UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

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1 UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA INSTALAÇÃO DO TRANSMISSOR DIGITAL PARA TRANSMISSÃO DO SINAL DE TELEVISÃO PADRÃO ISDB-TB NA EPTV CAMPINAS S/A Área de Ciências Exatas e Tecnológicas por Pablo Prado Virti Débora Meyhofer Ferreira, Ms Orientador Campinas (SP), Novembro de 2009 UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO

2 CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA INSTALAÇÃO DO TRANSMISSOR DIGITAL PARA TRANSMISSÃO DO SINAL DE TELEVISÃO PADRÃO ISDB-TB NA EPTV CAMPINAS S/A Área de Ciências Exatas e Tecnológicas por Pablo Prado Virti Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Elétrica para análise e aprovação. Orientador: Débora Meyhofer Ferreira, Ms Campinas (SP), Novembro de 2009 ii

3 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a meus pais, a minha irmã e a minha namorada, pela participação e incentivo em todos os momentos da minha vida. Aos amigos de graduação, pela longa jornada de trabalho duro. iii

4 AGRADECIMENTOS Agradeço minha professora e orientadora Débora Meyhofer Ferreira pela dedicada orientação para a realização deste trabalho. Agradeço também meus colegas de trabalho que participaram direta ou indiretamente na realização deste projeto. iv

5 SUMÁRIO LISTA DE ABREVIATURAS... vi LISTA DE FIGURAS... vii LISTA DE TABELAS... viii RESUMO... ix ABSTRACT... x 1. INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos METODOLOGIA ESTRUTURA DO TRABALHO PADRÕES DE TRANSMISSÃO DA TV DIGITAL CANAL DE TRANSMISSÃO PADRÕES DE TV DIGITAL O TRANSMISSOR DE TV DIGITAL PROJETO TESTES DE ACEITAÇÃO EM FÁBRICA INSTALAÇÕES FÍSICAS INSTALAÇÃO TRANSMISSOR E PRÉ-TRANSMISSOR Instalação Pré-TX Instalação TX Instalação das Antenas CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS v

6 LISTA DE ABREVIATURAS TCC USF EPTV ISDB-T OFDM ATSC DVB ABERT SET OFDM TMCC TS BTS SDTV EDTV HDTV LDTV EPG SFN SDI ASI FI FDM BER MER SBTVD SWO TX STC GOP Trabalho de Conclusão de Curso Universidade São Francisco Empresa Paulista de Televisão Integrated System Digital Broadcasting Terrestrial Coded orthogonal frequency division multiplexing Advanced Television System Comitee Digital Video Broadcasting Associação Brasileira de Rádio e Televisão Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão Orthogonal frequency-division multiplexing Transmission and Multiplexing Configuration Control Transport Stream Broadcast Transport Stream Standart Definition Television Enhanced Definition Television High Definition Television Low Definition Television Eletronic Program Guides Single Frequency Network Serial Digital Interface Asynchronous Serial Interface Freqüência intermediaria Frequency Division Multiplexing Bit-Error-Rate Modulation Error Rate Sistema Brasileiro de Televisão Digital Switch Over Unit Transmissor System Time Clock Group of Picture vi

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Comparação entre a recepção indoor dos três padrões [1] Figura 2 Exemplos de alocação de canal na banda de 6 MHz [1]... 6 Figura 3 Exemplo de Distribuição de 3 subportadoras na técnica OFDM [14] Figura 4 Espectro do canal Digital X Espectro do Canal Analógico [4] Figura 5 Diagrama básico de um transmissor de TV Digital ISDB-Tb [8] Figura 6 Mascara do espectro do Canal 42 transmissor EPTV Campinas Figura 7 Layout da sala preparada para receber o transmissor Digital Figura 8 Diagrama em Blocos do Pré-TX [1] Figura 9 Diagrama em Blocos do TX [1] Figura 10 Rack de equipamentos do Pré-TX Figura 11 Formato de um Bloco BTS Figura 12 Diagrama em Blocos de funcionamento do Pré-TX Figura 13 Racks de equipamentos e monitoração do Pré-TX Figura 14 Detalhe do MUX e Encoder s (HD/SD e One-Seg) Figura 15 Filtro Passa-Faixa Canal Figura 16 Bombas de água; Resfriamento do TX Figura 17 Diagrama em Blocos de funcionamento do TX Figura 18 Transmissor Digital Canal Figura 19 Detalhe do painel de Controle e Módulos PA Figura 20 Antenas (painel) Canal 42 para transmissão do Sinal Digital Figura 21 Diagrama de Instalação das Antenas vii

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Comparação entre as resoluções do sistema Analógico e do sistema Digital... 7 Tabela 2 Test Data do transmissor Digital da EPTV Campinas viii

9 RESUMO PRADO VIRTI, Pablo. INSTALAÇÃO DO TRANSMISSOR DIGITAL PARA TRANSMISSÃO DO SINAL DE TELEVISÃO PADRÃO ISDB-TB NA EPTV CAMPINAS S/A. Campinas, Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade São Francisco, Campinas, A TV Digital vem ocupando cada vez mais espaço perante a comunidade cientifica e tecnológica no Brasil, devido a sua enorme gama de possibilidades para pesquisa e desenvolvimento. Porém, não são apenas os especialistas que sentem esta mudança, a população em geral, também sente os benefícios que esta nova tecnologia traz, dia a dia em suas casas. Devido à TV Digital, ser uma realidade ainda em expansão no Brasil, poucas emissoras no país oferece aos seus telespectadores este tipo de serviço. Este trabalho apresenta como foi realizada a instalação do Transmissor Digital para TV, padrão brasileiro ISDB-Tb na empresa EPTV Campinas S/A, a primeira afiliada da Rede Globo de Televisão a transmitir o sinal Digital de TV no interior do país, apresentando todo o processo realizado para a eficiente instalação de um equipamento onde o alto investimento, não admite falhas. Palavras-chave: TV Digital, Transmissor Digital, ISDB-Tb, ix

10 ABSTRACT The Digital TV is occupying more and more space between the scientific community and technological in Brazil, due to enormous range of possibilities for research and development. However, they are not just the specialists feeling this change, the population in general, also feeling the benefits that new technology brings, day by day in their houses. Due to Digital TV, to be a reality still in expansion in Brazil, few TV station in the country offer to their TV viewers this service type. This work presents how the installation of the Digital Transmitter was accomplished for TV, Brazilian pattern ISDB-Tb in the company EPTV Campinas S/A, the first member from Rede Globo of Television to transmit the Digital sign of TV inside the country, presenting the whole process accomplished for the efficient installation of an equipment where the high investment, doesn't admit failures. Keywords: Digital TV, Digital Transmitter, ISDB-Tb. x

11 1. INTRODUÇÃO No Brasil, o sistema de televisão atinge aproximadamente 90% dos lares, isso faz com que a televisão se torne um veículo de informação capaz de formar opiniões. Além disso, por razões culturais ou financeiras, a televisão é uma das principais formas de entretenimento da população. Por esta razão, é importante salientar que a migração do sistema analógico para digital ter que ser realizada de tal maneira, que se minimizem os impactos à população, pois a televisão funciona como um importante fator de integração social [1]. A TV Digital foi tema objeto de muitos estudos, e ainda está longe da estabilidade comercial. Tecnicamente, a TV digital no Brasil é exemplo internacional, com funcionamento muito melhor do que o esperado. Porém faltam incentivos para que a população compre os receptores, considerados caros e sem atrativos para quem não tem TV de plasma ou LCD de alta definição. Resumidamente, as discussões sobre a TV digital começaram no Brasil em 1994, quando foram feitos os primeiros estudos sobre o tema, conduzidos pela Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão (SET) e a Associação Brasileira de Emissoras de Rádio e Televisão (Abert). Desde então tem se debatido vários aspectos tecnológicos, com foco nos padrões e sistemas internacionais que poderiam ser adotados. Até 2000, não houve resultados concretos desses estudos. Ficaram muito mais na suposição e na falta de vontade política de avançar. Centrando os estudos nos três sistemas existentes (americano ATSC, europeu DVB e japonês ISDB), a Anatel iniciou os seus estudos sobre TV digital e mercado de telecomunicações em Além de tomar a frente nas pesquisas, a Agência avalizou a iniciativa SET/Abert, dando continuidade ao trabalho que vinha sendo desenvolvido, porém com uma visão mais pragmática. O objetivo inicial era escolher um dos três padrões para ser adotado pelo Brasil. O desenvolvimento de um sistema nacional estava totalmente fora de questão. No início de 1999 foram importados os equipamentos necessários para testar os três sistemas de transmissão. Os testes de laboratório e de campo foram feitos em setembro daquele ano e em janeiro de 2000, respectivamente. Também foram feitas demonstrações da tecnologia em locais públicos, como shoppings. Logo no início dos testes, em fevereiro de 2000, percebeu-se que a modulação 8-VSB, usada pelo sistema norte-americano, não atendia às necessidades brasileiras, uma vez que seu desempenho foi insatisfatório na recepção doméstica, principalmente usando antenas internas. Esse fato levou a Anatel a descartar o padrão de modulação norte-americano, colocando em consulta pública a 1

12 utilização do COFDM, usado pelo DVB e ISDB. Atualmente no Brasil, quase metade (47%) dos aparelhos de TV tem recepção apenas por antenas internas. O relatório final dos testes de TV digital confirmou o melhor desempenho dos sistemas europeu e japonês, além do desempenho insuficiente do ATSC (americano) nos quesitos transmissão de sinais em áreas de sombra e para receptores móveis. Entre os dois primeiros, o ISDB (japonês) foi considerado superior ao DVB (europeu), devido ao melhor desempenho na recepção de sinais televisivos em ambientes fechados, e a sua flexibilidade para recepção de programas ou acesso a serviços, através de terminais fixos ou móveis. Em testes realizados pelo grupo ABERT/SET (Março/2000) para a recepção indoor, tipicamente doméstica, o resultado para o sistema ATSC foi no mínimo desastroso, como se vê na figura abaixo, mostrando desta maneira a superioridade do sistema DVB e o resultado ainda melhor do sistema ISBD. Apontando este último como o melhor sistema a nível técnico para transmissão de televisão digital terrestre [1]. Figura 1 Comparação entre a recepção indoor dos três padrões [1]. Em 31 de agosto de 2000, a Anatel encerrou a discussão técnica sobre o padrão de TV digital a ser adotado no Brasil. Esperava-se um pronunciamento oficial sobre qual tecnologia seria adotada, mas este anúncio foi adiado para depois da posse do novo governo, que ocorreria dois anos depois. 2

13 Após a posse, o então Ministro das Comunicações, Miro Teixeira, encaminhou uma carta de intenções ao Presidente da República, onde levantou a necessidade da inclusão digital através da TV interativa. Era o primeiro sinal de que o assunto teria outro tratamento. O passo seguinte foi o anúncio de que o país desenvolveria um padrão próprio de transmissão, idéia que foi amplamente defendida pelo ministro até sua saída do Ministério, um ano após tomar posse. Em maio do mesmo ano, foi criado um grupo de estudo para analisar novamente o assunto e dar um parecer sobre os estudos já realizados. Os trabalhos desse grupo de estudo duraram até novembro, quando saiu o decreto Nº , que instituiu o Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD). O decreto, além de nortear a transição do sistema analógico para o digital, deixou claro que esse avanço tecnológico não se restringiria a uma simples troca de equipamentos. A preocupação com a inclusão social por intermédio da TV e com o desenvolvimento da indústria nacional estava entre os principais objetivos. O decreto deixou claro que a TV digital seria uma ferramenta com finalidades sociais, não uma simples evolução tecnológica que atende apenas a interesses mercadológicos ou econômicos. O resultado final foi a opção pelo padrão OFDM-BST de modulação, integrante do sistema japonês de TV digital, que permite transmissões para dispositivos portáteis na mesma freqüência do canal de radiodifusão. Além disso, foram incorporadas inovações tecnológicas como o padrão de codificação H.264 e o middleware Ginga. Este último desenvolvido nacionalmente. A inauguração da TV digital brasileira aconteceu em dois de dezembro de 2007, em São Paulo. Na ocasião, as principais redes de TV da cidade lançaram suas transmissões digitais, mesclando conteúdos em alta definição com outros em definição padrão. Também foram lançadas as transmissões One-Seg, para dispositivos portáteis, em baixa definição. A interatividade foi postergada para um segundo momento. No entanto, vários fabricantes de set top boxes (receptores digitais, com saída analógica, que fazem a decodificação do sinal digital e suportam a interação do usuário) embutem softwares nos equipamentos, o que permite algum tipo de interatividade, como o guia de programação. As informações que compõem o guia são transmitidas multiplexadas ao fluxo de áudio e vídeo, e extraídas no momento da exibição. Como as transmissões digitais foram iniciadas sem o middleware Ginga nos set top boxes, atualmente o guia eletrônico de programação (EPG) é o único recurso interativo presente que permite alguma interação entre o usuário e o receptor através de software e controle [13]. 3

14 Desde 1998, a EPTV se prepara para a chegada da TV Digital. Há 10 anos, foi iniciada uma intensa fase de pesquisas, estudos, treinamentos e investimentos no sistema. A emissora foi a primeira no país a operar um sistema integrado de captação, edição e exibição de conteúdo jornalístico totalmente digital, desenvolvido em parceria com a indústria nacional. O início da transmissão digital em alta definição é um novo marco na história da EPTV. No dia 03 de dezembro de 2008 a emissora, passa a ser a primeira afiliada da Rede Globo a transmitir o sinal digital fora das capitais. [10] Ser a primeira emissora afiliada a Rede Globo a transmitir o sinal Digital de TV exigiu de toda a equipe de engenharia da empresa além de empenho, soluções eficazes, pois a instalação do transmissor digital, que é o coração desta nova tecnologia, não foi uma tarefa fácil, devido ao alto investimento e o prazo para conclusão da instalação. 1.2 OBJETIVOS Objetivo Geral O objetivo geral deste trabalho é apresentar um estudo de como foi realizado e planejado todo o processo de instalação do Transmissor Digital padrão ISDB-Tb na EPTV Campinas S/A. Serão abordados além dos aspectos técnicos e históricos sobre a TV Digital, os aspectos sobre os equipamentos e as características de instalação do Transmissor Objetivos Específicos Para atingir os objetivos deste trabalho será necessário: Apresentar um pouco da história sobre o processo político é técnico para definição do padrão brasileiro de TV digital. Demonstrar os padrões existentes de TV Digital no mundo e as principais características do padrão escolhido pelo Brasil (ISDB-T). Apresentar as principais características de um transmissor Digital de sinal de TV e suas similaridades e diferenças em relação a um Transmissor Analógico. Demonstrar como foi realizado o processo de instalação física do Transmissor e as dificuldades e soluções encontradas pela equipe de engenharia da EPTV- Campinas. 4

15 1.3 METODOLOGIA Para a execução do trabalho será realizado a pesquisa sobre tecnologias e padrões existentes para a TV Digital, além de um comparativo com o sistema analógico atual. Os procedimentos adotados para a apresentação da instalação do Transmissor será a demonstração através de diagramas elétricos e fotos do processo, juntamente com os conceitos teóricos envolvidos nesta etapa que estarão baseados em leitura de manuais, apostilas e artigos referentes ao assunto. 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO O Capítulo 1 deste trabalho apresenta uma visão geral dos aspectos políticos envolvidos no processo de definição técnica e normativa do padrão brasileiro de TV Digital, juntamente com os principais objetivos desta pesquisa. No Capítulo 2 são apresentados os padrões existentes no mundo para Transmissão do sinal Digital de TV, dando ênfase no padrão brasileiro ISDB-Tb, nos formatos utilizados para alocação do canal de transmissão e padrões de definição de imagens. O Capítulo 3 apresenta as principais diferenças entre um transmissor de sinais de TV Analógico e Digital, demonstrando o tipo de modulação utilizado no processo de transmissão digital. No Capítulo 4 é relatado o projeto de instalação no Transmissor Digital de TV, na EPTV Campinas S/A, apresentando conceitos teóricos, digramas de instalação e fotos do projeto. No Capítulo 5 é apresentando as considerações finais do trabalho. 5

16 2. PADRÕES DE TRANSMISSÃO DA TV DIGITAL A fundamentação teórica deste trabalho estará baseada nos conceitos e estudos existentes sobre o canal de transmissão, padrões de TV Digital, padrão ISDBT-b e o Transmissor de TV Digital. 2.1 CANAL DE TRANSMISSÃO O canal de TV Digital ocupa a mesma largura de faixa que o canal Analógico que é de 6 MHz, porém, no canal digital é possível otimizar o uso da banda de transmissão dependendo da necessidade da empresa. Existem 4 tipos de definição de imagem quando falamos em TV Digital: SDTV (Standart Definition Television): possui uma definição praticamente igual (um pouco melhor) à obtida nos padrões analógicos, porém, com técnicas de compressão digital que ocupam uma parcela do espectro muito menor. EDTV (Enhanced Definition Television): opção intermediária entre o SDTV e o HDTV. Com isso, possui uma boa definição de imagem, porém sem ocupar toda a banda disponível. Esta resolução não é utilizada pelo padrão japonês (ISDB). HDTV (High Definition Television): opção que utiliza uma resolução de imagem altíssima, porém, desta forma ocupa quase toda a banda disponível do canal de 6 MHz. LDTV (Low Definition Television): opção que utiliza uma baixa resolução (menor que nos padrões analógicos) e será utilizado na transmissão para receptores móveis (celulares etc.). Abaixo podemos ver alguns exemplos da alocação de canal dentro da banda de 6MHz: Figura 2 Exemplos de alocação de canal na banda de 6 MHz [1]. usuário. O campo D representa uma parcela do espectro destinada à transmissão de dados para o 6

17 Este campo permite interatividade do telespectador com a programação, ou ainda, acesso à internet através do receptor digital. Neste último caso, o canal de retorno pode ser feito através de uma linha telefônica convencional. Abaixo é apresentada uma tabela de comparação entre as resoluções do sistema atual (analógico) e do sistema digital: [1] Tabela 1 Comparação entre as resoluções do sistema Analógico e do sistema Digital Fonte: [1] Analisando a tabela acima verificamos que, mesmo quando usamos o modo SDTV, há um considerável ganho de resolução quando comparamos ao PAL-M. Isto ocorre devido à diferença entre o número total de linhas e o número de linhas ativas, pois, como sabemos, as primeiras e últimas linhas do quadro são perdidas devido ao apagamento vertical, no sistema analógico [1]. 2.2 PADRÕES DE TV DIGITAL A criação da TV Digital trouxe grandes vantagens em relação à TV Analógica, em termos de qualidade de imagem e som, interatividade com o telespectador e diversidade na programação [2]. O Sistema de TV Digital Brasileiro oferece melhor qualidade de imagem e som, além da possibilidade de interatividade, transmissão simultânea para recepção fixa, móvel e portátil. Os três padrões de TV Digital mais conhecidos são: o norte-americano Advanced Television System Committee (ATSC), utilizado pelos Estados Unidos, México, Canadá e Coréia do Sul; o Europeu, Digital Vídeo Broadcasting (DVB), adotado por vários países Europeus; e o Japonês, Integrated System Digital Broadcasting (ISDB), usado somente no Japão e utilizado como base para o desenvolvimento do brasileiro. Já o sistema Europeu (DVB) privilegiou a multiprogramação, porém a qualidade da imagem é inferior aos demais padrões. Esse sistema também permite a mobilidade e a portabilidade [3]. 7

18 O padrão ISDB-T foi baseado no padrão Europeu (DVB), com algumas mudanças para permitir maior mobilidade no receptor [2]. Dentre as três, a tecnologia japonesa padrão ISDBT é a mais completa, permite a transmissão em alta definição, mobilidade, portabilidade e interatividade [3]. O padrão ISDB-T foi adotado em transmissões comerciais no Japão em Dezembro de Lá, o mercado é de aproximadamente 100 milhões de aparelhos de TV. O Brasil, que utiliza o padrão PAL-M (Phase Alternated Line - Monocromatic) adotou o sistema ISDB-T para suas transmissões digitais [1]. 2.3 O PADRÃO ISDB-T Este padrão foi desenvolvido pelo NHK STRL (NHK Science & Technical Research Laboratories). As pesquisas tiveram início por volta de 1960, mas somente em 1973 um padrão de HDTV foi proposto ao ITU-R (International Telecommunications Union Radiocommunications). Na década de 80, foi desenvolvida a câmera de TV de tubo de raios catódicos de alta definição, gravador de vídeo, equipamentos de edição, entre vários outros dispositivos de alta definição. Em 1982 a NHK desenvolveu o MUSE (Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding), o primeiro sistema de compressão e transmissão de vídeo HDTV. Em 1987 a NHK fez uma demonstração do MUSE em Washington. Esta demonstração foi muito bem sucedida e, em conseqüência, os Estados Unidos desenvolveram o padrão ATSC (Advanced Television Systems Committee). Logo após, a Europa também desenvolveu seu próprio sistema de TV digital, o DVB (Digital Video Broadcasting). O Japão iniciou as transmissões terrestres de HDTV utilizando o padrão ISDB-T em 1 de dezembro de 2003, através da NHK e outras estações de TV [1]. Características: O ISDB-T pode transmitir até dois canais HDTV para receptores fixos e um canal LDTV para receptores móveis utilizando a banda de 6 MHz; Pode transmitir até quatro canais SDTV ao invés de um HDTV; Estas combinações podem ser alteradas a qualquer momento pelo radiodifusor; Provê serviços de interatividade com transmissão de dados; Pode fornecer o EPG (Eletronic Program Guides); Suporta acesso à Internet através do canal de retorno; Pode oferecer também acesso à internet para receptores móveis; Trabalha com redes SFN (Single Frequency Network) permitindo assim um melhor uso do espectro de freqüências; 8

19 Suporta recepção interna com uma simples antena (sobre a TV, por exemplo); É um sistema robusto contra interferências por multipercurso; Também oferece robustez contra interferências providas do sistema analógico de transmissão (isto é importante, pois os sistemas irão coexistir por pelo menos dez anos); Oferece também uma ótima qualidade de recepção em ambientes urbanos (prédios, veículos, etc.) por ter uma boa proteção contra ruídos impulsivos (comuns na recepção móvel); Pode transmitir um canal HDTV para um veículo que se move a 100 Km/h, por exemplo. O sistema DVB-T só pode transmitir um canal SDTV nesta situação, enquanto o sistema ATSC não suporta este tipo de aplicação; Utiliza tecnologia 1seg (um segmento) para transmissão para receptores móveis (celulares, notebooks, etc.) [1]. 9

20 3. O TRANSMISSOR DE TV DIGITAL Com o início das transmissões digitais terrestres no Brasil, uma dúvida que surge entre os profissionais da área é - como vai ser o transmissor digital? A principal diferença entre os transmissores está no estágio modulador. No caso do Transmissor Analógico, o modulador gera as portadoras de vídeo e áudio moduladas em FI (freqüência Intermediaria) na faixa de 41 a 47 MHz. Essa FI é convertida para o canal designado de transmissão que é posteriormente amplificado até a potência nominal. No caso do Transmissor Digital, o modulador digital também gera uma FI com freqüência central de 37,15 MHz, porém não existe mais as portadoras de vídeo e áudio, a primeira modulando em amplitude (AM) e a segunda modulando em freqüência (FM). A FI produzida pelo modulador Digital utiliza a modulação OFDM (Orthogonal frequencydivision multiplexing). Trata-se de uma técnica de modulação baseada na multiplexação por divisão de freqüência (FDM), onde múltiplos sinais são enviados em diferentes freqüências. A modulação OFDM parte deste conceito, mas vai além, pois divide uma única transmissão em múltiplos sinais (dezenas ou milhares) com menor ocupação espectral. Somando-se a isto técnicas avançadas de modulação em cada componente, o resultado é um sinal com grande robustez à interferências [4]. Na técnica OFDM, divide-se a banda que será utilizada para a comunicação entre várias subportadoras. As subportadoras são posicionadas de tal forma que os zeros de cada uma coincidam com os das outras [14]. Figura 3 Exemplo de Distribuição de 3 subportadoras na técnica OFDM [14] 10

21 Na figura abaixo, observa-se o espectro de um canal digital sobreposto ao um canal analógico. Figura 4 Espectro do canal Digital X Espectro do Canal Analógico [4] Na figura 4 pode ser observado, que o transmissor digital ocupa toda a largura de banda, ao contrário do analógico [4], isso ocorre devido às técnicas de modulações digitais associadas às técnicas de compressão de vídeo [2]. Com isso, aliado à maior sensibilidade dos receptores digitais há a possibilidade de ser utilizado para a mesma área de cobertura uma potência dez vezes menor do transmissor Digital em relação ao Transmissor Analógico. Figura 5 Diagrama básico de um transmissor de TV Digital ISDB-Tb [8] 11

22 Outra característica importante será a maneira de se efetuar medidas nos dois tipos de transmissores. Nos transmissores analógicos, é utilizado uma série de sinais de vídeo de teste como, por exemplo, o Stair-case, Multiburst, Red Field, Color bars, 5 Step. Com esses sinais em um modulador analógico padrão, poderá ser avaliado a qualidade da transmissão. No transmissor digital isso não será mais possível, uma vez que a informação estará toda em forma de bits e a qualidade da transmissão será avaliada em termos da taxa de erro de bit (BER). O BER (Bit-Error-Rate) ou taxa de erro de bit é uma medição onde se avalia a quantidade de bits com erro dentro de um lote (de uma forma mais simples, é a relação entre o numero de bits com erro e o numero de bits enviados) [12]. Outra medida muito importante observada no sinal Digital é o MER (Modulation Error Rate), que é a medida de degradação total no sinal transmitido devido à presença residual da portadora (a portadora não foi totalmente suprimida). [16] A taxa de erro de modulação (MER) dever ser de no mínimo 30 db [15]. A realização da análise visual, anteriormente efetuada no sinal analógico, não será mais possível no sinal Digital, pois a imagem digital será perfeita ou não existirá imagem [4]. Na TV Analógica os canais com multipercurso criam a sobreposição de imagem, causando os chamados fantasmas, o que prejudica a qualidade na recepção. Já na TV Digital, os canais com multipercurso introduzem a Interferência Intersimbólica (ISI), que é a sobreposição dos bits transmitidos devido a dispersão temporal do canal. A ISI causa o aumento na taxa de erro de bits, diminuindo o desempenho do sistema [2]. Para finalizar, os princípios básicos para a transmissão do Sinal Digital continuam iguais ao do Analógico, pois a informação a ser transmitida é digital, porém o resultado final da modulação digital é analógica [4]. 12

23 4. PROJETO Realizar a montagem de um transmissor Digital de TV é um trabalho que exige um envolvimento e dedicação muito grande da equipe que o executa, é um processo longo onde o estudo prévio das condições físicas e técnicas dentro da emissora devem ser criteriosamente avaliados e as exigências em relação às características de funcionamento do equipamento devem obedecer primeiramente às normas brasileiras e depois, as necessidades da empresa. Este projeto ira apresentar o processo realizado pela engenharia da EPTV Campinas durante a instalação do transmissor Digital de TV adquirido pela empresa. 4.1 TESTES DE ACEITAÇÃO EM FÁBRICA Um item de extrema importância na aquisição de um transmissor de TV Digital é o teste de aceitação realizado em fábrica. Durante o teste deve-se exigir do fabricante que o equipamento adquirido esteja de acordo com as especificações técnicas exigidas pela ANATEL e que também esteja aderente as normas do sistema brasileiro de TV digital SBTVD. A EPTV Campinas enviou para a cidade de Gotemba/Japão em Julho de 2008 uma equipe técnica para realizar os testes de aceitação na empresa NEC (Jabil Circuit Gotemba, K.K) afim de assegurar se o transmissor adquirido pela EPTV estava dentro das normas pré-estabelecidas. Abaixo seguem os dados retirados do Test Data original de fábrica: Transmissor Digital de Televisão padrão ISDB-Tb Campinas/Brasil Canal: 42 (638 MHz 644 MHz) Potência: 2500 Watts 13

24 Tabela 2 Test Data do transmissor Digital da EPTV Campinas. Todos os valores medidos e inseridos na tabela 2 foram realizados em conjunto pela equipe EPTV e equipe NEC. É importante salientar que todas as medidas realizadas no teste de aceitação tem referências especificadas pela Norma Brasileira de TV Digital. 14

25 Outro ponto importante durante os testes de aceitação é a análise da máscara de espectro do canal. Esta máscara deve atender também às especificações da norma do SBTVD. Abaixo temos as medições realizadas que indicam as atenuações mínimas das emissões fora da faixa em relação à potência média do transmissor, especificadas em função do afastamento em relação à portadora central do sinal digital, para a máscara crítica. A medição foi realizada levando em consideração a freqüência de afastamento da portadora central do sinal digital em -3,15MHz onde a atenuação mínima em relação à potência média, medida na freqüência da portadora central deve ser maior que 50 db. [11] Figura 6 Mascara do espectro do Canal 42 transmissor EPTV Campinas 4.2 INSTALAÇÕES FÍSICAS Um ponto importante no processo de instalação de um TX Digital de TV é realizar o projeto da sala onde será acomodado o equipamento. Para construção da sala é necessário a definição da posição dos equipamentos e racks, para que sejam, construídas as canaletas de passagem de cabos (terrestres e aéreas), pois, não podemos conduzir cabos de áudio, vídeo e TS junto aos cabos de energia elétrica, devido aos riscos de interferência.o equipamento adquirido pela EPTV é resfrigerado à água, neste caso, existe também, a importância de determinar as entradas e saídas dos dutos de água, pois, o resfriamento é realizado externamente à sala. Abaixo segue o layout da sala construída: 15

26 Figura 7 Layout da sala preparada para receber o transmissor Digital. 4.3 INSTALAÇÃO TRANSMISSOR E PRÉ-TRANSMISSOR O transmissor Digital de TV é dividido em duas partes, diferentemente do transmissor analógico de TV. O TX Analógico é alimentado direto com o sinal de áudio e vídeo (para posterior modulação) enquanto o TX Digital é alimentado por um pacote de dados, chamado Transport Stream, devido a isso, dividimos a instalação do TX Digital em duas partes, Pré-TX, responsável por criar o Transport Stream e o TX, responsável por Modular o pacote de dados para posterior transmissão. Abaixo seguem os diagramas básicos do Pré-TX e do TX: 16