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MULTIPLEXAÇÃO PARA TRANSMISSÃO DE TV DIGITAL

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MULTIPLEXAÇÃO PARA TRANSMISSÃO DE TV DIGITAL
DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE MULTIPLEXAÇÃO DIGITAL PARA TRANSMISSÃO DE TV..
Por João Paulo Ribeiro

Com a aproximação do dia “D” – 2 de dezembro 2007 – as emissoras de televisão precisam adequar suas estruturas para transmitir a programação digital. Dentro do estúdio, novos equipamentos como encoders de áudio no padrão MPEG-4 AAC (Advanced Audio Coding) e vídeo no padrão H.264, deverão ser utilizados para a redução das altas taxas de transmissão, provenientes das programações digitais. Após devidamente processadas pelos encoders, estas programações estão prontas para serem inseridas no sistema de multiplexação (Figura 1).
Uma emissora poderá gerar, por exemplo, três programações simultâneas: HDTV – High Definition (ex.: filmes em horário nobre, para televisores de alta definição), SDTV – Standard Definition (ex.: programação local, para televisores de definição padrão) e LDTV – Low Definition (ex.: noticiário esportivo, para receptores portáteis). Além das programações de áudio e vídeo, a emissora poderá gerar dados (ou interatividade) sobre a programação exibida.
Como inserir estas “multiprogramações”, diferentes e simultâneas, no sistema de transmissão?
Normalmente, um encoder entrega em sua saída um MPEG-2 TS (Transport Stream), com pacotes de 188 bytes, contendo áudio e vídeo digitais. O encoder pode ainda inserir bytes nulos para garantir o tamanho fixo dos pacotes MPEG-2 TS.
O primeiro ponto a ser considerado é que, devido às diferenças na resolução de imagem, estes sinais possuem taxas de transmissão distintas. Uma programação HDTV possui taxas em torno de 16Mbps, enquanto uma programação LDTV pode trabalhar com taxas em torno de 390Kbps. A taxa de transmissão está diretamente relacionada com a ocupação de banda do canal. Portanto, se tivermos no sistema uma taxa de transmissão variável, ocorrerá uma variação na largura de banda do canal. Uma das conseqüências seria a interferência em canais adjacentes. A fórmula a seguir mostra como a largura de banda do canal varia diretamente com a taxa de transmissão:
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Onde:
BW = largura de banda do canal
Rb = taxa de transmissão
M = número de pontos da constelação digital (ex: M = 64 na constelação 64QAM)
α = fator de roll-off do filtro de saída
Uma das funções do MUX MPEG-2 é adequar estas taxas de transmissão. Independente da quantidade de programas (com diferentes taxas) inseridos em suas entradas, este equipamento entrega pacotes com 204 bytes e taxa de transmissão de 32,5Mbps. Esta taxa é necessária para que o modulador ISDB-T – próximo estágio do sistema de transmissão – possa gerar suas portadoras adequadamente (ver ARIB STD-B31, itens 3.2.1 e 4.3).
O fluxo de dados na saída do MUX MPEG-2 é chamado de BTS (Broadcast Transport Stream). Neste BTS, além de áudio, vídeo e dados, estão contidos também bytes que irão configurar o modulador ISDB-T. Como o modulador pode trabalhar com 3 camadas de modulação e cada camada pode ser configurada de maneira independente, é preciso informar ao modulador como configurar cada camada. Esta função é desempenhada por 16 bytes contidos ao final do pacote BTS. Estes 16 bytes carregam a informação TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) que informará ao modulador as opções escolhidas pelo radiodifusor para cada camada de modulação.

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Fig. 1: Exemplo de configuração para a multiplexagem dos sinais digitais.

A comunicação entre o MUX MPEG-2 e o transmissor digital poderá ser feita de duas maneiras. Se o estúdio ficar perto da torre de transmissão, a conexão poderá ser feita através de cabeamento DVB-ASI, por exemplo. Se esta distância for um pouco grande, esta conexão poderá ser feita via enlace de microondas digital.
O MUX MPEG-2 também levará, através de descritores contidos em tabelas de multiplexação, informações necessárias para a correta recepção do sinal, executada pelo set-top box. Descritores com informações como data, hora, ajustes para horário de verão, classificação indicativa, etc., trarão diversas facilidades ao telespectador, mudando seu modo de assistir TV.

 

O Autor – João Paulo Ribeiro é engenheiro da equipe de Pesquisa e Desenvolvimento em TV digital, da empresa STB.
joao_paulo@stb.ind.br