Universidade de Pernambuco Escola Politécnica de Pernambuco

Transcrição

1 Universidade de Pernambuco Escola Politécnica de Pernambuco TV Analógica e Digital O Padrão de Televisão Digital Nacional Prof. Márcio Lima marcio.lima@upe.poli.br

2 Introdução No Brasil, a televisão analógica é o mais importante meio de acesso à informação, atingindo cerca de 90% da população. Depois de vários teste e análise, em 26 de novembro de 2003, foi publicado o decreto número instituindo, oficialmente, o projeto do Sistema Brasileiro de Televisão Digitial (SBTVD), depois denominado ISDTV (International System for Digital Television). Segundo o decreto, o ISDTV tem como finalidade alcançar os seguintes objetivos: 1. Promover a inclusão social, por meio de acesso à tecnologia digital; 2. Propiciar a criação de rede universal de educação a distância; 3. Estimular a pesquisa e o desenvolvimento e propiciar a expansão de tecnologias brasileiras; 2

3 Introdução 4. Planejar o processo de transição do sistema analógico para digital; 5. Viabilizar a transição do sistema analógico para digital; 6. Estimular a evolução das atuais exploradoras de serviço de televisão analógica, bem como o ingresso de novas empresas; 7. Estabelecer ações e modelos de negócios para a televisão digital adequando à realidade econômica e empresarial do País; 8. Aperfeiçoar o uso do espectro de radiofreqüência; 9. Contribuir para a convergência tecnológica e empresarial dos serviços de comunicações; 10. Aprimorar a qualidade de áudio, vídeo e serviços; 11. Incentivar a industria regional e local na produção de instrumentos e serviços digitais. 3

4 Introdução Para facilitar o processo de avaliação das diversas técnicas disponíveis par ao ISDTV, foram utilizadas três critérios: 1. Inclusão social; 2. Flexibilidade; 3. Desenvolvimento sustentável. Em junho de 2006, o presidente Luiz Inácio Lula da Silva assinou o decreto que define o regime transitório da televisão analógica brasileira para o sistema digital, adotando o padrão de sinais ISDB-T (japonês) e incorporará a inovação tecnológica brasileira. 4

5 Introdução Em resumo: O padrão brasileiro usará o sistema de modulação do padrão japonês, com componentes exclusivos criados no Brasil. O padrão ISDB é formado por uma conjunto de documentos que define as mediadas adotadas em relação ao meio de transmissão, transporte, codificação e middleware (camada de comunicação entre o software e o hardware). 5

6 Modelo de Referência de um Sistema de Televisão Digital É definido como uma plataforma capaz de transmitir e receber sinais de áudio e vídeo, como como dados, utilizando o sinal de radiodifusão em freqüências de VHF/UHF. Definido pela União Internacional de Telecomunicações ITU, permite que se tenha uma visão geral das principais estruturas de um sistema de televisão digital. 6

7 Modelo de Referência de um Sistema de Televisão Digital Produção de Conteúdo áudio vídeo dados Usuário áudio vídeo dados Codificador de áudio Codificador de vídeo Codificador de dados Decodif. de áudio Decodif. de áudio Middleware Camada de Transporte Camada de Transporte Codificação de Canal, Modulação e Transmissão DIFUSÃO E ACESSO Canal de Radiodifusão Canal de descida Canal de Retorno Recepção, Demodulação, Decodificação de Canal TERMINAL DE ACESSO 7

8 Modelo de Referência de um Sistema de Televisão Digital O projeto de avaliação das tecnologias para o ISDTV foi realizado com base no modelo de referência, sendo agrupados em subsistemas: 1. Transmissão e Recepção: módulos de Codificação e Decodificação de Canal, Modulação e Demodulação, e Transmissão e Recepção; 2. Codificação de Sinais de Fonte: Codificação de Áudio, Vídeo e Dados; 3. Camada de Transporte: consiste nos módulos de Multiplexação e Demutiplexação; 4. Middleware: representa a camada de software no lado do Terminal de Acesso; 5. Canal de Interatividade: compreendendo o Canal de Descida e o Canal de Retorno (tecnologias e estruturas a serem utilizadas). 8

9 Modelo de Referência de um Sistema de Televisão Digital O objetivo é descrever cada subsistema e analisar as opções de tecnologias já escolhidos ou que estão sendo consideradas para o ISDTV, seguindo os critérios de: Custo (Inclusão social); Desempenho (Flexibilidade de modelos de exploração); Confiabilidade (Desenvolvimento sustentável). 9

10 Codificação de Sinais de Fonte É responsável pela compressão dos sinais de áudio e vídeo, com o objetivo de reduzir a taxa de bits necessária para transmissão dos sinais. É composto basicamente por três subsistemas: Codificação de Vídeo Transcodificação de Vídeo Codificação de Áudio Codificação de Dados 10

11 Codificação de Sinais de Fonte Codificação de Vídeo Existem diversos padrões de compressão de vídeo, entre os mais populares encontram-se os padrões produzidos pelo grupo MPEG (Motion Picture Expert Group) e VCEG (Video Coding Groups). Segundo o decreto 5.802, o modelo de serviço do ISDTV deve possibilitar a transmissão digital em alta definição (HD) e em definição padrão (SD) simutaneamente. Com relação ao critério de custo: Complexidade do algoritmo; Utilização. 11

12 Codificação de Sinais de Fonte Codificação de Vídeo Com relação ao desempenho dos codificadores: Eficiência de compressão; Ocupação do canal de freqüência de 6 MHz. Com relação à confiabilidade: MPEG-2: o codificador mais popular; H.264: mais moderno e eficiente disponível; MPEG-2 escalonado: baseado no MPEG-2, apresenta a possibilidade de escalonar, comprimindo um sinal de alta definição e extrai, no receptor, um sinal de alta ou baixa definição. 12

13 Codificação de Sinais de Fonte Codificação de Vídeo Viabilizando a transmissão simutânea de sinais SD e HD, foram realizadas avaliações dos seguintes cenários: Codificação do sinal de vídeo SD e HD utilizando o padrão MPEG-2; Codificação do sinal de vídeo SD e HD utilizando o padrão H.264; Codificação do sinal de vídeo SD utilizando o padrão MPEG-2 e HD utilizando o padrão H-264; O terceiro cenário apresentou os melhores resultasso na avaliação. 13

14 Codificação de Sinais de Fonte Transcodificação de Vídeo Sistemas capazes de converter um sinal de vídeo em outro com diferentes parâmetros (codificação, resolução e/ou taxa de bits). Um dos desafios do ISDTV é a presença de diferentes formatos de codificadores, resoluções (espacial e temporal) e taxas de bits. Esse conteúdo bastante diversificado deve ser reproduzido nos mais diferentes tipos de receptores, que vão desde aparelhos de televisão convencionais a microcomputadores, PDAs, celulares ou mesmo Ipods. Outro problema é o tipo de transmissão utilizada (a cabo, por radiodifusão ou sem fio), que afeta diretamente a velocidade com que a informação pode ser enviada. 14

15 Codificação de Áudio Configuração espacial para o áudio Mono Estério Dolby Surround Surround

16 Codificação de Áudio Transcodificação de Vídeo Sistemas capazes de converter um sinal de vídeo em outro com diferentes parâmetros (codificação, resolução e/ou taxa de bits). Um dos desafios do ISDTV é a presença de diferentes formatos de codificadores, resoluções (espacial e temporal) e taxas de bits. Esse conteúdo bastante diversificado deve ser reproduzido nos mais diferentes tipos de receptores, que vão desde aparelhos de televisão convencionais a microcomputadores, PDAs, celulares ou mesmo Ipods. Outro problema é o tipo de transmissão utilizada (a cabo, por radiodifusão ou sem fio), que afeta diretamente a velocidade com que a informação pode ser enviada. 16

17 Camada de Tranasporte Situa-se entre o subsistema de Codificação de Sinais de Fonte e o Codificação de Canal e Modulação. 17