DVB, um modelo mundial para TV digital no Brasil?

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1 DVB, um modelo mundial para TV digital no Brasil? Eduardo Nascimento Lima Consultor de Estratégias Tecnológicas da área de Comunicações Móveis da Siemens para a região Mersocul. Graduado em Engenharia Eletrônica pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), em 1989, e pósgraduado em Administração de Empresas na Fundação Getúlio Vargas (FGV/EAESP), em Atua há mais de 10 anos na área de telecomunicações, tendo exercido atividades na Splice do Brasil e Standard Eletrônica/Alcatel ligadas à implantação de projetos Turn Key para a ampliação da planta telefônica em várias operadoras do Sistema Telebrás, sistemas WLL, sistemas XDSL e centrais de comutação pública digitais entre outros. Representa a Siemens na Comissão Brasileira de Comunicações 8 da Anatel e na Comissão Interamericana de Telecomunicações (CITEL) em assuntos referentes a comunicações móveis terrestres. 1

2 Marilson Duarte Soares Engenheiro de Telecomunicações com onze anos de experiência na área de rádio e sistemas móveis celulares. 2

3 Salomão Wajnberg Presidente da Associação Brasileira de Telecomunicações - ABT, vice-presidente do Sindicato da Indústria Eletrônica do Rio de Janeiro, membro do Conselho Diretor da FUCAPI (Manaus) e representante do DVB no Brasil. Também atuou como Consultor em Microeletrônica da UNIDO (United Nation Industrial Development Organization), como Consultor em Políticas Industriais para o Banco Mundial, Consultor em Telecomunicações do BID (Banco Interamericano de Desenvolvimento) e do Ministério do Interior do Paraguai. Exerceu diversas funções de direção em empresas privadas e participou como membro do conselho de administração de várias operadoras do Sistema Telebrás. Prestou Assessoria ao Ministério das Comunicações entre 1978 e 1993, fundador e secretário executivo do GEICOM (Grupo Executivo da Indústria de Comunicações), entre outras atividades públicas. Engenheiro Eletrônico e de Telecomunicações da Escola Nacional de Engenharia em O Teleco lamenta o falecimento do seu colaborador Salomão Wajnberg ocorrido em 17/05/2006 (Telefone para informações ). Duração estimada: 15 minutos Publicado em 15/11/

4 DVB: Introdução A TV digital no Brasil trará inúmeros benefícios. Além de oferecer melhor qualidade de som e imagem, a tecnologia permitirá ao telespectador acesso a inúmeros serviços interativos, como e-commerce, e Internet diretamente de um aparelho de televisão. O Brasil está estudando diversas opções para a introdução da TV digital terrestre. Essa mudança trará novos serviços para os consumidores e um enorme potencial de novas oportunidades para o governo, para as emissoras de TV e Teleco municações e, sem dúvida, para toda a indústria eletrônica brasileira. Em novembro de 2003, o governo publicou um decreto criando o Sistema Brasileiro de Televisão Digital - SBTVD, que visa definir as diretrizes técnicas, econômicas e sociais do sistema de TV Digital -TVD a ser utilizado e seu uso como ferramenta para o desenvolvimento nacional. O decreto também formou os comitês diretivo (comitê de desenvolvimento), operacional (grupo gestor) e o grupo consultivo. Aos dois primeiros, cabe a tarefa de estudar e propor ao governo a tecnologia que deverá ser adotada, ou seja, um dos três sistemas existentes hoje mundialmente: DVB - Digital Video Broadcasting (europeu); ATSC - American Advanced Television systems Committee (norte-americano) e; ISDB (japonês). A outra opção é desenvolver um sistema próprio tendo como base um dos três modelos adaptados às diretrizes do decreto. Figura 1: A estrutura para definição do padrão de TV digital. 4

5 DVB: Fatores para escolha de um padrão de TV digital Vários países já selecionaram o padrão de TV digital. Entre os fatores examinados na escolha podemos citar: aspectos técnicos, serviços providos, considerações de ordem política, questões econômicas, produtivas e comerciais, riscos envolvidos, universalização e impacto social. Numa decisão dessa ordem, há pontos críticos que não podem ser ignorados: a) Modelo de negócios: É a forma como os recursos tecnológicos são utilizados para prover um conjunto de programas e facilidades aos usuários. Refere-se à capacidade de transporte de bits e sua distribuição entre diferentes programas televisivos e outros serviços. A TV analógica tem um modelo bem definido e pouco flexível. A TV Digital apresenta variedades de modelos de negócios como; múltiplos programas em SDTV ( TV Standard Definition ), EDTV ( TV Enhanced Definition ), TV com mobilidade, EDTV e SDTV com serviços de telecomunicações. b) Flexibilidade: A TV Digital será utilizada nos próximos 50 anos. As aplicações futuras são ainda desconhecidas. A flexibilidade do sistema é essencial. Os parâmetros (payload e robustez) devem ser mutáveis, conforme as necessidades de uso de HDTV ( TV High Definition ), SDTV, dados, Interatividade e acesso IP. c) Mobilidade: Há uma demanda crescente para serviços móveis e portáteis. Os broadcasters precisam manter competitividade com os sistemas de satélite e cabo, com receptores em diversidade, receptores portáteis e celulares móveis. d) Interatividade: É o futuro da TVD terrestre. É essencial para os planos de negócios da TV Digital e deve ter uma plataforma de conectividade aberta e universal para prover acesso a qualquer sistema de cabo, satélite, comunicações e internet, permitindo a escolha dos provedores pelos usuários, ao contrário do que acontece hoje, onde cada provedor de serviço tem suas plataformas proprietárias. A TV interativa - itv, com comunicações bidirecionais, abrange Internet, educação, e-commerce, e- shopping pela TV, promove novas fontes de receita para os radiodifusores e outros que utilizam a TVD para difusão de comunicações. Suas plataformas precisam ser harmonizadas para facilitar o desenvolvimento e lançamento de novos serviços e estar conectada ao mercado de mídia mundial. e) Eficiência espectral: Refere-se ao conteúdo de transmissão por largura de banda de freqüência utilizada numa rede de difusão. A modulação COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) usada pelo DVB e ISDB permite a construção de redes de freqüência única - SFN, ou seja, uma rede cobrindo grandes regiões com pequenos transmissores com uma única freqüência, liberando um enorme número de canais de transmissão para outras utilizações. É empregada com sucesso na Espanha e Cingapura. A modulação COFDM permite o uso dos canais adjacentes ao canal de transmissão dobrando o número de canais de 6 MHz da faixa de TV. f) Maturidade do sistema: Trata-se de produtos e tecnologias testados no mercado com amplo número de aplicações de dados, interativas e móveis. Com isso, eliminam problemas inerentes a novos projetos, incluindo riscos de mercado e comercialização, tecnológicos, processos produtivos, suprimento e de dependência única. Além disso, indica popularidade de uso e fácil manutenção. g) Escala econômica e industrial: A adoção de padrões tecnológicos globais representa benefícios econômicos, receptores mais baratos e disponíveis para o consumidor e implementação bem sucedida, além da utilização de tecnologia madura e aprovada. Também traz enormes oportunidades de fabricação e de comércio, reduzidos custos industriais e disponibilidade de componentes de baixo custo, possibilitando ao país competir no mercado externo. 5

6 DVB: Uma visão da tecnologia DVB O DVB é um consórcio normativo universal. Não representa governos ou grupo de empresas. Atualmente é integrado por mais de 280 organizações, incluindo fabricantes de equipamentos de rádio, televisão, telecomunicações, componentes eletrônicos, agências de regulamentação de todas as partes do mundo que se interessam por normalização e adicionam valor ao sistema, garantindo qualidade aos serviços, além de baixos custos de produção. Isso assegura o acesso da população aos serviços de entretenimento sociais e educacionais que a TV digital oferece. Figura 2: Um cenário completo de receptores para diversos serviços. Face ao seu aspecto universal, o DVB apresenta-se para o Brasil como uma solução incomparável, pois suas características e flexibilidade permitem a aderência das diretrizes governamentais editadas no decreto de criação da SBTVD. Apesar de ser apresentado como um padrão europeu, os maiores fabricantes de produtos com essas normas técnicas estão localizados no Japão, China, Coréia, Hong Kong, Malásia e Taiwan. Os membros do consórcio DVB projetaram um sistema de televisão digital direcionado à convergência e interoperabilidade com os demais meios de comunicação, usando o máximo de elementos comuns com as telecomunicações. O seu mais recente desenvolvimento é o DVB-H (handheld), utilizado em terminais móveis e celulares integrados com receptores de TV digital com pequenas baterias para receber serviços de broadcast, criando novos horários nobres para as redes de TV. Ele também provê serviços de dados broadcast numa solução de baixo custo. O DVB-H significa serviço a qualquer hora e em qualquer lugar. A chave é o pequeno consumo, inferior a 100mW, com uma taxa de dados de até 15 Mbit/s. 6

7 Tabela 1: Situação atual do DVB no mundo. Áreas que adotaram Áreas com sistemas operando Áreas recomendando o uso Austrália Austrália África do Sul Alemanha Alemanha África Sub-Sahara Espanha Espanha Brunei Estados Bálticos Finlândia Estados Árabes Finlândia Holanda Ex. Estados da União Soviética Holanda Índia Europa Oriental Índia Reino Unido Hong Kong Israel Rússia Malásia Nova Zelândia Suécia Tailândia Polônia Reino Unido Republica Checa Rússia Cingapura Suécia Taiwan União Européia O DVB-T (terrestre) faz parte de uma família de padrões interoperáveis, que dominam a televisão digital em todo mundo, incluindo o Brasil. Somente na Europa há cerca de 26 milhões de decodificadores DVB originários de vários países. O DVB-T foi escolhido pela Austrália, todos os países da Europa, Índia, Nova Zelândia e Cingapura. Já Taiwan selecionou o ATSC em 1998, mas reverteu essa decisão em favor do DVB porque as suas redes de emissoras tiveram sérias dúvidas quanto à viabilidade técnica do ATSC. Recentemente o mesmo aconteceu na Coréia, que inicialmente optou pelo ATSC e, não podendo reverter a situação, devido aos investimentos já realizados, adotou o padrão DVB-H como seu padrão para recepção de TV em celulares. O DVB é usado para TV móvel na Alemanha e Cingapura, a HDTV na Austrália e os sistemas multi-canais SDTV (pagos e grátis) no Reino Unido, Suécia, Suíça, Espanha, Alemanha, Finlândia, Taiwan, etc. Os Países que adotaram o ATSC/ 8-VSB são os EUA e Canadá. O único com o ISDB-T é o Japão. As normas DVB-C (cabo) e DVB-S (satélite) são interoperáveis com o DVB-T e devem se tornar padrões mundiais em seu tipo de transmissão. Em maio de 2004, os três maiores provedores de TV por assinatura a cabo no Brasil adotaram equipamentos no padrão DVB-C. Os provedores de satélite (DTH) já utilizavam o padrão DVB-S. O DVB passou a ser de fato o padrão utilizado na indústria de TV por assinatura brasileira. 7

8 DVB: Os recentes desenvolvimentos do padrão DVB Norma DVB - S2 Essa norma é o mais recente desenvolvimento de codificação de canais e modulação, permitindo um acréscimo de 30% na capacidade de transporte de sinais em relação à tecnologia DVB-S, não podendo ser superada, tendo alcançado seu limite máximo teórico. O DVB-S2 possibilita uma recepção mais robusta com a mesma eficiência de espectro. Utiliza qualquer característica de transponder de satélite, com larguras de banda desde 0,5 a 4,5 bits por unidade e relações de portadora/ruído de -2 db a 16 db, impulsionando a adoção da televisão digital em plataformas móveis, além de expandir o âmbito da distribuição em satélite por meio de métodos mais eficientes com alta definição. Até 2009, o segmento de satélite deve movimentar US$ 1,3 bilhão anuais com a produção e comercialização de equipamentos nessa nova tecnologia expandida. O novo padrão para transmissão digital de televisão via satélite deverá ser rapidamente adotado mundialmente, como aconteceu com a norma DVB-S original. O DVB-S2 é baseado na tecnologia DVB-S para ampliar a flexibilidade e melhorar o desempenho nos serviços oferecidos, mesmo com os satélites já existentes. Os operadores de satélite consideram o sistema DVB-S2 bastante adequado para as operações DTH (direct-to-home), acomodando novas capacidades de serviços de dados em banda larga por satélite. Nos próximos 24 meses, mais de 70% dos fabricantes e integradores de sistemas lançarão produtos DVB-S2 para aplicações broadcast, serviços interativos e aplicações profissionais. Entre eles estão a distribuição de serviços HDTV e novos serviços unicasting baseados em IP. A norma DVB-S2 não está limitada à codificação MPEG-2 para vídeo e áudio, acomodando uma variedade de codecs otimizados, como MPEG-4 e diversos novos codecs HDTV. Sua flexibilidade permite acomodar diferentes formatos de stream, incluindo fluxos contínuos, fluxos MPEG múltiplos, IP e ATM, além de cobrir a utilização de esquemas de codificação mais eficientes que venham a surgir, sem necessidade de alterar a especificação. Recepção móvel (DVB-T Dual Diversity e DVB-H) Recepção em movimento é algo que as modernas redes de televisão pretendem usar para competir com a TV paga e, assim, atrair os telespectadores por meio da recepção de programas de TV durante o deslocamento. Basicamente, o DVB-T com modulação COFDM e 2000 portadoras, tem melhor desempenho em alta velocidade do que a versão com 8000 portadoras usada na recepção fixa. O primeiro sistema já foi implantado em Cingapura para prover os serviços móveis em meios de transporte rápido. Em vários países utiliza-se o DVB-T com 8000 portadoras, ideal para aplicações em residências provendo serviços em veículos com velocidades até 170km/hora. Para meios de transporte com velocidades até 720km/hora são utilizados receptores similares aos domésticos na versão Dual Diversity que permitem ótima recepção dos programas feitos para a TV fixa. O receptor Dual Diversity têm duas antenas, dois sintonizadores e um combinador, melhorando o desempenho em 9 db em velocidade ou em rejeição ao ruído impulsivo. A recepção móvel DVB-T é um marco nas atividades relacionadas com a convergência da TV digital com os sistemas móveis de segunda e terceira geração (GSM, GPRS, EDGE e UMTS). As sinergias técnicas e 8

9 comerciais entre as duas tecnologias se traduzem em oportunidades de êxito de novos serviços em aparelhos móveis multimídia. A convergência com os dispositivos móveis (DVB-H) A norma DVB-H (handheld), recentemente desenvolvida, foi desenhada para coexistir com o DVB-T (terrestre), seu objetivo principal e a recepção de serviços por telefones móveis e PDAs ( Personal Digital Assistant). Uma das maiores barreiras para o desenvolvimento do DVB no handheld era a carga limitada das baterias, devido ao alto consumo de potencia, mas essa característica foi superada com a utilização do sistema único de comutação dinâmica de serviço e a nova tecnologia AVC (compressão de áudio e vídeo). A meta é um consumo inferior a 100mW e uma taxa de dados de 15 Mbit/s. As técnicas usadas no DVB-H incluem Time slicing para economia de energia, MPE-FEC para desempenho (memória de recursos para time slicing) e extended TPS bits para sinalização eficiente. A norma DVB-H tem tido enorme aceitação e importantes fabricantes têm investido no desenvolvimento de modelos de receptores. Segundo analistas de mercado, as vendas alcançarão 100 milhões de receptores em 2007 e 300 milhões em Testes com serviços DVB-H foram conduzidos na Finlândia, Alemanha, Espanha e EUA, permitindo determinar a aplicabilidade dos equipamentos de rede e terminais, assim como experimentar a receptividade dos consumidores em relação aos serviços. Entre as principais aplicações consideradas estão serviços de informação e entretenimento, como jogos, B2B, telemática e serviços de assinatura de programas de televisão através de celulares. Plataforma Global de interatividade - MHP Uma norma capaz de integrar as plataformas de interatividade existentes em todo o mundo é a norma expandida do DVB/MHP - Multimidia Home Platform, o GEM ou Globally Executable MHP. Por ser aberta, é adotada mundialmente como padrão de televisão interativa. A especificação GEM estabelece as APIs, protocolos e formatos de conteúdos que devem ser considerados para a televisão interativa, com interoperabilidade para aplicações MHP. Por outro lado, a especificação GEM, vem proporcionar uma forma de assegurar que as aplicações desenvolvidas em MHP possam ser transportadas em redes que não sejam DVB. Nos países onde o DVB não foi adotado, não existe um padrão completo MHP, nem a possibilidade de implementar algo semelhante. Essa especificação garante a interoperabilidade ao combinar um conjunto de instruções MHP sobre GEM com as especificações apropriadas para outras entidades poderem produzir um receptor GEM. O processo foi consolidado em abril de 2004, com a publicação da especificação ACAP (Associação dos provedores de serviços de TV paga a cabo) como uma norma adotada pelo padrão ATSC nos EUA, completando assim a conversão da única tecnologia sem uma API de suporte MHP. Atualmente, as especificações ACAP e OCAP (Open Cable Application Platform) derivam do DVB-MHP por implementações de receptores a cabo e televisão terrestre nos EUA como plataforma comum de TV Interativa. Os operadores de satélite também têm demonstrado interesse em associar-se à iniciativa ACAP, abandonando progressivamente a dependência de sistemas middleware proprietários. 9

10 Ao desenvolver a especificação GEM, o projeto DVB viabilizou uma forma de permitir que as entidades possam aceitar conteúdos MHP fora das redes DVB. A especificação ACAP adotada no padrão ATSC baseia-se no mesmo conjunto de ferramentas Java API e no modelo de aplicações encontrado no MHP, com pequenas diferenças. Em janeiro de 2002, o ISDB, padrão Japonês que utilizava a norma ARIB B23, definida pela ARIB (Associação dos fabricantes de equipamentos de consumo e TV do Japão), visando a harmonização de sua plataforma com o MHP acionou o GEM à especificação ARIB original, permitindo a compatibilidade com aplicações MHP. Áudio e Vídeo avançado no DVB-H O DVB finalizou uma série de diretrizes para a implementação da família de padrões de compressão MPEG- 4 para uso em seus dispositivos de última geração. O DVB está considerando os seguintes padrões MPEG-4: Áudio: MPEG-4 high efficiency AAC publicado como ISO/IEC :2001/AM1; Vídeo: H.264/AVC Publicado como ISO/IEC e ITU-T H.264 Systems; e Sistemas para H.264/AVC sobre TS ISO/IEC /2000/FDAM-3 e SMPTE VC-9: Windows Media 9 Series Vídeo. Figura 3: Codificação - Evolução ou revolução. As figuras 4 e 5 apresentam comparativamente tramas de uma mesma foto utilizando alguns desses protocolos de compressão onde se pode constatar a diferença de qualidade. 10

11 Figura 4: MPEG-4 parte 2 x JVT, ambos em 32Kbit/s. Figura 5: MPEG-4 parte 2 x JVT (com taxas diferentes). 11

12 DVB: Conclusões Com um modelo de negócio aderente às diretrizes previstas no decreto do SBTVD, a população brasileira terá acesso a receptores de custo mais baixo proporcionado pelo DVB. Isso é essencial para os objetivos econômicos nacionais, além de oferecer uma gama de modelos de negócios e serviços em paralelo com outros sistemas. O HDTV ou SDTV (móveis ou não) e as soluções interativas, como o MHP, proporcionarão a proliferação de aplicações como e-government, e-learning, e-health e outros serviços de informação. Países que adotaram o DVB têm políticas similares às do Brasil para a inclusão digital e para tecnologia da Informação. O DVB deve trazer os benefícios de um padrão mundial maduro, provendo a necessária flexibilidade para que o Brasil possa ter uma tecnologia que responda às suas exigências. 12

13 DVB: Teste seu Entendimento 1) Quais os três padrões de TVD que estão em estudo no Brasil? ATSC, PAL-M e NTSC; ATSC, DVB e ISDB; ATSC, NTSC e DVB; ISDB, DVB e NTSC; PDH, SDH e ATSC. 2) Quais pontos devem ser analisados para que um país escolha seu padrão de TVD? Compatibilidade com o analógico, flexibilidade e eficiência espectral; Número de usuários na América Latina, interatividade e eficiência espectral; Compatibilidade com o analógico, número de usuários na América Latina, interatividade e eficiência espectral; Modelo de negócio, flexibilidade, mobilidade, interatividade, eficiência espectral, maturidade do sistema e escala mundial; Flexibilidade, mobilidade, interatividade, eficiência espectral, maturidade do sistema e número de usuários na América Latina. 3) Qual a área do DVB garante a convergência entre TVD e celular? DVB-T; DVB-S; DVB-S2; DVB-C; DVB-H. 4) Qual a plataforma de TVD garante interatividade global? GEM/MHP; DVB-H/MHP; DVB/MHP; MHP; Nenhuma das anteriores. 13

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