexo e por consequência, surgem muitas defi nições à exemplo da convergência entre a internet e a televisão. De uma maneira ampla, a interatividade pode ser defi nida como o aumento do diálogo entre emissor e receptor da informação televisiva, através do aprimoramento dos recursos audiovisuais, e implantar este sistema interativo em todo o país é um dos maiores desafi os da televisão digital.

1.1.1 Cadeia de Valor de um Sistema de Televisão Digital

Compreender os modelos de negócios das emissoras de televisão com a chegada da televisão digital é algo complexo, uma vez que as informações que compõem os modelos de negócios estão atreladas ao balanço orçamentário das emissoras. Tais informações, por serem de capital fechado, não estão disponíveis

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de forma direta. Uma das considerações é de que, no caso das emissoras comerciais, as receitas provêm fundamentalmente de investimentos em comunicação, particularmente da comercialização de inserções de propaganda e de publicidade nos intervalos comerciais.

O CPqD, publicou uma série de estudos no intuito de gerar, com ampla pesquisa e exposição de motivos, um Modelo de Referência à luz dos objetivos estabelecidos pelo Decreto Nº 4.901, que instituiu o Projeto do Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD). O Modelo de Referência retrata inúmeras condições relevantes, no tocante às decisões que o governo terá de tomar quanto à entrada da TV Digital terrestre no Brasil. Para que fosse alcançado o objetivo de construção do modelo de referência, foram necessários estudos que delinearam o panorama nacional industrial, visões de longo prazo da economia, e notadamente o estudo e compreensão da cadeia de valor do mercado televisivo. Através da análise da cadeia de valor, é possível ver os refl exos dos modelos de negócio empregado pelas emissoras. Com a Televisão Digital, surgem diversas funcionalidades e possibilidades que aumentam o valor percebido no serviço tradicional de radiodifusão, o que signifi ca que podem ocorrer alterações na cadeia de valor do sistema televisivo, gerando logicamente, novas possibilidades de modelos de negócios. Dentro da cadeia de valor de uma emissora existem atividades e processos que agregam valor ao conteúdo gerado. Na Figura 4, pode-se observar o diagrama de blocos simplifi cado da cadeia de valor televisiva.

Logo após toda a geração de conteúdo, inicia-se o processo de programação de conteúdo, onde ocorre o empacotamento das informações, os processos de edição e manipulação das informações da produção. Em seguida, ocorre o processo de preparação e distribuição das informações através da radiodifusão. A caracterização da nova cadeia de valor, ou seja, da representação do processo de agregação de valor vislumbrada pela TV Digital, é dependente dos modelos de serviço e de negócio que são adotados pelo modelo de referência.

Figura 4 - Diagrama simplifi cado da cadeia de valor de uma emissora

Nesta perspectiva digital, esses processos se devem à existência de um elemento denominado provedor de serviços de interatividade ou provedor de serviço de valor adicionado/agregado (SVA), que caracteriza a exploração da interatividade como ferramenta de valor diferenciado dentro da emissora. A empresa que administra sua cadeia de valor e possui como ferramenta estratégica, a interatividade, pode gerenciar os modelos que relacionam a interface entre emissora e telespectador através do controle de um canal de interatividade, denominado como canal de retorno. A vantagem competitiva dentro do mercado televisivo é conseguida em virtude da estratégia das emissoras com base na sua cadeia de valor, ou seja,

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essa vantagem é fruto das capacidades de efi cácia e efi ciência com que uma organização administra todo o sistema de sua cadeia de valores.

1.1.2 Geração do Modelo de Referência

Conforme mostrado em [1], para a geração do Modelo de Referência, considerou-se então, os cenários da cadeia de valor para a TV Digital e os cenários exploratórios, vindos da visão de longo prazo da economia, além de todas as informações instanciadas em dimensões socioeconômica, tecnológica e político-reguladora à luz da entrada da televisão digital no país. No estudo, fi caram explicitados alguns modelos que foram essenciais para a elaboração do modelo de referência, na missão de conduzir todo o portfólio de conhecimentos necessários para as decisões do governo no ambiente da TV Digital.

− Modelo de Referência: Modelo resultante da combinação entre os modelos de exploração e implantação, que apresenta o maior grau de minimização de riscos e maior maximização de oportunidades no cenário de TV Digital.

− Modelo de Exploração: Modelo que corresponde às alternativas de sustentação e utilização do novo sistema televisivo, sendo resultantes da combinação dos modelos de serviço e de negócios.

− Modelos de Serviços: Modelo que corresponde ao leque de serviços e aplicações de que um sistema de TV Digital pode dispor, envolvendo recursos e sistemas tecnológicos para que ocorra a implementação de tais serviços.

− Modelos de Negócios: Modelo de temática estratégica composto pelo conjunto de todos os serviços e aplicações em questão.

− Modelo de Implantação: Modelo que defi ne as diretrizes de transição geográfi ca e temporal, explicitando como o modelo de exploração será implementado no país.

Na conjuntura total do estudo, existem muitas outras considerações a se fazer para que o modelo de referência seja entendido de melhor forma. O propósito aqui é destacar o papel do CPqD na ação de planejamento e análise de questões aprofundadas da TV Digital no Brasil e mostrar como este relatório foi gerado. Na Figura 5, pode-se ver os componentes de entrada da modelagem e simulação do sistema, ponderada pelas análises de viabilidade e riscos, para a geração do Modelo de Referência. Os modelos de exploração e implantação foram gerados a partir de pesquisas, análises e estudos dos serviços e aplicações dos sistemas tecnológicos, tanto a nível nacional quanto mundial. Vale notar a presença do estudo da cadeia de valor do cenário televisivo como variável de entrada para geração dos modelos de exploração e implantação. A Figura 5 mostra do diagrama de análise para a geração do modelo de referência para a televisão digital e os principais estudos envolvidos.

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Figura 5 - Diagrama de análise para a geração do modelo de referência TV Digital [2]

1.2 TV Digital e a Economia Brasileira

De acordo com o gráfi co da Figura 6, pode-se perceber a forte presença da televisão nos domicílios no Brasil. Isso nos remete à afi rmação de que a televisão funciona como um veículo presente de comunicação, instalado em mais de 95% dos domicílios brasileiros, mais que o rádio e o telefone fi xo, por exemplo. A penetração de TIC (Tecnologia da Informação e Comunicação) cresce cada vez mais em todo o território brasileiro, principalmente nas questões dos telefones celulares e microcomputadores. A questão que surge é como esse gráfi co poderá se estender com a tecnologia de televisão digital. Além disso, o mercado de televisores que estão habilitados a receber os sinais digitais só está crescendo.

Figura 6 - Penetração das tecnologias de informação e comunicação no Brasil [3]

Na tentativa de se evidenciar a atratividade da televisão, podemos recorrer às tabelas de investimentos em mídias, por parte do governo federal [4]. Na Figura 7, fi ca exposta uma tabela dividindo os meios de comunicação e o montante de investimento por parte do governo, ao longo dos últimos três anos. O

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objetivo é relatar a alta atratividade de investimento sobre a televisão em virtude da grande penetração que a mesma possui em território nacional.

Figura 7 - Tabela de investimentos em mídia televisiva [4]

Baseado em uma regressão linear é possível aproximar uma determinada função ao comportamento matemático dos investimentos na mídia televisiva. O gráfi co da Figura 8 tem o objetivo de reafi rmar a atratividade da televisão em relação aos outros meios de comunicação (mídias).

Figura 8 - Gráfi co de investimentos em mídias por parte do governo federal

A Figura 9 apresenta o avanço da televisão digital até março de 2011 [5]. No dia 2 de dezembro de 2007, a primeira transmissão comercial de televisão digital foi realizada na cidade de São Paulo, quando se iniciou um novo período para a radiodifusão no Brasil [5].

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Figura 9 - Gráfi co de evolução da televisão digital [5].

O desenvolvimento do gráfi co é acompanhado pela ampliação da população coberta pelo sinal digital. Em datas atuais (2011), mais de 80 milhões de brasileiros possuem potencial de acesso ao serviço de televisão digital. Logo, o Brasil se encontra em um processo de transição tecnológica, e um dos maiores desafi os de todo o sistema de radiodifusão e do setor de telecomunicações por inteiro, é promover uma transição entre o sistema analógico e o sistema de televisão digital de maneira efi ciente. Realizar esta tarefa, de forma transparente ao usuário, é um tanto complexa, visto que, os próprios usuários terão que se adaptar ao novo sistema, adquirindo os receptores que são capazes de decodifi car o sinal digital. Logo, a transição já não é totalmente transparente ao usuário. Outra questão a ser levantada diz respeito à gerência das situações espectrais, onde existe todo um plano de canalização e gestão do espectro que deve ser bem planejado em escala nacional. Na Figura 10, pode-se ver o diagrama de transição tecnológica das transmissões analógicas de televisão para as transmissões digitais de televisão [6].

Figura 10 - Diagrama de transição de transmissão analógica para transmissão digital [6].

Uma das fases mais relevantes do processo de implantação do sistema de televisão digital é a fase Simulcast, onde ocorre a transmissão simultânea de sinais analógicos e sinais digitais. A coexistência entre a televisão digital e a televisão analógica é uma questão debatida em dias atuais, pois em cada

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localidade, tem-se um cenário diferente de radiodifusão de TV. A grande preocupação dessa coexistência está justamente na não-interferência entre esses sistemas para que a transição seja gradativa. Logo, os planos de canalização e a consignação de canais em todas as regiões do Brasil são uma tarefa que deve ser feita com a premissa de proteção espectral, tanto para os sistemas legados e vigentes no espectro quanto para os novos sistemas que entrarão em operação. Ao fi nal de 2016, está prevista a permanência da transmissão digital. Essa questão pode desencadear vários debates, afi nal, cada localidade possui sua ação-cronológica de implantação do sistema de TV Digital. Assim, surgem inúmeros fatores que se relacionam com as ações de implantação da TV Digital, como a infraestrutura de telecomunicações presente na referida localidade ou as intenções das emissoras atuantes, segundo suas estratégias e planos de investimento para a localidade em questão.

1.3 O Sistema de Televisão Digital

Analisar e compreender um sistema de televisão digital através da engenharia que o compõe é uma tarefa desafi adora, por englobar muitas áreas de telecomunicações, principalmente, a análise das comunicações sem fi o, via radiodifusão. Para entender um sistema de televisão digital, é necessário compreender o signifi cado da expressão ‘’TV Digital’’. De acordo com a Figura 11, na expressão TV Digital, pode-se relacionar a parte ‘’TV’’ ao sistema televisivo em si, a arquitetura ponto-multiponto, com todos os sinais partindo da emissora de televisão, se propagando até o destino, ou seja, o televisor do usuário. A parte ‘’Digital’’, se refere às comunicações digitais, ou a forma como ocorre todo o processamento das informações de vídeo e áudio, que agora, estão no domínio digital. Portanto, uma vez neste domínio, é possível realizar uma série de ações, que antes não eram possíveis no domínio analógico, como a implementação de etapas de codifi cação de canal, o uso de códigos corretores de erro e técnicas de modulação digitais que melhoram as condições de desempenho do sistema de comunicação e otimizam a ocupação de largura de banda.

Figura 11 - Análise da expressão TV Digital

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1.3.1 A Recepção pelo Sistema de Televisão Analógico

A televisão analógica não é capaz de interpretar os sinais do sistema digital. Faz-se necessário uma etapa de conversão, para que os televisores analógicos possam mostrar as imagens provindas do sistema de televisão digital. Surge o Set-top-box, equipamento responsável por realizar a conversão dos sinais de televisão do sistema digital para o sistema analógico, permitindo assim, aos telespectadores o uso de seus televisores analógicos. Na Figura 12, fi ca exposto um diagrama mostrando o posicionamento do Set-top-box no sistema de televisão. Pode-se ver toda a parte de processamento e geração de conteúdo, interna à emissora de televisão, entregando os sinais de áudio e vídeo, além de dados, para o sistema de transmissão, que irá irradiá-los através da torre de transmissão. No sistema de recepção, a antena UHF, responsável por capturar os sinais vindos da emissora, entrega os sinais ao Set-top-box, que se encarregará de adaptar os sinais do sistema de televisão digital ao televisor analógico do usuário.

Figura 12 - Sistema de recepção de TV Digital com o conversor Set-Top-Box.

Além da conversão do sinal, estes equipamentos permitirão aos usuários interagirem com o conteúdo apresentado. Por exemplo, no caso de um jogo de futebol, o usuário poderá pressionar a tecla de interatividade e acompanhar alguns dados estatísticos sobre o jogo ou algum jogador em particular. A interatividade se mostra como um mundo de possibilidades comerciais de desenvolvimento, visualização e interação com conteúdos, passando pela convergência com outras tecnologias, como a Internet, por exemplo. Relatando essas possibilidades, pode-se evidenciar a existência de níveis de interatividade, ou seja, determinados níveis, onde se pode existir uma participação mais expressiva e completa do usuário ou participação menos dinâmica e mais expositiva de conteúdo. Na Figura 13, é possível visualizar os tipos de sistemas de recepção e a adição de interatividade ao modelo, criando um sistema de recepção interativo. A interatividade destes sistemas é causada pela presença de um software que promove tal interatividade, denominado middleware, no caso do Brasil, surge o GINGA. Assim, têm-se algumas premissas e perspectivas sobre os sistemas de recepção dentro do contexto da televisão digital.

− Sistema de recepção – sem características interativas: Não permite interatividade.− Sistema de recepção interativo: Possui interatividade como responsabilidade de processamento,

ampliando a capacidade de realizar diversas aplicações, unindo o usuário à emissora ou

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provedora do serviço de interatividade.− Nos dois tipos de sistemas de recepção, existe a presença do set-top-box que recebe os sinais

digitais transmitidos pelas emissoras adequando-os para que os telespectadores assistam à programação com as vantagens proporcionadas pela TV Digital.

− O próprio aparelho set-top-box possui um custo relativamente mais baixo em relação aos televisores digitais, ou que processam conteúdo HD (High Defi nition). Assim, o set-top-box pode ser a chave para a popularização da TV Digital em grande escala.

− Ao mesmo tempo, dentro deste contexto, a venda de televisores com conversores integrados só aumenta, unindo as vantagens da televisão digital ao mundo da alta defi nição.

Sistema de Recepção

Antena de Recepção

Set-top-box Conversor

Televisão Analógica

Usuário

+

INTERATIVIDADE

Sistema de Recepção Interativo

Antena de Recepção

Set-top-box Conversor

GINGAInteratividade

Televisão AnalógicaUsuário

Figura 13 - Modelo dos sistemas de recepção na TV Digital em relação ao componente da interatividade.

1.3.2 Conceitos de Interatividade

A interatividade acontece devido à existência de um middleware (camada intermediária de software que vem integrado em alguns modelos de equipamentos de recepção de sinal de TV Digital) chamado Ginga. Logo, o Ginga é o middleware brasileiro, desenvolvido com conhecimento tecnológico nacional. Em outras palavras, a camada de middleware dentro do sistema de TV Digital defi ne uma plataforma de programação digital entre a rede e suas aplicações, permitindo serviços interativos no televisor que possui a interatividade. O middleware terá acesso às informações como o fl uxo de vídeo, áudio e dados, realizando o encaminhamento destes elementos para o televisor ou guardando os dados em um dispositivo de armazenamento. A gerência de informações de interatividade é responsabilidade de toda a plataforma de programação digital através do seu núcleo, o middleware. A ilustração da Figura 14 propõe um esquema geral de operação da camada de software do sistema de recepção à nível ilustrativo. Assim, os dados de interatividade, que podem vir através de um canal de radiodifusão, irão ser processados pela camada de software do televisor digital que possui a interatividade instalada. A plataforma de programação digital dará início ao processo de interatividade, onde o usuário poderá usar o controle remoto para navegar no ambiente interativo, realizar consultas e enviar informações pelo canal de retorno originando o processo de interatividade plena, onde acontece a troca de informações em rede, no sentido, provedor de interatividade-cliente e cliente-provedor de interatividade.

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Sistema de Recepção Interativo

Antena de RecepçãoTelevisão Digital

Usuário

25/03/2011

Subtítulo

Software

Middleware

Plataforma de Programação Digital

Processo de Interatividade

Dados de interatividade

Dados de interatividade

Canal de Retorno

Figura 14 - Processo de interatividade acontecendo no sistema de recepção interativo

O processo de interatividade é por essência um processo complexo e está relacionado à engenharia de software e desenvolvimento de aplicações com foco nos serviços que o próprio mercado televisivo demanda. Portanto, a escolha das tecnologias a serem utilizadas no subsistema de middleware é importante para o futuro da televisão digital no Brasil. Por isso os consórcios criados no país, envolveram entidades e instituições como o Instituto de Estudos Avançados em Comunicações (Iecom), a Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) e a Universidade Federal da Paraíba (UFPB), no intuito de pesquisa e desenvolvimento do middleware [7]. Além destas, surgem outras instituições que atuam fortemente no estudo e pesquisa em TV Digital como a Universidade Presbiteriana Mackenzie, o centro de pesquisa CPqD, o Instituto Nacional de Telecomunicações (Inatel), a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), a CEFET/PR. A parceria do sistema de pesquisa teve como resultado, o middleware procedural FlexTV e o middleware declarativo maestro deu origem ao middleware Ginga, desenvolvido pela Universidade Federal da Paraíba [7].

A arquitetura de organização básica de elementos do middleware é mostrada na Figura 15. Assim, na camada de aplicações são implementados os serviços interativos na forma de softwares, estes, executados em plataformas de hardware, como o próprio set-top-box. A visão que as aplicações interativas possuem do núcleo de software do middleware é transacionada pela interface de programação de aplicações ou API (Application Programming Interface). Essa interface funciona como um conjunto de rotinas e padrões estabelecidos por um software para a utilização das suas funcionalidades por programas aplicativos que não querem envolver-se em detalhes da implementação do software, mas apenas usar seus serviços. Os recursos são representados por todos os elementos de hardware e software da plataforma de instalação, compondo-se de processadores, placa mãe, subsistemas e sistemas operacionais em tempo real, por exemplo. Estes recursos são então dispostos de diferentes formas dependendo dos fabricantes. Logo, é preciso que as aplicações realizem sua interação e use os recursos do sistema. O middleware fornece às aplicações uma visão abstrata, isola a aplicação do hardware e provê a portabilidade de aplicações, promovendo um ambiente de diversidade entre aplicações e recursos em termos de desenvolvimento. Assim, esses recursos podem ser mapeados em entidades de hardware distintas, isso faz com que o middleware pratique a gerência de aplicações.

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Aplicações

APIInterface de Programação de Aplicações

Middlewaresubsistema

Gerente de Aplicações

Recursos

Figura 15 - Arquitetura de organização dos elementos do middleware [7]

A interatividade provida pelo equipamento Set-top-box pode ser classifi cada como uma interatividade local, que utiliza o próprio terminal do usuário (caso o conversor digital seja interno/integrado ao televisor digital) ou do conversor externo e a interatividade plena, retratando mais complexidade na transferência de dados e nas aplicações.

Na interatividade local, os dados pertencentes a determinados serviços interativos são transmitidos e armazenados no terminal. Assim, as informações de interatividade são processadas localmente. Esse terminal pode responder aos comandos dos usuários sem requerer trocas de dados ao longo da rede. Se for necessário um nível maior de interatividade, quando o usuário precisar de uma resposta na hipótese de uma compra online, por exemplo, em que o consumidor envia suas informações e deve receber a confi rmação da transação efetuada, deve-se implementar um canal direto entre o provedor e o consumidor. Por conseguinte, a interatividade é classifi cada plena, o que implica em uma situação de maior nível de complexidade de interatividade e, portanto, com mais capacidade de transmissão em termos de banda e taxa de transmissão conforme mostrado na Figura 16.

Figura 16 - Diagrama de relações de interatividade e seus níveis de complexidade

Desta forma, surge o conceito do canal de interatividade, um túnel de dados interativos aberto entre emissora e telespectador com o seguinte objetivo:

− Proporcionar aos usuários, a experiência de interação com aplicações dos mais diversos modelos através da televisão, com o intuito de promover serviços interativos que atendam os usuários e exibam informações consultivas, com capacidade de descrever contextos de

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programação assistida, abrindo espaço para a interação em setores de consumo em áreas específi cas e abrangentes.

Pode-se notar que o fl uxo de informações geradas por uma emissora, que se resume em conteúdo de vídeo e de áudio, é ampliado, ou seja, a transmissão de dados, ganha força no sistema digital, quando une sistemas e aplicações e consequentemente abre portas para novos modelos de negócios. As emissoras podem utilizar os dados de interatividade como estratégia de relação entre telespectador e emissora. Logo, o mundo da televisão se entrelaça ao mundo digital, tendo como resultado, aplicações que são acompanhadas por elevada diversidade digital. Na Figura 17, pode-se visualizar o modelo de transmissão de TV Digital, evidenciando a presença de um canal de retorno, abrindo um túnel de interatividade entre o sistema de recepção e a emissora de televisão.

Figura 17 - Modelo de transmissão de TV Digital com o canal de retorno

1.3.3 O Funcionamento do Sistema de Televisão Digital

O funcionamento do sistema de televisão digital se mostra como uma área extremamente ampla em termos técnicos. Mas de forma simplifi cada, podemos compor um sistema de televisão analisando três componentes principais. Logicamente, cada um destes componentes é infi nito em sua análise interna, portanto, o objetivo aqui é demonstrar, de uma maneira intuitiva, o sistema de televisão digital. Assim, podem-se defi nir os três componentes principais de um sistema televisivo, mostrados na Figura 18.

Figura 18 - Modelo de transmissão de TV Digital com o canal de retorno

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O componente representado pela emissora e estúdio, tem por objetivo, a produção de conteúdo, gerando três tipos de sinais:

− Sinais de áudio: Informações de áudio após processamento de produção de conteúdo.− Sinais de vídeo: Informações de vídeo após processamento de produção de conteúdo.− Sinais de Dados: Informações de dados para interatividade após processamento de produção

de conteúdo.

Estes sinais de produção de conteúdo serão difundidos via radiodifusão, através de ondas eletromagnéticas até os receptores dos usuários, compondo a etapa de processo de radiodifusão que tem como principal objetivo:

− A Codifi cação das informações de áudio, vídeo e dados para transmissão até o destino.

A fi nalidade de codifi cação de sinais é abrangente e tem por objetivo satisfazer um dos principais requisitos dos sistemas de telecomunicações, que é otimizar a largura de banda ocupada pelos sinais que serão transmitidos. Assim, os objetivos da codifi cação das informações de áudio, vídeo e dados ou codifi cação de fonte são:

− Codifi car, representando as informações geradas pela fonte de modo compatível em termos de tecnologia com os processos seguintes de transmissão.

− Implementar os processos de codifi cação para que realize a compressão dos sinais, atendendo aos requisitos de banda do sistema.

− Permitir a análise da fonte de informação, representando suas informações que podem ser analógicas, ou em diferentes formatos já digitalizados, em formatos digitais, que serão alvos de processamentos para codifi cação e compressão.

− Implementar um processo de codifi cação condizente com a natureza das informações providas pela fonte de informação.

Assim, pode-se ver que existe um processo de codifi cação para os sinais de vídeo que é diferente do processo de codifi cação para os sinais de áudio. A tecnologia de áudio e vídeo digitais tem vários benefícios, mas também diversos problemas. O principal deles é justamente a armazenagem e transmissão dessas informações. Esse cenário se mostra como um desafi o de transmissão. Uma sequência de vídeo e áudio digitais de alta qualidade ocupa um grande espaço em disco. Com 3.7 minutos de vídeo na qualidade que é usada no DVD (Digital Video Disk) convencional, sem compressão, os arquivos de vídeo ocupam todo espaço de um DVD de 4.37 Gbytes [7]. Essa migração das mídias analógicas para as mídias digitais é contextualizada por esse desafi o da dimensão das informações de áudio e vídeo. Em virtude da necessidade de padronização de métodos de codifi cação dessas informações, surgiram grupos de trabalho nos principais organismos de normalização, como a ITU-R (International Telecommunications Union, Radiocommunication Sector), por exemplo. Esses grupos desenvolveram vários padrões internacionais para a compressão de áudio e vídeo, visando diferentes tipos de aplicação. Dentre os principais padrões, pode-se citar o MPEG (Motion Picture Experts Group). As informações de vídeo, áudio e dados são enviadas aos seus respectivos codifi cadores. Na saída dos codifi cadores, os sinais são organizados e empacotados,

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criando um fl uxo de transporte na referida camada, ou seja, as informações de áudio, vídeo e dados são colocadas em um único feixe. Esse fl uxo de informações é então preparado para a transmissão na próxima etapa denominada - transmissão de sinais. Nesta etapa de transmissão, são realizados os processos de codifi cação de canal e modulação, por exemplo. Este processo de difusão de sinais é mostrado na Figura 19.

Víde

o

Víd e

o

Víde

o

Aúd

ioEtapa - Codificação

Produção de Conteúdo

ÁudioVídeo

Aplicações Interativas

DIFUSÃO DE SINAIS

Codificador de Áudio

Codificador de Vídeo

Codificador de Dados

Dados

Camada de Transporte

TRANSMISSÃO DE SINAISCANAL DE

RADIODIFUSÃO

Etapa - Decodificação

TERMINAL DE ACESSO

Decodificador de Áudio

Decodificador de Vídeo Middleware

Camada de Transporte

RECEPÇÃO DE SINAIS

ÁudioVídeo Dados

CANAL DE RETORNO

Canal de Descida

CANAL DE INTERATIVIDADE

Figura 19 - Diagrama de blocos do modelo de referência do sistema brasileiro de televisão digital [5].

A transmissão dos sinais se faz pelo canal de radiodifusão, chega até o lado do terminal de acesso, na etapa de recepção de sinais, onde é realizada a demodulação dos sinais que chegam ao receptor e a decodifi cação de canal, importante área do sistema de TV Digital. Assim, o feixe de informações chega ao sistema da camada de transporte que individualiza cada tipo de informação, compõe os sinais de vídeo, áudio e dados, entregando cada fl uxo individualizado para seus respectivos decodifi cadores. Os dados recebidos são processados pelo middleware encarregado de compor as aplicações interativas do terminal de acesso, colocando este sistema como uma plataforma interativa. Essas informações são enviadas pelo canal de interatividade, composto pelo canal de descida, sentido Difusão de acesso – Terminal de acesso e pelo canal de retorno, sentido Terminal de Acesso-Difusão de acesso.

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1.4 Padrões de Televisão Digital

As particularidades do diagrama da Figura 19 são muitas, e para um sistema de televisão digital, cada bloco componente da arquitetura possui determinados comportamentos e características. Toda a cadeia de processamento técnico precisa de uma coesão em termos de funcionamento e uma gerência de sistema. Logo, existe a necessidade de se construir um padrão que defi na toda a arquitetura de sistema que compõe a cadeia do sistema de televisão. Atualmente, existem cinco padrões de TV Digital no mundo. São eles:

− ATSC (Advanced Television Systems Committee): Padrão adotado nos Estados Unidos da América para o sistema de televisão digital.

− DVB (Digital Video Broadcasting): Padrão adotado na Europa para o sistema de televisão digital.

− ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting): Padrão adotado no Japão para o sistema de televisão digital.

− DMB (Digital Multimedia Broadcasting): Padrão adotado na china para o sistema de televisão digital.

− ISDB-Tb (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial –Brazilian): Padrão adotado no Brasil para o sistema de Televisão Digital

Todos estes padrões têm suas particularidades em termos de características de funcionamento, operação e desenvolvimento, mas existem objetivos que são comuns aos diversos sistemas, são eles:

− Utilização do espectro de radiofrequência existente na faixa de televisão.− Proporcionar o aumento das resoluções espaciais (vertical e horizontal) nos televisores através

da relação de aspecto 16:9.− Aumentar a fi delidade e qualidade de som, empregando o som multicanal.− Otimizar o desempenho do sistema, em suas partes de transmissão e recepção.− Garantir uma alta qualidade de experiência no sistema de recepção ao usuário.

Os consumidores deverão comprar seus respectivos receptores de qualquer fabricante, isso implica na necessidade de um padrão de sistema, a fi m de que os receptores que forem fabricados sejam capazes decodifi car os sinais de televisão digital, o que signifi ca que cada padrão possui seu esquema de codifi cação/decodifi cação, modulação, transmissão, etc. Ao mesmo tempo, veremos que existem similaridades entre alguns padrões em algumas características.

O padrão ATSC, por exemplo, implementa a transmissão em portadora única, denominado SCM (Single Carrier Mode) com esquema de modulação 8-VSB (terrestre) e OAQM (Offset Amplitude Quadrature Modulation), enquanto os padrões DVB e ISDB implementam a transmissão em multiportadoras, denominado MCM (Multiple Carrier Mode). O padrão chinês, DMB-T utiliza ambas as técnicas de transmissão (MCM e SCM). O processo de digitalização de áudio é diferente para o sistema americano, que utiliza o DOLBY AC-3. O nome DOLBY AC-3 refere-se à tecnologia de compressão de áudio criada pela Dolby Laboratories [8]. É importante notar, que os sistemas de transmissão dos padrões DVB-T, ISDB-T (japonês), ISDB-Tb e DMB-T compartilham da mesma estrutura OFDM (Orthogonal frequency-

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division multiplexing) de transmissão, empregando o processamento das multiportadoras ortogonais. Na Figura 20, é possível visualizar no quadro comparativo, as estruturas comuns de transporte MPEG para os padrões e o diferencial do padrão brasileiro no processo de digitalização de vídeo e áudio com o uso do padrão H.264.

ATSC

Instituto Nacional de Telecomunicações

Padrões de TV Digital

Transmissão de Sinais

Digitalização de Áudio

Camada de multiplexação

Digitalização de Vídeo

Modulação 8-VSB

DOLBY AC-3

MPEG

MPEG-2

Multiplex COFDM

MPEG-2 AAC

MPEG

MPEG-2

DVB-T ISDB-T

Multiplex COFDM

MPEG-2 AAC

MPEG

MPEG-2

Interatividade

DASEInteratividade

MHPInteratividade

ARIBInteratividade

Middleware

TV Digital

Características dos Padrões

DMB-T

Multiplex COFDM

MPEG-2

MPEGSCM e MCM

MPEG-2

Interatividade

IMP

ISDB-Tb

Multiplex COFDM

H.264

MPEG

H.264

Interatividade

GINGA

Americano Europeu Japonês Chinês Brasileiro

Figura 20 - Quadro de características dos padrões de TV Digital.

Esta técnica de transmissão, referenciada como COFDM engloba também a codifi cação de canal do sistema OFDM. Quanto às questões do middleware, cada um dos padrões opera segundo suas respectivas plataformas de interatividade, a saber:

− O middleware DASE ou Digital Television - DTV Application Software Enviroment é utilizado no padrão de TV Digital Norte-Americano ATSC para o desenvolvimento das aplicações interativas [9].

− O padrão MHP (Multimedia Home Platform) é o middleware usado no padrão de TV Digital Europeu DVB. Uma das características do MHP é prover suporte a um grande número de serviços, inclusive Web Browsing. A interoperabilidade e a segurança de informação são observadas com um maior grau de atenção por este padrão. Além dos objetivos citados, o MHP é um padrão aberto e permite um grau de “customização” por desenvolvedores [10].

− O padrão ARIB (Association of Radio Industries and Business) defi ne as regras de aplicação de um modelo de referência para o serviço de broadcasting de dados, transportado como parte do serviço de broadcasting digital, defi nido pelo padrão Japonês de broadcasting digital [10].

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− Interactive Media Plataforma (IMP): Middeware usado no sistema de televisão digital chinês DMB-T. É baseado nas plataformas MHP, DASE e ARIB e pode ser descrita em três categorias: perfi l Service Enhanced, T-Commerce e perfi l de rede multisserviços (Multinetwork Service)

− GINGA: Middeware do sistema de televisão digital Brasileiro ISDB-Tb;

1.4.1 O Canal de Comunicação: Desafi o dos Padrões de TV Digital

Visualizando os objetivos comuns aos padrões de TV Digital e uma série de considerações e características de cada um, pode-se enunciar o principal desafi o técnico de todos os padrões: O comportamento do canal de comunicação.

Os sinais de televisão, ao atravessarem o canal de comunicação, chegam ao destino, ou melhor, à antena receptora, atenuados, ressaltando as inúmeras refl exões que existem no enlace, devido aos obstáculos que caracterizam o ambiente urbano, dando origem às diversas réplicas do sinal em virtude dos espalhadores que existem no canal de comunicação. Essas versões atrasadas dos sinais chegam ao receptor em instantes de tempo diferentes, com amplitudes e fases distintas, caracterizando um ambiente com multipercursos. No domínio elétrico, surgem as interferências entre estes sinais, retratando uma condição de recepção aleatória e difícil de ser analisada. Logo, é necessário modelar o canal de comunicação, para desta forma, compreender seu comportamento e otimizar as defi ciências no sistema de comunicação.

1.4.2 Overview – Sistema ATSC

O padrão ATSC foi formado em 1982 pelas organizações-membro da Comissão JCIC (Joint Committee on InterSociety Coordination) que são:

− Electronic Industries Association (EIA).− Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).− National Association of Broadcasters (NAB).− National Cable Telecommunications Association (NCTA).− Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE).

Atualmente, o padrão ATSC possui mais de 130 membros, compostos por fabricantes de equipamentos, empresas de telecomunicações, empresas de desenvolvimento de software, departamentos de regulamentação etc. O padrão possui forte presença operacional nos U.S.A e em outros países como o Canadá, Coréia do Sul e o México. Em situações de radiodifusão terrestre, o padrão opera nos canais de 6, 7 e 8 MHz com portadora única. As informações originais com taxas de 1Gbps passam por um processo de compressão, trazendo a taxa de informação para 19 Mbps. A técnica de modulação do ATSC, conforme citado anteriormente, é a modulação VSB, utilizada em sistemas de televisão PAL-M e NTSC, devido à economia de largura de banda em relação a modulação em amplitude (AM) e por menos exigência quanto à complexidade de equipamentos comparados à modulação com banda lateral única (AM-SSB). No entanto, o sistema ATSC mostra problemas, quando posto em operação para recepções móveis. O sistema ATSC

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não provê e não responde de uma maneira efi ciente ao cenário de mobilidade, caracterizando como um desafi o para o padrão em questão.

O sistema ATSC tem sua arquitetura simplifi cada, conforme mostra na Figura 21. Utiliza-se do formato de 1920x1080 linhas com varredura entrelaçada (60 campos/segundo) ou do formato de 1280x720 linhas com varredura progressiva (30 quadros/segundo). São mostradas as codifi cações de vídeo e áudio do sistema e em seguida, a seção de multiplexação. Na parte de transmissão, nota-se o esquema de modulação VSB para transmissão terrestre, ao passo que na vertente de cabeamento e satélite utiliza-se de modulações digitais, QAM e QPSK.

Figura 21 - Arquitetura sistêmica do ATSC

1.4.3 Overview – Sistema DVB

O DVB-T, padrão de televisão digital da Europa teve seu início por volta de 1993, por um consórcio formado por mais de 300 membros, incluindo entidades de telecomunicações, fabricantes de equipamentos e departamentos de regulamentação em mais de 35 países [11]. Atualmente, a União Europeia, a Austrália, a Nova Zelândia, Malásia e mais de 100 países adotam o sistema DVB como padrão de sistema de transmissão.

O padrão DVB-T, aplicado a situações terrestres, surgiu para solucionar requisitos diferentes de diversos países e, por esta razão, é caracterizado por uma grande fl exibilidade de confi guração, totalizando 126 confi gurações diferentes [12]. Em termos de operação e largura de banda, o DVB-T opera em canais de 6, 7 e 8 MHz através da multiplexação COFDM, com 1705 subportadoras (modo-2K) e 6817subportadoras (modo 8k). Na Figura 22, pode-se ver a arquitetura sistêmica do padrão DVB-T com as etapas de codifi cação de fonte (compressão MPEG-2), multiplexação e as diversas situações de transmissão, como cabo, satélite e terrestre, além das transmissões MMDS para operações com frequência menor que 10 GHz e LMDS para operações com frequências maiores que 10 GHz.

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Figura 22 - Arquitetura sistêmica do padrão DVB

As especifi cações DVB se dividem em algumas categorias, como relatórios técnicos (TR-Technical Report), com detalhes para a implementação do padrão e os relatórios de especifi cações (TS-Techincal Specifi cation) com textos mais normativos e diretrizes formais do padrão. De uma maneira mais ofi cial, tem-se a documentação ES (ETSI Specifi cation - European Telecommunications Standards Institute – Specifi cation), defi nindo o padrão em si, com informações mais completas que o TR e TS. Além dessas categorias, existe o EN (Europe Standard) ou Norma europeia, a maior publicação ETSI em termos de aprovação pelas organizações de padrões da Europa.

Os livros azuis do DVB, ou DVB BlueBooks são lançados de tempos em tempos, mediante a sua aprovação pelo seu Conselho de Direção DVB [11]. Na prática, os BlueBooks são documentos que contém informações sobre requisitos comerciais, declarações e procedimentos políticos, ou especifi cações técnicas que estão em vias de serem padronizadas. As especifi cações e padrões DVB são muitas, relacionadas à interfaces, redes, transmissão de televisão, satélite, cabo, etc. Contudo, existem alguns padrões do DVB que merecem destaque e se relacionam em algumas características com a aplicação DVB terrestre, são eles, o DVB-H e o DVB-T2.

− O DVB-H é uma especifi cação técnica para a transmissão de TV digital para receptores portáteis como telefones celulares e PDAs. Publicado como um padrão ofi cial (EN203204) pelo ETSI, em novembro de 2004, é uma especifi cação da camada física projetada para permitir o suporte efi ciente de encapsulamento de dados IP, através de redes terrestres.

− O DVB-T2 se mostra como uma nova fase do DVB-T, aprimorando inúmeros fatores de camada física. A especifi cação DVB-T2 foi aprovada e publicada como um DVB Bluebook em 2008 e publicado pela ETSI em setembro de 2009 (EN302755). As diferenças entre o DVB-T e o DVB-T2 são encontradas nas maiores possibilidades de confi guração dos intervalos de guarda, diferentes taxas de codifi cação para a etapa de correção de erros e a possibilidade de se utilizar um esquema de modulação de ordem superior (256-QAM)

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Uma questão a ser colocada, diz respeito às implicações do DVB-T2, para os países onde o DVB-T já está no ar. O próprio DVB-T, conforme citado, é o padrão TDT (Televisão Digital Terrestre) mais utilizado em todo o mundo. De acordo com [13] já são mais de 200 milhões de receptores implantados. Existe uma tendência relacionada à queda dos preços destes receptores. Em dias atuais, os receptores DVB básicos estão disponíveis a preços de varejo por menos de 15 euros. De uma maneira signifi cativa, existem alguns países que utilizam o DVB-T em conjunto com o padrão de codifi cação de vídeo H.264/AVC MPEG 4, à exemplo da Dinamarca, Estônia, França, Hungria, Itália, Noruega e Singapura. Esta combinação de elevado número de receptores vendidos pode ajudar a abaixar os preços dos decoder’s MPEG-4 [13].

Segundo [11], nos próximos anos, em países onde serviços DVB-T tornaram-se bem estabelecidos, pode-se planejar as ações para alcançar o ASO (Analogue Switch off), ou desligamento dos serviços analógicos. Assim, a introdução de novos serviços usando a tecnologia DVB-T2, no contexto ASO, poderia permitir, por exemplo, a implantação de novas aplicações oferecendo serviços de HDTV multicanal, ou ainda novos serviços inovadores de datacasting, culminando na coexistência destes sistemas.

Na Figura 23, fi ca exposto a ação de implantação e uso do padrão DVB-T e DVB-T2 e suas regiões de atuação nos continentes além de uma tabela informativa provida por [14] retratando o número de países que planejam utilizar ou já adotaram o padrão DVB. Pode-se perceber que boa parte da Europa, África, Ásia e Austrália utilizam o padrão DVB-T em suas transmissões digitais.

Figura 23 - Divisão dos países em relação ao padrão de televisão digital terrestre [14]

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Tabela 1 - Informações de planejamento, utilização e adoção do padrão DVB no mundo [14].

1.4.4 Overview – Sistema DMB

A China começou o desenvolvimento do padrão de televisão digital chinês em meados de 1994, e completou o processo em 2006, após exaustivos testes de campo e pesquisas referentes às condições de operação do padrão. Mas em 2001, o governo chinês publicou uma chamada para propostas do padrão de TV Digital. Tais propostas tinham que prover, principalmente, alta efi ciência de largura de banda e grande cobertura, baixo consumo de energia e possibilidade de recepção satisfatória em ambiente móvel. Muitas propostas foram submetidas nessa época. Dentre as quais, se destacam [12]:

− Digital Multimedia Television Broadcasting Terrestrial (DMB-T).− A abordagem multiportadora da Tsinghua University, Advanced Digital Television Broadcasting

Terrestrial (ADBT-T).− A abordagem de portadora única da Shangay Jiaotong University.− Terrestrial Interactive Multiservice Infrastructure (TiMi).

O sistema escolhido foi nomeado como Estrutura de Quadro, Codifi cação de canal e Modulação para Sistema de radiodifusão terrestre de televisão digital, usualmente conhecido como DMB-T ou DTMB. Embora o padrão chinês se caracterize pela fl exibilidade, no que diz respeito ao uso de SCM e MCM, todo o mapeamento de ocupação espectral culminado na forma de utilização do sistema OFDM é diferente para o sistema DMB, o que indica a singularidade de cada padrão mesmo utilizando-se tecnologias que tem a mesma essência conceitual.

1.4.5 Overview – Sistema ISDB-T

O sistema de televisão digital ISDB-T foi concebido no intuito de prover a radiodifusão de sinais de televisão não somente para usuários fi xos HDTV (High Defi nition Television), mas também para usuários móveis, porém na condição de baixa defi nição LDTV (Low-Defi nition TV). O sistema se caracteriza pela radiodifusão terrestre de vídeo, áudio e dados digitais integrados e foi desenvolvido pelo Japan’s Digital Broadcasting Experts Group (DiBEG) [15]. O padrão ISDB contempla as situações de transmissão por satélite, cabo e sinais terrestres. O padrão de transmissão terrestre para televisão digital possui similaridades com o padrão Europeu DVB-T. A principal diferença em relação ao DVB-T está no uso da segmentação de banda para transmissão OFDM, denominado BST-OFDM. Esta abordagem de segmentação da banda permite a alocação de vários serviços no sistema, de diferentes formas do ponto de vista de confi guração,

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como transmissão de sinais SDTV e HDTV. Existem 13 segmentos distintos, que podem ser confi gurados com suas características próprias. Tais características, além de outras, como veremos mais adiante, fazem do padrão japonês, um dos padrões que mais se adaptam às situações de operação brasileiras.

1.4.6 Overview – Sistema ISDB-Tb

As primeiras ações para implementação de televisão digital no Brasil começaram por volta de 1990 [12] com a Agência Nacional de Telecomunicações do Brasil – ANATEL. De novembro de 1998 a maio de 2000, exaustivos testes de campo e laboratório trouxeram expectativas no contexto da televisão digital no Brasil. O projeto, que surgiu para o desenvolvimento do Sistema de Televisão Digital Brasileiro (SBTVD), veio em meados de novembro de 2003. Conforme dito, muitas instituições, indústrias, centros de pesquisas e empresas de radiodifusão de televisão entraram no contexto do projeto. A opção de fundamentação de padrão baseado na experiência japonesa (ISDB-T) evidenciou-se por reunir muitos debates, testes e ponderação de características particulares do cenário de transmissão brasileiro. Assim, surge o ISDB-Tb (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial Brazilian), que é o padrão de transmissão de TV Digital terrestre desenvolvido no Brasil, que possui características e funcionalidades adicionais que mais se encaixam a situação brasileira. No ISDB-Tb existe uma mudança na etapa de codifi cação de vídeo, que é a utilização do padrão de codifi cação de vídeo H.264, também chamado MPEG-4 parte-10 e áudio HE-AAC v2 também conhecido como AAC+, enquanto no Japão é utilizado o MPEG-2 para o serviço de vídeo em alta defi nição e áudio MPEG-2 AAC. Esses avanços em termos de processamento e codifi cação dos sinais de vídeo e áudio fazem com que o ISDB-Tb seja uma solução de sistema de televisão para o caso brasileiro, onde existe a preocupação de distribuição de sinais de alta defi nição para os receptores de TV e transmissão de baixa defi nição para os receptores móveis.

Uma das premissas de funcionamento do ISDB-Tb é a operação fl exível sobre o espectro, atendendo uma gama de dispositivos diferentes, através de confi gurações hierárquicas na camada de transmissão de sinais. Em virtude de inúmeras fl exibilidades do padrão ISDB-Tb, muitos países já o adotaram como sistema de transmissão de sinais de televisão digital.

No caso do Brasil, o processo de implantação de televisão digital está marcado por um forte investimento de emissoras e governo, no que diz respeito ao planejamento de atividades e coordenação dos projetos de implantação. Isso acontece por causa dos seguintes motivos:

− O processo de implantação é uma etapa crucial de projeto que deve ser realizada com atenção observando questões futuras de operação.

− No caso do Brasil, o processo de implantação é o núcleo de acontecimentos que move o motor televisivo brasileiro, movimentando então, outros setores de nosso país.

− A televisão digital no Brasil pode ser vista como uma ferramenta para a inclusão digital do país, contribuindo com a evolução da sociedade através da educação, solucionando inúmeros problemas no Brasil.

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1.4.7 Relatório ABERT/SET

Na Figura 24, é mostrado um quadro comparativo de testes entre os sistemas ATSC, DVB e ISDB para a situação brasileira. Pode-se perceber a vantagem do padrão ISDB em relação ao padrão ATSC quanto ao percentual de recepção. No gráfi co, são mostradas três situações de análise que geram interferências na recepção indoor, ou recepção doméstica.

Figura 24 - Relatório Abert/SET para recepção indoor de sinais do sistema de TV Digital [16].

O relatório fi nal do grupo ABERT/SET [16] trata estritamente dos aspectos técnicos dos três sistemas e conclui que o sistema de modulação COFDM, empregado pelos padrões europeu e japonês, é tecnicamente superior e mais adequado às condições brasileiras do que o sistema 8VSB utilizado pelo padrão americano. Para decidir entre o padrão europeu e japonês, o relatório conclui que seriam ainda necessários testes adicionais e complementares, além da consideração de aspectos de mercado. Apesar da superioridade técnica e de fl exibilidade do sistema ISDB-T, existe a necessidade de serem considerados outros aspectos, tais como:

− O impacto que a adoção de cada sistema terá sobre a indústria nacional.− As condições e facilidades de implementação de cada sistema.− Os prazos para sua disponibilidade comercial.− O preço dos receptores para o consumidor.− A expectativa de queda desses preços, de modo a possibilitar o acesso mais rápido a todas as

camadas da população.

Em escala mundial, na Figura 25, pode-se ver a situação dos países dos outros continentes e suas respectivas escolhas quanto ao padrão de TV Digital escolhido. No mapa, pode-se ver boa parte da América Latina responsável pela representação do ISDB-Tb. Na Europa, alguns países da Ásia e a Oceania prevalecem o padrão DVB. Na China, existe a particularidade do padrão DMB Chinês e na América do Norte, o padrão americano ATSC possui destaque de adoção. Alguns países estão em fases de decisão e não possuem uma posição clara quanto à adoção.

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Figura 25 - Situação mundial de adoção dos sistemas de televisão digital.

1.5 O Processo de Implantação do Sistema de Televisão Digital Brasileiro

No caso do Brasil, o processo de implantação de televisão digital está marcado por um forte investimento de emissoras e governo no que diz respeito ao planejamento de atividades e coordenação dos projetos de implantação. Isso acontece por causa dos seguintes motivos:

− O processo de implantação é uma etapa crucial de projeto que deve ser realizada com atenção observando questões futuras de operação.

− O processo de implantação é o núcleo de acontecimentos que move o motor televisivo brasileiro, movimentando então, outros setores de nosso país.

− A televisão digital no Brasil pode ser vista como uma ferramenta para a inclusão digital do país, integrando a população ao mundo digital, através do contato com uma tecnologia nova, que propicia melhor experiência televisiva, com diversidade de conteúdo e informações, contribuindo com a evolução da sociedade.

− O conteúdo digital de alta defi nição se torna um diferencial para as emissoras dentro do setor de radiodifusão televisivo, além deste, o surgimento de aplicações interativas se mostra como um grande mercado de idéias e produtos que podem impulsionar inúmeros setores do país.

1.5.1 Dados Estatísticos do Processo de Implantação

Compreender o processo de implantação da TV Digital no Brasil através de estudos e pesquisas de levantamentos pode levar a dados estatísticos interessantes, que indicam determinados refl exos na estratégia de implantação e principalmente, onde existe o sinal de televisão digital no país. Surge então, a necessidade de acompanhamento deste processo de implantação com os seguintes objetivos contextuais:

− Ter estimativas reais de cobertura digital para que se tenha efi ciência nas tomadas de decisões

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e planejamentos estratégicos de implantação por parte de governo e emissoras.

− Identifi car e documentar através de uma visão ampla de análise, as difi culdades enfrentadas pelo processo de implantação e combatê-las dentro do cronograma, para que o sistema seja implantado com sucesso em tempo hábil.

De acordo com um estudo do relatório de levantamento nacional dos pontos de transmissão de TV Digital, realizado pelo Inatel (Instituto Nacional de Telecomunições) em agosto/2010, pode-se estimar a zona de cobertura digital do Brasil. O estudo contempla o conceito de potencial da zona de cobertura por se tratar de uma estimativa populacional, assumindo que os resultados contemplam potenciais de acesso digital, visto que, dependendo da condição de recepção dos usuários, é possível ou não, decodifi carem o sinal digital, dependendo da presença do decodifi cador ISDB-Tb no televisor do usuário. Como resultado, o estudo gerou o gráfi co da zona de cobertura digital por regiões do Brasil. Pode-se observar na Figura 26, que a região sudeste possui a maior estimativa de potencial de acesso ao sinal digital, seguido da região nordeste, sul, centro-oeste e por último, a região norte.

Figura 26 - Estudo da estimativa populacional da zona de cobertura digital [Agosto 2010, Inatel].

1.5.2 Desafi os da Televisão Digital no Brasil

Sem dúvida, um dos maiores desafi os que o Brasil enfrenta no processo de implantação e operação da TV Digital é a grande necessidade de uma infraestrutura adequada para o sistema de televisão digital. Realizar a gestão de um processo de implantação em um país com as dimensões do Brasil é algo complexo e para comportar um sistema de televisão digital, seja qual for o país, uma infraestrutura de telecomunicações se faz necessária em todos os âmbitos, principalmente pelas questões de abrangência e cobertura de sinais com qualidade e pelos desafi os que vão surgir com os cenários locais, que possuem diversas diferenças técnicas de infraestrutura, mão de obra, além de questões avançadas como a do canal de interatividade. Assim surgem os principais desafi os para a TV Digital no Brasil;

− Buscar atingir o máximo de efi ciência no processo de implantação.− Prover o acesso à tecnologia de TV Digital a todos os brasileiros.− Contemplar a viabilidade de fatores de implantação e operação, e encontrar soluções efi cientes

em tempo hábil para atender regiões distantes dos grandes centros.

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− Prover e principalmente manter um serviço de Broadcast de alta qualidade.− Prover as condições de recepção móvel de alta qualidade nos dispositivos móveis.− Atender a todas as camadas sociais no que diz respeito ao custo que a tecnologia impõe ao

usuário pela mudança de sistema.− Promover o desenvolvimento do país e gerar mão de obra qualifi cada para toda a implantação

e operação do sistema.− Planejar de maneira efi ciente, as transmissões de eventos importantes para o país como a Copa

do Mundo de 2014 e as Olimpíadas de 2016.

1.5.3 Tendências da TV Digital

Todos esses desafi os listados se mostram como oportunidades para o desenvolvimento do Brasil. A atenção aos dispositivos móveis aparece como uma tendência tecnológica em virtude do grande crescimento de acessos por parte dos assinantes de operadoras. Assim, em meio a esses desafi os, aparecem tendências que se relacionam com a televisão digital, conforme mostra a Figura 27. É de se notar que a televisão é um portal de ações interativas infi nitas e o telespectador está mudando a sua forma de assistir TV. Uma pesquisa realizada na Inglaterra e nos Estados Unidos mostrou que aproximadamente 50% dos telespectadores assistem TV comentando no Twitter, facebook e outras redes sociais [17]. Isto evidencia o signifi cado da interatividade, onde o telespectador quer participar ativamente do que está vendo na TV, fazendo comentários, reunindo opiniões e debatendo situações. Para o telespectador, a emissora também o assiste. Os veículos de comunicação devem estar preparados para este cenário, já que todas as mídias estarão integradas, dando origem ao termo transmídia, que indica a integração e continuidade de um produto da mídia em outros veículos. Além do canal de retorno, a interatividade plena, a TV 3D e o surgimento de um ambiente multisserviço, colocam a televisão digital como uma plataforma interativa que busca oferecer uma gama de serviços para os usuários, além de uma experiência única em alta defi nição de vídeo e alta qualidade de som.

Figura 27 - Pirâmide de Tendências na TV Digital

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GLOSSÁRIO

Twitter e Facebook: são redes sociais que permitem aos usuários enviar e receber atualizações pessoais de outros contatos.

TV 3D: é um equipamento de televisão que permite a visualização de imagens a três dimensões, com ou sem o auxílio de óculos 3D.

Broadcast (do Inglês, “transmitir”) ou Radiodifusão: é o processo pelo qual se transmite ou difunde determinada informação, tendo como principal característica que a mesma informação está sendo enviada para muitos receptores ao mesmo tempo.

PDA: é um computador de bolso, tem a capacidade de processar informações de acordo com os softwares nele instalados.

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REFERÊNCIAS

[1] CPqD: Modelo de Referência - Projeto Sistema Brasileiro de Televisão Digital: OS40539 - FUNTTEL

[2] CPqD: Cadeia de Valor - Projeto Sistema Brasileiro de Televisão Digital: OS40539 - FUNTTEL

[3] Resultados da Pesquisa Nacional de Amostra de Domicílios (PNAD, Fonte: IBGE), Disponível em: http://www.teleco.com.br/pnad.asp

[4] Secretaria de Comunicação Social da Presidência da República, Disponível em: http://www.secom.gov.br/sobre-a-secom/publicidade/midia

[5] DTV - Site Ofi ciel da Televisão Digital Brasileira, Disponível em: http://www.dtv.org.br/index.php/onde-ja-tem-tv-digital/evolucao-da-tv-digital/

[6] SET 2010 Broadcast & Cable Ara Apkar Minassian Agência Nacional de Telecomunicações - 24 de agosto de 2010

[7] Livro - TELEVISÃO DIGITAL MARCELO SAMPAIO ALENCAR, ISBN: 9788536501482

[8] Dolby Laboratories, Disponível em: http://www.dolby.com/index.html

[9] PADRÕES DE MIDDLEWARE PARA TV DIGITAL Rafael V. Coelho Fundação Universidade Federal do Rio Grande

[10] Portal teleco, Disponível em: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialtvdpadrao/pagina_5.asp - http://www.dibeg.org/

[11] Digital Video Broadcasting, Disponível em: http://www.dvb.org/[12] Digital Television Systems, Marcelo S.Alencar, - Cambridge: www.cambridge.org/9780521896023

[13] DVB Fact Sheet - May 2011 Digital Terrestrial Television, Disponível em: www.dvb.org/