ISDB-Brasil Padrão Brasileiro de TV Digital

Transcrição

1 ISDB-Brasil Padrão Brasileiro de TV Digital

2 Penetração da TV analógica no Brasil 89,9% das residências brasileiras possuem TV analógica 40,6 milhões de residências 57 milhões de aparelhos de televisão 1,4 aparelho de televisão por residência ISDB - Brasil 2

3 Penetração da TV analógica no Brasil Total de domicílios: 47,56 milhões fogão: 97,7% televisão: 89,9% geladeira: 86,7% esgoto: 66% telefone: 61,6% microcomputador: 14,2% com acesso Internet:10,3% só celular: 8,8% pnad 2002 ISDB - Brasil 3

4 Televisão principal veículo de lazer e informação Informação Lazer Jornais Rádio Revistas semanais Internet Teatro Cinema Esporte, e ar livre Televisão é o principal veículo de informação e Lazer de grande parte da população brasileira. Em alguns casos é o único ISDB - Brasil 4

5 Histórico - Características da Televisão no Brasil Transmissão terrestre Recepção livre e gratuita Educação, cultura, entretenimento, defesa do idioma, integração nacional Receitas por veiculação de publicidade O conteúdo da TV aberta é considerado bom Os broadcasters são também os produtores de conteúdo, em um modelo altamente verticalizado Os consumidores de televisão por assinatura assistem predominantemente canais de tv aberta O modelo atual é considerado um modelo de êxito Então, POR QUE MUDAR? ISDB - Brasil 5

6 Por que Mudar? IP TV Transmissão de programação multimídia via Internet Empresas provedoras de telecomunicações também proverão conteúdo multimídia Experimentos atuais Youtube, Vodcast... ISDB - Brasil 6

7 IP TV Vídeo on demand, ou near on demand Streem de vídeo H.264 HDTV precisa de12 MBit/s. Banda Larga, ADSL ou Cable, 8 MBit/s (hoje) Telefônicas pretendem fornecer set-top boxes com hard disk para usuários de classe A e B. Modelo de negócios Pay per View ISDB - Brasil 7

8 Porque Mudar? TV a cabo com sinal digital DirecTV, Net Digital, TVA Digital Nova Geração de DVD HD-DVD Blue-Ray ISDB - Brasil 8

9 Por que Mudar? Multimídia em dispositivos móveis Empresas de Celular estudam soluções de vídeo interativa. Geração IPOD ISDB - Brasil 9

10 Geração IPOD Dispositivo Multimídia com armazenamento local Duração da bateria 2 horas, tempo razoável para commuting Música, Vídeo, Jogos ISDB - Brasil 10

11 Porque Mudar? Todos as mídias estão se tornando digitais CD DVD Fotografia Internet Rádio MP3 Jogos eletrônicos Filmadoras caseiras Livros, jornais, e revistas ISDB - Brasil 11

12 Porque Mudar? Todas mídias estão se tornando de alta definição Fotografia 6Mpixel ou mais HD-DVD, Blue Ray Displays de Plasma, LCD, LCD projeção Telas de computador ISDB - Brasil 12

13 A televisão aberta vai virar um dinossauro tecnológico? Se a televisão aberta não se atualizar Como vai competir com vídeo na Internet IpTV Como vai competir no mercado móvel Como vai competir com a Internet Como vai competir com empresas de TV a cabo E quando popularizar o HD-DVD? E a nova geração de Video Games (X-Box, PS-3, WII) Vai virar uma curiosidade de museu, principalmente para as gerações mais jovens Solução Um sistema digital de transmissão terrestre robusto, e com diversas possibilidades, para a TV aberta ao menos poder competir ISDB - Brasil 13

14 Quem pode perder? A Televisão aberta é sustentada por publicidade A verba publicitária no Brasil corresponde a uma certa percentagem do PIB e não vai crescer A verba publicitária é dividida por diversos meios: TV, jornais, revistas, internet, outdoor Se a TV perder público, perde a verba publicitária Publicidade é dirigida para as camada A, B e C da população TV é assistida gratuitamente pelas classes A, B, C, D, E Se a TV aberta fracassar, os donos das redes perderão dinheiro Porém grande parte da população de baixa renda ficará sem opção de lazer e informação gratuitos, como têm hoje ISDB - Brasil 14

15 Quem vai ganhar?? ISDB - Brasil 15

16 Parâmetros para definição de modelo Modelo de Implantação da TV Digital terrestre terá que suportar as seguintes aplicações Transmissão de SDTV simples Transmissão de SDTV com múltipla programação Transmissão de HDTV Recepção fixa em áreas urbanas e rurais Recepção móvel Recepção portátil Multimídia Interatividade. ISDB - Brasil 16

17 1 a Decisão Padrão de Modulação Parâmetros Recepção Fixa melhor do que a recepção analógica atual Recepção Móvel Recepção Portátil Sistemas analisados ATSC DVB ISDB-T outros ISDB - Brasil 17

18 Problemas da Transmissão Terrestre Interferência Multipercurso - fantasma Ruído - snow Atenuação variável - fading Interferencia de sistemas existentes Interferencia de outros serviços Gerenciamento de Espectro onde colocar o sinal ISDB - Brasil 18

19 Funções da Modulação Digital Espalhar os dados através do canal Distribuir os dados no tempo Mantêr sincronização mesmo abaixo do limiar de recepção Necessita correção de erro sofisticada Equaliza o canal para melhorar a performance ISDB - Brasil 19

20 Modulação Digital - Técnicas Portadora Única 8VSB, QPSK or QAM Multiportadora/Spread Spectrum OFDM ISDB - Brasil

21 8-VSB - EUA ATSC -Advance Television Systems Committee Desenvolvido para uso em canal de 6 MHz Uma variante de 7 MHz foi especificada mas não produzida Usa um tom piloto de portadora única Sistema de modulação em amplitude de 8 níveis Uma única taxa de transmissão (payload) de Mb/s Uso de equalização adaptativa na recepção ISDB - Brasil 21

22 8-VSB - DTV - Desenvolvimento FCC pede estudos para um futuro sistema de TV e um comitê de assessoramento foi estabelecido (ACATS) desenvolvimento de um sistema de TV digital Testes são realizados resultados ruins são anunciados - Grande aliança (GA) formada pelos competidores - Mais desenvolvimento 1994 novo teste do sistema GA ISDB - Brasil 22

23 8-VSB - DTV - Desenvolvimento FCC adota padrão ATSC cada full-power broadcaster ganha um segundo canal de 6 MHz para simulcasting DTV FCC anuncia serviço DTV e determina um cronograma de transição de 8 anos ISDB - Brasil 23

24 Broadcasting Digital Terrestre Entre os 4 padrões de Broadcast digital, 3 são baseados em Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex... Porque? Distant transmitter Nearest transmitter O Broadcast terrestre têm que lidar com multipercurso e efeitos Doppler: COFDM é a solução para estes impactos! ISDB - Brasil

25 Multipercurso ISDB - Brasil 25

26 1 Organiza partições de tempo e frequência no canal de RF RF Channel bandwidth time frequency sub-bandband time segment frequency ISDB - Brasil 26

27 2 Espalha subportadoras em células de tempo e frequência time OFDM symbol frequency Make sub-carriers orthogonal to avoid inter-carriers interference ISDB - Brasil 27

28 3 - Insere Intervalo de Guarda para evitar interferência inter-simbólica Guard Interval duration Useful symbol duration time frequency OFDM symbol Guard interval introduces a first loss in transport capacity ISDB - Brasil 28

29 4 - Insere Pilotos de Sincronização para o receptor fazer o lock do sinal OFDM Frame (68 OFDM symbols) time frequency FFT time windows for receivers Synchronization markers introduce the second loss in transport capacity ISDB - Brasil 29

30 5 Prepara os dados para serem carregados em símbolos OFDM DATA to broadcast Protected DATA (convolutionnal error protection codes) time frequency Protection codes introduce the third loss in transport capacity ISDB - Brasil 30

31 6 - Mapeia bits no OFDM: Espalha dados contíguos em subportadoras distantes DATA to broadcast Protected DATA time frequency Create frequency diversity to improve robustness against fading ISDB - Brasil 31

32 COFDM - Europa Desenvolvido pelo Digital Video Broadcasting Project Group - DVB Utiliza técnica de modulação com múltiplas portadoras COFDM 1705 ou 6817 portadoras Modulação variável (PSK-4, QAM-16, QAM-32) de portadoras permitindo taxas variáveis entre 5-27 Mb/s Desenvolvido para canais de 8 MHz Variantes de 7 e 6 MHz produzidos e testados Possibilidade de single frequency networks - SFNs ISDB - Brasil 32

33 DVB desenvolvimento European launching group (ELG) ELG desenvolveu MoU para cooperação ELG se torna Digital Video Broadcasting (DVB) - um forum para todos interessados em TV digital para participar em pesquisa e desenvolvimento em um grupo unificado DVB é um consórcio de mais de 200 operadores de rede, broadcasters, fabricantes e reguladores em 30 países ISDB - Brasil 33

34 Projeto DVB Filosofia DVB - aberto, interoperável, flexível, orientado ao mercado, padrão global para TV digital Baseado em um sistema comum de codificação MPEG-2 Conjunto Integrado de padrões permitindo uma operação flexível ao longo de cabo, microondas, satélite e distribuiçõ terrestre ISDB - Brasil 34

35 DVB - COFDM - Desenvolvimento DVB-S Sistemas de satélite (DVB-S) DVB-C TV a cabo DVB-T Padrão de broadcast terrestre DVB-H Portátil (handheld) Transmissão OFDM originalmente desenvolvido para sistemas de cabo, adaptado para broadcast digital de rádio, extendido pelo DVB para TV digital DVB-T baseado na tecnologia COFDM ISDB - Brasil 35

36 ISDB - Japão Japoneses desenvolveram Integrated Services Digital Broadcasting (ISDB) Sistema integra todas as formas de serviços de broadcasting em um canal comum de dados, que pode ser transmitido por satélite, cabo, ou terrestre Serviços de Vídeo Serviços de Som Serviços de dados Serviços de dados interativos ISDB - Brasil 36

37 BST-OFDM - Japão BST-OFDM é uma variante do sistema europeu que permite segmentação do espectro em blocos de bandas de recepção propostas 500 khz portátil / móvel para som e dados e LDTV 5.6 MHz fixo / móvel para SDTV e LDTV 5.6 MHz fixo para HDTV Segmentos de banda podem ser alocados para serviços separados, que podem utilizar diferentes modulações ISDB - Brasil 37

38 Transmissão hierárquica e recepção parcial ISDB - Brasil 38

39 Escolha do padrão de Transmissão Padrão Americano Portadora única apresenta uma performance de recepção ruim Modelo Europeu recepção em dispositivos portáteis somente através de canais com DVB-H. Bom para empresas de telefonia móvel. ISDB Recepção parcial permite que Broadcasters transmitam 1 canal diretamente para dispositivos portáteis. Lobby dos Broadcasters foi mais forte ISDB - Brasil 39

40 Padrão Brasileiro NÃO é igual ao Japonês Codificação de Vídeo MPEG 2 foi considerado ultrapassado Middleware MHP,BML e ECMAScript não foram considerados satisfatórios Falta de solução adequada para canal de retorno ISDB - Brasil 40

41 2 a Decisão Codificação de Vídeo e Áudio MPEG-2 Padrão de aceitação universal, utilizado em DVD, cabo, DBS. MPEG-4 Part 2 MPEG-4 SP/ASP Codec desenvolvido para aplicações de informática não muito usual em DTV MPEG-4 Part 10 MPEG-4 AVC H.264 JVT Advanced Video Coding (AVC) A codec de nova geração desenvolvido conjuntamente pelo ISO/IEC e ITU-T ISDB - Brasil 41

42 Posição do H.264 ISDB - Brasil 42

43 Novos CODECs de Vídeo MPEG-4 Part 10 (AVC) (ISO/IEC , ITU-T Rec. H.264) Outros candidatos, não possuem apelo tecnológico ou comercial. Por exemplo Windows Media ótimo codec proprietário. ISDB - Brasil 43

44 Família MPEG ISDB - Brasil 44

45 Comparação de performance ISDB - Brasil 45

46 Escolha H.264 Novo Codec de Vídeo para resoluções variáveis Utilizado em HD-DVD e Blue-Ray para HDTV Utilizado em PSP, IPOD, dispositivos de tela pequena e definição QCIF Falta de Base de Hardware para compressão e descompressão de HD TV em tempo real Porém está ganhando aceitação rapidamente ISDB - Brasil 46

47 Onde está o Coelho? H.264 consegue hoje comprimir uma imagem de mesma qualidade a metade da taxa do MPEG2 Não têm um algoritmo matemático realmente novo Uso extensivo de força bruta Uso extensivo de processamento LEI DE MOORE ISDB - Brasil 47

48 Que resolução escolher para HDTV HDTV 720p 1080i 1080p 1080p demanda uma banda de sinal muito grande, escolhido 1080i Algum dia as emissoras poderão transmitir 1080p, o sistema terá que ser compatível com essa evolução? ISDB - Brasil 48

49 Audio Multicanal Áudio utilizados em filmes e programas de entretenimento variam de mono, para estéreo, para sistemas 5.1 Banda de áudio: 48 KHz *16 bits * 6 Channels= Mbits/sec Codificação utilizada AAC ISDB - Brasil 49

50 3 a Decisão Middleware ATSC Qualquer coisa DVB MHP ISDB BML Nenhum dos padrões adotados se mostrou satisfatório Requisitos de um bom Middleware: Duas partes: Procedural, e Declarativo Capacidade de gerenciar múltiplas mídias e apresentar coerentemente Capacidade de edição online do conteúdo Ser um padrão aceito por todos fabricantes de set-top boxes, e implementado com poucas variações ISDB - Brasil 50

51 Ginga Desenvolvido na PUC-RIO e UFPA Contém 2 partes: Ginga-J Procedural (java e gem) Ginga-NCL Declarativo (XML) Desenvolvido em paralelo com o SMIL Capacidade de edição de conteúdo online É hoje o middleware mais avançado para TV Digital ISDB - Brasil 51

52 4 a Decisão Canal de Interatividade NADA FOI DECIDIDO Pode usar: Linha telefônica baixa taxa, pouca penetração Celular caro, alta penetração Rede celular própria caro ADSL caro e baixíssima penetração Solução Ad Hoc testada com resultados insatisfatórios Sem uma solução barata para população de baixa renda, TV aberta será elemento de exclusão social ISDB - Brasil 52

53 Arquitetura para canal de interatividade bidirecional ISDB - Brasil 53

54 Serviços a ser oferecidos através do canal de interatividade (CI/TvD) Correio eletrônico; Governo eletrônico; Comércio eletrônico; Serviços bancários; Serviços de saúde; Serviços que promovam educação e cultura; Em geral as soluções estudadas neste projeto deverão garantir acesso a uma larga gama de serviços hoje oferecidos pela Internet, inclusive o de comunicação de voz (VoIP). ISDB - Brasil 54

55 5 a Decisão Digital Rights Management Broadcasters querem DRM e CAS TV é aberta, mas pode restringir gravação da programação Fabricantes de set-top boxes não gostam dessas soluções, encarecem o produto E afinal, DRM é seguro? ISDB - Brasil 55

56 Como foi o processo decisório Desde final da década passada broadcasters estudavam e comparavam os sistemas 2003 a 2006 Projeto SBTVD Projeto governamental com participação exclusiva da academia Mais de 50 instituições participaram Mais de 4000 engenheiros Forneceu a base para a decisão política 2006 Padronização técnica Governo Broadcasters Fabricantes de TV Representantes da academia, dos melhores projetos ISDB - Brasil 56

57 Perguntas Seria bom a Venezuela deveria adotar o padrão desenvolvido no Brasil????? Os engenheiros venezuelanos, poderiam contribuir para o desenvolvimento do ISDB? E os criadores de conteúdo, o que eles pensam? Rodolfo Saboia Lima de Souza Pontifícia Universidade Católica Rio de Janeiro Instituto Nacional de Metrologia INMETRO rodolfo@cetuc.puc-rio.br ISDB - Brasil 57