Índice
Resumo.......................................................................................................................................... 2
Introdução ..................................................................................................................................... 3
Identificação do problema ............................................................................................................ 4
Proposta de solução ...................................................................................................................... 4
Sistema geral ................................................................................................................................. 4
TELEVISÃO DIGITAL ....................................................................................................................... 4
Digital Vídeo Broadcasting (DVB) .................................................................................................. 5
Transmissão DVB-S ........................................................................................................................ 6
Receptor DVB-S ............................................................................................................................. 7
Sistema MPEG-2 ............................................................................................................................ 8
DVB-S2 ........................................................................................................................................... 9
Conclusão .................................................................................................................................... 11
Referencias Bibliográficas ........................................................................................................... 12
Resumo
A pesquisa para elaboração deste trabalho teve como propósito agrupar de
forma simplificada uma vasta gama de informação técnica sobre o sistema de
transmissão de televisão digital via satélite.
O conteúdo usado neste trabalho é proveniente de bibliotecas da área das
telecomunicações e eletrónica, internet e apresentações da cadeira de
comunicação de áudio e vídeo. Desta forma começa-se por expor a estrutura
global do serviço de televisão por satélite, particularizando cada etapa específica
e caracterizando seguidamente a norma internacional reguladora deste tipo de
aplicação.
Na fase final deste trabalho procede-se a uma análise sobre a evolução sofrida
por este sistema ao longo do tempo ate a atualidade.
Palavras-chave
Televisão, satélites, multiplexagem, compressão, codificação.
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Introdução
A primeira transmissão de imagens televisivas a longa distância ocorreu a 9 de
Abril de 1927, entre as cidades americanas de Washington D.C. e New York City,
sob a orientação da Bell Telephone e do U.S. Department of commerece. O
potencial da televisão como meio de difusão de conhecimento, informação e
entretenimento foi imediatamente reconhecido.
O processo eleito para a transmissão de conteúdos televisivos foi a radio difusão
por modulação de portadoras de muito alta frequência, bandas VHF (30 a
300MHz) e UHF (0.3 a 3GHz). A radiação do sinal é proporcionada por meio de
antenas propiás. Este sistema de transmissão tem sido o mais popular ao longo
dos tempos devido a sua facilidade de manipulação por parte do utilizador
comum.
O sistema de transmissão de televisão digital via satélite foi desenvolvido para
melhorar a qualidade de serviço, uma vez que as comunicações a grandes
distâncias sofriam reflexões no solo, atenuação, distorção do sinal por existência
de obstáculos. Este sistema, ao utilizar antenas posicionadas no espaço como
elemento difusor da informação, diminui o problema da limitação da linha de vista
e simultaneamente os obstáculos intermédios, possibilitando maiores áreas de
cobertura do serviço (comunicação transatlânticas).Este tipo de serviço veio
também possibilitar melhorias significativas de qualidade.
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Identificação do problema
Conceptualmente, televisão por satélite é bastante semelhante a uma
transmissão televisiva normal, na medida em que ambas se definem como um
sistema sem fios que permite entregar um serviço televisivo direitamente ate as
casas dos utilizadores. Em ambos os sistemas, as estações e distribuidores
televisivos utilizam sinais radio para difundir a sua programação. Para tal as
estações de transmissão utilizam antenas de grande potência. Porem os
utilizadores apenas necessitam de uma antena de menor potencia para captar
tais ondas.
A principal limitação da transmissão televisiva é o alcance. As ondas radio
utilizadas na transmissão são radiadas pela antena de tal forma que é necessário
estar na zona de alcance da antena para captar a emissão. Pequenos objetos
como arvores ou casas não são grande problema, mas um grande obstáculo
como a terra causa efeitos atenuadores. O outro grande problema da
transmissão televisiva, deve-se ao facto de que o sinal é regularmente distorcido,
mesmo na zona de alcance.
Proposta de solução
A televisão via satélite resolve os problemas de alcance e distorção através da
transmissão de sinais a partir de satélites que se encontram na orbita. Uma vez
que os satélites se encontram a altitudes elevadas (cerca de 36000 Km). Existe
um número bastante superior de utilizadores que se encontram na linha de
alcance da transmissão. Os sistemas de televisão via satélite, transmitem e
recebem os sinais utilizando antenas especiais, denominadas antenas
parabólicas.
Sistema geral
Atualmente a maioria dos clientes de televisão via satélite obtém este serviço
diretamente de um distribuidor de transmissão por satélite, o qual forma pacotes
de vários canais com diferentes programações e conteúdos.
Os conteúdos produzidos são enviados para um satélite, propriedade de uma
outra empresa, a qual aluga bandas de frequência ao distribuidor, para
possibilitar a comunicação. Atualmente a transmissão da informação para o
satélite é realizada no formato digital, utilizando-se tipicamente a banda de
frequências Ku (12GHz a 14GHz). A informação é retransmitida para a terra,
onde os utilizadores a podem captar com antenas e receptores eletrónicos
próprios para o efeito.
TELEVISÃO DIGITAL
A TV Digital é um sistema de televisão com transmissão, recepção e
processamento de sinais digitais, podendo no receptor do Utilizador Final, os
programas serem exibidos por meio de equipamentos totalmente digitais ou
através de aparelhos analógicos acoplados a Unidades Conversoras /
Descodificadoras. Estas Unidades são genericamente conhecidas por Set-Top
Box (STB).
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O padrão de TV digital é composto pelas seguintes camadas:
 Conteúdo e Aplicação: camada responsável pela captura e formação
dos sinais de áudio e vídeo, bem como o desenvolvimento de aplicativos
interativos.
 Compressão: camada responsável pela remoção de redundâncias nos
sinais de áudio e vídeo, reduzindo assim a taxa de bits necessária para
transmitir essas informações.
 Middleware: camada de software que realiza a integração de todas as
subcamadas do sistema. O middleware permite que os aplicativos
gerados pelas emissoras sejam compatíveis com todas as plataformas de
recepçao desenvolvidas para o padrão de TV digital.
 Multiplexagem: camada responsável por gerar um único feixe de dados
contendo o vídeo, áudio e aplicações dos diversos programas a serem
transmitidos.
 Transmissão/Recepçao: também denominada de camada física, é a
camada responsável por levar as informações digitais do estúdio da
emissora ate a casa do utilizador.
 Canal de interatividade: é o canal por onde o utilizador pode solicitar e
receber informações específicas ou enviar dados para a emissora.
Digital Vídeo Broadcasting (DVB)
O sistema de TVD definido pelas normas DVB, é constituído por codificadores
de áudio e vídeo, multiplexagem e transmissão digital dos dados multiplexados.
Estes últimos constituem um fluxo de dados designado por Transport Stream
(TS). Um único TS pode incluir vários programas de TVD, áudio HiFi, etc. A
estrutura sintáctica e a semântica dos dados comprimidos de áudio, vídeo e TS
são definidas num conjunto de normas conhecidas por MPEG-2 e desenvolvidas
e pelo grupo de normalização MPEG (Movie Pictures Expert Groups). É de referir
que o sistema DVB especifica todos os elementos da cadeia ainda que nas
partes de codificação e multiplexagem sejam adoptadas especificações
desenvolvidas por outro grupo, neste caso o MPEG.
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O DVB, adotou o MPEG-2 (vídeo) como sinal de banda base antes de ser
distribuído. Esta opção teve em conta que a estrutura do sinal MPEG:
 Permite sincronização fácil e a mistura de todos os componentes (vídeo,
áudio e dados) num só TS;
 É passível de ser armazenado (gravado) no receptor visto que a trama de
bits contém toda a informação necessária para posterior recuperação do
sinal;
 É o sistema que melhor cobre as exigências dos diferentes meios de
transmissão (satélite cabo e terrestre)
A transmissão digital de um sinal, desde a fonte analógica até ao utilizador
analógico, pode ser dividida nas seguintes áreas:
 Digitalização do sinal analógico, com codificação e multiplexagem para
obter o MPEG TS
 Proteção de erros e Modulação do sinal TS antes de ser emitido.
 Canal de transmissão (satélite, terrestre ou cabo).
 Desmodulação e Correção de erros na recepção.
 Desmultiplexagem e descodificação do MPEG TS, para obter o sinal
analógico.
O DVB mantém para os canais digitais exatamente a mesma largura de banda
que a utilizada pelos canais analógicos (27 a 36MHz para satélite e 8 MHz para
cabo e terrestre).
Transmissão DVB-S
 Dispersão de energia: tem como objetivo distribuir a energia do sinal
de entrada em toda a largura de banda disponível.
 Codificação externa: introduz redundâncias que permitem ao
descodificador no receptor corrigir erros introduzidos pelo canal de
comunicação.
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 Entrelaçador externo: tem como função evitar que os erros em rajada
introduzidos no canal sejam apresentados em rajada no descodificador
externo.
 Codificação interna: tem função de aumentar a robustez do sistema
frente as intempéries do canal através da inclusão de redundâncias.
 Modulação: As modulações permitidas pela norma para a transmissão
são QPSK, 8PSK,16APSK, e 32 APSK. As duas primeiras são usadas
geralmente para difusão enquanto, as outras, são geralmente utilizadas
para as aplicações profissionais, devido à maior exigência de qualidade
de sinal requeridas por essas modulações.
 Transmissor: é o responsável por transladar o sinal de banda-base
para a frequência de canal e também por fornecer o ganho de potência
para que a cobertura desejada seja alcançada.
Receptor DVB-S
Os receptores exercem a função inversa do transmissor, portanto os seus
circuitos executam o processo exatamente inverso do que ocorre no transmissor.
O nível de sinal recebido pela antena é extremamente baixo 30�� é necessário
amplificar com baixo ruido térmico na ordem dos 30Db, passa para o circuito
sintonizador de canal que seleciona o canal de interesse. O demodulador
executa as funções exatamente inversas as que ocorrem no modulador. O sinal
demodulado antes de ir para o display passa pelo processo de descompressão
do sinal MPEG2.
Diagrama de blocos do receptor DVB-S
Para melhor compreensão das partes constituintes dum receptor DVB-S, é
interessante reparar que o “coração” do sistema é um microprocessador
responsável por todo o controle e gestão do processo de recepção e
descodificação do sinal.
A tendência atual é fazer o receptor DVB-S com um único circuito integrado (one
chip receiver) que efetua todas as funções. Estes integrados podem ter mais do
que 200 pinos e são o resultado da miniaturização que a eletrónica hoje permite.
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Sistema MPEG-2
MPEG-2 (normalizado em 1994) visa à codificação de vídeo com qualidade de
televisão digital CCIR 601: 720x480 pixels com 30 quadros por segundo na taxa
entre 2 a 10 Mbps. O padrão MPEG-2 é usado pelos padrões de broadcast para
TV-Digital ATSC e DVB e é também o padrão utilizado pelo sistema de
compressão de DVD. MPEG-2 é utilizado por muitas aplicações devido sua
capacidade de transportar streams, inclusive para o transporte de dados MPEG4 e MPEG-7. A taxa de transmissão de MPEG-2 pode variar de 4 Mbits/s a 300
Mbits/s.
Camada Sistema MPEG-2 em DVB - S
 Elementary Stream (ES) – Designa um fluxo isolado de Áudio ou Vídeo
Codificado ou qualquer outro tipo de dados. Um ES é transportado em
pacotes PES (Packetised Elementary Stream), de comprimento variável,
com um identificador único (Stream-ID). Um programa contém vários ES;
 Program Stream (PS) – Consiste na combinação de diversos ES, com
uma base de tempo comum, que resulta num único fluxo binário.
Gravação / Reprodução digital de programas em meios de transmissão
com pouca probabilidade de ocorrência de erros;
 Transport Stream (TS) – Designa um fluxo destinado à transmissão de
um ou diversos programas em simultâneo através de canais de
comunicação / difusão onde a probabilidade de ocorrência de erros pode
ser significativa. Um TS contém diversos ES os quais estão agrupados
formando programas distintos;
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 Program Specific Information (PSI) – Informação geralmente
normalizada que é necessária para desmultiplexar e descodificar
correctamente os diversos fluxos de informação multiplexada. Pode incluir
também informação adicional (Ex. Métodos de Encriptação). A norma
MPEG-2 especifica 4 (quatro) tipos de informação contidos nas seguintes
tabelas:
PAT (Program Association Table);
PMT (Program MAP Table);
NIT (Netwotk Information Table);
CAT (Conditional Access Table).
 Transport Stamp – Marcas de temporização inseridas nos fluxos,
associadas a referências de relógio, estas são usadas pelos receptores
de modo a assegurar o sincronismo e reprodução correcta da informação.
As principais referências temporais utilizadas na norma MPEG-2 são:
PCR (Program Clock Reference) – TS;
SCR (System Clock Reference) – PS;
PTS (Presentation Time Stamp) – PES;
DTS (Decoding Time Stamp) – PES.
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DVB-S2
O Padrão Digital Video Broadcasting - Satélite - Segunda Geração (DVB - S2) é
uma tecnologia relativamente Nova desenvolvida em 2003 e ratificada pelo ETSI
em Março de 2005 (ETSI EN 302 31.2.1). Por isso podemos dizer que ele é um
dos desenvolvimentos de decodificação de canais e modulação mais utilizado,
que permite um acréscimo de 30% na capacidade de transporte de sinais em
relação à tecnologia DVB-S. Como não poderia deixar de ser o DVB-S2 baseiase na tecnologia DVB-S para ampliar a flexibilidade e melhorar o desempenho
nos serviços oferecidos, mesmo com os satélites já existentes.
Dois novos recursos-chave que foram adicionadas em comparação com o
padrão DVB-S são:


Um poderoso esquema de codificação baseado em um moderno código
LDPC . Para baixa complexidade de codificação, os códigos LDPC
escolhidos têm uma estrutura especial, também conhecida como códigos
Repita-acumulação irregular.
VCM (Variable Coding e Modulation) e ACM (Adaptive Coding e
Modulation) modos, que permitiriam otimizar a utilização de banda,
alterando dinamicamente os parâmetros de transmissão.
Outras características incluem o aumento da modulação esquemas
até 32APSK , adicionais taxas de código , bem como a introdução de um
mecanismo de transporte genérico para dados em pacotes IP, incluindo MPEG4 streams de áudio e vídeo, apoiando ao mesmo tempo a compatibilidade com
existentes MPEG-2 TS de transmissão baseado.
Principais características





Entrada direta de um ou mais fluxos MPEG-2 transporte (TS). MPEG-TS
é suportado utilizando um modo de compatibilidade.
O formato de fluxo nativo para DVB-S2 é chamado de fluxo genérico (GS),
e pode ser usado para executar de forma eficiente os dados baseados em
IP, incluindo MPEG-4 AVC serviços / H.264.
Compatibilidade com versões anteriores para DVB-S, destinado
a usuários finais , e DVB-DSNG, usado para captação eletrônica de
notícias .
Codificação e modulação Variável (VCM) para otimizar a utilização da
largura de banda com base na prioridade dos dados de entrada, por
exemplo, SDTV pode ser entregue usando uma configuração mais
robusta do que o serviço de HDTV correspondente.
Codificação e modulação adaptativas (ACM) para permitir a flexibilidade
adaptar parâmetros de transmissão para as condições de acolhimento
dos terminais, por exemplo, a mudança para uma taxa de código inferior
durante desaparecendo .
9

Quatro modulação modos:
 QPSK e 8PSK são propostas para aplicações de radiodifusão, e pode ser
usado em transponders não lineares acionados perto da saturação.
 16APSK e 32APSK são utilizados principalmente para fins profissionais,
semi-lineares, mas pode também ser usado para a transmissão embora
eles requerem um nível mais elevado de disponíveis de C / N e a adoção
de métodos avançados de pré-distorção, na estação de ligação
ascendente, a fim de minimizar o efeito de transponder linearidade.




Melhoria roll-off : α = 0,20 e α = 0,25, para além do rolo de saída de DVBS α = 0,35.
Melhoria da codificação : uma ampla e moderna código
LDPC é concatenado com um exterior código BCH para alcançar quase
livre de erros(QEF) condições de recepção em um AWGN canal. O código
externo é introduzido para evitar pisos de erro em baixas taxas de bits de
erro . A única correção de erros ou quadro FEC podem dispor de 64.800
bits (normal) ou 16.200 bits (curtas). Se VCM ou ACM é utilizado, a
transmissão pode ser uma combinação de imagens normais e de curta
duração.
Várias taxas de código para a configuração flexível de parâmetros de
transmissão: um quarto, uma terços, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, e
9/10. Taxas de código quarto, 1/3, e 2/5 foram introduzidas para as
condições de recepção excepcionalmente pobres em combinação com
modulação QPSK. Codificação de valores e 8/9 9/10 comportar-se mal
em condições marginais de ligação (em que o nível de sinal está abaixo
do nível de ruído). No entanto, com alvo local Ku ou Ka banda downlinks
essas taxas de código pode ser recomendada para prevenir out-of-região
de visualização dos direitos de autor ou por razões culturais.
Sincronização fluxo de entrada opcional para proporcionar uma constante
atraso ponta a ponta.
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Conclusão
A televisão desempenha, ao longo de décadas, um papel muito importante na
sociedade. A rápida evolução tecnológica, com dispositivos eletrônicos cada vez
mais velozes e mais baratos vem provocando uma “convergência digital”. Isso
não poderia deixar de ocorrer com a difusão de TV, onde a demanda por mais
canais, mais qualidade de áudio e vídeo e por serviços interativos envolvendo
multiprogramaçao, mobilidade e portabilidade viabilizando ao usuário realizar
compras, participar de pesquisas, comentar notícias, acessar programação e
outros serviços que deverão surgir de acordo com suas necessidades. Entendese que essa não é apenas uma revolução tecnológica, mas também uma
revolução social, na medida em que o usuário pode expressar sua opinião e
modificar as informações recebidas através do Canal de Interatividade, sistema
que possibilita a cada usuário, individualmente e independente dos demais,
interagir encaminhando ou recebendo informações e solicitações das emissoras.
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Referencias Bibliográficas
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Receptores e Canal de Interatividade para o Sistema de TV Digital Valério Pereira Etcharte
Revista Mackenzie de Engenharia e Computação, Ano 5, n. 5, p. 13-96
Sistema de Transmissão no Padrão Brasileiro de TV Digital - Helio Coelho
Junior1
Manual de TV DIGITAL - Paulo Azevedo
Sistema de TV Digital
Sistema DVB para Transmissão de Televisão Digital - Pedro A. Amado
Assunção
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