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• Rádio Digital (07) - Artigo Técnico de Takashi Tome: DAB Eureka 147

As figuras deverão ser consultadas no texto original em http://www.comunicacao.pro.br/setepontos/20/takashi_dab.htm

por Takashi Tome (1)

Takashi Tome é engenheiro e pesquisador na área de telecomunicações

A transmissão de informações digitais por meio das ondas do rádio (especificamente, na radiodifusão) data de meados da década de 80, com os sistemas RDS ( Radio Data System ) (2) e RBDS ( Radio Broadcast Data System ).
Essas tecnologias visavam a transmissão de dados a taxas razoáveis (para os padrões da época) usando o espaço livre no espectro radioelétrico - mais especificamente, a parte superior (54 a 99 kHz) do canal de FM das estações. Eram sistemas híbridos, em que o áudio era transmitido em sua forma original, analógica, junto com o fluxo digital de dados. Esses dados poderiam conter informações, por exemplo, relativas à cotação da Bolsa de Valores, a serem reproduzidas em um display alfanumérico.
Ainda na década de 80, diversos trabalhos de pesquisa foram conduzidos para possibilitar a radiodifusão totalmente digital. Um desses trabalhos começou a ganhar corpo em 1987, quando foi submetida uma proposta de projeto dentro do programa europeu Eureka, de fomento à formação de redes de pesquisa (3) .
O projeto ganhou o número 147, e era uma rede constituída por radiodifusores europeus, representados pela EBU ( European Broadcasting Union ), bem como pelos institutos Rundfunktechnik (4) e Fraunhofer (5) , da Alemanha e o Centre Commun d'Études en Télédiffusion et Télécommunications (CCETT), da França.
O projeto Eureka 147 visava o desenvolvimento de um sistema de rádio totalmente digital, baseado na modulação COFDM ( Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex ).
Quando pronto, esse sistema veio a ser batizado de DAB (Digital Audio Broadcasting).
O primeiro protótipo ficou pronto em 1988.
Em 1992 as freqüências para a operação desse sistema foram padronizadas em nível mundial.
Mas somente no ano seguinte o sistema ganhou sua conformação atual.
Em 1995 o serviço foi introduzido na Inglaterra e na Suécia, em caráter experimental.
Em 1997, o serviço foi oficialmente lançado de forma comercial.

Breve descrição do DAB Eureka 147

O sistema DAB Eureka 147 é conceitualmente simples (sua implementação, talvez nem tanto).
Conforme ilustrado na figura 1, diversos provedores de conteúdo ( Service ou Service Component Provider ) geram programas de rádio, rádio+dados ou apenas dados.
Esses programas são transportados até um operador de rede ( Ensemble Provider e Transmission Network Provider ) que providencia o empacotamento dos diversos programas em um único trem de bits, sendo então transmitido para os usuários (6) .

Fig. 1. Rede conceitual simplificada do DAB Eureka 147
http://www.comunicacao.pro.br/setepontos/20/takashi_dab.htm

A taxa de bits transmitida é da ordem de 1,5 Mbit/s, dependendo dos parâmetros de configuração adotados para o transmissor.
Podem ser transportados até 64 programas independentes, com diferentes taxas cada um.
Entretanto, nos sistemas atuais, o mais usual é a transmissão de seis a oito programas de áudio estéreo ou mono, com taxas de 32 (dados e áudio a baixas taxas) a 192 kbit/s (áudio estéreo) cada (7) .
Os programas de áudio são codificados em MPEG-1 ou MPEG-2 layer II.
No multiplexador ( ensemble provider ), os diversos programas são "juntados" usando um esquema de multiplexação específico do DAB, onde são também acrescidas informações de controle e sinalização típicas dos sistemas digitais [ETSI a] (8) .
Os sinais assim reunidos são transmitidos através de um canal de 1,5 MHz.
Esses canais poderiam estar, em tese, em qualquer posição do espectro entre 30 MHz e 3 GHz [ITU-R 2002].
Na conferência da UIT-R (União Internacional de Telecomunicações, setor de Radiodifusão) de 1992 (WARC-92) (9) , quando o sistema foi apresentado, foram estabelecidas as posições no espectro para a Europa, Canadá e Ásia.
Essas posições estão nas faixas de
- banda I (VHF baixo, de 47,9 a 67 MHz),
- banda II (87-108 MHz),
- banda III (VHF alto, de 174,9 a 239,2 MHz) e
- banda L (1,45 a 1,49 GHz) (10) .
Deve-se considerar também que o sistema DAB Eureka 147 foi concebido para operar em quatro modos distintos, conforme a tabela a seguir.

Tabela 1. Modos de transmissão do DAB [ITU-R 2002 e ETSIa]


Características	Modo I	Modo II	Modo III	Modo IV
Freqüência de operação	Bandas I, II e III	I, II, III e L	Qualque faixa até 3 GHz	I, II, III e L
Aplicação	Redes SFN com grande separação entre as estações transmissoras	Estações locais e repetidoras de sinais captadas de satélite	Retransmissão terrestre de sinais de satélite e via cabo	Redes SFN em UHF e serviço local em banda L

Aplicação

- Redes SFN com grande separação entre as estações transmissoras
- Estações locais e repetidoras de sinais captadas de satélite
- Retransmissão terrestre de sinais de satélite e via cabo
- Redes SFN em UHF e serviço local em banda L

Multimídia no DAB Eureka 147

Na concepção original do DAB Eureka 147, a transmissão de dados é limitada ao transporte de fluxos de dados a taxas relativamente baixas.
Por tal motivo, no final da década de 90 foram iniciadas pesquisas visando o suporte às aplicações multimídia. Esse trabalho resultou na concepção do BWS - Broadcast Web Site .
O BWS consiste na transmissão de pacotes (trechos de páginas HTML e outros objetos) através do DAB.
Esses pacotes, ao serem recebidos no receptor, são armazenados e formam então um pequeno site local, possibilitando ao usuário navegar através de hiperlinks locais.
A figura 2 apresenta esse conceito. Para o canal de retorno, pode-se utilizadar as redes de telefonia móvel.

Fig. 2. Rede conceitual para o serviço BWS [ETSI b]
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Fig. 3. Área de renderização padrão para um receptor BWS [ETSIc]
http://www.comunicacao.pro.br/setepontos/20/takashi_dab.htm

O padrão BWS estabelece, para o caso de receptores portáteis, uma "área de renderização" de 320x2400 pixels (fig. 3).
Ou seja, é desejável que as páginas HTML (ou fotos ou qualquer outro objeto) sejam formatados com esse objetivo.
O display de exibição padrão é de 320x240 pixels (portanto, com 1/4 de tamanho de uma janela VGA), de modo que o display possa correr para cima e para baixo ao exibir o documento.
O receptor deve possuir uma memória de pelo menos 256 kbytes.

O "website" a ser transmitido é segmentado em pequenos pacotes, tipicamente de 500 a 1000 bytes cada. Esses pacotes são retransmitidos periodicamente, de forma cíclica (carrossel), de modo que o usuário pode ligar o aparelho (ou sintonizar o canal) em qualquer instante e, após alguns segundos, toda a informação necessária estaria carregada no receptor.

Pesquisadores na Alemanha estão propondo em esquema mais inteligente, em que um jornal completo é transmitido, ciclicamente, pelo DAB.
No receptor, um filtro baseado no perfil de preferências do usuário faria com que apenas as notícias relativas ao perfil desejado fossem armazenadas na limitada memória do aparelho, possibilitando uma navegação imediata. Caso o usuário clicasse em algum link fora do perfil especificado, o aparelho carregaria a notícia solicitada assim que ela viesse no carrossel transmitido (o que demoraria alguns segundos).

Status de implantação

A Comunidade Européia definiu, em 1995, a alocação de 73 blocos nas bandas II, III e L para o uso do DAB Eureka 147 [ EU, EBU ].
Essa alocação foi feita de modo a permitir pelo menos dois blocos (de 1,5 MHz) para cada país da Comunidade [EU].
Diversos países europeus já possuem o serviço em operação comercial, sendo que o Reino Unido, Alemanha e a Dinamarca encontram-se em estágio mais avançado.
Além desses, existem operações comerciais na Suécia, Bélgica, Espanha, Itália, Suíça e Holanda.

No caso do Reino Unido, foram alocados sete blocos, na faixa de 220 MHz.
Dois deles estão alocados para redes nacionais, sendo um para a BBC e outro para as emissoras independentes (Digital One).
Os demais blocos destinam-se a estações locais.

Na Alemanha, o foco tem sido a transmissão multimídia e as aplicações móveis.
Mas, além desses, existe um exemplo interessante que é o Dasding (http://www.dasding.de/), uma rádio feita de jovens para jovens.
Seus repórteres têm entre 14 e 24 anos.

O Canadá é outro país onde o DAB Eureka 147 encontra-se em estágio avançado de implantação.
No caso do Canadá, foram alocados 40 MHz na banda L, de modo a possibilitar uma integração direta com a distribuição via satélite.

Na Ásia, o DAB encontra-se em estágio comercial em Cingapura.
A Coréia, embora tenha realizado experiências com o DAB Eureka 147, resolveu partir para uma tecnologia alternativa, o DMB.
Taiwan e Austrália estão realizando trabalhos de planejamento para a introdução do DAB.

Informações mais detalhadas podem ser obtidas no site do fórum WorldDAB (http://www.worlddab.org/) .
Outro site interessante é: http://www.wohnort.demon.co.uk/DAB .
Além das aplicações multimídia, outro trabalho recente e interessante é o da Alemanha, no sentido de possibilitar áudio 5.1: http://www.bayerndigitalradio.de/download/bdr_pressemeldungen/pm_041011_bdr.pdf .

Conclusão

A tecnologia DAB Eureka 147 é interessante e de excelente qualidade, mas cabem alguns comentários.
O primeiro é que o modelo original, anterior ao mux MPEG-2, traz limitações na flexibilidade do sistema (a proposta coreana, do DMB, visa superar esse ponto), embora as propostas do BWS e do áudio 5.1 no DAB sejam bastante interessantes.
A segunda observação é que o seu modelo de negócio, baseado na figura do operador de rede, funciona bem em regiões com alta densidade populacional (caso da Europa) ou onde o sistema pode ser nacionalmente planejado (caso do Canadá).
Mas no caso do Brasil, em regiões como o interior de São Paulo e Minas Gerais, onde existem muitas cidades espalhadas com uma estação em cada uma, a viabilidade econômica desse modelo precisa ser melhor estudada. Essa é uma limitação que não haveria no caso da televisão (que geralmente conta com múltiplos canais em cada localidade).

Referências
[EBU] Hunt K.J. et all: The CEPT T-DAB Planning Meeting Wiesbaden, July 1995. EBU Technical Review, spring/1996. Disponível em http://www.ebu.ch/trev_267-hunt.pdf .

[ETSIa] ETSI EN 300 401 Radio Broadcasting Systems; Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers . ETSI, maio/2001.

[ETSIb] ETSI TS 101 498-1 Digital Audio Broadcasting (DAB); Broadcast Website; Part 1: User application specification. ETSI, ago/2000.

[ETSIc] ETSI TS 101 498-2 Digital Audio Broadcasting (DAB); Broadcast Website; Part 2: Basic profile specification. ETSI, set/2000.

[ITU-R 2002] Recommentation ITU-R BS.1114-3 : Systems for Terrestrial Digital Sound Broadcasting to Vehicular, Portable and Fixed Receivers in the Frequency Range 30-3000 MHz. International Telecommunications Union, Radiocommunications Sector, 1994-2002.

[EU] Eureka-147 - Digital Audio Broadcasting . Disponível em http://www.audionet.de/pdf/eureka_brochure.pdf . Acesso em 21/11/04.

(1) Takashi Tome é engenheiro e pesquisador na área de telecomunicações. Quaisquer opiniões aqui relatadas refletem apenas a posição pessoal do autor.

(2) Ver, por exemplo, "What is RDS?" , em http://www.rds.org.uk/rds98/rds98.htm .

(3) http://www.eureka.be/ . Acesso em 21/11/04.

(4) http://www.irt.de . Acesso em 21/11/04.

(5) http://www.fraunhofer.de/ . Acesso em 21/11/04.

(6) O Ensemble Provider providencia a multiplexação dos programas e a inserção de dados de controle e eventualmente das informações sobre os programas. Já o Transmission Network Provider providencia o transporte entre os locais e a transmissão radioelétrica dos sinais. Dessa forma, o primeiro atua como um “empacotador” da programação e atua na camada de transporte, com algum grau de interferência no conteúdo transmitido, enquanto o segundo atua apenas na camada física, não interferindo no conteúdo transmitido.

(7) A taxa máxima bruta na saída do multiplexador, incluindo os sinais de controle e correção de erro, é de 2,3 Mbit/s. Isso equivale a uma carga útil, dependendo da configuração, de 0,8 a 1,7 Mbit/s [ITU-R 2002]. Entretanto, normalmente a taxa bruta na saída do multiplexador é limitada em 2 Mbit/s, para possibilitar o seu transporte nas redes de telecomunicações.

(8) Para um leitor desatento, pode soar estranho que o DAB não adote o esquema de multiplexação MPEG-2. Entretanto, é preciso considerar que o desenvolvimento do Eureka 147 é do final dos anos 80, sendo anterior, portanto, à padronização do mux MPEG-2.

(9) World Administrative Radio Conference. Trata-se da reunião de órgãos administrativos dos países-membros da UIT que estabelece a coordenação do uso do espectro em nível mundial. Atualmente, é denominado WRC - World Radiocommunication Conference, e o Brasil é representado pela Anatel, nos termos da Lei 4.972 (LGT).

(10) 0 Cf. [EU]. A inserção da opção em banda L parece ter ocorrido por influência do Canadá, para possibilitar uma transmissão com cobertura nacional via satélite, cujo sinal seria retransmitido por estações locais usando o próprio sinal de saída dos conversores de antena de satélite (LNB). www.crc.ca/fr/html/crc/home/mediadesk/success_stories/success_stories_2002/svn_drb..