WebTV: Um novo método para assistir TV

FACULDADES INTEGRADAS DO BRASIL – UNIBRASIL
ESCOLA POLITÉCNICA
BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

WEBTV: UM NOVO MÉTODO PARA ASSISTIR TV.

Curitiba
2008

RAFAEL RIBEIRO MACEDO

WEBTV: UM NOVO MÉTODO PARA ASSISTIR TV.

Projeto apresentado ao curso de Bacharelado em
Sistemas de Informação, Escola Politécnica, da
Faculdades Integradas do Brasil – UNIBRASIL,
como um requisito parcial para obtenção do título
de Bacharel em Sistemas de Informação.

Orientador: Prof. Dr. Alessandro Brawerman

Curitiba
2008

EPÍGRAFE

A alegria está na luta, na tentativa, no
sofrimento envolvido. Não na vitória
propriamente dita.
Mahatma Gandhi

SUMÁRIO

LISTA DE ILUSTRAÇÕES ......................................................................................... v
LISTA DE SIGLAS ..................................................................................................... vi
RESUMO................................................................................................................... vii
ABSTRACT.............................................................................................................. viii
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1
1.1 JUSTIFICATIVA ................................................................................................... 2
1.2 OBJETIVO GERAL .............................................................................................. 3
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................ 3
2 METODOLOGIA ...................................................................................................... 7
3 HISTÓRIA DA TV .................................................................................................. 10
3.1 Transmissões de Imagens ................................................................................. 10
3.2 Transmitindo Sinais de Rádio e TV .................................................................... 11
3.3 Sinal de TV Analógica ........................................................................................ 13
3.4 Sinal de TV Digital .............................................................................................. 16
3.4.1 Ganhos Reais da Nova Tecnologia .................................................................. 17
3.4.2 Meios de Transmissão .................................................................................... 19
3.4.3 A Internet ......................................................................................................... 20
3.4.4 Web Streaming ................................................................................................ 22
3.4.5 UDP ................................................................................................................. 23
3.4.6 RTP ................................................................................................................ 24
3.4.7 CODEC’S ........................................................................................................ 24
3.5 IPTV ................................................................................................................... 25
3.6 WebTV ............................................................................................................... 26
4 TRABALHOS RELACIONADOS ........................................................................... 27
5 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS ............................................................................ 31
5.1 Visão Geral.......................................................................................................... 31
5.2 A Captura do Sinal .............................................................................................. 33
5.2.1 Dispositivo de Entrada...................................................................................... 34
5.2.2 Dispositivo de Captura ..................................................................................... 35
5.2.3 Sistema de Captura .......................................................................................... 37
5.2.4 Servidor de Web Streaming ............................................................................. 39
5.2.5 Ambiente do Portal de Internet ......................................................................... 40
6 EXPERIMENTOS PRÁTICOS ............................................................................... 42
6.1 Estudo de Caso .................................................................................................. 42
6.2 Ambiente de Testes ........................................................................................... 43
6.3 Execução do Software........................................................................................ 43

6.4 Testes do Software ............................................................................................ 46
6.4.1 Transmissão de vídeo-conferência sem codec ............................................... 47
6.4.2 Transmissão de vídeo-conferência com codec ............................................... 48
6.4.3 Transmissão do sinal de TV sem codec ........................................................... 48
6.4.4 Transmissão do sinal de TV com codec ........................................................... 48
6.4.5 Transmissão de vídeo por demanda ................................................................ 49
7 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 50
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 52
ANEXO ...................................................................................................................... 54

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

FIGURA 1 – SISTEMA DE NIPKOW ......................................................................... 11
FIGURA 2 – ONDA ELETROMAGNÉTICA DE TV MONOCROMÁTICA .................. 14
FIGURA 3 – ONDA ELETROMAGNÉTICA DE tv EM CORES ................................. 15
FIGURA 4 – AS RESOLUÇÕES E SEUS FORMATOS ............................................ 18
FIGURA 5 – DIAGRAMA DE FUNCIONAMENTO DE UM SET-TOP BOX .............. 20
FIGURA 6 – CONEXÃO CLIENTE-SERVIDOR PARA STREAMING ....................... 23
FIGURA 7 – INFRAESTRUTURA DE TRANSMISSÃO DE WEBTV ......................... 32
FIGURA 8 – CAPTURA DE VÍDEO........................................................................... 34
FIGURA 9 – PROCESSO DE E/S DO DISPOSITIVO DE CAPTURA ...................... 36
FIGURA 10 – ESTRUTURA DE COMUNICAÇÃO DOS SERVIDORES .................. 39
FIGURA 11 – LAYOUT DA PÁGINA INICIAL DO PORTAL ..................................... 40
FIGURA 12 – LAYOUT DO PORTAL E O PLAYER DE VÍDEO................................ 41
FIGURA 13 – VÍDEO POR DEMANDA SENDO EXECUTADO ................................ 44
FIGURA 14 – VÍDEO CONFERÊNCIA EM EXECUÇÃO .......................................... 45
FIGURA 15 – SINAL CAPTURADO PELOS CANAIS RCA ...................................... 46
FIGURA 16 – TELA DO SISTEMA ADMINISTRATIVO DO SERVIDOR FMS .......... 47

LISTA DE SIGLAS

ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line
ADTV-LAB - Advanced Digital Television Laboratory
API - Application Programming Interface
ARPA - Advanced Research Project Agency
ATSC - Advanced Television System Commitee
AVC - Advanced Cideo Coding
DoD - Departament of Defense
DVD - Digital Video Disc
EAD - Educação à Distância
EDTV - Enhanced Definition Television
ELG - European Lauching Group
FM - Frequency Modulation
GHZ - Giga Hertz
HDTV - High-Definition Television
HTML - Hyper Text Meta Language
IAB - Internet Architeture Board
IANA - Internet Assigned Numbers Authority
IETF - Internet Enginering Task Force
IP - Internet Protocol
IPTV - Internet Protocol Television
ISDB-T - Intregated Services Digital Broadcasting Terrestrial
ISOC - Internet Society
MHZ - Mega Hertz
MPEG - Moving Picture Experts Group
NTSC - National Television System Commitee
PCTV - Personal Computer Television
PHP - Hypertext Processor
RCA - Radio Corporation of America
RGB - Red Green Blue
RTP - Real-Time Transport Protocol
SDTV - Standard Definition Television
SHF - Super Hight Frequency
TCP - Transmission Control Protocol
TV - Television
UDP - User Datagram Protocol
UHF - Ultra Hight Frequency
USB - Universal Serial Bus
VCEG - Video Coding Expert Group
VCR - Videocassette Recorder
VHF - Very Hight Frequency
XVGA - Extended Graphics Array

RESUMO

Esse projeto destina-se a desenvolver um sistema em Java que possibilite o
usuário de Internet, assistir conteúdos televisionados em tempo real, por intermédio
de um portal de Internet. O estudo tem como foco a tecnologia IPTV (Internet
Protocol Television), com o intuito de buscar métricas para boa performance desse
serviço, como banda necessária, equipamentos entre outros dispositivos
necessários para a execução do projeto. Outro ponto importante abordado é como
esse projeto poderá ser aplicado à necessidades reais, como por exemplo à
educação à distância e a criação de um catálogo de vídeos, funcionando como uma
locadora on-line, aplicando as tecnologias e conceitos apresentados neste trabalho.

Palavras-Chave: TV Digital, IPTV, WebTV, Web Streaming.

ABSTRACT

This project is presents a system in Java that makes it possible to the user of the
Internet, to attend contents televised in real time, through a portal of the Internet. The
study has as focuses in the IPTV technology (Internet Protocol Television), with the
intention to look for metric for good performance of that service, as necessary band
width, equipments and other devices for the execution of the project. Another
important point that it can be applied to real needs, for instance to distance learning
and the creation of a virtual library, working as a rental company on-line, applying the
technologies and concepts presented in this work.
Key-words: TV Digital, IPTV, WebTV, Web Streaming.

1 INTRODUÇÃO

A tecnologia que circunda a transmissão de informações teve uma trajetória
que abrange diversas experiências, proporcionou a invenção de inúmeras formas e
meios de transpor dados, desde a forma analógica já utilizada, até a forma que é
discutida e estudada atualmente, a digital.

Esse processo de evolução dos meios de comunicação traça os caminhos a
serem percorridos na digitalização do maior veículo de comunicação em massa, a
televisão. Para entender o processo de evolução desse veículo, que se tornou um
item imprescindível no cotidiano da população mundial, e em especial a do
brasileiro, devemos seguir desde a base de como surgiram os conceitos de TV e
como seguiu a ordem cronológica dos fatos que deram início a televisão conhecida
atualmente.

Ao buscar informações sobre meios de transmissão digital e sua influência
nos meios de comunicação, notou-se que existem necessidades e oportunidades
não supridas. Um dos pontos que vêm sendo bastante explorado e pesquisado em
detalhes é a IPTV (Internet Protocol Television). Esse projeto visa projetar e
desenvolver um ambiente que possibilite a exibição de programas televisivos,
capturando sinal não só de TV, mas também DVD, VCR, etc, e retransmitindo-os via
Internet. Desta forma, pretende-se viabilizar o acesso à televisão de modo não
convencional, bastando apenas possuir conexão banda larga e um navegador de
Internet.

Atualmente, não há relatos da existência de muitos portais especializados
em distribuir programas televisivos em território nacional. Devido a essa
oportunidade mercadológica e por ser uma nova área de pesquisa, visto como uma
oportunidade de expor uma nova forma de assistir televisão, foi levantada à ideia de
estudar uma maneira de promover a TV que conhecemos hoje, com uma nova
perspectiva de apresentação, no qual os telespectadores acompanhariam a
programação da TV em um portal de Internet.

Dessa ideia, derivou-se o projeto, que tem o intuito de contribuir com a
compreensão do funcionamento da transmissão e recepção de conteúdos

televisivos, esses conteúdos serão capturados de um satélite e retransmitidos pela
Internet, dando um primeiro passo para possíveis pesquisas e aperfeiçoamento de
técnicas de transmissão de conteúdo áudio-visual pela Internet, utilizando conceitos
de IPTV, WebTV e TV Digital.

1.1 JUSTIFICATIVA

Com a descoberta de meios digitais de emissão e recepção de sinais, foi
observado que a nova tecnologia digital é uma evolução em termos da tecnologia
anterior. Esta nova tecnologia não tende a substituir os conceitos que atualmente
estão implementados, assim sendo o rádio, o cinema e a televisão não estão em
extinção, mas sim revistas, aperfeiçoadas, introduzidas na era digital.

A Internet tem forte influência na evolução da comunicação, que afeta
diretamente o cotidiano das pessoas. Nesse ponto entra a evolução ou revolução da
TV, adequando-se aos novos comportamentos da sociedade atual. Vive-se um
momento de individualização (pelo menos perante o consumo de tecnologias), no
qual pesquisas demonstram o quanto às pessoas, especialmente jovens, estão
contemplados na “cultura de dormitório” (bedroom culture) [Bovill e Livingstone].
Essa cultura é uma espécie de isolamento físico, no qual as pessoas passam a
maior parte do tempo dentro de seus quartos, “conectados” a diferentes tipos de
mídias, com o poder de acesso a inúmeras informações, entretenimento e formas de
comunicação diversificadas, ou seja, sem perder contato com amigos, criando uma
sociedade paralela.

Acompanhando as informações da “cultura de dormitório”, esse projeto visa
criar uma ferramenta que auxilie a união de mais um item de comunicação e
interação para o internauta, agregando um novo serviço à Internet para a coleta de
informações, entretenimento e comunicação. Com isso propõe-se a construção de
um portal de Internet que reúna a programação de TV vista hoje no aparelho
televisor, oferecendo a opção de sintonizar canais de TV aberta em tempo real,
assistir vídeos sob demanda, além de utilizar-se de inúmeras possibilidades que
essa tecnologia oferece.

Dados extraídos de uma pesquisa efetuada pela ABED (Associação
Brasileira de Educação a Distância) demonstram que o crescimento na utilização de
EAD (Educação a Distância), é de 91% entre graduandos e pós-graduandos [ABED].
Esses dados demonstram que o crescimento na procura dessa forma de
aprendizagem, gera a demanda de novos meios de comunicação, para suprir a
necessidade de transpor as informações (vídeo-aulas) por um meio individualizado e
eficaz.

Este projeto, ao explorar a tecnologia de IPTV, pode vir a suprir as
necessidades das empresas e instituições que trabalham com essa forma de
educação, gerando um novo campo de oportunidades para a implementação da
IPTV, com o fim de facilitar o acesso a EAD.

1.2 OBJETIVO GERAL

O objetivo desse projeto é desenvolver um ambiente que explore a
tecnologia de IPTV e WebTV, capturando sinal de transmissão de imagens e
possibilitando o usuário de Internet acessar esses conteúdos por meio de um portal,
sendo capaz de selecionar canais predefinidos por meio de um player localizado em
um site.

1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

A proposta objetiva um ambiente no qual seja possível consumir sinais
televisivos utilizando-se da estrutura física e lógica da Internet. Porém há etapas no
qual deve-se alcançar êxitos para compor o contexto de funcionamento e aplicação
do projeto, assim segue os objetivos separados por tópicos, proporcionando limpidez
nas reais intenções do projeto, que são:

 EXPLORAR UM SERVIÇO A SER AGREGADO À INTERNET

A Internet atual não serve mais apenas para a transmissão de dados, novos
serviços estão sendo agregados a esse veículo de comunicação, como é visto com
a absorção de serviços anteriormente analógicos, como a telefonia, a imprensa. A
TV é mais um serviço agregado a Internet, como pode-se acompanhar com o
advento da TV Digital.

 ESTUDAR A PERFORMANCE DE TRANSMISSÕES DE VÍDEOS POR IP NA INTERNET

Obter informações sobre a qualidade das transmissões por Streaming,
devido à utilização do serviço de banda larga. Este serviço no Brasil passa por
peculiaridades, como a limitação de banda, por consequência estrutural das
operadoras de telefonia.

 DEFINIR A NECESSIDADE DE BANDA, EQUIPAMENTOS E TECNOLOGIAS PARA A

TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DO SERVIÇO DE TV POR IP

Com o estudo da performance, serão definidos os requisitos mínimos para se
utilizar os serviços de IPTV e WebTV, proporcionando parâmetros para a aplicação
e desenvolvimento desta tecnologia.

 SERVIR COMO MODELO TÉCNICO PARA NOVAS PESQUISAS, POSSIBILITANDO TRABALHOS
FUTUROS QUE FORNEÇAM APERFEIÇOAMENTOS PARA ESSA TECNOLOGIA INOVADORA

Com os dados citados neste trabalho, pretende-se possibilitar novas
pesquisas e embasar o início de trabalhos relacionados a esta tecnologia, para
trazer melhorias a IPTV e WebTV.

 POSSIBILITAR A FACILIDADE DE ACESSO A ESSA TECNOLOGIA, PARA IMPLANTAÇÃO DE

NOVAS FERRAMENTAS QUE AUXILIEM NA VIDA DAS PESSOAS E ENRIQUEÇAM NICHOS QUE

UTILIZEM A TV COMO MEIO DE TRANSMISSÃO.

Objetiva-se reunir informações que proporcionem o entendimento do
processo evolutivo da TV, criando facilidades de compreensão do que é e como
funciona a TV Digital e suas vertentes como a IPTV e a WebTV. Assim, o protótipo a
ser desenvolvido neste projeto, tem como função expor um software que seja capaz
de flexibilizar a transmissão de conteúdos áudio-visuais de qualquer natureza por
intermédio da Internet.

 SERVIR COMO FERRAMENTA PARA EDUCAÇÃO À DISTÂNCIA

A motivação para utilizar a EAD em um treinamento é o fator chave para o
sucesso na aprendizagem. Estudos vêm sendo desenvolvidos para balizar o
caminho utilizado na educação à distância, elaborando métodos e ferramentas que
fixem a atenção e principalmente proporcionem maior absorção do conteúdo

apresentado, devido a isso a tecnologia de TV por IP, se mostra um poderoso aliado
ao propósito do EAD.

A IPTV supre uma parte desgastante do processo de utilização do EAD, que
ao reunir os alunos em uma sala, com um aparelho de TV, não prende a atenção
dos alunos (pois sabe-se que TV + Palestra = Sono), além de desprender maiores
gastos com deslocamento e/ou outras situações que demandam estrutura. Dessa
forma, a implementação da IPTV para os fins de treinamento à distância, possibilita
ao aluno, acessar o conteúdo áudio-visual dentro do próprio sistema LMS (Learning
Manager System), mantendo o foco da aprendizagem em um só local.

A consequência da utilização da IPTV aliada à EAD é a redução de gastos
com adequação física de salas de treinamento, pois seus conteúdos estão dispostos
em uma sala virtual, além da possibilidade de acessar esse serviço de qualquer
computador, isentando a empresa ou instituição dos gastos de estruturação de uma
sala real.

 POSSIBILITAR A CATALOGAÇÃO DE OBRAS ÁUDIOS-VISUAIS, COMO UMA BIBLIOTECA ON-

LINE E EM TEMPO REAL.

A catalogação de conteúdos áudio-visuais é outro exemplo de aplicação
para a tecnologia de IPTV. Essa demanda é vista em instituições na qual a consulta
ao acervo áudio-visual é constante. A IPTV oferece em casos como esse a
substituição de diversos discos, por um banco de vídeos, extinguindo ocasiões na
qual os interessados em certa obra do acervo, devam esperar a devolução de um
item já emprestado. A ideia do funcionamento desse caso descrito é de uma espécie
de biblioteca virtual, propondo a solução de custos na aquisição de obras,
diminuindo os custos de direitos autorais (número de cópias).

 LOCADORA DE FILMES

Há inúmeras formas de aplicar o conceito da TV Digital e suas vertentes,
uma destas aplicações é uma locadora virtual. Seguindo o conceito da biblioteca
virtual, citada anteriormente, pode-se criar um ambiente que possibilite a locação de
filmes em formato digital, não havendo a necessidade do cliente se deslocar a uma

locadora ou esperar a devolução do filme para alugar o mesmo, criando um novo
serviço que tem efeito direto ao cliente.

2 METODOLOGIA

Esse projeto possui o intuito de construir um software que agregue mais um
serviço a Internet, sendo focado o advento da TV Digital e seus novos conceitos,
reformulando o modo de assistir TV. Para isso foi necessário seguir algumas etapas
para concluir esse projeto, são elas:

1. Campo de Pesquisa: O campo de pesquisa é constituído por um
número restrito de literaturas que abordam o assunto. O embasamento
desta pesquisa foi retirado de alguns locais corriqueiros ao nicho de
tecnologia, como sites de artigos digitais, teses de graduação,
mestrado e doutorado, livros sobre transmissão de dados via satélite,
artigos científicos publicados, entre outras formas de exposição de
informações.

2. Sujeito da Pesquisa: A pesquisa é focada no funcionamento das
transmissões de televisão, que passa por um processo evolutivo de
longa trajetória. A pesquisa está fundamentada nas características da
TV, como transmissão de dados via satélite, formas de transpor a TV
Digital/IPTV/WebTV, API’s de desenvolvimento de software para a
essa transposição, o funcionamento do HD-TV, formatos de TV’s,
formatos e compressores de vídeos, comunicação entre hardwares da
plataforma de TV, entre outros itens que envolvem essa tecnologia.
Com isso tem-se inúmeros sujeitos para traçar-se o perfil de conduta
para coletar esses dados e seus campos de atuação

3. Coleta de Dados: Como mencionado no item 1 deste capítulo, a
pesquisa tem seus alicerces em documentos que contenham
informações sobre as tecnologias que circundam a TV. Além das fontes
citadas anteriormente foram utilizadas informações coletadas com
profissionais da área, formando um forte embasamento para o
desenvolvimento dessa pesquisa.

4. Instrumentação: Os materiais que foram utilizados para esse projeto
são:

 Micro-computadores que estão divididos por funções: Cliente,
Servidor de Web Streaming e Servidor de Captura.

 A API de desenvolvimento multimídia da linguagem
ActionScript 3.0 da Adobe, que oferece funcionalidades para a
manipulação de arquivos e dispositivos áudio-visuais.

 A linguagem PHP com persistência em MySQL para o
desenvolvimento do site. Linguagem e Banco de Dados que
possuem a vantagem de ser livre, além ser de fácil
manipulação.

 Aparelho de captura de sinais de TV, que possibilita a recepção
de sinais televisionados por torres de transmissão ou satélite, e
os converte em dados interpretáveis ao software,
caracterizando a porta de entrada para os dados a serem
processados nesse projeto.

 Modem ADSL e serviço de conexão banda larga que faz o
papel de porta de saída dos dados do servidor de Streaming,
ou seja, é o responsável pela conexão com a Internet.

 Com relação ao Sistema Operacional, é utilizado o Microsoft
Windows XP, devido a dificuldade de adaptação dos
dispositivos de captura USB com os sistemas operacional
Linux.

5. Análise de Dados: foram analisados conceitos e experiências de
pessoas que já efetuaram pesquisas e ou desenvolvimento de
aplicações comerciais, proporcionando um referencial importante para
traçar o caminho correto a percorrer durante o desenvolvimento do
software.

6. Teste de Desempenho: foram coletados dados e características do
tráfego e tipos de conexões utilizados para a transmissão do streaming
de vídeo. Podendo assim obter propriedade ao argumentar quanto à

estrutura de transmissão mínima para o perfeito funcionamento do
sistema projetado nesta pesquisa (Não abordando o conceito de
transcoding [QUEIROZ]).

7. Teste de Funcionalidade: Os testes foram realizados de forma a
constatar o funcionamento pleno do sistema de captura, modularizando
os testes, devido as suas etapas e hierarquias de processamento dos
dados (Servidor de Captura com suas peculiaridades e Servidor de
Streaming com suas características). Utilizando a técnica de Alfa e
Beta teste, para obter controle total dos reais e possíveis erros do
funcionamento do sistema.

8. Aplicação real (EAD Especificamente): Devido à demanda vista no
mercado de EAD, foi aplicado o protótipo desenvolvido neste projeto a
um teste real, apresentado parcialmente em [BRAWEMAN,
MARQUES, MACEDO], tendo em vista mensurar a aceitação e como
poderá ser desenvolvido/evoluído essa forma de transpor conteúdos
áudio-visuais. Com isso foi criado uma espécie de Beta teste testando
a aplicabilidade do sistema como uma ferramenta efetiva de Educação
a Distância.

3 HISTÓRIA DA TV

A televisão que conhecemos hoje passou por um processo evolutivo, um
processo lento com inúmeras experiências, envolvendo diversas áreas do
conhecimento, a fim de formular soluções de transferência de imagens por longas
distâncias. Para desenvolver o projeto proposto neste documento, é necessária uma
visão geral da trajetória da construção da televisão.

O processo de construção da televisão e seus meios de transmissão
envolvem diversas áreas do conhecimento humano, porém a pesquisa será balizada
apenas em soluções de desenvolvimento de software. No quesito hardware, serão
utilizados dispositivos convencionais (encontrados em lojas de informática), dando o
foco em como funciona o mecanismo de envio, transporte, recepção e reprodução
dos dados gerados pela IPTV.

3.1 Transmissões de imagens
A construção da televisão se deu através da pesquisa de grandes físicos,
matemáticos e cientistas, os quais tinham o objetivo de transmitir imagens a
distância. A transmissão de imagens foi conquistada primeiramente por Alexander
Bain em 1842, quando transmitiu telegraficamente uma imagem (fac-símile), dando
origem ao fax que conhecemos atualmente [Magia Comunicações].

Em 1873, o inglês Willoughby Smith comprovou que o selênio (descoberto
por Jakob Berzelius em 1827) possui a propriedade de transformar energia luminosa
em energia elétrica, possibilitando a formulação da transmissão de imagens por
intermédio de corrente elétrica [Magia Comunicações].

Julius Elster e Hans Getiel em 1892 desenvolveram o diodo fotossensível,
dispositivo capaz de capturar luminosidade convertendo-a em energia. A evolução
científica com base nas descobertas passadas deu origem ao sistema de raios
catódicos, que foi desenvolvido em 1906 por Arbwehnelt, ao mesmo tempo Boris
Rosing chega à mesma conclusão na Rússia. Esse sistema explora mecanicamente
espelhos somados ao tubo de raios catódicos [Magia Comunicações].

O invento de Paul Nipkow, um disco com orifícios em espiral com a mesma
distância entre si, subdividindo objetos em pequenos elementos que juntos formam

uma imagem [Figura 1], embasou o método de transmissão do inglês John Logie
Baird que foi considerada a primeira transmissão genuína de televisão. Em 1924,
Baird transmitiu contornos de objetos a distância, no ano seguinte fisionomia de
pessoas. Baird em 1926 demonstrou em Londres para a comunidade científica seu
experimento, por consequência de suas experiências a BBC propõem um contrato
para efetuar transmissões experimentais dentro da empresa, esse contrato foi
fechado [Magia Comunicações].

Fonte: [SCIENCE & VIE]

Figura 1: Sistema de Nipkow

Um ano antes do sucesso de Baird, 1923, o russo Wladimir Zworykin
patenteou o iconoscópio, dispositivo que se utilizava de tubos de raios catódicos.
Por esse feito foi convidado pela RCA a coordenar uma equipe que futuramente
criaria o primeiro tubo de televisão, o então chamado orticon (produzido em escala
industrial em 1945). Em 1927, Philo Farnsworth patenteou um dissecador de
imagens, que também utilizava raios catódicos, mas com resolução não satisfatória.
A emissão oficial de sinal televisivo foi feito na Alemanha em março de 1935,
oito meses após isso ocorre na França, sendo utilizada a Torre Eiffel como torre de
transmissão [Magia Comunicações].

3.2 Transmitindo sinais de Rádio e TV
Foi visto até então como surgiu à ideia e como evoluiu a transmissão e
recepção do invento da televisão. Nesta seção, será apresentado como funciona
tecnicamente este sinal, para compreender melhor onde esse projeto pretende
chegar com a digitalização do sinal de TV e o transmitir como pacotes IP.

As ondas de transmissão eletromagnéticas, as radiofrequências, estão
subdivididas em três tipos de frequência, formulando o espectro de frequências.
Dentro desse espectro há diversas frequências, entre altas e baixas que são
utilizadas por emissoras de TV, rádio, telefonia e sistemas de satélite.

As frequências que formam a transmissão de TV são denominadas VHF,
UHF, SHF. As características de cada uma são apresentadas abaixo:

 VHF: Very Hight Frequency ou Freqüência Muito Alta: Faixa que vai
desde 30MHz (Mega Hertz) até 300MHz. Esta frequência é utilizada
para transmitir rádio FM e a TV Aberta, na qual os canais vão do número
2 até o 13.

 UHF: Ultra Hight Frequency ou Freqüência Muito Alta: Faixa que vai
desde 300MHz até 3000MHz (pode ser vista em algumas literaturas
como 3Ghz: Giga Hertz). Nesta frequência estão os canais que vão do
canal 14 ao canal 69, nessa faixa também são encontrados canais de
telefonia celular.

 SHF: Super Hight Frequency ou Frequencia Super alta: Faixa que vai
desde 3Ghz até 30Ghz. Essas frequências são encontradas no sistema
de envio e resposta do satélite, denominadas como a banda “C” e Banda
“Ku”. As frequências de rádio digital encontram-se nessa faixa. A banda
“C” é utilizada no transporte de televisão aberta, permitindo conexões
internacionais, além de transportar os sinais de telefonia e dados. A
banda “Ku” é utilizada para transportar sinais de televisões por
assinatura via satélite, como por exemplo, a Sky e DirectTV.

A Tabela1 exibe partes das faixas hertzianas e quais serviços estão
atribuídos a elas, ordenados crescentemente. Estas atribuições são padrões
internacionais. Pode se notar que as frequências de alguns canais terminam quando
começa a frequência de outro. Têm-se o exemplo do canal 2 que termina em
60MHz, logo o canal 3 começa em 60MHz, provocando interferência de uma na
outra. Os canais que contém outros serviços alocados entre suas frequências, não

apresentam essa interferência, porque os inícios de suas frequências estão
distantes (ex.: Canal 4 termina em 70MHz e o canal 5 começa em 82MHz).

Fonte: [BALAN]
Faixa de até serviço observação
49,9 MHz 54 MHz Diversos serviços
54 MHz 60 MHz Televisão VHF Canal 2
70 MHz 72 MHz Radioastronomia
72 MHz 73 MHz Telecomando
73 MHz 75,4 MHz Rádio Navegação Aeronáutica
75,4 MHz 76 MHz Telecomando
Radiodifusão 99 canais em
88 MHz 108 MHz
Rádio FM faixas de 200 KHz
88 MHz 108 MHz Microfone sem fio de alcance restrito
Tabela 1: Espectro de freqüência e serviços atribuídos.

3.3 Sinal de TV Analógico
A transmissão do sinal de TV analógico ocorre pelos canais VHF e UHF
intermediado por torres e ou satélites, essas responsáveis pela amplificação e
repetição das ondas eletromagnéticas a serem receptadas pelas antenas das TV.
Esse processo tem início por equipamentos conversores alocados geralmente nos
teleportos das emissoras de TV, utilizando métodos de multiplexação, ou seja,
unindo informações de áudio e vídeo em um mesmo sinal (6MHz), caracterizando o
sinal analógico. Após esse processo, as informações são enviadas para uma antena
de grande porte, responsável pela emissão da radiofreqüência ao ar.

Toda tecnologia tem seu início repleto de limitações e possibilidades de
melhorias, com a televisão não foi diferente. Nos primeiros anos de transmissão do
sinal televisivo, as imagens eram monocromáticas, e o sinal possuía apenas três
componentes de informação, a intensidade, resolução vertical e resolução
horizontal, sendo chamado de “sinal de composição de vídeo”. Na Figura 2, o
formato do sinal rádio-transmitido é escalonado demonstrando o sinal interpretado
pelo aparelho televisor.

Fonte: [HOW STUFF WORKS]

Figura 2: Onda eletromagnética de TV monocromática.

A resolução horizontal é controlada por pulsos de 5 microssegundos (5µs)
com 0 volt. Essa informação é interpretada pelos componentes que disparam o feixe
horizontal do tubo de imagem. O pulso vertical é serrilhado junto ao pulso horizontal,
mantendo o circuito de resolução sincronizado. O pulso do sinal vertical dura em
média 400 à 500 microssegundos. A pigmentação monocromática da imagem é
controlada pelos pulsos que variam entre 0,5 a 2,0 volts, no qual 0,5 volts é
interpretado como preto e 2,0 volts é interpretado como branco. Essas informações
ativam um canhão de feixe, que por sua vez ativa o fósforo envolto do tubo de
imagens, formando a imagem para o telespectador. Curiosamente, esse
componente necessita de 3,5MHz de banda, para ativar os componentes da TV, ao
contrário do sinal colorido que ocupa 3 MHz.

Com o passar do tempo e com a evolução natural das tecnologias, foram
adicionadas novas funcionalidades e aprimorando-se o que já havia. Assim, surgem
os aparelhos a cores, mudando a expectativa do público que já estava adequada ao
televisor monocromático. Essa evolução deu-se a três adições de itens ao tubo de
imagem, responsável pela formulação da imagem exposta ao telespectador, são
elas:

1. Um conjunto de canhões de feixes RGB (Red, Green, Blue), cada um
responsável por uma cor, formando uma palheta de cores seguindo o
perfil RGB, possibilitando a formação da maioria das cores.

2. A substituição da folha de fósforo, que revestia o tubo de imagem na
televisão monocromática, por fósforos coloridos em vermelho, verde e
azul, alinhados em linhas e colunas, formando um espectro de cores
RGB.

3. Foi adicionado junto ao fósforo, uma malha de metal bem fina, ajustada
aos pontos do fósforo da tela.

O funcionamento dessa forma de pigmentação colorida das imagens é
simples. Quando há a necessidade de se colorir com azul, por exemplo, é disparado
um feixe azul nos pontos azuis do fósforo, o mesmo ocorrendo com as outras cores.
Na necessidade de criar cores diferentes e ou branco, é usado o conceito de cores
primárias formando a combinação de cores entre feixes e fósforos.

Para que o novo tubo de imagens pudesse colorir imagens, há a
necessidade de criar uma forma de transmitir essas informações da fonte até os
dispositivos de TV. Dessa forma, utilizando o conceito semelhante de comunicação
de cores com a TV monocromática, foi criado o transporte de um item modificador, a
crominância.

Basicamente, um sinal em cores tem início como um sinal monocromático,
porém é enviado um sinal extra, a crominância, que é superposto em uma onda
senoidal de 3,579545MHz sobre um sinal monocromático. Essas ondas são
inseridas após um pulso de sincronismo horizontal, formando oito ciclos de ondas
senoidais, formulando uma explosão de cores, como pode-se ver na Figura 3.

Fonte: [HOW STUFF WORKS]

Figura 3: Onda eletromagnética de TV em cores.

A mudança de fase desses oitos ciclos determina a cor a ser ativada, a
amplitude determina a saturação dessa cor, assim formando os tons e intensidade
das cores a serem exibidas no televisor, isso unido ao conjunto de combinações dos
feixes internos. Os aparelhos de TV monocromáticos que recebem esse novo sinal
filtram o sinal de cromância e a ignoram,não interferindo na imagem que ela irá
gerar.

3.4 Sinal de TV Digital
A história da TV Digital é fundamentada nas experiências evolutivas da
televisão como um todo. Isso é visto pela forma que surgiu a ideia de se transmitir
imagens de alta definição, utilizando as bandas existentes, ou seja, uma forma de
transmitir imagem de qualidade sem exceder os 6MHz de banda do sinal UHF
[Wilson].

A experiência precursora da TV Digital surgiu no início da década de 80, no
Japão. O projeto denominado de MUSE (Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding)
[NISHIZAWA E TANAKA] apresentava o envio de imagens de alta definição por
transmissão analógica. Sua transmissão além de complexa, necessitava de 27MHz,
ou seja, quase cinco vezes o tamanho da banda utilizada na transmissão normal.
Apesar desses detalhes desvantajosos, essa tecnologia foi comercialmente
implementada no Japão com certo sucesso, porém sua transmissão era possível
somente via satélite, inviabilizando as transmissões terrestres [Mendes e Fasolo].

No início da década de 90, ocorriam nos EUA, Europa e Japão, estudos que
objetivavam alcançar padrões que viabilizassem a transmissão digital por
radiofrequência. Desta forma, foram criados vários comitês que viriam a definir
padrões a serem implementados para a difusão da TV Digital. Abaixo uma lista
apresenta os comitês que definiram os padrões adotados em suas respectivas
regiões.

 ATSC (Advanced Television System Committee): Comitê americano
formado pelas principais empresas do ramo de TV, fundada em 1993;

 ELG (European Lauching Group): Comitê europeu que definiu os
padrões de TV Digital a serem utilizado na Europa.

 ADTV-LAB (Advanced Digital Television Laboratory): Comitê que
desenvolveu o padrão ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting
Terrestrial), padrão adotado no Japão.

Apesar das peculiaridades de cada padrão apresentado pelos comitês, os
objetivos são os mesmos, a transmissão de áudio e vídeo de alta qualidade,
balizados pela banda disposta pela TV Analógica (6MHz).

3.4.1 Ganhos Reais da Nova Tecnologia
A TV Digital teve como estopim a necessidade de criar meios de transmitir
imagens de alta definição delimitadas à quantidade de banda disponível para o sinal
analógico. A concretização da TV Digital deu-se ao sucesso da experiência de
transformar a modulação de transmissão e a compressão dos dados emitidos, dessa
forma não excedendo o limite da banda.

O tamanho da banda do sinal televisivo varia de acordo com o padrão de TV
Analógica adotada em cada país, apresentando três tamanhos de banda. O campo
de variação de cada canal vai de 6MHz a 8MHz, não dando diferença sensível do
ponto de vista do telespectador, porem dá maior espaço de transmissão de dados
dentro desse patamar. No Brasil, EUA e Japão é utilizado o espaço de 6MHz, na
Europa e Ásia, alguns países utilizam canais de 7MHz a 8MHz de espaço [Mendes e
Fasolo].

Essa composição de tamanhos de banda possibilita a criação de variados
tipos de programação, no qual é possível, utilizar a banda de acordo com a
necessidade do sinal, criando-se assim uma divisão da qualidade da resolução
transmitida, visando maior flexibilidade ao sinal e conteúdo transmitido. Essa divisão
de resolução criou três padrões de definição da taxa de resolução.

O formato de transmissão SDTV (Standard Definition Television), possui a
resolução semelhante à TV Analógica, superando a qualidade com um pouco mais
linhas ativas. Desse modo requer menor parcela da banda de transmissão, sobrando
mais espaço para outras definições dentro do espectro. A EDTV (Enhanced
Definition Television), possui a qualidade intermediária ao SDTV e ao HDTV, seu
argumento é a qualidade superior ao SDTV, porém não requer todo o espaço do
espectro. A HDTV (High Definition Television) ao contrário dos outros formatos
citados acima ocupa toda a banda de transmissão, consequentemente surtindo o
efeito de maior resolução [Mendes e Fasolo]. O uso do formato de transmissão
empregado em um aparelho de TV influencia diretamente no custo. Aparelhos HDTV
são os mais caros, seguidos pelos EDTV e, os mais baratos, SDTV.

A Figura 4 ilustra as diferenças de resolução dos formatos suportados pelos
aparelhos de televisão, entre esses formatos estão os utilizados no padrão analógico
(NTSC e PALM) e os formatos digitais (XVGA, HDTV).

Fonte: [WIKIPEDIA]

Figura 4: As resoluções e seus formatos

A diferença de resolução é devido ao número de linhas emitidas por cada
formato de resolução, podendo ser acompanhado na Tabela 2, na qual mostra as
linhas de definição emitida por cada formato.

Fonte: [MENDES e FASOLO]

Tabela 2: Comparativo entre TV Analógica para Digital .

A diferença entre o último formato analógico, NTSC, e a primeira digital,
SDTV, é quase nula, têm-se 480 linhas ativas no SDTV (digital), para 330 no NTSC
(National Television Standards Committee), dessa forma as duas utilizam o formato
da tela de 4:3. Compensando este fato, os formatos EDTV e HDTV demonstram a
vantagem aplicada da TV Digital para a TV Analógica, no qual temos a diferença de

750 linhas ativas para o formato NTSC, aumentando consideravelmente a resolução
do HDTV para o NTSC.

3.4.2 Meios de Transmissão
Foi visto até então como se comporta o dado dentro do espectro, e como
são divididos esses dados para transporte das informações. Agora será visto como
são, e quais são os meios de transmissão, no qual será discutido como funciona a
transmissão terrestre para aparelhos de TV, a transmissão de IPTV para Internet e a
WebTV, que se utiliza da tecnologia de Web Streaming.

A transmissão da TV Digital, como foi visto, é feita por radiofrequência, ou
seja, do mesmo modo que a TV Analógica, porém não interpretada da mesma
forma, consequentemente levantando a questão de como o sinal digital vai se
comportar para aparelhos de TV Analógicos e para os novos aparelhos.

A TV Digital como toda inovação, necessita de um prazo para que as
pessoas se adaptem a ela, no caso da TV, como será recepcionado o sinal digital se
existem inúmeros aparelhos analógicos nos lares do mundo, em especial no Brasil?
Deve-se trocar todos os aparelhos? Não. Pensando nessa situação, foi desenvolvido
um conversor de sinal, que recebe o sinal digital e o converte para analógico, não
havendo necessidade de trocar o aparelho de TV que um usuário possui.

O funcionamento desses conversores denominados set-top boxes, é
demonstrado na Figura 5, como é feita a conversão do sinal. O funcionamento do
set-top box começa no recebimento do sinal digital por uma antena, passando por
um sintonizador que converte o sinal de radiofrequência, para sinal de banda base
codificado, para ser manipulado facilmente pelos dispositivos internos. Após esse
processo, é enviado esse sinal base para o demodulador, que é responsável por
converter o sinal codificado em bits, contendo vídeos, áudio e dados. O acesso
condicional é responsável por limitar acesso a algumas informações contidas no
sinal. O multiplexador tem a função de descriptografar o sinal, e encaminhar para
cada decodificador, seus dados respectivamente cabíveis para sua função. Os
decodificadores são responsáveis por converter os sinais recebidos, e transpor de
forma a compreensão humana, por exemplo, a renderização do conteúdo de vídeo
(desenhar), composto no sinal [Picolo].

Fonte: [PICOLO]

Figura 5: Diagrama de funcionamento interno de um Set-Top Box

Há outro caso em que os aparelhos de TV lançados recentemente já estão
adequados à recepção do sinal, não havendo a necessidade de conversão, ou seja,
seus dispositivos internos são capazes de interpretar os códigos binários recebidos,
não havendo a necessidade de portar o sinal digital para o analógico.

A forma que é inusitada para esse meio de comunicação, é a transmissão
por IP, no qual é utilizada a infraestrutura da Internet para transmitir o sinal da TV
Digital, por intermédio de pacotes IP. Para isso, é necessário que sejam de
conhecimento comum algumas tecnologias, como Internet, TCP, UDP, RTP, IP entre
outros.

3.4.3 A INTERNET
Como a maioria das tecnologias, a Internet foi criada para suprir uma
demanda, no caso especificamente militar. No auge da guerra fria, as forças
armadas americanas necessitavam interligar seus quartéis, assim em 1975 o
Departamento de Defesa (DoD) criou a ARPA (Advanced Research Project Agency).
Em 1969 o DoD desenvolveu um sistema de comunicação no qual tinha o objetivo

de interligar os servidores dos centros de comando da ARPA, denominado de
ARPAnet.

A característica fundamental da ARPAnet era a possibilidade de
funcionamento, mesmo após um ataque nuclear. Seu funcionamento era baseado
em um protocolo de comunicação chamado NCP (Network Control Protocol), que
proporcionava conexões remotas e transferências de arquivos. Em 1983, a ARPAnet
muda seu protocolo de comunicação para a utilização dos protocolos TCP/IP
(Transfer Control Protocol/Internet Protocol) que foram desenvolvidos por Vincent
Cerf e Bob Kahn entre 1974 e 1978. O TCP/IP ainda é utilizado nos dias de hoje por
sua robustez.

Devido a essa mudança de protocolo, deu-se a interligação com outras
redes que haviam surgido, junto a isso criou-se o nome Internet, assim sendo em
1986 a NSF (National Science Fundation) também americana, criou a NSFnet,
fornecendo estrutura de comunicação efetiva à Internet.

Em 1990 é dado o fim oficial a Guerra Fria, consequentemente a ARPAnet
termina suas atividades, porém centros de investigação e universidades estão
totalmente interligados pela Internet. Em 1992 e 1993 é criada pela NSF um
conjunto de organizações que tem o intuito de gerenciar e moderar os padrões de
Internet.

Com essa estruturação de órgãos responsáveis pela Internet surgiram
algumas organizações:

 ISOC (Internet Society) responsável por coordenar o desenvolvimento
na Internet;

 IAB (Internet Architecture Board) responsável pela subcomissões e
pela aprovação de novos Standarts;

 IETF (Internet Enginering Task Force) responsável pelas indicações de
novos Standarts para aprovação da IAB;

 IANA (Internet Assigned Numbers Authority) responsável pela
distribuição e coordenação dos endereços da Interent.

Em 1993, é criado a InterNIC, órgão isento que fica responsável pela gestão
dos endereços de Internet nos EUA. Este mesmo poder é dado a organismos
paralelos, que gerenciam os endereços, limitados por suas regiões e ou continentes.
Em 1995, a NSFnet é substituída por operadores de Internet privados, devido a
pressão de grandes grupos econômicos, dessa forma tornando a comercialmente
viável e “popular”.

A Internet, como foi visto, é uma ferramenta que tomou proporções
gigantescas, porém apesar do tempo de existência, ainda está em crescimento,
aproximadamente 13,1% por mês, totalizando 7,9 bilhões de usuários, só no Brasil
[IT WEB]. Com essa característica de crescimento, sua evolução é contínua, com
cada vez mais serviços baseados em sua conectividade, dando a sociedade outra
forma de comunicar-se e de manter sua rentabilidade comercial.

3.4.4 Web Streaming
O conceito básico de Streaming é transmitir conteúdos áudio-visuais por
meio da Internet, sem a necessidade de efetuar o download integral do arquivo
antes de visualizá-lo, mas sim, o download de fatias do arquivo para visualizar o seu
conteúdo, de modo a fazer o download ao mesmo tempo em que o executa.

O processo de transmissão se dá a um software específico alocado em um
computador que fica com a responsabilidade de transmitir o Streaming para os
clientes conectados a ele, por intermédio dos protocolos RTP (Real-time Transport
Protocol) e UDP, ou seja, é um processo cliente-servidor. Esse servidor tem todos os
artifícios de compressão, repartição e emissão dos arquivos, no qual enviará os
pedaços do arquivo que sofrerá o Streaming, para o buffer do computador cliente.

O funcionamento do buffer do cliente pode ser acompanhado na Figura 6,
que demonstra o fluxo de processos quando uma conexão entre cliente e servidor é
estabelecida. Após a conexão, o cliente solicita um conteúdo, que é então separado
em partes pelo servidor e enviado para o buffer do cliente. Quando alcançada a
quantidade de quadros que permitam a exibição de forma satisfatória no cliente, é
dado o início à execução do conteúdo. Enquanto isso, simultaneamente, é feito o
download do restante do vídeo.

Figura 6: Conexão Cliente-Servidor para Streaming.

Devido a essa descarga do arquivo no buffer do computador, é possível a
pausa e o retrocesso do conteúdo exibido, dando a flexibilidade de controlar a
exibição do conteúdo, porém não havendo a necessidade do usuário baixar o vídeo
como um arquivo convencional.

Os requisitos para utilizar essa forma de consumir conteúdos de áudio-
visual, são basicamente um plug-in de vídeo (codec’s e plug-ins de players de vídeo)
e obviamente uma conexão de Internet, por esse motivo, é uma tecnologia de fácil
acesso e em crescente utilização.

3.4.5 UDP
O User Datagram Protocol tem como característica básica a troca de
pacotes pequenos entre computadores em rede. No UDP a transferência de pacotes
não é confiável, já que o mesmo não garante a recepção dos dados de forma
correta, ao contrário do TCP. Não há detecção de erros nos pacotes e muito menos
retransmissão de pacotes que possam chegar ao destino com erros [GALLO E
HANCOCK].

A utilização desse protocolo se dá principalmente em aplicações que
transmitem dados em tempo real (como o Streaming), devido ao fato de enviar o
pacote apenas uma vez, não ocupando a banda com retransmissões de pacotes,
proporcionando agilidade no processo de envio de arquivos áudio-visuais.

3.4.6 RTP
O Real-time Transport Protocol foi desenvolvido para formatar arquivos
especificamente para transpor dados multimídias por intermédio da Internet. Uma de
suas aplicações é o Streaming, no qual demanda envio de pacotes pré-formatados,
sendo agilmente encaminhado para a recepção do cliente, em tempo real [GALLO E
HANCOCK].

As transmissões de dados multimídias se utilizam do protocolo UDP que tem
como característica a agilidade no envio de pacotes, em contra partida não garante
a chegada dos pacotes como já foi visto. Essa não garantia de entrega, é
contornada pelo protocolo RTP por sua característica de monitoramento de pacotes,
apesar de não ser eficaz. Dentre as funcionalidades do RTP, pode-se citar a
identificação dos tipos de payload, numeração de seqüência, timestamping
[FERNANDES].

3.4.7 CODEC’S
Como mencionado no item 2.4.4, existem os codec’s (Acrônimo de
Codificador/Decodificador), os quais são algoritmos/dispositivos que basicamente
tem a responsabilidade de comprimir arquivos de áudios e vídeos, tornando seu
tamanho em bytes significativamente menor.

Atualmente, existem inúmeros tipos de codec’s, alguns deles estão
presentes no cotidiano das pessoas, que os utilizam diariamente de forma
transparente, ou seja, não sabem como são e nem de sua existência. Um codec
muito utilizado no cotidiano é o MPEG (Moving Picture Experts Group), que é
encontrado em aparelhos de DVD (Digital Vídeo Disc) que utilizam o codec MPEG-2;
os arquivos MP3 utilizam à tecnologia MPEG, além dos MP4 e outras formas de
execução de mídia portáteis, entre outros dispositivos.

Existem inúmeros codec’s especializados em diversas funcionalidades, e
evolutivamente chegam a obter mais qualidade. Exemplo disso têm-se a nova
geração de codec’s, no qual o H.264 (sucessor do H.263 da mesma geração do
MPEG-4) está localizado. Seu diferencial é a alta taxa de compressão, possibilitando
transmitir vídeos aulas e vídeo conferência com alta qualidade, ocupando

aproximadamente 200Kbps de banda, perante os 400Kbps necessários para
executar a mesma tarefa pelos codec’s de sua antiga geração [QUEIROZ].

A função de um codec é possibilitar a compressão e codificação do conteúdo
de arquivos áudio-visuais, diminuindo seu tamanho (bytes) podendo assim ser
transportado para qualquer lugar, por qualquer meio, obviamente sem perder a
qualidade do arquivo original, dando viabilidade para criar novas tecnologias de
transmissão de dados.

3.5 IPTV
Com a popularização da Internet e o advento da TV Digital, surge uma nova
fase para o maior veículo de comunicação de massa. Com a mudança do paradigma
da transmissão de sinais de TV, foi possibilitado o envio do sinal áudio-visual
televisionado por outros meios de comunicação, além do satélite e torres de
transmissão. A Internet que possui um público numeroso tornou-se um novo meio de
transmissão para a televisão, sendo assim denominada IPTV.

O core business da IPTV é a sua portabilidade de transmissões. Seu
conteúdo é semelhante ao da TV Digital por satélite, porém o que difere uma da
outra é o meio de transmissão, assim a IPTV assume a função de ocupar a Internet
como canal principal de transmissão.

A IPTV surgiu no intuito de disponibilizar de modo seguro e ágil o sinal de
TV, desse modo a possibilidade de transmitir o conteúdo televisionado monta um
portfólio de meios de disponibilizar seu conteúdo, seja ela em tempo real ou por
demanda. Esse novo conceito de TV que está sendo implementado, está
diretamente ligado aos acontecimentos sociais que a Internet desencadeou. Assim a
individualização está em processo de expansão, moldada pela Internet, e neste caso
a TV não está de fora.

A conectividade e interatividade introduzida pela Internet criaram uma safra
de consumidores exigentes, a demanda de meios bi-direcionais chega a um patamar
de necessidades que só os mais adaptáveis serão aceitos, neste caso digitalizando
até mesmo as teorias de Charles Darwin.

Com a onda de consumidores exigentes aliados a conectividade dos
serviços criados, desenvolveu-se transmissões de TV que possibilitam interações
com o usuário, possibilitadas pela chegada dos serviços de Internet a um aparelho
de TV. Essa importação de serviços para o aparelho de TV, desencadeia um novo
nicho de mercado para os profissionais de tecnologia, ou seja, o surgimento de
softwares que sejam baseadas nessa nova arquitetura será visível quando esse
advento estiver em um processo estável de sua implantação, novas oportunidades
virão.

Com tudo isso, o fortalecimento da vinda da tecnologia de TV Digital é
visível, dessa forma criando inúmeras expectativas, tanto do mercado quanto do
usuário que estão em meio a um bombardeio de informações. As respostas a todas
as perguntas serão dadas com o tempo, porque há muita especulação quanto a real
vantagem desse segmento tecnológico, porém será uma mudança radical no que se
conhece hoje em termos de televisão.

3.6 WebTV
O conceito de WebTV, surge com o advento da TV Digital, no qual é
digitalizado o sinal de TV de forma a transmitir o conteúdo televisionado por
intermédio da Internet. Sua função básica é transportar o conteúdo televisionado por
satélite/torres de transmissão, para um portal de Internet que fica responsável por
exibir o vídeo gerado por Streaming.

A WebTV, surge em uma era na qual há a convergência de tecnologias de
comunicação e que todos os meios de comunicação estão passando por um canal
ágil e de fácil acesso, a Internet. A TV não é diferente, assim os conteúdos
transmitidos pelas emissoras de TV, podem ser assistidos por sites especializados
nesse tipo de transmissão.

4 TRABALHOS RELACIONADOS

Em pesquisa sobre a TV Digital e suas vertentes, foram encontrados alguns
trabalhos que se relacionam com o tema proposto neste projeto, desde dissertações,
artigos e teses de mestrado até casos de sucesso de aplicativos comerciais.

A utilização da tecnologia estudada neste projeto se mostra uma ferramenta
poderosa, tratando-se de um veículo de informação e comunicação aplicável ao
cotidiano das pessoas. É possível acompanhar isso por intermédio de pesquisas
sobre a aplicabilidade do Streaming, mostrando-se de grande valor dentro do
escopo da educação à distância.

Aplicações comerciais também vêem no Streaming um forte aliado no que
condiz a flexibilidade estrutural desta tecnologia. Têm-se relatos de alguns casos de
sucesso, nos quais empresas de pequeno porte obtiveram sucesso ao comercializar
software ou canais baseados em softwares especializados em transmitir dados
áudio-visuais pela Internet, como será visto nos parágrafos a seguir.

Acompanhando esses exemplos, têm-se documentos que demonstram
pontos positivos e deficiências que essa tecnologia possui. Exemplo disso, encontra-
se trabalhos citando as demandas que essa técnica pode suprir.

O trabalho de conclusão de curso, desenvolvido por TSCHÖKE [TSCHÖKE],
é um desses documentos que mostra as possibilidades de aplicação da tecnologia
de Streaming. A proposta do seu trabalho é transmitir por Streaming um sinal digital,
capturado por uma placa de captura, assemelhando-se à proposta deste projeto.

Os pontos cruciais do trabalho apresentado por TSCHÖKE são as
transmissões de Streaming ao vivo e por demanda, expondo algumas aplicações
que se utilizam desta tecnologia como softwares de telefonia e vídeo conferência,
criando assim um campo interessante de discussão sobre o caminho tomado pela
convergência de dados e os meios de transporte dessas.

Um ponto curioso que é exposto por TSCHÖKE é que no ano de 2000 (ano
anterior a publicação de seu trabalho), o Streaming de vídeo era uma tecnologia
impraticável, devido à carência de estrutura de conexão à Internet, e que atualmente

é algo tangível, pela “popularização” da conexão de banda larga, não sendo mais
um obstáculo para aplicações que se utilizem dessa tecnologia.

Em comparação a este projeto, a proposta de TCHÖKE traz uma forma de
transmitir conteúdos já digitais, diferentemente do projeto proposto aqui. Que é
transpor conteúdos analógicos por Internet. Neste caso convertendo esses sinais
analógicos para digitais, além da possibilidade de transmitir conteúdos já digitais.

Outro trabalho que apresentou bastante consistência na descrição dos
fatores tecnológicos, aplicáveis ao contexto proposto (Streaming) é a dissertação de
mestrado apresentado por ADÃO [ADÃO], que demonstra como a tecnologia de
Streaming pode auxiliar a educação à distância e suas vertentes.

Explanando de forma motivadora o Streaming, sua dissertação tem o
objetivo de incentivar a adoção dessa forma de veicular informação, localizando
fatores que expõem seus prós e contras. Exemplo disso é o problema de largura de
banda, que em casos específicos torna-o impraticável (conexões discadas). Em
outros casos, suas vantagens proporcionam uma economia de grande valia, como a
aplicação de treinamentos à distância, esse método sana o problema de
deslocamento e investimento com salas de treinamento.

Outro ponto abordado que se mostra interessante dentro da dissertação
desenvolvida pelo ADÃO, é a criação de um estúdio de gravação, que necessita de
poucos equipamentos e conseqüentemente exige pouco investimento. Relatando o
material e o planejamento necessário para construir vídeos dentro do contexto da
EAD.

Esse ponto abordado por ADÃO, agrega um argumento crucial quanto a
aplicabilidade da tecnologia de WebTV. Essa característica forma um complemento
(mútuo) de leitura e pesquisa, pois tem-se intenções semelhantes para utilização
deste projeto, que é a exposição dessa ferramenta que traz flexibilidade a diversos
nichos carentes de ferramentas acessíveis.

Um exemplo interessante de aplicação de um WebTV (Streaming) e sua
interação é apresentado no artigo desenvolvido por THURLER [THURLER]. Que

relata o caso de sucesso do jornal apresentado no canal AllTv (www.alltv.com.br) ,
que tem seu funcionamento inteiramente por intermédio da Internet.

Neste artigo são analisados os contextos de interatividade e funcionamento
de um programa apresentado por um canal televisivo, que consiste integralmente na
Internet. Especificamente, é abordado o programa de telejornal intitulado Jornal
Interativo. Utilizando o contexto da inserção da TV Digital no cotidiano das pessoas,
o artigo de THURLER demonstra como funciona a apropriação de características
das evoluções, que nesse caso em especial, as novas mídias tem seus alicerces em
conceitos de seus antepassados.

O conteúdo exposto neste artigo, reforça a sensação de mudança de
paradigmas que a TV Digital trouxe, criando uma nova safra de telespectadores
refinados e exigentes, tornando o mercado e as tecnologias mais competitivas e em
busca sempre de superar o que existe na atualidade.

Neste caso tem-se um exemplo motivador ao investimento na pesquisa
dessa arquitetura de transmissão, mostrando um caso de sucesso na utilização de
WebTV. Esse exemplo dado por THURLER incentivou a idealização do projeto,
criando a expectativa de se obter um ambiente de transmissão versátil.

Sem ir muito longe do cotidiano, é apresentado o caso de uma empresa
curitibana que utiliza a tecnologia de Streaming para alavancar seus negócios. A
DigitalSK [DIGITALSK], empresa do ramo de desenvolvimento de portais de Internet
e conteúdos multimídias para e-learning, lançou recentemente o software intitulado
SKTV.

Esse software é que uma plataforma de WebTV, que tem como fundamento
a publicação de vídeos gravados por um estúdio nos padrões WebTV, formatando
assim, um caso de sucesso comercial, agregando maior robustez em um site de
Internet e acrescendo mais um serviço ao mercado Web.

Exemplo prático dessa ferramenta é o caso PUCPR (Pontifícia Universidade
Católica do Paraná) que utiliza a plataforma SK Vídeo (um modelo de SKTV) dentro
de seu ambiente de aprendizagem, o Eureka. Segundo Claude Tarrit, coordenador
do serviço de novas tecnologias educacionais da PUCPR, a facilidade ofertada pela

solução SK Vídeo como produção/edição de vídeos e gravação de conteúdos, pode
aumentar o leque de opções do Eureka, além de proporcionar a elevação qualitativa
e inovadora ao ambiente de aprendizagem da PUCPR [DIGITALSK].

Em relação ao que será desenvolvido, essa ferramenta da DigitalSK, é um
outro exemplo de aplicação de sucesso, motivando o desenvolvimento do ambiente
que será de transmissão de tempo real, diferentemente da SKTV.

A aceitação dessa tecnologia pelo mercado e por nichos de diversas
espécies demonstram o quão importante essa revolução tecnologia que circunda a
TV Digital é. Nesse enfoque, a dissertação de mestrado desenvolvido por FILHO
[FILHO], demonstra como a sociedade recebe e receberá a TV Digital e suas
vertentes, concentrando-se na transição do espectador de conteúdos de uma via de
interação, para um espectador que tem a interatividade realmente aplicada. Além da
análise dos padrões do projeto brasileiro de TV Digital.

Com as informações reunidas nessa dissertação de mestrado, é possível
concluir o quão é complexo o processo de implantação e adaptação das pessoas ao
novo paradigma da TV, assim criando uma análise do processo que o país está
passando em relação à implantação da TV Digital.

Com os dados que compõem os trabalhos correlatos ao tema proposto,
pode-se ver o quão é poderosa essa ferramenta e como sua flexibilidade pode
auxiliar diversos nichos mercadológicos, proporcionando mais um item para
contribuir com a convergência de dados que está ocorrendo atualmente no mundo.

5 ESPECIFICAÇÃO

Neste capítulo é apresentada a especificação técnica do projeto proposto.
Entre outros itens, é detalhada como será efetuada a conversão do sinal
recepcionado do satélite e retransmitido por intermédio da Internet. Este processo
passa por etapas que tratam as informações recebidas, criando um refinamento das
informações, possibilitando o envio das mesmas por intermédio de Web Streaming.

A estrutura montada para a aquisição do sinal será baseada em
equipamentos que o mercado de hardware oferece, será utilizado um dispositivo de
captura de sinal de TV, recepcionando o sinal aberto de TV e possibilitando o
tratamento do seu conteúdo pelo software a ser desenvolvido, utilizando-se das
API’s definidas para gerar o produto final desse projeto. Com isso os micro-
computadores a serem utilizados como servidores, serão computadores PC comuns.

Visando o desempenho de transmissão, serão implantados dois servidores,
um deles de captura e tratamento do sinal e outro de transmissão de dados por
Streaming, delegando de forma ordenada as responsabilidades, gerando agilidade
no processamento.

Essas características definem a parte teórica do funcionamento do protótipo,
criando assim um sistema que agrega mais um serviço a Internet. Propondo uma
nova ferramenta de convergência de dados, para auxiliar os usuários de diversos
nichos, desde o entretenimento à educação à distância [BRAWERMAN, MARQUES,
MACEDO].

5.1 Visão Geral
Como visto anteriormente a proposta desse projeto é efetuar a captura do
sinal de satélite e retransmitir esse sinal por intermédio da Internet, utilizando-se de
um portal de Internet, o qual possui um player de vídeo que exibe em tempo real o
que está sendo transmitido no canal previamente selecionado, possibilitando ao
usuário assistir e selecionar o canal que deseja, como um aparelho de televisão
convencional. Dessa forma, caracteriza-se como um serviço de televisão via
Internet, ou denominada como WebTV.

A infraestrutura do sistema que permite ao usuário acessar os canais de TV
é demonstrada na Figura 7, na qual vê-se que há a possibilidade de inserir outros
dispositivos de entrada, além do satélite. Isso possibilita capturas e transmissões de
conteúdos diversificados, ou seja, pode-se transmitir conteúdos de mídias como
DVD, Fita K7 ou até mesmo capturar imagens ao vivo por intermédio de filmadoras,
fornecendo a possibilidade de criar estúdio de filmagens de baixo custo (indicados
para utilização em transmissões para EAD - Ensino à Distância).

Os dispositivos acima citados são capturados por um servidor dedicado a capturas.
Este servidor possui uma placa de captura de vídeo, conhecida popularmente como
“PCTV”. Através dessa placa, é gerado um vídeo, este vídeo é extraído pelo
software desenvolvido neste projeto (que a partir de agora será chamado de
software), que tem seu alicerce, a framework da ActionScript 3.0[ADOBE],
possibilitando conversões e transmissões entre outras formas de tratamento desse
sinal.

Após a extração dos dados gerados pela placa de captura, o dado é tratado
e encapsulado para transmissão, enviando-o para o servidor de Web Streaming, que
disponibiliza esse conteúdo tratado. Depois desse processo, as estações clientes,
ao se conectarem ao site, irão consumir o vídeo de acordo com o plug-in que estiver
instalado em seu navegador de Internet, possibilitando a execução do player
alocado no portal proposto.

Figura 7: Infraestrutura de transmissão de WebTV

Na Figura 7, pode-se ver a ilustração demonstrando como funciona a forma
de comunicação com o servidor (Internet), e quais os tipos de arquiteturas que

poderão acessar o serviço. Essa arquitetura vai do PC convencional até o celular, no
qual é necessário um navegador e o plug-in específico para o consumo do
Streaming.
A infraestrutura acompanhada na figura acima necessita de pouco
investimento financeiro, de modo que viabiliza a construção do protótipo do projeto
proposto, não demonstrando maiores problemas para concretizar a captura,
tratamento e distribuição do sinal para a implementação da WebTV.

5.2 A Captura do Sinal
O sinal enviado pelo satélite de transmissão de TV caracteriza-se como um
sinal de radiofrequência que transporta informações multiplexadas de áudio e vídeo.
Essas informações têm em seu meio de distribuição o satélite, porém para
disseminar essas informações para antenas de menor capacidade, são utilizados
retransmissores. Esses dispositivos de retransmissão (torres de transmissão) são
amplificadores, no qual repetem as informações recebidas do satélite, convertendo-
as para um sinal interpretável às antenas comuns de TV (encontradas comumente
nos lares).

A captura do sinal pela antena convencional é convertido para pulsos
elétricos que ativam dispositivos internos de um aparelho de TV analógico. No caso
específico do servidor proposto, o sinal multiplexado emitido pelas torres de
transmissão devem ser interpretados e convertidos a uma forma que possa ser
manipulada pelo sistema.

A extração e conversão do sinal receptado pela antena é efetuada pelo
dispositivo de captura de TV (PCTV). Este dispositivo recebe o sinal eletro-
magnético multiplexado analogicamente e o converte para uma espécie de sinal
digital, possibilitando a manipulação do sinal televisivo.

Na Figura 8, é possível acompanhar esse processo, demonstrando os
dispositivos de entrada, o dispositivo de captura, os dados gerados por essa
captura, a interferência do software desenvolvido em ActionScript 3.0[ADOBE] e seu
resultado final, ou seja, o arquivo de vídeo pronto para o envio ao servidor de Web
Streaming. A imagem é captura pela placa, interpretada pelo sistema desenvolvido e
disponibilizada para o usuário no servidor de Streaming.

Figura 8: Captura de vídeo

Esse processo é efetuado por diversos dispositivos encadeados, assim
dependendo do resultado de um para o funcionamento de outro. Essa característica
exige funcionamento perfeito de todos os componentes desse sistema.

5.2.1 Dispositivos de entrada
Os dispositivos de entrada são os pontos de partida da transmissão desse
projeto. Pode-se ter inúmeros dispositivos que possibilitem a reprodução de vídeos
distintos. Pode-se também executar vídeos de acordo com o interesse do usuário,
pois o leque de opções gerados pelos dispositivos de entrada é grande.

Com o portifólio criado por esses dispositivos de entrada, há a possibilidade
de fazer transmissões ao vivo, retransmissões de canais de TV, distribuição por
demanda de vídeos, além de criar a possibilidade de estruturar um estúdio de
filmagens a custos baixíssimos. Abaixo pode-se acompanhar os dispositivos que em
princípio enriquecem um servidor de captura.

 Câmera Filmadora Analógica: Esse dispositivo pode ser conectado à
placa de captura de vídeo por intermédio da entrada RCA (Radio

Corporation of América), a qual é composta por três cabos, áudio direito
(vermelho), áudio esquerdo (branco) e o plugue de vídeo (amarelo),
transmitindo o sinal analógico da câmera para o receptor/conversor de
sinais.

 Câmera Filmadora Digital: Sua transmissão de dados pode ser
efetuada tanto de forma analógica como digital. Esse dispositivo
possibilita a conexão à porta FireWire. Porta essa que tem a capacidade
de transferência de dados de aproximadamente 400Mbps (megabytes
por segundo), dessa forma, favorecendo as transmissões ao vivo [PC
WORLD].

 Dispositivos de Reprodução: Neste perfil se encaixam os aparelhos
reprodutores de fitas K7, ou até mesmo aparelhos de DVD, os quais
podem ser conectados por meio da entrada RCA, entrada coaxial ou até
mesmo serem conectados internamente como um periférico (caso de
leitores de DVD), dependendo de suas características.

O projeto está balizado em recepcionar um sinal de TV (independente da fonte) e
retransmiti-lo por Web Streaming, assim a definição de qual fonte utilizar, não é a
decisão de maior complexidade, no caso deste projeto, a desmonstração ficará
limitada em recepcionar o sinal de uma antena convencional, ou seja, sinal de TV
Aberta.

5.2.2 Dispositivo de Captura
Como mencionado no tópico anterior, os dispositivos de captura, possibilitam
a conexão de inúmeros dispositivos. Sua flexibilidade de conexões e mídias
acopláveis a ela torna esse dispositivo como o mais complexo e importante no
processo de desenvolvimento do protótipo do projeto.

O projeto prático visa capturar o sinal da TV por intermédio de uma antena,
desse modo, é indiferente a fonte do sinal. A captura se desempenhará de acordo
com o sinal recebido pelo dispositivo de entrada, no qual o software desenvolvido
neste projeto receberá informações da placa de captura, interpretando e tratando as
informações para submetê-las ao Streaming. Na Figura 9 está ilustrado como

funciona a ligação dos dispositivos fontes e o resultado da extração que o software
irá fazer desta placa.

Figura 9: Processo de E/S do dispositivo de captura.

Exemplificando o funcionamento da captura têm-se dois dispositivos de
entrada, a antena convencional (Analógico) e a antena por satélite (Digital),
proporcionando diferença apenas na qualidade da imagem a ser capturada.

 Torre de transmissão: Emite sinais eletromagnéticos de 6MHz para as
antenas convencionais [Wilson].

 Satélite: Emite sinais eletromagnéticos de aproximadamente 30MHz
para antenas com decoders [Mendes e Fasolo].

Esses dispositivo de recepção (antenas e ou decoders) estão ligados por um
cabo denominado coaxial, conectado a porta referente a esse cabo na placa de
captura. Nessa etapa, o sinal eletromagnético capturado pela antena é transmitido
para os dispositivos internos de conversão de sinais, que transformam os pulsos
elétricos em informação interpretável para o software. A função de converter sinais
televisivos em um sinal digital é totalmente desempenhada pelos componentes de
hardware da placa.

Após os sinais sofrerem a conversão de estado analógico para o digital, é
criado um túnel de comunicação entre o hardware e o software, que é o principal
caminho de extração dos dados gerados pela captura de vídeo, dando o início ao
processo de tratamento das informações em estado “bruto”.

5.2.3 SISTEMA DE CAPTURA
A conversão das informações recepcionadas pelo interpretador de sinais
eletromagnéticos resulta em um sinal de vídeo, que é conectado e recebido pelo
software a ser desenvolvido. Superficialmente, o software conecta-se em um
dispositivo de hardware através de um driver, este dispositivo fornece os dados
convertidos, derivando o início do processo de captura.

O sinal capturado é recebido pelo software por intermédio de uma conexão
criada por um canal de conexão com o driver da placa de captura. Esse canal de
comunicação permite acesso aos dados gerados pelo hardware, dessa forma é
criado um túnel de comunicação com as funcionalidades da placa de captura, sendo
que uma delas é a recuperação do sinal de TV, possibilitando a coleta dos dados
recebidos por radiofreqüência.

O processo de coleta dos dados tem basicamente a função de transformar o
conteúdo da placa de captura para um arquivo temporário, interno ao software,
denominado buffer. Com os dados alojados no buffer do sistema, é dado início ao
processo de encoding, ou seja, é aplicado um algoritmo existente de compactação e
codificação de arquivos, específico para arquivos áudio-visuais, reduzindo o
tamanho físico do arquivo e possibilitando o transporte do mesmo por diversos
meios de transmissão, como o Streaming.

Com as características citadas anteriormente, o software assume a
responsabilidade da extração do conteúdo da placa de captura e a codificação deste
para o seu transporte. Para este processo o ActionScript 3.0[ADOBE] possui
bibliotecas de codificação, que tratam os arquivos em buffer, de forma a compactá-
lo, transformando em um arquivo de formato interpretável para o Flash
Player[ADOBE].

A vantagem tangível da técnica de codificação de arquivos áudio-visuais é a
possibilidade de compactá-los, passando de arquivos com gigabytes de tamanho
para arquivos com megabytes, com perda baixíssima de qualidade ou nula. Para
isso ocorrer, há um portfólio de algoritmos de codificação, que proporcionam um
vasto campo de opções de codec’s. Nesse escopo o balizador de opções entre os
inúmeros codec’s, é a capacidade de compactação sem perder a resolução da
imagem, no qual é extremamente relevante à qualidade do conteúdo a ser
transmitido.

O projeto, por se tratar de uma ferramenta de transmissão de vídeos pela
Internet, tem a preocupação de obter um formato otimizado de envio do conteúdo,
para possibilitar a transferência dos dados sem perder a qualidade do dado original.
Para isso, há a necessidade de compreender a aplicação da codificação e
decodificação de arquivos, de modo a garantir a qualidade e possibilidade de
transpor a informação para o cliente em velocidade aceitável.

A codificação tem um papel importante para o serviço de Streaming, pois
essa define a quantidade necessária da banda de conexão para transferir arquivos,
não excedendo a quantidade de banda disponível do cliente conectado.

Dentro das opções ofertadas pelas tecnologias existentes de codificação, há
o codec denominado H.264. Criado pela empresa MPEG em conjunto ao VCEG
(Vídeo Coding Expert Group). Essa união formou o projeto AVC (Advanced Video
Coding), que possuía o intuito de criar um algoritmo de compactação capaz de
oferecer maiores taxas de compressão de arquivos de imagem, obviamente sem
perder qualidade. A conclusão do projeto AVC criou o codec H.264, que possui uma
taxa de compressão superior aos seus antecessores (MPEG-2, MPEG-4, H.263),
sendo qualitativamente aprovada em relação às imagens [VIANELLO].

Após a codificação do “arquivo bruto” de vídeo extraído pelo software, é
gerado um arquivo em perfeitas condições para a execução do streaming, dessa
forma o arquivo é encaminhado para a próxima etapa do projeto, ou seja, a versão
final do arquivo de vídeo é enviada para o servidor de Web Streaming, que dará
continuidade ao processo, sendo que sua responsabilidade é distribuir o vídeo para
os navegadores e players dos computadores clientes.

5.2.4 Servidor de Web Streaming
Esta etapa do projeto é constituída pelo segundo servidor da infraestrutura
de captura e transmissão de sinais televisivos, tendo a responsabilidade de aplicar o
streaming no arquivo capturado pelo primeiro servidor da estrutura do projeto.

Para formular este servidor é necessária a utilização de alguns softwares
comerciais (porém livres), softwares que compõem o funcionamento de um servidor
Web, cumprindo com a função de disponibilizar um site de Internet, que hospedará o
player de vídeo, sendo a porta de saída do Streaming.

A comunicação entre os servidores será efetuada de acordo com o fluxo de
dados a ser transmitido. A estrutura de comunicação entre esses servidores,
exemplificado na Figura 10, será uma rede convencional, tendo a comunicação por
um switch 10/100Mbps (Megabits por segundo), obtendo assim 100Mb de banda
interna, não correndo o risco de perder pacotes por haver um afunilamento na
comunicação dos servidores.

Figura 10: Estrutura de Comunicação dos Servidores

Os softwares que compõe a estrutura de transmissão estão encarregados
pela interpretação de um aplicativo em ActionScript 3.0, que executa o envio por
meio de Streaming. Para tal é necessário um aplicativo gerenciador de páginas de
Internet, que possui a característica de interpretar e dar suporte a linguagem
ActionScript 3.0 para aplicações de Internet, denominado Flash Media Server [FMS].

Outro serviço instanciado neste servidor é o servidor de banco de dados
MySQL [MYSQL], que está encarregado de controlar o acesso de pessoas
précadastradas no sistema, dessa forma gerenciando os usuários do portal
proposto. A persistência desses dados é realizada em uma base de dados MySQL,
que possui a mesma característica dos servidores de páginas de Internet, são
softwares livres.

5.2.5 Ambiente do Portal de Internet

Essa parte do sistema é composta de páginas em HTML (Hyper Text Meta
Language), formando um ambiente Web que fornece acesso ao player de vídeo para
execução dos arquivos áudio-visuais transmitidos pelo servidor de Streaming.

Nas figuras 12 e 13, pode-se acompanhar, qual é a ideia de layout para o
site que hospeda este serviço.

Figura 11: Layout da página inicial do Portal

Na Figura 11 tem-se a página inicial, na qual o usuário tem um exemplo do
que há no site, ou seja, é dada uma amostra grátis do que é ofertado para o usuário
cadastrado, no caso exibindo apenas um vídeo promocional, utilizando-se de
streaming de baixa qualidade para não sobrecarregar o servidor de Streaming.

Figura 12: Layout do portal e o player de vídeo.

A Figura 12 ilustra a parte do sistema que será de acesso exclusivo a
usuários cadastrados. Dentro desta área privativa, o usuário encontra uma lista de
canais disponíveis, possibilitando a escolha de diversos canais, simulando um
aparelho televisor.

Assumindo as características citadas acima o layout do site tem a aparência
simples se utilizando dos conceitos de um design agradável e interessante aos olhos
do usuário sem perder a funcionalidade do sistema.

6 EXPERIMENTOS PRÁTICOS

Esta etapa descreve a aplicação prática do sistema de streaming, incluindo
testes que demonstram o funcionamento e performance do software desenvolvido,
criando uma base de como se caracteriza um ambiente de transmissão de vídeo e
voz via Internet.

Como viu-se no Capítulo 2 há diversas formas de aplicar esta tecnologia ao
cotidiano das pessoas principalmente tratando-se de educação à distância, pois
suas características convergem à este nicho.

Nesta etapa foi utilizado a estrutura de uma empresa de Curitiba que tem seu
foco a educação à distância [LEARNWAY], como estudo de caso foi visto a
aplicabilidade de vídeos-conferência e vídeos por demanda no âmbito dos cursos via
web.

Com esse apoio obteve-se alguns resultados como banda necessária para
transmissão de dados entre cliente e servidor, tráfego da rede em horários de pico,
qualidade de vídeo e som, equipamento mínimo para realizar uma transferência de
vídeo, seja ela por demanda ou ao vivo.

6.1 Estudo de Caso

Neste período de desenvolvimento do software deste projeto, conta-se com
uma empresa de EAD de Curitiba que por coincidência estava em busca de um
projeto semelhante, porém com transmissão de vídeos por demanda em primeiro
momento, passando ao interesse de transmissões ao vivo.

Com esta oportunidade foi proposto um estudo de caso que traz informações
relevantes ao projeto aqui apresentado, desta forma unindo uma aplicação real a
uma dissertação de graduação.

A estrutura criada em ambiente de teste (local) foi um servidor de captura ou
hospedagem de vídeos (o servidor citado aqui é um software provedor e não
exatamente estrutura física), um servidor de transmissão, e um software cliente que
foi denominado de player. Com este ambiente obteve-se condições de executar

testes que apontam as características ideais para prover um serviço de qualidade e
eficaz ao proposto neste caso.

6.2 Ambiente de Testes

Com o ambiente pré-estabelecido no projeto, o próximo passo foi montar
propriamente dito os servidores e clientes, enfim possibilitando o acompanhamento
dos resultados esperados ou não. A seguir têm-se as características do servidor:

1. Servidor Físico de Streaming:
 Processador: AMD Opteron 64 3Ghz;
 Memória RAM: 2Gb;
 Disco Rígido: 500Gb;
 Placa de Rede: 100Mb;
 Switch: Encore 100Mb.
2. Servidor Lógico de Streaming:
 Sistema Operacional: Windows XP Professional Edition;
 Servidor de Streaming: Flash Media Server 3.0;
 WebServer: Apache 2.0;
 PHP 5.0;
 Banco de Dados: MySQL 5.
3. Cliente:
 Processador: AMD Sempron;
 Memória RAM: 512Mb;
 Navegador: FireFox 3.0;
 Sistema Operacional: Windows XP Professional Edition;
 Versão Flash Player: 9.
4. Desenvolvimento:
 Processador: AMD Sempron;
 Memória RAM: 512Mb;
 Software de Desenvolvimento: Adobe Flex 3.0.

Essa estrutura foi utilizada para testes em uma rede local, utilizando-se de
computadores convencionais que podem ser adquiridos em qualquer loja do ramo
de informática, não caracterizando um padrão necessário para o funcionamento de
uma estrutura de transmissão via Internet, pois cada caso deve ser analisado
levando consideração número de clientes, picos de conexões entre outras variáveis.

6.3 Execução do Software

Nesta etapa do processo de desenvolvimento do software foram criados
testes de desempenho e comportamento, coletando dados para análise posterior do

ambiente construído e quais as possibilidades de levar à utilização “pública” deste
software.

A execução do software foi efetuado em primeira fase com arquivos por
demanda, para realizar testes de execução de áudio e vídeo, assim tendo a certeza
que os dispositivos de transmissão estão funcionando de acordo com o esperado,
porém não levou-se em consideração o desempenho, pois tudo estava até então
sendo executado no próprio servidor.

Uma característica encontrada no software utilizado para prover o
compartilhamento do vídeo foi à execução de somente arquivos do tipo FLV (Flash
Media Video), que no caso de uma execução de vídeos por demanda essa terá que
ser convertido para esse tipo de arquivo.

Figura 13: Video por demanda sendo executado.

Após a constatação do funcionamento do software, foi dado inicio ao
desenvolver o módulo de transmissão de vídeo conferência. Essa transmissão foi
efetuada por 2 computadores diferentes, no qual se utilizavam de uma webcam e um
microfone instaladas em cada computador, sendo assim intermediada pelo servidor
de Streaming.

No início das transmissões foram detectadas microfonias na execução da
vídeo-conferência, causada pela webcam que possuía um microfone embutido,
“sustos” a parte, a transmissão decorreu perfeitamente sem delay devido à banda
disponível (rede local de 100Mbps).

Figura 14: Vídeo Conferencia em execução.

O próximo passo então foi transmitir o conteúdo capturado pela PCTV, ou
seja, o sinal capturado da antena VHF/UHF que estava instalada no servidor. Nos
testes de captura e transmissão, foi notado que as entradas de vídeo RCA
disponíveis na placa de captura são gerenciadas da mesma forma pelo processador
desta placa, desta forma possibilitando a transmissão do conteúdo inserido neste
“canal” de comunicação. Aproveitando os testes foi inserido um sinal nestas
entradas e o resultado foi satisfatório, criando a possibilidade de novas interações na
transmissão, seja ela por radiofrequência (analógico) ou digital.

Figura 15: Sinal capturado pelos canais RCA.

6.4 Testes do Software

Com o teste de execução do software concluída, passou a ser levado em
consideração sua real funcionalidade, a transmissão de áudio e vídeo por streaming.
Para esse teste de transferência da dados, foi utilizado uma ferramenta que está
inclusa no pacote do FMS, a qual demonstra o consumo de banda, número de
conexões ativas, além dos dispositivos de hardware como Webcam, placa de
captura de TV.

Figura 16: Tela do sistema de administração do servidor FMS [ADOBE].

Todos os testes realizados seguiram um padrão como dimensões do vídeo
(320x240), tempo de execução (2 minutos), com codec (H.264) e sem codec
(Compactação padrão do Flash Media Server, VP6), repetindo ao menos 2 vezes
cada teste, além de dividir a banda de áudio e vídeo de cada execução para obter
maior precisão das taxas de compressão e transferência destes dados, expondo
valores médios dos resultados alcançados.

Nos testes de vídeo-conferência adotou-se como padrão um ambiente de
vídeo-aula, ou seja, o usuário do sistema entra em um portal, neste local está
alocado um player de vídeo que transmite o que está ocorrendo em uma “sala de
aula”; caracterizando-se uma “via de mão única”, onde o que está sendo levado em
consideração é a funcionalidade de o usuário assistir o conteúdo transmitido. A
interação aluno-professor é feita por um chat ou e-mail, porém não será explicado
por não ser o foco desta pesquisa.

6.4.1 Transmissão de vídeo-conferência sem codec

Para este teste era esperada uma alta taxa de transmissão de dados já que
não havia compactação, tanto para o vídeo quando para o áudio, porém comprovou-

se a eficiência da tecnologia da Adobe [ADOBE], surpreendendo por resultar em
baixas taxas de transmissão.

Para surpresa, no teste de transmissão obteve-se uma taxa de transferência
de 47Kbps para a banda de áudio e 195Kbps para a banda de vídeo, totalizando
242Kbps dedicados de transferência para a realização de uma vídeo-conferência
unilateral, ou seja, de uma aplicação servidor para os clientes on-line no site.

6.4.2 Transmissão de vídeo-conferência com codec

Esta experiência tem por objetivo a medição da quantidade de banda
alocada para a transmissão de vídeo e áudio utilizando-se do codec H.264. Como
esperado as taxas de transferência diminuíram consideravelmente. Foi obtido
147Kbps para a banda de vídeo, porém para a banda de áudio não houve mudanças
no consumo de banda, pois se utilizou 46Kbps para a transmissão. Totalizando
193Kbps para transmissão.

6.4.3 Transmissão do sinal de TV sem codec

Como já esperado as taxas de transferência para o sinal de TV foram um
pouco maior do que a vídeo-conferência devido os ruídos que o sinal analógico traz.
Com essas características foi obtido a taxa de 209Kbps para a banda de vídeo, já
para a banda de áudio não se obteve mudanças, pois apresentou a taxa de 47Kbps
muito próximo aos resultado alcançados nos testes anteriores. Totalizando 256Kbps
para transmissão.

6.4.4 Transmissão de sinal de TV com codec

Essa etapa do teste notou-se que os ganhos com a aplicação do codec
H.264, não foram satisfatórios, pois a banda de vídeo consumiu 200Kbps e 47Kbps
para a banda de áudio, desta forma totalizando 247Kbps para a transmissão do sinal
de TV com o algoritmo de compactação.

Essa “ineficiência” do algoritmo se deu as características do sinal de TV. Por
este sinal vir com impurezas, os “chuviscos”, o algoritmo não pode fazer as
comparações de áreas estáticas e movimentação, sendo assim toda a composição
da imagem tem mudanças de cor, brilho e contraste, desta forma não compactando

a imagem como foi visto no caso da vídeo-conferência que emite um sinal limpo,
livre de ruídos, por ser digital[VIANELLO].

6.4.5 Transmissão de vídeos por demanda

Nesta etapa os vídeos transmitidos são alocados como arquivos físicos no
servidor, desta forma o acesso e visualização dos vídeos pode ser de acordo com a
vontade do usuário do sistema. Com esta característica, a aplicação do algoritmo de
compactação (codec) é efetuada na criação do arquivo de vídeo, ou seja, quando
convertido o vídeo de seu estado puro para o arquivo FLV [ADOBE], é aplicado o
codec H.264, diminuindo o seu tamanho físico em Megabytes perdendo o mínimo da
qualidade de resolução do seu arquivo original.

Uma peculiaridade encontrada neste teste foi à indisponibilidade de divisão
das bandas sendo necessário transmitir o vídeo juntamente com o áudio,
impossibilitando de comparações mais precisas desta forma de transmissão.

Para este teste foi utilizado um arquivo de vídeo originalmente MPEG de
tamanho físico de aproximadamente 144Mb (equivalente a), quando aplicado o
algoritmo de compactação (Codec), foi gerado um arquivo de aproximadamente
2.4Mb. Para a transferência do arquivo original foi necessário aproximadamente
18.395Kbps, considerando a realidade das conexões de internet disponíveis
atualmente é impraticável. Porém, o arquivo compactado pelo H.264 consumiu
apenas 263Kbps de banda, demonstrando a eficácia deste codec.

Com os dados levantados nos testes de desempenho, foram constatadas as
reais necessidades para a construção de um ambiente básico de transmissão e
captura de vídeo, sendo assim necessário somente um computador comum (levando
em consideração cada situação), e um serviço de banda larga efetivamente grande,
que no caso desta empresa, é de 10Mbps, possibilitando o atendimento de diversos
clientes para do sistema desenvolvido neste projeto.

7 CONCLUSÃO

Esta pesquisa tem ênfase em uma tecnologia que está em discussão pelas
mídias e órgãos competentes à implantação da nova tecnologia de transmissões
televisivas. Focando o contexto tecnológico do funcionamento e todas as técnicas
que circundam a transmissão da TV Digital, foi elaborada a pesquisa que
intuitivamente evidenciou a TV Digital como um novo conceito de transmissão de
dados áudio-visuais.

Observando a evolução e construção da tecnologia obteve-se dados que
demonstram o quão importante é a influência da Internet e a convergência de dados
no cotidiano das pessoas. Dados esses que demonstram que o impacto provocado
pelas novas tecnologias vão do ponto de vista social até a influência evolutiva das
tecnologias que absorve função da comunicação de grupos.

Obviamente, a televisão é um veículo de comunicação que está a caminho
da digitalização, que atende um número razoável de pessoas e que é considerado o
maior dispositivo de comunicação de massa. Desse modo a TV está passando por
uma fase de implementações, regularizações e evoluções, seguindo assim para um
patamar no qual tem-se a Internet como base de transmissão.

A TV Digital como está sendo conhecida, tem o intuito de desenvolver um
conceito interessante de interatividade, criando ramificações no qual utilizam-se de
meio diferente, porém com o mesmo objetivo, a qualidade de som, imagem e
interatividade com o usuário.

Com as informações coletadas nesta pesquisa notou-se que a Internet e as
atuais tecnologias estão aptas a exercer o seu objetivo maior, a convergência de
informações para que seus usuários obtenham o máximo da qualidade, seja ela da
informação, do conhecimento ou até mesmo da conveniência que o novo conceito
da TV possibilita, criando inúmeras novas formas de disposição de conteúdos.

Como demonstrado nesta pesquisa que a cada dia as tecnologias de
processamento de dados estão caminhando para que a agilidade de transmissões
seja mais eficaz que “ontem”, requintando dispositivos que proporcionem a
comodidade e o acesso mais ágil à informação. Tecnicamente os resultados deste

WebTV: Um novo método para assistir TV

WebTV: Um novo método para assistir TV

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (14)

En vedette

En vedette (10)

Similaire à WebTV: Um novo método para assistir TV

Similaire à WebTV: Um novo método para assistir TV (20)

WebTV: Um novo método para assistir TV