Telecomunicações TV Analógica, Digital e HDTV

TelecomunicaçõesTV Analógica, Digital e HDTV

Prof. Claudio BenossiAula 03

Para entender a TV digital, é útil entender a TV analógica para que você possa ver as diferenças.

O padrão de TV analógica é utilizado nos Estados Unidos há cerca de 50 anos.

Para repassar rapidamente, aqui estão os fundamentos da transmissão de televisão analógica:

TV Analógica

Uma câmera de vídeo obtém uma imagem de uma cena. Isso ocorre a uma taxa de 30 quadros por segundo;

a câmera rasteriza a cena. Ou seja, a câmera transforma a imagem em fileiras de pontos individuais chamados pixels. Para cada pixel é designada uma cor e uma intensidade;

TV Analógica

as fileiras de pixels são combinadas com sinais de sincronização, chamados sinais de sincronismo horizontal e sincronismo vertical, de modo que a eletrônica no interior do aparelho de TV saberá como exibir as fileiras de pixels.

TV Analógica

Esse sinal final, que contém a cor e a intensidade de cada pixel em um conjunto de fileiras, junto com os sinais de sincronismo horizontal e vertical, é chamado de sinal de vídeo composto.

TV Analógica

O som é completamente independente. Quando você olha na parte posterior de seu vídeo cassete e vê o plugue amarelo, esse é o plugue do vídeo composto.

O som pode ser um plugue branco (nos vídeo cassetes que não lidam com som estéreo) ou um plugue vermelho e um plugue branco (em vídeo cassetes estéreo).

TV Analógica

TV Analógica

Transmitindo um sinal de TVQuando um sinal de vídeo composto é transmitido por meio de ondas aéreas por uma estação de TV, isso acontece em uma freqüência específica.

Nos Estados Unidos, assim como no Brasil, essas freqüências são os conhecidos canais 2 a 13 em VHF e 14 a 83 em UHF.

TV Analógica

O sinal de vídeo composto é transmitido como um sinal AM (de amplitude modulada) e o som, como um sinal FM (de freqüência modulada) nesses canais.

A FCC (agência federal que controla as telecomunicações nos EUA) reservou três bandas de frequência no aspectro de rádio, divididas em faixas de 6 MHz, para acomodar esses canais de TV:

TV Analógica

54 a 88 MHz para os canais 2 a 6

174 a 216 MHz para os canais 7 a 13 470 a 890 MHz para os canais UHF 14 a

83

TV Analógica

Países onde a energia elétrica é gerada com a freqüência de 50 Hz como Alemanha, Argentina, e outros, principalmente na Europa, o sincronismo da imagem é formada por 625 linhas por quadro e 25 quadros por segundo para dar a sensação de movimento.

TV Analógica

No final dos anos 60, foi proposta a codificação PAL alemã como forma de acabar com os problemas com cores identificados no sistema americano. Vários países acataram a proposta. Durante a época, a França lançou o sistema SECAM, que utilizava banda de 8 a 10 MHz, o que ficou impraticável em países como o Brasil, por exemplo, que utiliza banda não maior que 6MHz.

TV Analógica

Como o Brasil utilizava o sistema “M” americano, foi preciso adaptar o PAL europeu para os equipamentos já existentes no país e criou-se o PAL-M, com resolução de 625 linhas e 29,97 quadros por segundo, utilizando freqüência de energia próxima dos 60 Hz do padrão NTSC.

Na Europa, com a freqüência de 50 Hz, criou-se as denominações PAL-B, PAL-G e PAL-L.

Na Argentina, Uruguai e Paraguai, utiliza-se o PAL-N.

TV Analógica

No Brasil, a estréia da TV Digital ocorreu em 2 de dezembro de 2007, após muita polêmica em torno da tecnologia de transmissão que seria adotada: européia, americana ou japonesa.

Em 2000, quando estava tudo certo para a escolha do modelo americano, o governo cogitou um padrão próprio, que implicaria o desenvolvimento no país de uma tecnologia de transmissão de sinal digital, exatamente como aconteceu com o sitema Pal-M para vídeo VHS.

TV Digital

Diante de vários problemas, de muito lobby e do atraso do início das transmissões que a escolha por um padrão próprio acarretaria, optou-se por analisar e testar os três modelos novamente.

TV Digital

Quase seis anos depois de iniciadas as discussões sobre a TV Digital, em 29 de junho de 2006, o presidente Luiz Inácio Lula da Silva assinou um decreto regulamentando a escolha do padrão japonês para a TV digital brasileira.

Na prática, isso quer dizer que a TV digital no país é compatível com a tecnologia atualmente utilizada no Japão.

TV Digital

As transmissões do sinal digital começaram por São Paulo, e vão ser estendidas para o resto do país progressivamente (veja quadro abaixo). Os conversores (também chamados de set-top boxes) que permitem aos televisores receber esses sinais digitais podem ser encontrados em lojas de eletrodomésticos e eletrônicos, bem como os televisores preparados para a TV digital -geralmente essas TVs vêm identificadas com o selo "HD Ready".

TV Digital

O governo brasileiro espera que, até dezembro de 2016, a TV digital substitua a TV analógica no país. Assim como nos EUA, quando isso acontecer, toda a transmissão analógica será interrompida e será necessário ter um conversor ou um televisor compatível com o sistema para poder assistir aos programas de tevê favoritos.

TV Digital

As emissoras de televisão devem ter os equipamentos apropriados para transmitir os sinais e os consumidores devem ter os aparelhos de TV para receber tais sinais.

TV Digital

Calendário da TV Digital no país 2006 - 29 de junho: Governo decide adotar padrão japonês para a TV

Digital 2007 - Julho: começam a ser vendidos os primeiros conversores de sinal

analógico-digital2 de dezembro: começam as transmissões do sinal digital para a Grande São Paulo

2010 - Primeiro semestre: Belo Horizonte, Brasília e Rio de Janeiro começam a receber o sinal digital;Segundo semestre: Salvador e Fortaleza

2011 - O sinal digital passa a ser obrigatório em todas as capitais 2013 - Transmissoras e retransmissoras de todas as cidades do país são

obrigadas a passar o sinal digital 2016 - O sinal analógico de televisão sai do ar. Quem não tiver um

aparelho HD ou um conversor de sinal, não poderá ver tevêFonte: Anatel

TV Digital

Certamente a maior vantagem da transmissão em sistema digital é o fato de não haver perdas em termos de qualidade do sinal, ou seja, o número de linhas horizontais no canal de recepção, sendo idêntico àquele proveniente do canal de transmissão.

Nos sistemas analógicos, em função das perdas, a definição dos transmissores atinge, na prática, somente 330 linhas horizontais, ou seja, ocorre uma perda da ordem de 50%.

TV Digital X TV Analógica

É importante observar, contudo, que a transmissão digital de TV, se propicia uma recepção sempre de alta qualidade, exige condições de cobertura e robustez do sistema muito mais críticas para fazê-lo.

Na transmissão analógica, localidades distantes dos transmissores – com sinal fraco - ou que enfrentam vários obstáculos no seu percurso, como morros ou prédios, podem exibir imagens cheias de fantasmas e chuviscos.

TV Digital X TV Analógica

Entretanto, essas mesmas localidades podem não acusar a recepção de qualquer sinal de TV se o sistema digital utilizado não possuir alta robustez ou não for cuidadosamente configurado.

TV Digital X TV Analógica

TV Digital X TV AnalógicaFator Analógico Digital

Resolução 1080 linhas (16:9) 525 linhas (4:3)720 a 480 linhas (16:9)ou1920×1080 pixels (HDTV)e 640×480 (SDTV)

Qualidade de Imagem Degrada Não degrada

Novos Recursos Nenhum Interatividade (datacasting)Múltiplos fluxos de áudio evídeo

Otimização do espectro

Uso do espectro limitado por interferências

Possível uso de canais adjacentes

Interatividade Através de outros recursos (internet – telefone – celular)

Imediato, através do próprio aparelho – Canais de Áudio, Jogos e Compras

TV Digital X TV AnalógicaFator Analógico Digital

Interferência Sim Nunca

Programação Única Múltipla – até 6 programações por canal

Formato de imagem 4:3 (vertical) 16:9 (mais horizontal)

Som Mono ou estéreo (até 2 canais)

Dolby Digital (até 6 canais)

Impressão em tela Canhão de elétrons

Em bits

É difícil explicar a diferença entre um sinal DTV e um sinal analógico sem uma demonstração real, mas aqui está uma comparação estática que pode ajudá-lo a entender a idéia. Abaixo está uma imagem de um odômetro:

TV Digital X TV Analógica

Quando os primeiros aparelhos de televisão de alta definição (HDTV) chegaram ao mercado, em 1998, fanáticos por esportes e aficionados por tecnologia ficaram muito animados, e com razão. Anúncios dos aparelhos sugeriam um paraíso em termos de televisão, com uma resolução superior e som melhor ainda. Com a HDTV, também seria possível ver filmes no formato original widescreen, sem aquelas tarjas pretas que algumas pessoas detestam.

TV de Alta definição (HDTV)

Mas para muitas pessoas, a HDTV não foi uma fonte de experiências transcendentais em frente da telinha.

Pelo contrário, as pessoas saíam para comprar uma TV e se viam rodeadas por abreviaturas confusas e muitas escolhas.

Algumas, ainda por cima, ligavam sua HDTV nova e descobriam que a imagem nem era tão boa assim.

TV de Alta definição (HDTV)

Analógico, digital e alta definição

Há anos, assistir TV envolve sinais analógicos e aparelhos de CRT (tubo de raios catódicos). O sinal é feito de ondas de rádio continuamente variáveis que a TV traduz em imagem e som. O sinal analógico chega até a TV pelo ar, por cabo, ou via satélite. Sinais digitais, como os dos aparelhos de DVD, são convertidos para sinais analógicos quando são transmitidos em TVs tradicionais.

TV de Alta definição (HDTV)

Este sistema funcionou muito bem por bastante tempo, mas tem algumas limitações:

◦ O CRT convencional exibe cerca de 480 linhas visíveis (ou linhas de pixels). As emissoras trabalham com sinais que funcionam bem nesta resolução há anos, e não conseguem produzir uma resolução suficiente para preencher uma televisão enorme com o sinal analógico.

TV de Alta definição (HDTV)

◦ Imagens analógicas são entrelaçadas - o canhão de elétrons do CRT pinta somente metade das linhas em cada passagem tela abaixo. Em algumas televisões, o entrelaçamento faz a imagem piscar.

◦ Converter vídeo para o formato analógico reduz a sua qualidade.

Televisões analógicas como esta não podem usar o sinal digital sem um conversor

TV de Alta definição (HDTV)

As emissoras americanas estão mudando para o formato de TV digital (DTV). O sinal digital transmite a informação para vídeo e som na forma de uns e zeros ao invés do formato de onda. Para a transmissão pelo ar, a TV digital geralmente usa a porção UHF do espectro do rádio com uma banda de 6 MHz, como os sinais de TV analógicos.

TV de Alta definição (HDTV)

A TV digital tem várias vantagens: ◦ A imagem, mesmo quando exibida em uma TV pequena,

é de qualidade superior.

◦ O sinal digital consegue suportar uma resolução maior, então a imagem continua boa mesmo quando é exibida em uma tela de TV maior.

◦ O vídeo pode ser progressivo ao invés de entrelaçado - a tela mostra a imagem inteira para cada quadro ao invés de uma linha de pixels sim, outra não.

TV de Alta definição (HDTV)

◦ Canais de TV podem transmitir vários sinais usando a mesma banda, o que chamamos de multitransmissão.

◦ Se as emissoras quiserem, podem incluir conteúdo interativo ou informações adicionais ao sinal da TV digital.

◦ Ela suporta emissoras de alta definição (HDTV).

TV de Alta definição (HDTV)

Mas a TV digital também tem uma grande desvantagem: TVs analógicas não conseguem decodificar e exibir sinais digitais. Quando a transmissão analógica terminar, você só vai poder assistir à TV em seu bom e velho televisor se você tiver TV a cabo ou via satélite que transmita sinais analógicos, ou se você tiver um conversor.

TV de Alta definição (HDTV)

Isto nos leva ao primeiro equívoco da HDTV. Algumas pessoas acreditam que, como os

Estados Unidos estão mudando para a HDTV, tudo de que vão precisar é uma TV nova e automaticamente terão a HDTV quando o serviço analógico terminar.

Infelizmente não é bem assim. A HDTV é apenas uma parte da transição da TV

digital.

TV de Alta definição (HDTV)

O Comitê para Padrões de Televisão Avançados (ATSC) determinou padrões voluntários para a TV digital. Tais padrões incluem a forma como som e vídeo são codificados e transmitidos.

Também fornecem diretrizes para diferentes níveis de qualidade.

Todos os padrões digitais têm qualidade superior aos sinais analógicos.

Os padrões HDTV são os mais altos de todos os sinais digitais.

TV de Alta definição (HDTV)

Formato de tela padrão x formato de alta definição

TV de Alta definição (HDTV)

A ATSC criou 18 formatos de transmissão digital para vídeo.

O formato de qualidade mais baixa é quase igual à melhor qualidade que uma TV analógica consegue exibir. Os 18 formatos cobrem diferenças de:

TV de Alta definição (HDTV)

Formato de tela - a televisão padrão tem um formato 4:3 - quatro unidades de largura por três de altura.

A HDTV tem formato 16:9, mais parecida com uma tela de cinema.

TV de Alta definição (HDTV)

Resolução - o menor padrão de resolução (SDTV) será semelhante à TV analógica e chegará a 704 x 480 pixels.

A maior resolução HDTV é de 1920 x 1080 pixels.

A HDTV consegue exibir cerca de dez vezes mais pixels que um aparelho de TV analógico.

TV de Alta definição (HDTV)

Taxa de quadros (frame rate) - a taxa de quadros de um aparelho diz quantas vezes ele cria uma imagem completa na tela por segundo.

As taxas de quadros da TV digital geralmente terminam com "i" ou "p" para informar se são entrelaçadas (interlaced) ou progressivas (progressive).

As taxas da TV digital variam de 24p (24 quadros por segundo, progressivos) a 60p (60 quadros por segundo, progressivos).

TV de Alta definição (HDTV)

Muitos destes padrões têm exatamente o mesmo formato de tela e resolução - a diferença está nas taxas de quadros.

Quando você escutar alguém falar de um aparelho HDTV "1080i", significa que este aparelho tem resolução nativa de 1920 x 1080 pixels e exibe 60 quadros por segundo, entrelaçados.

TV de Alta definição (HDTV)

TV de Alta definição (HDTV)

As emissoras podem escolher quais destes formatos vão adotar e se vão transmitir em alta definição - muitas já estão usando sinais digitais e de alta definição.

Fabricantes de eletrônicos decidem quais formatos de tela e resoluções suas TVs vão ter.

Os consumidores decidem quais resoluções são mais importantes para eles e compram seus equipamentos com base nisso.

TV de Alta definição (HDTV)

Até a data de encerramento da transmissão analógica, as emissoras terão dois canais disponíveis para enviar sinal - um para o sinal analógico e um canal "virtual" para o sinal digital.

Por enquanto, as pessoas podem assistir ao sinal digital transmitido pelo ar somente se sintonizarem no canal digital virtual da emissora.

Quando as transmissões analógicas forem encerradas, as pessoas vão receber pelo ar somente sinais digitais.

TV de Alta definição (HDTV)

No entanto, apesar de o sinal digital ser de qualidade superior ao sinal analógico, não é necessariamente de alta definição.

A HDTV é nada menos que o padrão de TV digital mais alto.

TV de Alta definição (HDTV)

Mas ver uma imagem de alta definição e escutar o som Dolby Surround que a acompanha depende de duas coisas.

Primeiro, a emissora tem que transmitir um sinal de alta definição.

Segundo, você precisa do equipamento certo para recebê-lo e vê-lo.

TV de Alta definição (HDTV)

Aparelhos de HDTV Antena Cabo Serviço via satélite TV por satélite Parabólica TV por Internet

Temas para reflexão