TRANSMISSOR DE TV DIGITAL. Francisco Januário Bacharel em Engenharia de Telecomunicações Mestrando em Engenharia Elétrica

Transcrição

1 TRANSMISSOR DE TV DIGITAL Francisco Januário Bacharel em Engenharia de Telecomunicações Mestrando em Engenharia Elétrica

2 Vídeo Áudio Novos serviços e aplicações interativas Transmissor de TV Digital Diagrama de Transmissão/Recepção Codificação do sinal de vídeo Codificação do sinal de áudio Inserção de dados Multiplexação e transporte de sinais Transmissão Codificação de canal e modulação / transmissão dos sinais Canal de retorno Vídeo Áudio Decodificação do sinal de vídeo Decodificação do sinal de áudio Demultiplex. de sinais Recepção Decodificação de canal e demodulação dos sinais Novos serviços e aplicações interativas Inserção de dados 2

3 Diagrama do Transmissor 3

4 Equipamentos do Transmissor Antena GPS Antena UHF Fabricante: IF TELECOM Modelo: 1FL PDTV Filtro UHF Fabricante: COM-TECH Modelo: UHF 100W 6-Pole Bandpass filter 4

5 Equipamentos do Transmissor Sonda N-N RF Output Fabricante: Hitachi Kokusai Linear Transmissor ISDB-T B Digital Exciter + UHF Power Amplifier / Excitador + Amplificador de Potência UHF (Gaveta) Fabricante: Hitachi Kokusai Linear Digital Multiplexer / Multiplexador Digital Fabricante: Hitachi Kokusai Linear Modelo: ISMUX-003 Input: TS / ASI Output: BTS / ASI 5

6 Equipamentos do Transmissor H.264 1Seg/SD Encoder / Codificador 1Seg/SD Padrão H.264 Fabricante: Hitachi Kokusai Linear Modelo: MD9001/9040 Input: HD/SD SDI Output: 1Seg / SD Up Converter Frame Synchronizer and Converter / Conversor e sincronizador de quadros Fabricante: Harris Modelo: X50 Input /Output Video: 3G/HD/SD-SDI Input Audio: AES/DARS Output Audio: AES 6

7 Fluxo do Sinal O sinal de vídeo é gerado pela câmera e enviado para o Up Converter que converte para o sinal do tipo SDI. O Up Converter recebe o sinal de vídeo e converte em digital no padrão SDI para ser enviado aos codificadores. Recebe o sinal com a potência adequada e transmite para o espaço, direcionando para as antenas receptoras. É utilizado um filtro de canal UHF passafaixa (ou passa-banda), na saída do excitador, para suprimir emissões fora da banda que possam interferir com outros canais. O Encoder 1-Seg/SD codifica o sinal SDI em um pacote TS 1-Seg/SD padrão H.264. O Multiplexador junta todos os pacotes TS em um único pacote, o BTS, adiciona algumas tabelas e envia para ser modulado. O sinal é modulado em OFDM e amplificado para ser transmitido. 7

8 Up Converter Cabo Coaxial com conector BNC 8

9 Encoder 9

10 TS (Transport Stream Pacote de Transporte) Consiste em um pacote de informações, vídeo ou áudio, com tamanho máximo de 188 bytes. 10

11 Sinal ISDB-T O sinal de A/V é convertido para um sinal SDI (Serial Digital Interface). (UP CONVERTER) Este SDI é então codificado e comprimido em MPEG-4 convertendo-se em um Transport Stream (TS). Este TS possui 188 bytes. (ENCODER) Os vários TS s são multiplexados, recebem informações de modulação, correção de erros, transmissão (IIP) além de tabelas SI/PSI e a partir do Multiplexador (MUX) temos o BTS (Broadcast Transport Stream). O BTS possui 204 bytes. (MULTIPLEXADOR) 11

12 Multiplexador 12

13 Sinal ISDB-T 13

14 Transmissor Real de TV Digital Estrutura do BTS Alguns dados importantes contidos no BTS: Áudio(s) Vídeo(s) Tabelas obrigatórias Tipo de modulação FEC Intervalo de Guarda Delay dos Transmissores (SFN Single Frequency Netwok) 14

15 Configuração do Multiplexador 15

16 Configurações do Modulador 16

17 Configuração do Multiplexador 17

18 Configuração do Multiplexador 18

19 Configuração do Multiplexador 19

20 Intervalo de Guarda Responsável pela imunidade a multipercursos, geradores dos fantasmas em TV Analógica, no ISDB-TB são cancelados pela adição no símbolo posterior de uma amostra do símbolo anterior. O tamanho da amostra influi na imunidade ao multipercurso e na taxa de transmissão útil. Pode ser de 1/4, 1/8, 1/16 ou 1/32 do símbolo. 1/4 - Maior imunidade a multipercursos porém menor taxa útil de transmissão. Motivo: Uma amostra muito grande do símbolo precisa ser repetida. Ou seja, 25% do sinal. 1/32 Menor imunidade a multipercursos porém com maior taxa útil de transmissão. Motivo: Uma amostra muito pequena do símbolo precisa ser repetida. Ou seja, 3,125% do sinal. 20

21 Intervalo de Guarda 21

22 Configuração do Multiplexador 22

23 Segmentação de Banda 23

24 Configuração do Multiplexador 24

25 Segmentação de Banda 25

26 Configuração do Multiplexador 26

27 OFDM OFDM (Orthogonal frequency-divison multiplexing): Múltiplos sinais são enviados em diferentes frequências. Cada sub-portadora é modulada individualmente e independentemente: QPSK ou QAM. Boa imunidade à múltiplos percursos: Fantasmas na TV analógica. 27

28 Modulação QPSK/DPSK 28

29 Modulação 16 QAM 29

30 Modulação 64 QAM 30

31 Configuração do Multiplexador 31

32 Modo FFT FFT (Fast Fourier Transform) Transformada Rápida de Fourier. Define a quantidade de portadoras OFDM que compõem o canal de 6MHz. Pode ser 2k, 4k ou 8k. Não influi na taxa de transmissão. Apenas na imunidade do sistema ao desvanecimento seletivo provocado por multipercurso (nesse caso quanto maior a duração do símbolo melhor) e ao efeito doopler provocado por recepção de sinais em movimento (nesse caso quanto maior o espaçamento entre as sub-portadadoras, por consequência menor a duração do símbolo, melhor). O modo 8k se mostrou adequado para ambos os casos e vem sendo amplamente utilizado no sistema ISDB-TB. 32

33 Modo FFT 33

34 Configuração do Multiplexador 34

35 Taxa de Codificação FEC (Forward Error Correction) Correção Antecipada de Erros. Principal fator de imunidade a ruídos, garante a correção de erros na recepção do sinal transmitido através da adição de bits de redundância. A taxa no ISDB-TB pode ser ajustado para 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 ou 7/8. Ex.: 3/4 => 3 bits no Encoder / 4 bits enviados. Os números do ajuste representam quantos bits dos duplicados serão aproveitados. Quanto mais redundância maior robustez a ruídos porém menor a taxa de transmissão útil. 35

36 Configuração do Multiplexador 36

37 Time Interleaving Uma das principais vantagens do ISDB em relação aos outros padrões de TV Digital. A tecnologia do timing interleaving (ao pé da letra, embaralhamento no tempo) faz com que os erros em rajada se tornem aleatórios. Isto é feito embaralhando os dados na transmissão e se desembaralhando os mesmos na recepção. 37

38 Time Interleaving 38

39 Configuração do Multiplexador 39

40 Tabelas PSI/SI As tabelas PSI(Program Specific Information)/SI são responsáveis por transmitir informações do sistema e a respeito dos serviços presentes na transmissão. PAT (Program Association Table): Lista as PMT's presentes no.( TS ) Transport Stream PMT (Program Map Table): Lista todos os PID's (Packet ID) presentes em cada serviço NIT Network Information Table Contém as.(... etc informações da Rede (Ex.: Nome da Emissora, Id da emissora, TOT (Time Offset Table): Detém todas as informações referentes ao horário. SDT (Service Description Table) Descreve os serviços contidos no TS. 40

41 Configuração do Multiplexador 41

42 Configuração MUX Gerador Tabelas (1/4) 42

43 Configuração MUX Gerador Tabelas (2/4) 43

44 Configuração MUX Gerador Tabelas (3/4) 44

45 Configuração MUX Gerador Tabelas (4/4) 45

46 Rack Transmissor de TV Digital - FUCAPI 46

47 Referências Zolotar, Glenn. TV digital ISDB-Tb. HITACHI KOKUSAI LINEAR (2011). Alburqueque, Cláudio. TV digital: uma visão geral. FUCAPI. 47

48 Questões 1) Quais os processos básicos da Transmissão de TV? 2) O que é modulação OFDM? Cite um motivo para o uso da modulação OFDM? 3) Qual o padrão brasileiro de TV digital? 4) Qual o tamanho da Banda de Transmissão da TV digital? 5) Em quantos segmentos são divididos a Banda de Transmissão da TV digital? 6) Qual o segmento utilizado para a transmissão do sinal de LD(Low Definition) ou 1-seg? 48

49 Questões 5) Quais as tabelas básicas na configuração do multiplexador? 6) Quantas camadas são configuradas no multiplexador? 7) Por que é necessário configurar o Time Interleaving? 8) Qual a função do intervalo de guarda? 9) Quais as modulações utilizadas no padrão ISDB-T? 10) Qual a diferença entre o TS e o BTS? E qual a diferença entre o sinal transmitido e o BTS gerado no multiplexador? 49