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TV Turbinada

Pesquisadores de 75 instituições apresentam alternativas para o Sistema Brasileiro de TV Digital

MIGUEL BOYAYANA telinha vai ficar mais sofisticada. Ela vai ganhar um sistema de transmissão digital que está em processo de formatação no Brasil e deverá entrar nos lares brasileiros nos próximos meses. A TV digital chega com promessas de uma imagem com melhor qualidade, interatividade e maior possibilidade de difusão de conhecimento. Para formatar o Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) dentro das especificidades culturais, sociais e tecnológicas do país, foi montada ao longo dos últimos três anos uma das mais expressivas redes de pesquisa tecnológica, talvez só superada pela dos projetos genoma.

Estiveram reunidos, entre 2004 e 2005, 1.200 pesquisadores brasileiros representando 75 instituições, a maioria de universidades, além de institutos de pesquisa e de empresas, que propuseram ao Ministério das Comunicações (Minicom) uma série de alternativas técnicas para a implantação do sistema, desde a escolha de hardwares e softwares, análise de padrões estrangeiros e até propostas de veiculação de conteúdo educativo e aplicações operacionais e comerciais.

Neste mês de fevereiro o governo federal deve anunciar as principais diretrizes do SBTVD e quais serão os subsistemas adotados em relação a um dos três padrões de TV digital existentes no mundo: o norte-americano Advanced Television Systems Commitee (ATSC), adotado pelos Estados Unidos, Canadá, México e Coréia do Sul; o europeu, Digital Video Broadcasting (DVB), utilizado em vários países desse continente e na Austrália, em Cingapura e em Taiwan; e o japonês, Integrated System Digital Broadcasting (ISDB), usado apenas no Japão.

Espera-se que a decisão do sistema brasileiro leve em conta os relatórios de recomendação dos 20 grupos de pesquisa que, além de analisar e testar os outros padrões, desenvolveram soluções inovadoras para a futura TV digital brasileira. Chamados de consórcios, esses grupos receberam financiamento da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) com recursos do Fundo para o Desenvolvimento Tecnológico das Telecomunicações (Funttel). “O total foi de R$ 38,7 milhões, repassados para a Finep pelo Minicom”, diz André de Castro Pereira Nunes, coordenador da chamada pública da TV digital da Finep.

Os grupos enviaram os relatórios com as realizações no final de dezembro à Fundação Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações (CPqD), coordenadora das pesquisas para o Minicom. As decisões, que não devem levar em conta todas as propostas porque alguns grupos apresentaram alternativas diferentes para determinados aspectos técnicos da TV digital, serão definidas não só pelo Minicom mas também pelos ministérios da Ciência e Tecnologia, Casa Civil, Indústria e Comércio, Cultura, Educação, Planejamento, Relações Exteriores e Fazenda, que formam o Comitê de Desenvolvimento, com aprovação final do presidente da República.

A análise para a decisão leva em conta uma série de fatores para que a nova televisão fique adequada ao cenário brasileiro, onde cerca de 90% da população vê TV pelo sistema aberto, gratuito e captado pelo ar. A principal proposta da TV digital está no parágrafo 1º do primeiro artigo do decreto presidencial que institui o SBTVD, em 26 de novembro de 2003: “Promover a inclusão social, a diversidade cultural do país e a língua pátria por meio de acesso à tecnologia digital, visando a democratização da informação”.

A intenção é dotar essa nova mídia de recursos que qualquer pessoa possa acessar, via controle remoto, além da programação normal das emissoras, possibilitando, inclusive, o acesso à internet via tela de TV. No Brasil são cerca de 60 milhões de aparelhos de TV em mais de 46 milhões de domicílios, dos quais 90% sintonizam apenas a TV aberta, via ondas eletromagnéticas. As TVs pagas, a cabo ou por miniparabólicas estão em apenas 3 milhões de lares. “O decreto deixa claro que a inclusão digital tem que ser a mais barata possível para atender a população mais pobre, porque não pode ser exclusividade de poucos que podem pagar”, diz a jornalista Beth Carmona, atual presidente da TVE, que esteve por seis anos na direção da TV Cultura, em São Paulo.

“A TV digital com interatividade é uma modificação de atitude humana”, diz André Barbosa Filho, ex-professor da Escola de Comunicação e Artes da Universidade de São Paulo, um dos organizadores do livro Mídias digitais e atual assessor especial para a área de políticas públicas e comunicação da ministra da Casa Civil, Dilma Rousseff. “Antes era um telespectador passivo e agora ele passará a participar e a escolher as informações na tela da TV”. Outro estudioso dos meios de comunicação, o professor Muniz Sodré, da Escola de Comunicação da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e atual presidente da Biblioteca Nacional, diz que a nova tecnologia é uma conquista. “Mas, em termos culturais, estou cético quanto à produção de novos sentidos e difusão de valores éticos. Corre-se o risco de a convergência com a internet não chegar a todo mundo ou ficar restrita àquilo que os produtores – ou seja, as emissoras – colocarem à disposição dos telespectadores”, diz.

Inclusão social
Para o professor Carlos Montez, do Departamento de Automação e Sistemas da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), a nova TV “é uma oportunidade de levar conhecimento a lugares mais remotos, onde as pessoas não têm acesso a internet, por exemplo”. Ele é autor, junto com o jornalista e professor da UFSC Valdecir Becker, do livro TV digital interativa: conceitos, desafios e perspectivas para o Brasil. “A inclusão digital ajuda o indivíduo a alcançar a inclusão social”, diz Montez, que participou de um consórcio, coordenado por Jorge Campagnolo, também da UFSC, que estudou e propôs padrões de usabilidade, que é a forma como a interatividade deverá ser produzida para a TV e como as pessoas vão se adaptar melhor a ela.

“É uma mudança tecnológica que tem grande impacto social, cultural e industrial, o que torna a decisão muito difícil porque envolve grandes interesses. Calcula-se que a TV digital no Brasil vai movimentar nos próximos dez anos cerca de US$ 20 bilhões, entre a indústria eletroeletrônica, equipamento das emissoras e produção de conteúdo”, diz Barbosa Filho. “Muda também a forma de produção do conteúdo, do cenário, da iluminação e, inclusive, a publicidade, que irá oferecer novas formas de compra via tela da TV”, explica Beth Carmona. Assim como num programa de TV ou em canais específicos poderá existir conteúdo sobre saúde, por exemplo, a TV Digital abre a possibilidade de compra direta de algo que está sendo mostrado na tela.

A tomada de decisão é, portanto, extremamente complexa. Para ter uma base de definição para a área técnica, o governo formou os consórcios que apresentaram propostas inovadoras para os vários subsistemas da TV digital. Dentre aqueles que terão mais proximidade com o consumidor, ou telespectador, está o terminal de acesso, também chamado em inglês de set-top-box, uma caixa eletrônica semelhante aos terminais de TV a cabo para ser conectada aos televisores atuais, de tecnologia analógica, possibilitando a captação dos sinais digitais que as emissoras vão emitir. Mais tarde, esse equipamento será incorporado naturalmente aos novos televisores. A previsão é que por 15 anos o sistema analógico atual continue a ser transmitido até o total de televisões ser trocado ou todas as TVs analógicas possuírem um terminal digital. O valor inicial previsto para esse terminal é de até R$ 300,00, com uma amortização anual de 20%.

Mesmo com esse terminal os usuários não terão uma TV de alta definição, a High Definition Television (HDTV). Isso só vai acontecer na compra de uma nova TV que tenha definição de 1.080 linhas na tela. As atuais têm resolução de 520 linhas. Alguns televisores de plasma ou de cristal líquido, já presentes nas lojas, têm a resolução digital, porém deverão possuir um terminal conectado a elas. Nas TVs atuais a imagem com o terminal deve melhorar consideravelmente, ou seja, não haverá chuviscos ou fantasmas.

Outra possibilidade técnica da TV digital é a multiprogramação, em que a mesma emissora em cada localidade poderá, dentro da mesma banda de transmissão de 6 megahertz (MHz), ter vários canais, cada um deles com uma programação, ou, ainda, conforme uma futura regulamentação, destinar esses canais a outros produtores de conteúdo – hoje uma emissora só pode transmitir por um canal. Esse tipo de opção está bem caracterizado no sistema europeu.

Nesse caso, a transmissão não seria em HDTV, e sim no modo Standard (SDTV) em todos os canais, de forma comparável à qualidade do DVD. Haveria aí a dificuldade do não-aproveitamento de um televisor com tecnologia HDTV. Outra opção seria a adoção de um sistema de compressão para transmissão chamado de Moving Picture Expert Group 4 (MPEG4), um avanço do MPEG 2, sistema muito usado na internet, que pode proporcionar um canal de HDTV e mais um ou mais em SDTV. Há ainda a opção melhorada oferecida pela Enhanced Definition Television (EDTV), que transmite em 720 linhas, num padrão de DVD, possível também de acomodar multicanais.

Informações gerais
Todos os acessos aos canais e a interatividade com o telespectador serão comandados pelo terminal e um controle remoto. Por eles estará aberto o acesso, por exemplo, a dados de um determinado programa, votações ou informações sobre economia, receitas culinárias, esportes etc. Também será possível com o terminal acessar informações públicas, como saldos de fundo de garantia, INSS, e até obter informações sobre doenças e marcar consultas no Sistema Único de Saúde (SUS), como prevê outro consórcio sediado na UFSC e coordenado por Aldo Wangenheim.

“Nossas pesquisas chegaram ao ponto de dotar esse terminal com endereçamento de Protocolo Internet (ou IP, na sigla em inglês), que poderá ser usado para endereçamento de caixa postal via e-mail e, mais tarde, acesso a internet”, diz Marcelo Knörich Zuffo, professor do Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP), coordenador do consórcio do terminal de acesso. Eles desenvolveram inclusive um padrão de autenticação digital que vai impedir, por exemplo, as contaminações futuras de vírus no sistema.

O terminal é assim a ponte para a chamada inclusão digital que a nova TV vai proporcionar para aqueles que não têm computador. “O grupo reuniu 65 pesquisadores, entre professores, alunos e engenheiros contratados”, diz Zuffo. Participaram desse consórcio também pesquisadores da USP de São Carlos, Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Universidade Federal da Paraíba (UFPB), Universidade Presbiteriana Mackenzie, de São Paulo, além de empresas apoiadoras, como a brasileira Waba, de softwares, a Intel e a Xilinx, de semicondutores, a Samsung e a Itautec-Philco, de produtos eletrônicos, esta recentemente adquirida pela Gradiente.

A concepção ideal do grupo é ter um terminal que possa incorporar várias funções e em vários modelos, dos mais simples aos mais sofisticados. “Nós trabalhamos em uma plataforma multidefinição. Isso significa que será possível no futuro usá-la em situações de mobilidade, ou seja, captar no celular os sinais de uma TV digital diretamente da emissora de TV”, explica Zuffo. Isso significa que o sistema poderá ser usado em computadores de mão, TV em automóveis etc. “Inclusive será possível adaptar aplicativos (softwares) próprios para navegabilidade (mapas) em uma cidade, informações sobre trânsito, segurança, saúde e muito mais”. Nesses casos, o padrão não é o da HDTV nem o SDTV, e sim o de baixa resolução, ou Low Definition Television (EDTV).

O terminal de acesso deve resultar em oito patentes e registro de alguns softwares que devem ser depositados e registrados em breve no Brasil e no exterior. Vários protótipos foram construídos com seus respectivos circuitos eletrônicos desenhados e montados, além de incorporados todos os softwares necessários para seu funcionamento. “Dentro do ciclo de desenvolvimento de um produto, se o nosso terminal for aceito, a próxima fase é o ajuste que as indústrias precisam fazer para adaptá-lo ao formato de uma produção comercial”, diz Zuffo.

A grande decisão que será tomada em Brasília é a escolha de um dos três padrões existentes para a TV digital – o norte-americano, o europeu e o japonês. Pode-se também optar por melhorar um deles com o que foi desenvolvido na pesquisa brasileira. Essa perspectiva dominou a discussão dessa nova mídia desde 1998, quando as emissoras de TV resolveram investigar o assunto. “Em 1998 fomos convidados pela Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão e Telecomunicações (SET) e pela Associação Brasileira de Emissoras de Rádio e Televisão (Abert) a fazer uma avaliação dos três padrões de TV digital”, conta o professor Gunnar Bedicks Júnior, coordenador do Laboratório de TV Digital da Universidade Mackenzie. “Montamos o laboratório com apoio financeiro da empresa NEC via incentivos fiscais da Lei da Informática”, diz Bedicks. No grupo está o professor da mesma universidade, Francisco Sukys, um dos criadores do sistema Pal-M, padrão para a TV em cores no Brasil desenvolvido no início dos anos 1970.

Equipamentos e visitas
O Mackenzie realizou os testes com o apoio da Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel), que indicou o CPqD como avaliador técnico. “Adquirimos os equipamentos dos americanos e dos europeus e uma Van com aprelhos e uma antena retrátil com capacidade de atingir 12 metros de altura para fazer testes em campo, inicialmente em vários bairros da cidade de São Paulo”, conta o professor Cristiano Akamime, do mesmo laboratório. Os norte-americanos e europeus já haviam inaugurado seus sistemas de TV digital e os japoneses só fariam isso em 2003, embora os equipamentos para os testes tenham chegado aqui em 2000. Os pesquisadores criaram procedimentos para testes nos três padrões. “Recebemos as visitas dos representantes dos três sistemas que aprovaram nossos procedimentos”, diz Bedicks.

Entre 1999 e 2000, os pesquisadores fizeram testes com os três sistemas a partir da antena de transmissão da TV Cultura, em São Paulo, que acoplou o sinal digital via canal 34 em Ultra High Frequency (UHF). “Nós não comparamos padrões, o que fizemos foi testar os sistemas dentro das necessidades do nosso país. Em 56% dos televisores a qualidade da imagem não é boa porque vários fatores interferem no sinal, como prédios, ruídos, transformadores, a topografia das cidades com muitas elevações naturais, como os morros”.

Em São Paulo, algumas residências que estão a 4 quilômetros da antena instalada no bairro do Sumaré não pegam sinal analógico da TV com qualidade. São os famosos fantasmas que a TV digital definitivamente vai eliminar. “Nesse sistema, ou pega bem ou a tela fica escura”, diz Akamime. Assim os pesquisadores buscaram o sistema mais robusto, que, além de ter sinal forte, não sofresse influência de equipamentos eletrônicos como liquidificadores, secadores de cabelo etc.

“Logo no início dos testes descartamos o padrão norte-americano, o ATSC, porque a transmissão simplesmente não atingia grande parte dos televisores e em alguns bairros”, diz Bedicks. Ele não foi feito para TV aberta. Nos Estados Unidos, dos 110 milhões de residências, 80 milhões estão ligados ao cabo, outros 23 milhões captam o sinal direto do satélite e apenas 5 milhões utilizam o sinal de TV aberta. Lá, as transmissões analógicas estão previstas para se encerrarem em 2009. No Brasil ocorre o contrário.

Apenas 4 milhões de residências estão conectados ao serviço pago dentro de um total de 45 milhões de domicílios. Sem estatísticas confiáveis de quantos captam os sinais pelas antenas parabólicas não-pagas, estima-se que cerca de 90% dos televisores brasileiros recebam sinal da TV aberta, seja por meio de antenas externas, aquelas que ficam em cima do telhado, ou por antenas internas. Assim, a TV digital aberta no Brasil tem uma participação importante para que todas as camadas da população tenham acesso à transmissão gratuita e, conseqüentemente, à informação, à educação, à cultura e ao entretenimento.

A análise do padrão digital europeu mostrou também pouca atenção à TV aberta, embora Itália e Espanha tenham significativa parcela nesse segmento. Por isso, esse sistema se mostrou bem adaptado à transmissão aérea, mas não inerte a interferências eletroeletrônicas comuns no Brasil. “Basta ligar um liquidificador para interferir na TV”, diz Bedicks. “Na Europa, eles têm aterramento de fio-terra com tomadas de três pontos blindados, o que impede a interferência, e não dois pontos como no Brasil”, diz Akamine. O padrão europeu também não possui uma função que viria a ser importante no Japão – e cada vez mais em todo o mundo -, a mobilidade. “Os japoneses já pensaram no sistema de forma que possa captar a TV pelo celular ou qualquer outro equipamento móvel”.

Os pesquisadores do Mackenzie concluíram que o sistema japonês é o mais robusto, chega às casas com sinal mais forte e perfeito. Por ser formado por várias ilhas, no Japão a distribuição do sinal ocorre por meio de TVs abertas, havendo pouca participação do cabo e do satélite. O sistema japonês mostrou-se, ainda, mais robusto no sentido de não receber interferências de equipamentos eletrônicos. A condição geral dele é a mais parecida com a dos brasileiros, além de estar apto à mobilidade. A opção brasileira deverá levar em conta a mobilidade porque o número de aparelhos celulares em funcionamento atingiu no ano passado 83 milhões de unidades.

“O padrão japonês é o resultado de uma evolução histórica. Eles absorveram as coisas boas e aprenderam com as limitações e as deficiências do europeu”, explica Bedicks, do Mackenzie. “Os europeus, por sua vez, fizeram a mesma coisa com os americanos”. Vários pesquisadores que estudam a TV digital brasileira possuem essa mesma visão. Muitos acreditam que o modelo japonês com as inovações brasileiras poderá se tornar um sistema internacional. Mas, nos últimos meses, norte-americanos e europeus acenaram com modificações nos seus respectivos padrões que poderiam torná-los mais avançados.

De qualquer forma, o sistema de modulação do sistema japonês é o mesmo do europeu – conhecido como Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) -, mas com modificações que o tornam mais avançado. O sistema de modulação é o que transforma os sinais elétricos em ondas eletromagnéticas. Foi nesse ponto que o consórcio coordenado por Bedicks propôs um novo sistema de transmissão e recepção baseado no modulador japonês. “Fizemos modificações no hardware e no software que deixam o sistema ainda melhor e possibilitam uma correção de erros mais avançada”, diz Bedicks.

Com o nome de BSTOFDM Turbo Code, o sistema pretende se tornar mais robusto em termos de sinais de recepção e emissão que o próprio japonês. Para finalizar esse sistema, o Mackenzie reuniu 25 pesquisadores, entre professores, alunos e contratados especiais para o projeto. O grupo também foi integrado por pesquisadores do LSI-USP e da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Como empresas apoiadoras participaram a Samsung, a NEC, a TVA e a Superior Tecnologia em Radiodifusão (STB) do pólo de eletrônica de Santa Rita do Sapucaí, Minas Gerais. Essa empresa mineira produziu o transmissor de TV Digital que foi instalado na torre da TV Cultura e pretende formatar uma linha de produção assim que o SBTVD for definido.

Tanto o terminal de acesso da USP quanto o sistema de modulação do Mackenzie foram integrados com programas chamados de middleware extremamente importantes para a TV digital. Ele é responsável para receber o fluxo de bits, entendê-los e identificar o que é som, vídeo, imagens e interatividade e dados que fluem no sistema. O middleware também está acima do sistema operacional que pode ser o Windows, da Microsoft, ou o Linux, de uso livre. Em resumo: tudo o que se faz na nova TV passa pelo middleware.

“A forma como o conteúdo interativo vai para a tela é definido pelo middleware”, explica Guido Lemos de Souza Filho, do Departamento de Informática da UFPB e coordenador do consórcio Flex TV, o nome do novo middleware que é uma alternativa aos sistemas dos padrões estrangeiros. Embora nacional e tendo a possibilidade de gerar até seis patentes e 40 registros de software, o Flex TV foi escrito na linguagem computacional Java, muito utilizada na internet e celulares. Nesse caso, se pagariam royalties, cerca de US$ 1 por terminal, para a empresa norte-americana Sun.

“No nosso sistema também podemos trabalhar com a linguagem Nest Context Language (NCL)”, diz Souza Filho. Essa linguagem foi desenvolvida na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio). Sob a coordenação do professor Luiz Fernando Gomes Soares, do Laboratório de Telemídia da PUC-Rio, esse consórcio desenvolveu a linguagem NCL para TV digital para ser usada com o Flex TV. “A vantagem dessa linguagem é que não precisaríamos pagar royalties porque ela se enquadra na modalidade software livre”, diz Soares.

Outra proposta de middleware surgiu em outro consórcio, dessa vez sob a coordenação do professor Luís Geraldo Meloni, da Faculdade de Engenharia Elétrica da Unicamp. Chamado de Jangada, ele é baseado no sistema equivalente europeu. “O nome foi uma referência ao fato de que uma das aplicações desenvolvidas foi um navegador da internet para a TV”, diz Meloni, que liderou um grupo de 30 pesquisadores em que participaram também alguns da Fitec, uma fundação de pesquisa tecnológica de Recife, Pernambuco, que igualmente possui laboratórios em Campinas, Universidade Estadual de Londrina e a empresa Rcasoft, de Campinas. O middleware do grupo da Unicamp foi integrado ao terminal de acesso da USP e é uma das opções a ser analisada pelo Comitê de Desenvolvimento da TV digital.

Meloni também liderou um consórcio que estudou o chamado canal de retorno ou de interatividade. Por esse canal, o telespectador poderá receber ou pedir informações que estiverem disponíveis, usar internet, votar ou escolher alternativas propostas num programa da emissora, além de fazer compras de produtos mostrados na tela. O problema é que essa interatividade não segue via canal de transmissão, por exemplo, no canal 11.

Ela precisa de um outro canal de TV ou seguir via celular, telefonia fixa, rádio, rede elétrica ou novos sistemas de transmissão sem fio, como o Wi-fi ou o Wimax, sistema em que uma rede ao redor de uma antena poderá atender televisores num raio de até 60 quilômetros. “Nossa proposta inclui o emprego de tecnologia Wimax adaptada à faixa de freqüência VHF-UHF, usada hoje na televisão aberta”. Dessa forma, o projeto poderá resultar no pedido de várias patentes e registros de softwares. Para esse projeto, Meloni coordenou 80 pesquisadores, incluindo grupos da UFRJ, Instituto de Estudos Avançados de Comunicações de Campina Grande, na Paraíba, da Fitec, da Telefônica e da Samsung, além da empresa Linear, que, também da cidade mineira de Santa Rita do Sapucaí, produz e exporta transmissores digitais para uso das emissoras de TV norte-americanas.

TV-voto
Outra área bem desenvolvida nas pesquisas foram os sistemas de conteúdo. Fernando Carvalho Gomes, da Universidade Federal do Ceará, liderou um consórcio que desenvolveu conteúdos interativos como o T-mail, para troca de mensagens entre telespectadores, além de softwares que permitam agendar e personalizar a programação. Isso será importante porque os terminais deverão ter uma espécie de disco rígido, como nos computadores, em que um programa ou telejornal, poderão ser interrompidos, para atender um telefonema, por exemplo, e depois prosseguir assistindo de onde parou, ou gravar algo que não se possa ver naquele momento.

Ele também desenvolveu o TV-voto. “É uma aplicação com todos os requisitos de segurança do voto para que uma pessoa vote só uma vez em enquetes, referendos etc”. O grupo prepara patentes para depósito nos Estados Unidos e na Europa. Desse consórcio participaram a Universidade de Fortaleza (Unifor), o Instituto Atlântico, Centro Federal de Educação Tecnológica do Ceará (CEFET-CE) e a Omni, empresa de conteúdo de vídeo.

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