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O novo olhar da engenharia de TV brasileira

Revista da SET em parceria com alunos da Universidade Presbiteriana Mackenzie realizaram durante o Congresso SET 2014, uma serie de trabalhos de investigação com futuros engenheiros que participaram das seções e palestras e visitaram o SET EXPO 2014 com o objetivo de desenvolver pequenos papers de investigação sobre diversos temas de interesse das emissoras de TV e o mercado broadcast brasileiro.
Em duas edições publicaremos os trabalhos desenvolvidos por estes alunos que tem como principal intuito mostrar novas miradas sobre o fenômeno da TV no Brasil e possíveis soluções aos problemas pelos quais o setor passa na atualidade.

Nº 145 – Set/Out 2014

Por George Maranhão

ARTIGO

Rede de frequência única (Single Frequency Network – SFN)

Arede SFN é uma solução para o uso inteligente do espectro de frequência, pois trata-se de um sistema de transmissão em que as estações de transmissão dessa rede operam todas na mesma frequência.
As estações de transmissão pertencentes à rede devem, obrigatoriamente, transmitir com desvios de frequência inferior a 1 Hz (sincronismo de referência), exatamente o mesmo conteúdo (estrutura de quadros OFDM idêntica) e iniciando as transmissões a partir da torre exatamente no mesmo instante (sincronismo de tempo).

Este conteúdo gerado no estúdio da emissora é compartilhado com os demais transmissores da rede SFN via micro-ondas ou fibra óptica. No estúdio um equipamento denominado “adaptador de SFN” insere a informação correspondente ao exato ponto e momento em que as transmissões por todas as torres devem se iniciar.
Segundo a área de cobertura de transmissão destas torres haverá pontos de recepção em que os sinais transmitidos por duas torres distintas chegarão simultaneamente à antena do receptor de TV Digital.
Neste caso, o atraso máximo entre estes sinais não pode ultrapassar o limite definido pelo intervalo de guarda, que varia de acordo com os parâmetros de modulação utilizados.
A norma ABNT NBR 15601 estabelece estes valores. Como exemplo, se o intervalo de guarda utilizado for de 1/16 no modo 3, o máximo atraso permitido é de 63 μs. A imagem a seguir ilustra um Modelo de propagação SFN: A ilustração a seguir mostra um aparelho televisor recebendo o sinal de duas estações de transmissão: Neste caso, a diferença das distâncias entre cada estação e o ponto de recepção deve ser menor ou igual a 18,9 Km, pois este é o ponto correspondente ao atraso de 63 μs. Este cálculo é feito multiplicando-se o limite do intervalo de guarda pela velocidade de propagação da luz.
Para que a operação em SFN seja realizada com sucesso, o sincronismo da frequência e do tempo de transmissão dos transmissores da rede SFN é essencial. Segundo o guia de operação ABNT NBR 15608-1, existem três métodos de sincronismo: sincronização de referência, sincronização completa, e sincronização escrava.

No Brasil, as redes SFN são sincronizadas pelo método de sincronização de referência que consiste em sincronizar o estúdio e as estações transmissoras por meio de um GPS, utilizando o sinal de 1pps para a sincronização de tempo e o sinal de 10 MHz para a sincronização de frequência.
Usando o sinal de 1 pps o adaptador de SFN insere a informação de atraso de transmissão chamado “sts” e a informação do “atraso máximo”. Os moduladores de cada estação recebem esta informação e inserem atrasos de forma que os quadros OFDM nas saídas dos transmissores de cada estação fiquem alinhados, fazendo com que o sinal seja transmitido no mesmo momento. A ilustração a seguir exemplifica este procedimento.
Já no Japão, o método de sincronismo utilizado é a sincronização completa. A diferença entre esses métodos é que este é independente do sinal de GPS. Qualquer um dos moduladores da rede pode gerar o sinal de referência, desde que este sinal seja transmitido para as outras estações por meio de um enlace, sendo assim a referência do sistema.
Na sincronização escrava o clock de referência vem do MUX ou REMUX do estúdio. Este sinal de clock é recuperado em cada estação transmissora.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

George Maranhão é estagiário do Laboratório de TV Digital da Universidade Presbiteriana Mackenzie e aluno de graduação da Universidade Presbiteriana Mackenzie, atualmente cursando a 10ª etapa do curso de engenharia eletrônica.