Formação do Sinal de Televisão Satélite

Fontes de Conteúdos

            Para que exista televisão via satélite, são necessárias antenas parabólicas e satélites, mas mais importante do que isso, é imperativo que haja um sinal de televisão, ou seja, um canal de televisão que produza um sinal, o qual poderá ser globalmente transmitido.

            Fontes de conteúdos são então, esse mesmo sinal de televisão criado por uma estação que pretende divulgar o conteúdo da sua programação para uma determinada parte do globo, ou mesmo todo.

            O processo de criação do sinal prende-se com as gravações de imagem e som efectuadas pelos canais produtores de conteúdos(as verdadeiras fontes). Essa informação é geralmente difundida pelo sistema televisivo comum, ao mesmo tempo que é enviada para o distribuidor de televisão por satélite para ser processada.

            Para o caso que importa aqui ser referido, o da transmissão dos conteúdos produzidos para um distribuidor, são normalmente utilizados dois meios distintos. Fontes de conteúdos regionais, localizadas próximas do distribuidor, fazem chegar a este os seus conteúdos por fibra óptica. Produtores internacionais enviam a sua transmissão por satélite, por forma a poder ser globalmente captada por distribuidores a nível mundial.

Processamento de Sinal ao Nível do Distribuidor

Conforme foi anteriormente referido, os conteúdos televisivos podem chegar ao distribuidor por duas formas distintas. O objectivo do centro de processamento de dados é parametrizar a informação recebida por forma a que esta respeite um único padrão pré-definido, quer em termos de níveis de audio-video, quer em termos de codificação digital. Assim, é natural que os sinais recebidos sejam tratados de formas distintas uma vez que chegam em formatos distintos.

No caso da recepção por satélite, chega ao headend (designação comum do local onde se efectua o processamento) chega um sinal na banda entre os 900Mhz e os 1800Mhz, codificado e por vezes encriptado (Nagravision, Viaccess, são exemplos de tipos encriptação). Assim, a primeira operação será a descodificação e, se necessário, a desencriptação dos dados recebidos. Tal operação provoca a separação dos sinais de vídeo e áudio, criando assim 2 sinais distintos em banda de base (na prática são 3 sinais uma vez que o sinal áudio é divido em 2 - canais esquerdo e direito).

Caso o sinal seja recebido via fibra óptica, não é em geral utilizada nenhuma encriptação, já que o canal de comunicação é normalmente privado e incorruptível. Assim, apenas é efectuada uma desmodulação do sinal recebido e respectiva translação para banda de base, efectuando-se mais uma vez separação de vídeo e dos dois canais de áudio.

Continuando a seguir na perspectiva do sinal, este está agora em condições de ser tratado, isto é, é passível de lhe serem aplicados ganhos e correcções caso haja necessidade de tal operação. Na prática o que se faz nas headends é, ter uma bancada para o teste e correcção do sinal áudio e outra para o teste e correcção do sinal de vídeo, e proceder a ajustes relativamente a parâmetros de potência previamente estabelecidos.

A ordem seguida pelo processo conduz-nos de seguida à compressão e codificação do sinal ajustado, processos estes efectuados com recurso a hardware especializado: codificadores MPEG-2 (Moving Pictures Experts Group). Este formato é também utilizado nos filmes em DVD actualmente no mercado. A compressão e também codificação em MPEG-2 assenta em 4 princípios básicos, que se enunciam de seguida:

Pré-processamento: Nesta fase, o sinal de vídeo é filtrado, sendo-lhe retiradas todas as informações visuais não essenciais cuja dificuldade de codificação não justifica a pequena perda de informação. Como essas mesmas informações não são normalmente perceptíveis ao olho humano, não existe qualquer problema em remove-las, não se perdendo qualidade de forma apreciável.

Predição temporal: Esta forma de compressão, MPEG-2, toma partido de num conjunto de frames de uma imagem existirem macro-blocos, definidos como porções da frame que se mantêm fixas ao longo do tempo. Codificar consecutivamente os macro-blocos seria redundante. Assim o MPEG-2 opta por deixar de codifica-las, enviando apenas a informação de quais os macro-blocos que se repetem de frame para frame. O receptor/descodificador deve estar preparado para recolher de um buffer de memória a informação dos macro-blocos repetidos, quando essa informação deixar de ser incluída no sinal.

Compensação de movimento: Por vezes as sequências de vídeo estão altamente correlacionadas no tempo, ou seja, uma sequencia num dado período de tempo é similar a frames precedentes e futuras. Analisando a correlação entre frames, o sistema pode evitar a codificação de informação supérflua.

Codificação por quantização: O último dos 4 princípios. Um algoritmo (Discrete Cosine Transform) transforma a diferença residual entre frames no domínio espacial para uma série equivalente de coeficientes no domínio da frequência, permitindo assim uma transmissão mais rápida e eficiente. A codificação por quantização consegue comprimir ainda mais esses coeficientes ao arredonda-los ao mesmo valor, dentro de certos limites.

Terminada a compressão e codificação o sinal adquire o formato digital e como tal, caracteriza-se por uma dada taxa de transmissão cujo valor está dependente de diversos factores.

Segue-se a multiplexagem na frequência dos diversos canais previamente codificados. À saída do multiplexer o sinal digital tem um limite máximo de taxa de transmissão, 36Mbps, limite esse devido à gama de largura de banda disponível na comunicação com o satélite. Actualmente, o modelo standard permite 18 canais multiplexados em simultâneo, muito embora tenham recentemente sido atingidas formas de incluir até 22 canais.

Através de um cálculo simples, verifica-se que temos uma taxa de transmissão disponível de 2Mbps por canal de entrada.

A tabela 1.1 mostra a taxa de transmissão típica de cada canal, classificado por tipo de conteúdo transmitido. Uma vez que para muitos destes canais a taxa de transmissão necessária ultrapassa os 2Mbps disponíveis, verifica-se que não é possível multiplexar tantos sinais simultaneamente, o que seria um paradoxo.

Tabela 2.1 - Taxas de transmissão de determinados tipos de canais

O segredo está na flexibilidade do MPEG-2, que permite que os sinais tenham taxas de transmissão variáveis ao longo da emissão. Um canal de desporto, por exemplo, quando está a transmitir um jogo de futebol necessita de mais de 4Mbps por forma a que seja perceptível o movimento dos jogadores. No entanto, na mesma altura um canal de informação poderá estar a transmitir um noticiário, caracterizado por imagens estáticas, perfeitamente codificável a taxas inferiores a 1Mbps.

Define-se então uma gama de valores limite(máximo e mínimo) de taxas de transmissão para cada canal, na qual o multiplexer exerce o seu controlo sobre o codificador MPEG-2 por forma a garantir que o total dos 18 canais não excede 36Mbps.

Em geral,  após este processo de compressão, codificação e apos es/s a saimultiplexagem segue-se um processo de encriptação, utilizado pelas empresas que transmitem televisão via satélite ou até pelas próprias estações de televisão, por forma a que tenham acesso ao sinal apenas os utilizadores autorizados.

Finalmente, temos um sinal digital praticamente pronto para seguir para uma antena para ser transmitido, faltando apenas fazer chegar este sinal digital de 36Mbits/s, a um modelador para este o transformar num sinal QPSK, norma utilizada para transmitir informação para satélites.