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Sistemas de Rádio e TV Digital (2)

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FUNDAÇÃO, CENTRO DE ANÁLISE PESQUISA E INOVAÇÃO TECNOLÓGICA FACULDADE FULCAPI (INSTITUTO DE ENSINO SUPERIOR FUCAPI) COORDENAÇÃO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE TELECOMUNICAÇÕES
SISTEMAS DE RADIO E TV DIGITAL
MANAUS
2019
SISTEMAS DE RADIO E TV DIGITAL
Trabalho apresentado ao curso de Engenharia de
Telecomunicações	da	Faculdade	FUCAPI
(Instituto de ensino superior), como requisito
Para obtenção de nota parcial da disciplina
Sistemas de Rádio e Tv digital, ministrada pelo professor M.Sc Cláudio Henrique A. Rodrigues
MANAUS
2019
INTRODUÇÃO
Este trabalho descreve o desenvolvimento no contexto em que os sistemas de telecomunicações se tornam cada vez mais ubíquos, acessíveis e ricos em conteúdo para o usuário final, também há um crescimento exponencial da complexidade destes sistemas para fazerem frente à necessidade crescente da conectividade em todo lugar, com grande largura de banda, baixa latência e boa confiabilidade, mesmo sob condições adversas do canal. Esta necessidade se traduziu na criação de sistemas como as redes celulares, a TV e o rádio digital, o WiFi, Bluetooth, GPS, ADSL, dentre outros. A complexidade destes sistemas apresenta desafios importantes para os engenheiros, pesquisadores e professores da área. Por exemplo, a TV digital implantada há 10 anos no Brasil, possui complexidade incomparável ao seu sistema antecessor analógico, de 66 anos de idade. Com a exceção de poucos centros de pesquisa do país, geralmente ficamos de fora da rota das inovações e dos grandes desenvolvimentos tecnológicos globais. Para gerar inovação, se faz necessário o conhecimento do existente, e é nesta linha mestre que este trabalho se baseia: conhecer, na teoria e prática, parte do existente para suportar a inovação futura.
 2. O SISTEMA ISDB-T (ENFASE NO ISDB-TB)
O Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial (sigla ISDB-T), em português Serviço Integrado de Transmissão Digital Terrestre, é o padrão japonês de TV digital, apontado como o mais flexível por responder melhor a necessidades de mobilidade e portabilidade. É uma evolução do sistema DVB-T, usado pela maior parte do mundo, e vem sendo desenvolvido desde a década de 70 (1971) pelo laboratório de pesquisa da rede da TV NHK em parceria com a SONY.
No Brasil, o ISDB-T foi eleito o melhor nos testes técnicos comparativos conduzidos por um grupo de trabalho formado pela Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão (SET), Associação Brasileira das Emissoras de Rádio e Televisão (ABERT), Universidade Presbiteriana Mackenzie, e ratificados pela Fundação CNPq. Em 29 de junho de 2006 foi anunciado como padrão adotado pelo Brasil na transmissão de TV digital, e em abril de 2009, o Peru anunciava que o adotara como padrão.
É um sistema altamente versátil. Além de enviar os sinais da televisão digital, pode ser empregado em outras atividades, como transmissão de dados, recepção parcial em PDA ou telefone celular; recepção por meio de computador ou servidor doméstico; acesso a sítios de programas de televisão; serviços de atualização do receptor por cópia de arquivos da Rede; sistema multimeios para fins educacionais. Assim, prevê serviço de transmissão para dispositivos fixos, móveis ou portáteis no mesmo sinal.
Características 
Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, Internet
Middleware: ARIB
Compressão de audio: MPEG-2 AAC
Compressão de video: MPEG-2 HDT
Transporte: MPEG-2
Modulação: BST-COFDM
Cada transmissão de TV (incluindo TV aberta) é cifrada com cópia única (copy-once), que permite aos usuários gravar somente uma cópia em um meio digital (D-VHS, DVD, HDD, etc). Por outro lado, a tecnologia de "cópia única" não proíbe todos os tipos de cópia. É possível copiar para meios analógicas (como um VHS padrão) e também, se gravadas num HDD, é permitido aos usuários "mover" o conteúdo para um D-VHS, mas não copiar. Em contrapartida, transmissões digitais 1seg, feitas para celulares, ocupando 1/13 do canal digital, são transmitidas "puras", sem proteção contra cópia.
Muitos usuários também estão preocupados com as recentes notícias de proteção aumentada, no futuro. Há modos no ISDB para impedir a saída do sinal para conectores analógicos (cabos vídeo componente, vídeo composto, S-Video etc.). Já há planos para impedir a saída analógica para proteção de copyright. Isso tornará inutilizáveis todos os conversores atuais e a maioria das TVs de LCD/Plasma que não têm entrada HDMI. Além disso, todos os VHSs e D-VHSs analógicos, que só gravam com entrada analógica, assim como todos os leitores de DVD, ficarão também inutilizáveis. Essas tecnologias de proteção contra cópia mais reforçadas só começarão após o fim das transmissões analógicas (quando não houver mais escolha para os telespectadores).
No ISDB-TB, versão brasileira do padrão ISDB, a proteção contra cópias é regulada pela norma ABNT NBR 15605-1, Televisão digital terrestre — Tópicos de segurança.
No Brasil o sistema de televisão digital terrestre adotado foi uma versão modificada do sistema japonês Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial ISDB-T. Esta versão foi denominada ISDB-TB e as suas diferenças principais são o vídeo (MPEG-4 Parte 10 ou H.264), áudio (MPEG-4 HEAAC), middleware (Ginga baseado em Java ou NCL) e o uso das bandas VHF alto e UHF. O sistema ISDB-TB pode oferecer confiabilidade tanto na transmissão de alta qualidade de imagem e som em receptores fixos, como em receptores móveis. Devido a sua flexibilidade é também possível transmitir conteúdo multimídia. A transmissão de dados ou conteúdo multimídia pode ser feita em uma única camada hierárquica ou pode ser multiplexada junto com os outros serviços de áudio, vídeo, etc. Existem outros sistemas que transmitem dados em IP, como o Digital Video Broadcasting – Handheld (DVB-H) e o Internet Protocol Television (IPTV). O DVB-H é um padrão terrestre que utiliza o protocolo IP para aplicação em receptores portáteis. Já o IPTV é baseado nas atuais redes IP, ou seja, utiliza a conexão banda larga para transmitir serviços de televisão digital. Este artigo propõe a transmissão de dados no formato User Datagram Protocol/Internet Protocol (UDP/IP) encapsulados em MPEG-2 Transport Stream pelo sistema de televisão digital ISDB-TB. Este encapsulamento garante a compatibilidade com o sistema na transmissão e com o receptor IP na recepção. A transmissão de pacotes IP pode ser usada na televisão digital terrestre para realizar o streaming e download de diversos tipos de serviços como, por exemplo, áudio/vídeo em diferentes formatos de codificação, música, páginas da web, jogos gratuitos e aplicativos diretamente para um computador. Para manter a convergência entre estas mídias, um demodulador ISDB-TB Full Seg com saída IP está em desenvolvimento. Este receptor receberá o sinal ISDB-TB e desencapsulará o MPEG2-TS, distribuindo na saída o sinal no formato UDP/IP. A saída é conectada a um computador e este recebe os dados em UDP.
O sistema de televisão digital ISDB-TB é flexível, permitindo o uso de diversos tipos de serviço em um único canal de televisão de 6 MHz de banda. A modulação é Band Segmented Transmission – Orthogonal Frequency Division Multiplexing (BST-OFDM), em que o canal é dividido em treze segmentos de 6000/14=428.6 KHz cada. Estes segmentos são distribuídos em até três camadas hierárquicas denominadas camadas A, B e C. As camadas podem ter robustezes diferentes, permitindo serviços diferentes (móvel, fixo e/ou portátil) em um mesmo canal. A banda útil utilizada pelo ISDB-TB é de 6/14*13/14 = 5.57 MHz de 6 MHz disponíveis. Por este motivo pode-se dizer que o canal de 6 MHz é dividido em quatorze parte, sendo que são utilizadas .Os parâmetros em comum do sistema BST-OFDM são o tamanho da Inverse
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