Metodologia para identificação de variáveis e cenários que influenciam o software embarcado em receptores de TV digital

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1 Metodologia para identificação de variáveis e cenários que influenciam o software embarcado em Nilsa Toyoko Azana *, Daniel Moutinho Pataca, Ivan Luiz Ricarte Um grande desafio para o processo de transição da televisão analógica para a digital é a adoção da nova tecnologia. Este artigo mostra, por meio da aplicação da metodologia de cenários prospectivos, a identificação de 22 possíveis cenários para a disponibilização das aplicações na implantação da televisão interativa. Esses cenários foram identificados considerando a importância das aplicações interativas e a influência do usuário na adoção do sistema de televisão digital pela sociedade brasileira. Palavras-chave: TV digital. Prospecção estratégica. Aplicações interativas. Sistemas em tempo real. Receptores de TV digital. Introdução A crescente disponibilidade de diferentes equipamentos digitais aumenta a competitividade e faz com que a principal diferenciação dos produtos seja estratégica e cada vez mais obtida pelo software embarcado, que acrescenta um grau de inteligência ao produto e proporciona capacidade de adaptação às necessidades do usuário. Na sociedade brasileira, a radiodifusão terrestre apresenta alto grau de penetração entre os meios de comunicação, exercendo o papel de veículo de entretenimento e informação. Pesquisas, como as de Gerolamo (2004), mostram que os brasileiros têm expectativas no uso da interatividade como fator que poderá influenciar o seu modo de vida; no entanto, esses usuários são extremamente sensíveis ao preço do receptor. Isso lança um grande desafio, pois grande parte dos valores percebidos pelo usuário são fornecidos pelas aplicações interativas e quanto maior o número de funcionalidades requisitadas por elas, mais recursos deverão ser disponibilizados pelo receptor, com impactos no custo. Então, como atrair os usuários para essa nova tecnologia? O entendimento de um sistema envolve fatores de diversas naturezas, tais como: competição e evolução tecnológica, atores e seus interesses, restrições econômicas e regulatórias, necessidades sociais. Tal diversidade cria um extenso volume de informações que precisa ser buscado e compilado. Este trabalho contribui para entender como a composição dos fatores pode ajudar a resolver a questão acima. Ele utiliza mecanismos propostos por Godet (1994) para determinar os parâmetros relevantes de um ambiente, levando-se em conta as forças nele envolvidas. Neste trabalho desenvolveremos, por meio dessa metodologia, as etapas de delimitação do sistema e do ambiente, a identificação das variáveis-chave, o entendimento das estratégias dos atores e a identificação dos cenários possíveis. As próximas seções descrevem a aplicação de cada etapa da metodologia na avaliação do software embarcado em receptores de televisão digital. 1 Delimitação do sistema e do ambiente Esta etapa do estudo visa ao entendimento dos fatores que podem influenciar a adoção da tecnologia de televisão digital interativa, delimitando a abrangência do sistema estudado. No ambiente da televisão digital, o conteúdo a ser transmitido é constituído de dados digitais codificados e comprimidos. Os codificadores dos sinais de áudio, vídeo e dados geram os fluxos elementares que são multiplexados para formar um feixe único. No lado da recepção, o sinal é demultiplexado para regenerar os fluxos elementares, que recebem processamentos específicos. Fluxos elementares de áudio e vídeo são decodificados e direcionados para os dispositivos de saída. Fluxos elementares de dados são tratados pelo software residente do receptor e, se houver uma aplicação sendo transmitida, ela é carregada e colocada em execução; se a aplicação fizer uso do canal de retorno, este é acionado e a conexão pode ser estabelecida. O receptor (televisor ou set-top box) trata informações de diferentes tipos e formatos e permite que o usuário interaja e assim altere a execução de determinadas tarefas. Isso significa que o receptor deve interpretar e executar corretamente uma série de instruções que se referem não ao conteúdo em si, mas à forma como este será organizado e exibido. Uma vez que as informações, inclusive uma aplicação, são enviadas em radiodifusão, um sistema de televisão digital interativa deve prover mecanismos para compatibilizar a execução da *Autor a quem a correspondência deve ser dirigida: nilsa@cpqd.com.br Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez. 2007

2 aplicação em uma variedade de tipos de receptores, considerando diferentes fabricantes, com diferentes sistemas operacionais e com recursos e capacidades diferentes. O conjunto desses mecanismos, conhecido como middleware, padroniza o acesso às funcionalidades do receptor e permite que aplicações multimídia interativas sejam criadas de modo independente das especificidades da plataforma. Assim, identificam-se três tipos de software embarcado em : o sistema operacional, responsável pelo controle das funcionalidades do hardware; as aplicações residentes, que disponibilizam serviços de valor agregado ao usuário; e o middleware, responsável pela abstração dos recursos da plataforma. O middleware disponibiliza os fluxos elementares recebidos através do mecanismo de distribuição (terrestre, cabo ou satélite), processa os dados recebidos e viabiliza a interação e apresentação ao usuário. 2 Identificação das variáveis-chave do sistema Esta etapa identifica as variáveis que apresentam influência significativa no sistema. O método proposto é a análise estruturada (GODET, 1994), que permite criar uma estrutura de relações entre as variáveis que caracterizam o sistema. 2.1 Identificação das variáveis A identificação das variáveis envolvidas com o ambiente de execução de aplicações de televisão digital foi realizada por meio de pesquisa em fonte secundária. Essas fontes capturam o anseio governamental (DECRETO, 2003) (DECRETO, 2006); a expectativa do usuário (GEROLAMO et al., 2004) (CCE, 2006); os requisitos e as restrições técnicas relacionados ao software (LAWLIS, 1997) (PRESSMAN, 1995) (SHNEIDERMAN, 1980) (ZHANG, 2005) e as tendências tecnológicas (OFCOM, 2004) (IBM, 2006). Dessa análise, capturamos as variáveis relacionadas ao ambiente de execução das aplicações interativas apresentadas a seguir; as palavras em destaque, logo adiante, são utilizadas na construção da matriz de relacionamento: a) custo do receptor; b) custo da produção de serviços de aplicações interativas (flexibilidade, facilidade de manutenção, reusabilidade); c) utilização do canal de distribuição (radiodifusão) para difusão das informações; d) aplicações interativas (guia eletrônico de programas, busca por informações, votação, compra de produtos e serviços, acesso à Internet); e) envio de conteúdo produzido pelo usuário; f) liberação da grade de programação (gravação do conteúdo); g) formas diferenciadas de usufruto do conteúdo (apresentação não-linear, escolha de fluxo de vídeo, legendas e áudio); h) independência de plataforma; i) padronização da linguagem; j) disponibilidade de componentes da linguagem dentro do domínio de interesse; k) ambiente de desenvolvimento para a autoria das aplicações; l) facilidade de aprendizagem e no uso da linguagem para a autoria das aplicações; m) suporte à construção de aplicações baseadas em múltiplas tarefas; n) interface com outras linguagens; o) suporte para a construção de sistemas críticos de segurança, com tolerância a falhas, e robustos a falhas sistêmicas por meio de verificação de consistência e tratamento de exceções ou eventos não esperados; p) suporte a tratamento de eventos em tempo real; q) confiabilidade na execução das funcionalidades. 2.2 Identificação do relacionamento entre as variáveis O relacionamento entre as variáveis é representado por meio da matriz de análise estruturada, onde cada linha e sua respectiva coluna representam uma das variáveis identificadas na etapa anterior, e o valor de cada célula da linha representa a influência que a variável da linha exerce sobre a variável representada na coluna. O preenchimento da matriz é um exercício qualitativo que expressa a intensidade do relacionamento entre as variáveis, desde 4 (influência muito forte) até 0 (nenhuma influência), conforme Tabela 1. A soma das células da linha representa o nível de influência que a variável da linha exerce sobre as outras variáveis do sistema e a soma das células da coluna representa o quanto a variável da coluna depende das outras variáveis do sistema. A grande contribuição deste método é a sua utilização como uma ferramenta na classificação de idéias, tratando o problema sistematicamente, por meio da criação de uma base para a discussão por um grupo de especialistas, e promovendo um entendimento comum do problema. 18 Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez. 2007

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4 para a determinação da plataforma software do ambiente de televisão digital podem ser resumidas em três principais grupos: de variáveis -chave, de variáveis determinantes e de variáveis resultantes. As variáveis-chave exercem uma forte influência, mas também são altamente dependentes. Uma variável-chave deve ser analisada com muito cuidado, uma vez que qualquer alteração que ela sofra poderá causar instabilidade no sistema. São variáveis-chave: 1. Aplicações interativas tipos de aplicações suportadas pelo sistema. 2. Independência de plataforma determina a linguagem computacional, agrega as variáveis de padronização de linguagem, interface com outras linguagens, robustez, facilidade de aprendizagem, componentes de linguagem e o ambiente de desenvolvimento. As variáveis determinantes, por sua alta influência, fornecem as características que determinam o comportamento do sistema; são elas que caracterizam o sistema como um receptor de televisão digital. São variáveis determinantes: 1. Canal de distribuição freqüência e mecanismo de distribuição de informação. 2. Plataforma de execução agrega as variáveis relacionadas a multitarefa, tempo real, confiabilidade e robustez. As variáveis resultantes são altamente dependentes das variáveis determinantes e das variáveis-chave e, portanto, suas características serão um resultado delas. São variáveis resultantes: 1. Custo do receptor variável dependente, será determinada pelas variáveis: tipo de interatividade, tipo de aplicação suportada, mecanismo de gravação, mecanismo de suporte a conteúdos não-lineares e plataforma de execução. 2. Custo da produção de conteúdo variável dependente, será determinada pelas variáveis: ambiente de desenvolvimento, facilidade de aprendizagem da linguagem, disponibilidade de componentes da linguagem. 3 Identificação e análise dos atores do sistema Esta etapa identifica os atores e seus relacionamentos, a fim de identificar quem, direta ou indiretamente, controla as variáveis e, portanto, influencia os possíveis cenários para o sistema. A identificação dos atores da cadeia de valor também se baseou na análise de diversos documentos (DECRETO, 2003) (GIANSANTE et al., 2004) (GEROLAMO et al., 2004) (GOULARTE, 2003). Dessa análise, foram identificados os seguintes atores: anunciantes, emissoras comerciais, emissoras educativas, fabricantes de receptores, governo, produtores de conteúdo, provedores de software embarcado e usuários. As relações desses atores entre si e com os objetivos estratégicos da implantação de TV digital no país são analisadas na seqüência. 3.1 Identificação do relacionamento entre os atores Para avaliar a relação entre os atores, constróise uma matriz onde as linhas e colunas representam os atores do sistema e as células das linhas mapeiam a influência que o ator representado pela linha exerce sobre o ator representado pela coluna, conforme Tabela 2. Tabela 2 Matriz de relacionamento entre atores Relacionamento de poder dos atores A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Nível de influência Emissoras comerciais A Emissoras educativas A Produtores de conteúdo A Fabricantes de equipamentos A Provedores sw embarcado A Governo A Usuários A Anunciantes A Nível de dependência Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez. 2007

5 A soma das células da linha representa o nível de influência que o ator exerce no sistema e a soma das células da coluna representa o quanto o ator está sujeito a pressões externas. Para determinar as influências e as dependências indiretas entre os atores, utiliza-se o método MICMAC. A Tabela 2 mostra que os atores mais influentes são os usuários e o governo; entretanto, o governo apresenta um alto grau de dependência, o que certamente diminui sua influência. Na subseção a seguir, consideraremos esses dois fatores de relacionamento para calcular a relação de poder entre os atores. 3.2 Avaliação da relação de poder entre os atores O poder relativo (pi) de cada ator condensa, num índice, seu nível de influência e seu nível de dependência. Esse índice é obtido somando-se o indicador de influência com o inverso da função de dependência, em que o indicador de influência é o nível de influência do ator (Mi) da matriz de influência indireta dividido pela soma das influências de todos os atores; e o inverso da função de dependência é a divisão do nível de influência pela soma do nível de influência com o nível de dependência (Di), ou seja: Mi Mi pi Mi Mi Di A Tabela 3 mostra que o usuário é o ator que possui o maior poder para influenciar a adoção do sistema. 3.3 Identificação das questões estratégicas e dos objetivos associados Os objetivos associados às questões estratégicas são identificados utilizando-se seis perguntas básicas, que inspiram a criação de um checklist para o entendimento das variáveis a serem analisadas. São elas: o quê? quem? onde? quando? por quê? como? Da aplicação destas perguntas, os seguintes objetivos foram identificados: Aplicações interativas O1: determinar os recursos do receptor para a execução das aplicações; O2: determinar os recursos do canal de distribuição para a carga das aplicações; O3: determinar um caminho de evolução para o suporte aos tipos de aplicação. Independência de plataforma O4: determinar o mecanismo de abstração; O5: determinar as funcionalidades disponibilizadas para a aplicação. Canal de distribuição O6: determinar as freqüências de distribuição das informações; O7: determinar quais informações precisam ser transmitidas; O8: determinar como as informações devem ser estruturadas e transmitidas. Plataforma de execução O9: determinar as funcionalidades do receptor; O10: determinar a configuração mínima para atender às funcionalidades básicas; O11: determinar o conjunto mínimo de eventos que o receptor deve tratar; O12: determinar o tempo de resposta máximo tolerável. Custo do receptor O13: determinar o custo da configuração mínima; O14: determinar a relação custo versus funcionalidade. Custo da produção de aplicações O15: facilitar a geração de aplicações; O16: otimizar o custo de receptores; O17: otimizar o uso do canal de distribuição. Atores Tabela 3 Poder de influência dos atores Nível de influência Indicador de influência Nível de dependência Inverso da dependência Poder de influência Poder de influência normalizado Emissoras comerciais 28 0, ,53 0,08 0,89 Emissoras educativas 13 0, ,27 0,02 0,21 Produtores de conteúdo 11 0, ,18 0,01 0,12 Fabricantes de equipamentos 14 0, ,37 0,03 0,31 Provedores de sw embarcado 11 0, ,26 0,02 0,17 Governo 36 0, ,46 0,09 0,98 Usuários 72 0,39 0 1,00 0,39 4,32 Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez

6 3.4 Identificação do posicionamento de cada ator em relação aos objetivos Esta etapa identifica como os atores se posicionam em relação aos objetivos buscados: se são favoráveis (+1), contrários (-1) ou neutros (0), ponderado por seu fator de influência. A Tabela 4 mostra que os objetivos relacionados às aplicações interativas têm o apoio de todos os atores; contudo, os objetivos relacionados ao canal de distribuição geram o maior conflito de interesses. 4 Identificação dos cenários A investigação dos eventos que influenciam nos possíveis cenários futuros, tais como a continuidade ou o rompimento de uma tendência ou o aparecimento de uma nova tendência, pode ser realizada formulando-se hipóteses baseadas nas variáveis-chave identificadas e na relação de poder entre os atores. A identificação do conjunto de cenários futuros possíveis foi feita utilizando o método de análise morfológica, desenvolvido por Fritz Zwicky (GODET, 1994), cujo princípio é bastante direto: o sistema em estudo é dividido em subsistemas; esses subsistemas devem ser independentes e representar o sistema todo, e cada subsistema tem um conjunto de configurações (soluções técnicas) possíveis. O conjunto de cenários futuros é a combinação dos subsistemas com suas possíveis configurações. Assim, por meio da classificação das variáveis de interesse para o sistema, as variáveis-chave aplicações interativas e independência de plataforma representam dois subsistemas, cujas possíveis configurações geram os possíveis cenários futuros, ao passo que as variáveis determinantes canal de distribuição e plataforma de execução representam os outros dois subsistemas que completam a descrição do sistema todo. Portanto, o sistema em estudo pode ser dividido nos seguintes subsistemas: 1. Aplicações interativas. 2. Independência de plataforma. 3. Canal de distribuição. 4. Plataforma de execução. Os dois primeiros, por serem variáveis-chave, serão estudados a fim de identificar as possíveis configurações. Nos outros dois, serão identificados os parâmetros do subsistema, que os caracterizam como parte do sistema relacionado ao sw embarcado em receptores de TV digital. A seguir serão descritos cada um dos subsistemas identificados. 4.1 O subsistema aplicações interativas Esse subsistema é responsável pelo valor agregado que o receptor digital pode oferecer. Desempenha um papel importante na difusão da inovação, pois pode estimular a adesão dos usuários à nova tecnologia, fornecendo diferentes modos de consumo da informação. Entender como as aplicações interativas podem influir nos requisitos do receptor e, portanto, no seu custo é um dos objetivos do estudo deste subsistema. Tabela 4 Matriz de objetivos ponderada pelo poder dos atores Aplicações interativas Independência de plataforma Canal de distribuição Plataforma de execução Custo do receptor Custo da produção Total + Total - Emissoras comerciais Emissoras educativas Produtores de conteúdo Fabricantes de equipamentos Provedores de sw embarcado O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 O16 O17 A1 0,89 0,89 0,89 0,89 0,00-0,89-0,89-0,89 0,89 0,00 0,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,89 0,00 6,21-2,66 A2 0,21 0,21 0,21 0,21 0,00-0,21-0,21-0,21 0,21 0,00 0,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,21 0,00 1,48-0,63 A3 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,00 0,12 0,12 0,00 0,00 0,12-0,12 0,00 0,00 0,12-0,12-0,12 1,07-0,36 A4 0,31 0,31 0,31-0,31-0,31-0,31 0,31 0,31-0,31-0,31-0,31-0,31 0,31 0,31 0,00 0,31 0,31 2,78-2,16 A5 0,17 0,00 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17-0,17-0,17-0,17 0,00 0,00 0,00 1,73-0,52 Governo A6 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 16,72 0,00 Usuários A7 4,32 0,00 4,32 0,00 4,32 0,00 0,00 0,00 4,32 4,32 0,00 4,32 4,32 4,32 0,00 4,32 0,00 38,86 0,00 Anunciantes A8 1,38 0,00 1,38 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,38 0,00 0,00 4,14 0,00 Total + 8,38 2,51 8,38 2,37 5,59 1,16 1,58 1,58 6,57 5,47 2,37 5,30 5,61 5,61 2,48 6,71 1,29 Total - 0,00 0,00 0,00-0,31-0,31-1,41-1,10-1,10-0,31-0,31-0,31-0,60-0,17-0,17 0,00-0,12-0,12 22 Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez. 2007

7 Existem algumas formas de classificação para as aplicações interativas de TV digital, entre elas o relatório do CPqD (PATACA et al., 2002), que propõe uma classificação por tipo de serviços, por utilidade ao usuário e por nicho de mercado. Peng (2002) descreve as aplicações interativas categorizando-as em três tipos, de acordo com o tipo de interatividade: interatividade local, interatividade unidirecional e interatividade bidirecional. Schwalb (2004) descreve as aplicações considerando diferentes cenários. Embora as diversas classificações apresentem visões interessantes sobre as aplicações interativas, a classificação aqui proposta parte da expectativa expressa pela população brasileira (GEROLAMO et al., 2004). A seguir serão descritas resumidamente as aplicações que podem satisfazer essas expectativas, identificando os requisitos necessários no receptor para prover o suporte a tais aplicações Conjunto de aplicações interativas As aplicações que refletem o que a população brasileira vislumbra com a introdução da TV digital, segundo Gerolamo et al. (2004), são as seguintes: acesso à Internet capacidade de acessar a Internet, navegar na Web, ou em ambiente confinado (walled garden); comerciais interativos os comerciais publicitários podem apresentar aplicações atreladas ao conteúdo como, por exemplo, informações adicionais sobre um novo produto lançado no mercado e/ou possibilitar a compra do produto; compras e reservas on-line permite a reserva e compra de ingressos para eventos; correio eletrônico capacidade de envio e recebimento de mensagens individualizadas. Podem ser anexados arquivos às mensagens, tais como: textos, imagens, fotos e músicas. As mensagens são confidenciais e devem ter garantia da entrega; enquetes possibilita ao usuário expressar sua opinião sobre um assunto específico; gravação de conteúdos capacidade de gravar programas de televisão, para usufruto posterior; governo eletrônico disponibilidade de um canal de comunicação com as administrações públicas local, estadual e federal, para reclamações ou solicitação de informações e documentos; Guia Eletrônico de Programação (Electronic Program Guide EPG) capacidade de seleção de um conteúdo dentro de uma grade de programação e apresentação de informações relacionadas aos conteúdos, tais como, sinopse de um filme, atores, gênero, duração, etc.; informações adicionais ao conteúdo capacidade de apresentar informações adicionais relacionadas ao conteúdo apresentado, tais como, informações sobre os atores, local da filmagem, estatísticas de evento esportivo, etc.; informações para o cidadão disponibilidade de um canal de comunicação direto com órgãos do serviço de saúde pública e do serviço de educação, disponibilizando serviços como agendamento de consultas e informações, particularmente de primeiros socorros, cadastramento de alunos para vagas nas escolas públicas, etc.; informações on-line disponibilidade de informações sobre diversos assuntos, tais como, últimas notícias, clima, situação do trânsito, itinerários e horários de ônibus, cotação da bolsa de valores, etc. Essas aplicações têm caráter meramente informativo e não estão atreladas ao programa de televisão que está sendo exibido; jogos aplicações de caráter lúdico, podem ser usadas individualmente ou para competições coletivas com a participação simultânea de vários jogadores; seleção dos fluxos de áudio e vídeo permite ao usuário a escolha do ângulo de determinada cena de um programa de televisão, por exemplo, num jogo de futebol, escolher a câmera atrás do gol; de um som específico, por exemplo, em um concerto, escolher o microfone próximo do piano; de legendas, selecionando um idioma. seleção de conteúdo permite ao usuário a escolha de conteúdo alternativo de conteúdo ficcional; T-banking disponibiliza serviços como consulta a saldo, extrato, investimentos, realização de pagamentos, aplicações, etc.; upstream de conteúdo disponibiliza o serviço de envio de conteúdo produzido pelo usuário; votação em plebiscitos permite que uma proposta de governo seja submetida à apreciação e votação popular Identificação de requisitos Da análise das aplicações descritas na seção anterior, capturamos os seguintes requisitos técnicos para o receptor: sem canal de retorno, permitindo apenas interatividade local; canal de retorno com pequena capacidade de tráfego de dados; canal de retorno com capacidade para receber um grande volume de dados; canal de retorno com capacidade para enviar Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez

8 um grande volume de dados; sincronização de eventos e mídias; mecanismos de segurança da informação; armazenamento de dados; armazenamento de grande volume de dados; mecanismos para gravação de conteúdos; alta capacidade de processamento de informações. A Tabela 5 mostra a relação entre as aplicações e os requisitos que essas exigem do receptor, onde a última linha representa o número de aplicações que necessitam de um determinado recurso do receptor. A partir da análise desses números foi criada a classificação apresentada Classificação das aplicações interativas A partir do mapeamento dos recursos exigidos por cada tipo de aplicação, conforme Tabela 5, as aplicações foram classificadas em oito tipos, descritos a seguir: (1) aplicações com uso de interatividade local: essas aplicações não fazem uso do canal de retorno, e todas as informações necessárias já estão sendo transmitidas pelo canal de distribuição. Fazem parte deste grupo as aplicações que disponibilizam conteúdos alternativos para usufruto do usuário; (2) aplicações com uso de canal de retorno: essas aplicações fazem uso do canal de Tabela 5 Relacionamento entre as aplicações e os recursos do receptor Navegação Interatividade local Informações do TS 1 Walled garden Web Informações adicionais 1 Comerciais interativos Comercialização 1 1 Compras e reservas on-line 1 1 Correio eletrônico Recepção de mensagens 1 1 Recepção e envio 1 1 Enquetes 1 Gravação de conteúdo Informações gerais 1 Governo eletrônico Solicitação de informações 1 Solicitação de documentos 1 1 Envio de declaração 1 1 Guia Eletrônico de Programação 1 Informações adicionais ao conteúdo 1 Informações para o cidadão Informações on-line Jogos Informações 1 Agendamento Individual 1 Mais pessoas 1 1 Alta capacidade Seleção de fluxos 1 1 Seleção de conteúdo alternativo 1 1 Consultas 1 1 T-banking Investimentos Pagamentos Upstream de conteúdo 1 1 Votação em plebiscitos Canal de retorno, baixa capacidade Canal de retorno, alta capacidade 1 1 Canal de retorno, alta capacidade de envio Sincronização Segurança da informação Arrmazenamento Armazenamento de grande volume Gravação de conteúdos Alta capacidade de processamento 24 Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez. 2007

9 retorno. Entretanto, o volume de dados trafegado é baixo e não existe a necessidade de sigilo nas informações trocadas; (3) aplicações que exigem segurança na troca de informações: essas aplicações necessitam de mecanismos para garantir a autenticidade, a integridade, o não-repúdio e o sigilo das informações trocadas; (4) aplicações que necessitam de mecanismos para o armazenamento de dados: essas aplicações permitem ao usuário armazenar informações individualizadas no receptor; (5) aplicações com uso de canal de retorno de alta capacidade: essas aplicações recebem grande quantidade de informações individualizadas; (6) aplicações que necessitam de mecanismos de gravação e armazenamento de grande volume de dados: essas aplicações permitem a gravação de conteúdos para desfrute posterior; (7) aplicações que necessitam de canal de retorno com alta capacidade de envio de informações e armazenamento de grande volume de dados: essas aplicações possibilitam que o usuário envie seu próprio conteúdo; (8) aplicações que necessitam de alta capacidade de processamento. Estas são as oito configurações do subsistema aplicações interativas. 4.2 O subsistema independência de plataforma Esse subsistema é também chamado de middleware e provê uma camada de abstração dos recursos de software e hardware do receptor, agindo como uma ponte entre o sistema operacional do receptor e as aplicações transmitidas pelo radiodifusor. Este isolamento é obtido por meio de um mecanismo virtual, que provê um ambiente para execução de aplicações interativas. A arquitetura básica de middleware da recomendação ITU-T J.200 é composta de mecanismos de apresentação e de execução com interfaces disponibilizadas para a aplicação, e tem como objetivo assegurar a interoperabilidade entre as aplicações e as diferentes implementações das plataformas de recepção de televisão digital. As aplicações são classificadas em duas categorias, dependendo da natureza do conteúdo da aplicação a ser executada, se procedural ou declarativa. A recomendação ITU-T J.202 adota 1 Marca registrada da Sun Microsystems TM. a denominação de ambiente procedural para o ambiente de televisão digital com suporte a aplicações escritas na linguagem Java 1, cuja interface segue essencialmente o padrão MHP, deixando abertura para a adaptação a diferentes modelos de negócios para a veiculação dos diferentes serviços. Ao mecanismo de suporte à linguagem declarativa foi dada a denominação de ambiente declarativo. Existe um consenso entre os principais padrões abertos de TV digital na adoção de linguagem baseada em XHTML (extensible HyperText Markup Language), entretanto, não se chegou a um núcleo comum. Assim, cada padrão define sua plataforma de suporte à linguagem adotada: BML, DVB-HTML e ACAP-X. Uma aplicação não precisa necessariamente ser puramente declarativa ou procedural: uma aplicação procedural pode referenciar conteúdos declarativos e aplicações declarativas podem fazer uso de scripts. A Figura 2 mostra a arquitetura genérica de um middleware, onde um componente-chave para suporte às aplicações procedurais é a máquina virtual Java, e o componente-chave de suporte às aplicações declarativas é o browser XHTML. São estes mecanismos virtuais que determinam a base das interfaces para a construção das aplicações. Os aspectos específicos de televisão digital, tais como o tratamento dos fluxos elementares, eventos e protocolos, bem como o tratamento gráfico e o controle de acesso, residem em uma camada que viabiliza a utilização destas funcionalidades pelas aplicações residentes, tais como o EPG. O subsistema middleware pode ser dividido em duas partes principais: uma relacionada ao mecanismo virtual, que disponibiliza as Application Program Interfaces (APIs); a outra, ao tratamento de recursos básicos, tais como mensagens, fluxos elementares, eventos, protocolos e apresentação gráfica. A parte que trata dos recursos básicos pode ser resumida nos seguintes componentes: i. tratamento dos fluxos elementares responsável pela sintonização, seleção de fluxos e montagem das seções 2 ; ii. processamento dos fluxos elementares responsável pelo controle dos fluxos de áudio, vídeo, legenda, carrossel 3, tratamento de eventos e protocolos; iii. interface com o usuário responsável pela visualização gráfica e entrada de eventos do usuário; iv. protoloco de comunicação do canal de retorno; 2 Seções: estruturas utilizadas para transportar as informações de controle e dados privados, conforme recomendação ITU-T H Carrossel: mecanismo cíclico de transmissão de dados. Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez

10 v. gerenciador responsável pela sincronização de comandos e informações, pelo controle da utilização dos recursos e pelo tratamento das sinalizações de erros e exceções. As APIs são um conjunto de funções, estruturas de dados e protocolos que representam a padronização da interface independente da plataforma e assim aumentam a flexibilidade e reusabilidade das funcionalidades da plataforma de execução Ambientes de suporte às aplicações interativas Mecanismo virtual XHTML Esse mecanismo virtual é baseado em linguagem de marcação XHTML, modelo de documentos (DOM), regras de estilo para a apresentação dos documentos (CSS) e mecanismos procedurais (ECMAScript) para o sincronismo temporal, o que facilita o usufruto das aplicações por meio de uma variedade de plataformas hardware e software. A Figura 3 apresenta a arquitetura da recomendação ITU-T J.200 para o ambiente de suporte a aplicações declarativas, em que: XML/XHTML DTD são responsáveis pela verificação das regras de formatação de um documento definidas pela Document Type Interação com o usuário Aplicação declarativa Browser XHTML Aplicação procedural + declarativa Middleware Máquina virtual JAVA Aplicação procedural Tratamento de recursos básicos: fluxos, eventos e protocolos, apresentação gráfica, controle de acesso Aplicações embarcadas Ex. EPG Sistema Operacional Hardware Figura 2 Arquitetura geral do middleware CSS ECMAScript Engine & DOM HTML/XHTML DTD TV Extensions XML Parser User Agent (Browser) Receiver Functionality Digital Video (MPEG) Monomedia Network Fonte: ITU-T J.200 Figura 3 Arquitetura de um ambiente declarativo 26 Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez. 2007

11 Definition (DTD) da linguagem; cada uma das linguagens, DVB-HTML, ACAP-X e BML, tem sua própria DTD, em que definem o conjunto de recursos obrigatórios da linguagem e especificam extensões para prover funcionalidades do ambiente de TV interativa. Cascading Style Sheets (CSS) é uma linguagem utilizada para especificar as propriedades de apresentação dos elementos HTML. As linguagens DVB-HTML, ACAP-X e BML provêem suporte a CSS Nível 2. Cada uma define as restrições quanto ao uso das propriedades e especifica propriedades adicionais para prover requisitos do ambiente de TV interativa. Document Object Model (DOM) permite aos programas e scripts acessarem e atualizarem dinamicamente o conteúdo, a estrutura e o estilo de um documento. As linguagens DVB- HTML, ACAP-X e BML especificam extensões dos módulos DOM. ECMAScript é uma linguagem procedural, interpretada e orientada a objetos, utilizada para coordenar e adaptar uma funcionalidade específica. Máquina virtual Java A linguagem de programação Java é utilizada pelos principais padrões abertos: DVB, ATSC e ISDB, e possui características que a tornam apropriada para o uso em ambiente de TV digital, tais como: orientação a objetos, o que favorece a reusabilidade; é interpretada, ou seja, o compilador gera códigos intermediários, chamados de bytecodes, o que proporciona sua independência da plataforma; é fortemente tipada, o que permite verificar o código em tempo de compilação, proporcionando robustez às aplicações; suporta multitarefa, o que facilita a criação de aplicações com tarefas concorrentes. A Figura 4 representa a interface disponibilizada pelo ambiente de suporte a aplicações procedurais, conforme a recomendação ITU-T J.200, em que: O ambiente para aplicações Java consiste de APIs que fornecem acesso às funcionalidades básicas que abstraem as características específicas da plataforma. A API Java TV é uma extensão da plataforma Java que trata especificamente do contexto de televisão interativa, e fornece o acesso a funcionalidades, tais como: acesso aos fluxos elementares de áudio e vídeo, manipulação dos elementos gráficos na tela e acesso aos dados das tabelas de informações do sistema de distribuição. A API Java Media Framework (JMF) trata o processamento e a apresentação de mídias baseados no tempo, e possibilita a execução de vários arquivos ou fluxos de mídia oriundos da radiodifusão ou do canal de retorno. A API Digital Audio Video Council (DAVIC) fornece interoperabilidade fim a fim de plataformas que executam serviços de áudio e vídeo transmitidos remotamente, a fim de padronizar os aspectos de tratamento das informações, notificação e seleção do feixe de transporte. A API Home Audio/Video Interoperability (HAVi) oferece recursos e soluções para controlar os componentes e a tela de apresentação, tais como, o suporte para diferenças relacionadas ao tipo de pixel, ao tipo de tamanho de tela, aos efeitos de transparência e ao controle remoto. Possui um conjunto próprio de componentes gráficos, que pode ser estendido e apresenta modelo de visualização em três camadas: Background Layer, Video Layer e Graphic Layer. Assim, o subsistema independência de plataforma, ou middleware, apresenta duas configurações: a máquina virtual Java e o mecanismo virtual XHTML. Access to Service Information, handling of network protocol APIs defined by DVB-MHP/ATSC-ACAP/ARIB-B23/OpenCable Extension for Broadcasting Extension for Broadcasting (such as selection of TS packets) specified by DAVIC (JAVA TV API) (DAVIC API) GUI for AV control (HAVi API) Presentation function for media JMF (Java Media Framework) Basic Java Functionality (Personal Java) Fonte: ITU-T J.200 Figura 4 Arquitetura de um ambiente procedural Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez

12 4.3 O subsistema canal de distribuição O estudo do subsistema canal de distribuição visa ao entendimento dos aspectos relacionados ao transporte e à carga das aplicações interativas no sistema de televisão digital terrestre. Os padrões abertos de televisão digital terrestre, ATSC, DVB e ISDB, adotam o padrão MPEG-2 System para transportar as informações relacionadas aos programas de televisão 4 ; essas informações são dados digitais codificados e comprimidos, que representam os sinais de áudio e vídeo, as aplicações interativas e os dados de controle. Cada tipo de informação é codificado em estruturas de tamanho arbitrário obedecendo à estrutura de pacotes Packetized Elementary Stream 5 (PES) ou a de seções 5. Em seguida, essas informações são estruturadas em pacotes de tamanho fixo, obedecendo à estrutura de pacotes Transport Stream 5 (TS), que são multiplexados para constituir o feixe de transporte (TS). As informações codificadas e estruturadas são controladas por sinais de controle de transmissão denominados Program Specific Information (PSI). As tabelas PSI, que devem ser transmitidas periodicamente, contêm informações que permitem aos receptores demultiplexar e identificar os diversos fluxos elementares (áudio, vídeo e dados) que compõem os programas de televisão. As seguintes tabelas PSI estão diretamente relacionadas à carga de aplicações: Program Allocation Table (PAT) é a tabela principal e descreve o fluxo de transporte. Essa tabela é composta de uma ou mais seções, associa o número do programa de televisão ao identificador dos pacotes de TS que carregam as informações desse programa (PMT PID). Program Map Table (PMT) tabela composta de uma ou mais seções, onde cada seção lista o número do programa de televisão e os elementos a ele associados, tais como descritores e fluxos elementares. Transporte das aplicações Entre os fluxos referenciados pela PMT encontrase o que descreve a aplicação transportada pelo TS. Esses fluxos utilizam protocolos para a transmissão cíclica das informações. O sistema por radiodifusão não impõe a existência de um caminho de comunicação nos dois sentidos: os dados são transmitidos pelo radiodifusor, entretanto, não necessariamente os receptores possuem os mecanismos necessários para fazer suas requisições. Para que uma aplicação seja carregada e executada num receptor cuja sintonização, em um determinado TS, é aleatória, o radiodifusor deve transmitir periodicamente todos os arquivos de dados que compõem a aplicação. Esse mecanismo cíclico de transmissão de dados é conhecido como carrossel. Todos os padrões abertos de TV digital adotam o protocolo de transmissão do carrossel baseado no DSM-CC, especificado pela recomendação ISO/IEC Este subsistema deverá ser modelado para, em cada cenário analisado, determinar as informações, as estruturas e a freqüência de distribuição apropriadas. 4.4 O subsistema plataforma de execução Esse subsistema está relacionado a aspectos como: capacidade computacional, disponibilidade de memória de execução, memória de armazenamento, canal de retorno e outros dispositivos, além dos mecanismos necessários para acesso e controle desses dispositivos. Tal subsistema consiste do sistema operacional de tempo real, cuja função é supervisionar e gerenciar todas as operações e os recursos do receptor digital, por meio de escalonamento de tarefas que obedeçam às restrições de tempo real, em um ambiente de recursos limitados de processamento e memória. A arquitetura básica de um sistema operacional de tempo real pode ser simplificada, conforme Figura 5, cujos módulos são descritos a seguir. Aplicação 1 Figura 5 Arquitetura de um sistema operacional 4 Programa de televisão: conjunto de elementos de informação que possuem uma relação funcional ou semântica entre si. Essas informações podem ser áudio, vídeo, textos, gráficos, imagens, animações e/ou instruções para a exibição ou execução dessas informações. 5 Conforme recomendação ITU-T H processo 1 Aplicação 2 processo processo i processo j Driver dos dispositivos... Interface de acesso ao sistema operacional Núcleo do sistema operacional (kernel) Plataforma de execução Aplicação n processo 1 processo k Hardware Espaço do sistema operacional Espaço do usuário 28 Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez. 2007

13 Tabela 6 Cenários identificados Cenário 1 Cenário 2 Cenário 3 Cenário 4 Cenário 5 Cenário 6 Cenário 7 Cenário 8 Cenário 9 Cenário 10 Cenário 11 Cenário 12 Cenário 13 Cenário 14 Cenário 15 Cenário 16 Cenário 17 Cenário 18 Cenário 19 Cenário 20 Cenário 21 Cenário 22 Ambiente declarativo Ambiente Residente procedural Aplicações com interatividade local Aplicações com uso do canal de retorno Aplicações seguras Aplicações com armazenamento de dados Aplicações com uso de canal de retorno de alta capacidade Aplicações de gravação multimídia Aplicações para envio de conteúdos multimídia Aplicações de alto desempenho Aplicações com interatividade local Aplicações com uso do canal de retorno Aplicações seguras Aplicações com armazenamento de dados Aplicações com uso de canal de retorno de alta capacidade Aplicações de gravação e armazenamento multimídia Aplicações para envio de conteúdos multimídia Aplicações de alto desempenho Aplicações com interatividade local Aplicações com uso do canal de retorno Aplicações com armazenamento de dados Aplicações com uso de canal de retorno de alta capacidade Aplicações de gravação multimídia Aplicações para envio de conteúdos multimídia Núcleo do sistema operacional (kernel) O kernel é um software em código nativo que dá acesso aos serviços básicos disponibilizados pelo hardware do receptor. Interface de acesso ao sistema operacional Esse módulo disponibiliza as funcionalidades do receptor aos aplicativos residentes nesse receptor, por meio de um conjunto de interfaces que possibilitam: 1. criar e controlar processos; 2. gerenciar memória, por meio da alocação e liberação do recurso; 3. comunicar e sincronizar processos, por meio de mensagens, eventos ou uso de memória comum; 4. comunicar com o mundo externo ao receptor; 5. receber dados do usuário. Drivers dos dispositivos São módulos responsáveis por iniciar e gerenciar os dispositivos existentes no hardware do receptor. Este subsistema deverá ser modelado para, em cada cenário analisado, determinar as funcionalidades básicas do receptor, o tempo de resposta a eventos e o conjunto mínimo de eventos. 4.5 Cenários identificados O sistema estudado apresenta quatro subsistemas, sendo que dois deles, a plataforma de execução e o canal de distribuição, não apresentam configurações diferentes para o caso em estudo, ao passo que o subsistema da variável-chave aplicações interativas apresenta oito configurações possíveis, e o subsistema da variável-chave middleware apresenta duas configurações. Com isso, temos: 1 x 1 x 8 x 2 = 16 possíveis cenários. Entretanto, algumas aplicações apresentam características de uso genérico, tais como: o EPG, a escolha no usufruto de diferentes fluxos, o acesso à Internet, o correio eletrônico, a gravação e o envio de conteúdos multimídia. O atributo de uso genérico dessas aplicações cria cenários para as aplicações residentes, que prescindem do uso do middleware. Assim temos no total 22 cenários, conforme Tabela 6. Conclusão A análise realizada neste trabalho indica 22 cenários possíveis para o ambiente de execução de aplicações interativas de televisão digital, identificados a partir da análise das possíveis configurações dos subsistemas que representam as variáveis-chave identificadas. Um outro resultado deste trabalho é a identificação de que o ator da cadeia de valor que exerce maior influência para a adoção do sistema é o usuário. A análise verificou também que os objetivos que encontram maiores restrições dos atores da cadeia de valor estão relacionados ao canal de distribuição, principalmente o que está relacionado à freqüência de distribuição de informações. Os objetivos mais aceitos estão relacionados às aplicações interativas, principalmente as que identificam os recursos necessários por tipo de aplicação e a evolução de sua disponibilização, Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez

14 reforçando o fato de que a variável aplicações interativas é fator que estimula a aceitação do sistema pelos atores da cadeia de valor. A partir dos resultados obtidos, o próximo passo consiste em simular os possíveis cenários futuros, por meio da construção de modelos dos subsistemas descritos, visando responder às questões identificadas. Com as respostas trazidas pela simulação, os cenários possíveis serão avaliados para identificar as ações a serem adotadas, quais devem ser descartadas e quais são as ações de risco. Agradecimentos Este trabalho recebeu apoio financeiro do Fundo para o Desenvolvimento Tecnológico das Telecomunicações (FUNTTEL). Referências AZANA N. T.; PATACA, D. M.; RICARTE, I. L. Metodologia para Identificação de Requisitos do Software Embarcado em Receptores de TV Digital. TVDI'2007 V Fórum de Oportunidades em Televisão Digital Interativa. Poços de Caldas - MG, Brasil, 18 de maio de CCE. Comunicado da Comissão ao Conselho, ao Parlamento Europeu, ao Comitê Econômico e Social Europeu e ao Comitê das Regiões. Comissão das Comunidades Européias. Bruxelas, Bélgica, DECRETO. Decreto Presidencial nº 4.901, de 26 de novembro de DECRETO. Decreto Presidencial nº 5.820, de 29 de junho de GEROLAMO, G. P. B. et al. Mapeamento da demanda: pesquisas de mercado e análise de tendências. Relatório CPqD Projeto SBTVD, Campinas, Brasil, GIANSANTE, M. et al. Cadeia de valor, Relatório CPqD Projeto SBTVD, Campinas, Brasil, GODET, M. From anticipation to action: A handbook of strategic prospective. UNESCO Publishing, Paris, France, GOULARTE, R. Personalização e adaptação de conteúdo baseadas em contexto para TV interativa. Tese (Doutorado) ICMC-USP, São Carlos, HELIÖ, S.; JÄRVINEN, A. Games and gaming for interactive digital television Introduction and Case Studies. University of Tampere Hypermedia Laboratory Disponível em: < Acesso em: 20 mar IBM. The end of television as we know it: a future industry perspective. IBM Institute for Business Value Disponível em: < 935.ibm.com/services/us/imc/pdf/ge end-of-tv-full.pdf>. Acesso em 10 jul ITU TELECOMMUNICATIONS STANDARDIZATION SECTOR (ITU-T) Recommendation H Information Technology Generic coding of moving pictures and associated audio information systems ITU TELECOMMUNICATIONS STANDARDIZATION SECTOR (ITU-T) Recommendation J.200. Worldwide common core Application environment for digital interactive television services. Genebra, Suiça, ITU TELECOMMUNICATIONS STANDARDIZATION SECTOR (ITU-T) Recommendation J.201. Harmonization of declarative content format for interactive television applications. Genebra, Suiça, ITU TELECOMMUNICATIONS STANDARDIZATION SECTOR (ITU-T) Recommendation J.202. Harmonization of procedural content formats for interactive TV applications. Genebra, Suiça, LAWLIS P. K. Guidelines for choosing a computer language: Support for the Visionary Organization, 2 nd edition Disponível em: < nt.htm >. Acesso em: 13 abr LOVE, R. Linux Kernel Development, 2 nd edition Novell Press, January MORRIS, S.; SMITH-CHAIGNEAU, A.. Interactive TV standards A guide to MHP, OCAP and JavaTV Burlington, USA: Focal Press, OFCOM. Looking to the future of Public Service Television Broadcasting. Ofcom Office of Communication, 30 September PAGANI, M. Multimedia and interactive digital TV: Managing the opportunities created by digital convergence. Hershey, PA: IRM Press, PATACA, D. et al Elenco de serviços e aplicações. Relatório CPqD Projeto SBTVD, Campinas, Brasil, Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez. 2007

15 PENG, C. Digital television application. Doctoral dissertation. Helsinki University of Technology, PRESSMAN, R. S. Engenharia de software. Makron Books do Brasil Editora Ltda, SCHWALB, E. M. itv handbook Technologies and standards. New Jersey, USA: Prentice Hall PTR, SHNEIDERMAN, B. Software psychology Human factors in computer and information systems. Boston, USA: Little, Brown and Company Limited, ZHANG, J. Quality-oriented exploration techniques for component-based architectures. Master s Thesis Technische Universiteit Eindhoven, YAGHMOUR, K. Building embedded LINUX systems. O Reilly Media, Abstract One of the major challenges in the transition from analogue to digital television is the adoption of new technology. This article shows, through the application of prospective scenarios methodology, the identification of 22 potential scenarios to introduce interactive digital television. These scenarios were identified considering the importance of the interactive applications and the user's influence in the adoption of digital television by the Brazilian society. Key words: Digital television. Strategic prospective scenarios. Interactive application. Real-time systems. Digital television decoder. Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p , jul./dez