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O texto a seguir é do Engenheiro de Telecomunicações Eliseu Macedo, escrito exclusivamente para o blog.
Nas últimas semanas, sobretudo desde o apagão analógico, têm-se verificado muitas falhas de recepção na rede TDT, originando milhares e milhares de queixas. Estas falhas acontecem sobretudo à noite e são mais frequentes nos dias quentes.
Na verdade, esta situação não é recente e tem-se constatado sistematicamente este tipo de falhas desde o início da rede, em Abril de 2009. Apenas o número de pessoas que a verifica é agora muito maior, em virtude da tardia adesão à TDT, fruto de Portugal ter, senão a mais pobre plataforma TDT do Mundo, claramente a TDT mais fraca da Europa.
Como se não bastassem todos os aspectos negativos que rodearam a implantação, a saber:
O MUX A devia ter 6 serviços e tem apenas 4 (falta o 5º canal: Concorreram ZON e Telecinco, processo está em tribunal; falta o canal HD – como se tolera que os detentores da licença continuem impunes ao não emitir conteúdos neste canal?)
Os 5 MUXs B a F nunca foram para o ar. Houve 2 candidatos, mas o que ganhou (Portugal Telecom) desistiu. Por que razão não se abre novo concurso internacional?
A cobertura terrestre do único MUX existente é francamente má, inferior ao nível mínimo de praticamente todos os países em que se aproxima da barreira dos 98 a 99% e é inclusivamente inferior à cobertura anterior da rede analógica (95%).
Equipamento caro, em virtude de se ter escolhido um codec mais eficiente que permite maior número de canais a ser emitidos, mas que não está a ser rentabilizado.
Temos agora mais um factor negativo para quem não deseja subscrever qualquer pacote pago para ver a televisão que sempre viu até aqui: falhas constantes na recepção do sinal.
A que se devem então estas falhas? Ao contrário do que por vezes se lê, não se devem a acções deliberadas por parte do detentor do direito de utilização de frequência (PT) para “cortar” o sinal nem muito menos a intervenções na rede de emissores para melhorias. A verdade é muito mais simples: estas falhas devem-se a um fenómeno natural muito conhecido (formação de ductos) na Troposfera e ao facto da rede portuguesa trabalhar em frequência única em todo o território continental (SFN).
Os parâmetros actuais da rede TDT em frequência única são estes:
Para uma rede trabalhar correctamente em frequência única, é muito importante dimensionar adequadamente a localização dos emissores, potência de emissão, diagrama de radiação das antenas, etc. O parâmetro de projecto mais importante é o chamado “intervalo de guarda” que corresponde em Portugal a ¼ da duração de um “símbolo” e que é equivalente 224us (Um símbolo é obtido através da modulação de um conjunto de bits).
Para que serve o intervalo de guarda? O intervalo de guarda funciona da seguinte maneira:
Todos os emissores TDT estão sincronizados entre si, logo todos emitem o mesmo símbolo ao mesmo tempo
Um receptor situado na área abrangida por mais do que um emissor TDT que se situem a distâncias diferentes vai receber 2 símbolos em momentos diferentes, já que como os emissores estão a distâncias diferentes, o sinal do emissor mais distante vai sofrer mais atraso do que o sinal do emissor mais próximo
O receptor vai escolher um dos sinais para referência, vai adquiri-lo e a seguir vai ficar “à espera” de mais réplicas até ao final do Intervalo de guarda. Qualquer réplica recebida dentro desse intervalo vai ser interpretada como o mesmo símbolo e portanto reforça o sinal.
Quando o intervalo de guarda (os 224 us) se esgotam, o receptor entra no período de recepção do símbolo seguinte e vai considerar que qualquer sinal recebido nesse intervalo corresponde ao símbolo seguinte.
É importante referir qual a distância que um sinal viaja, à velocidade da luz, neste “intervalo de guarda”:
Da física temos: d (distância) = v (velocidade).t (tempo)
Resulta então que d= 300e8 x 224e-6, ou seja a distância percorrida por um sinal em 224 microssegundos é de 67.2 km.
O que acontece então se um receptor receber sinal dum emissor próximo e simultaneamente receber sinal de um emissor TDT mais longínquo? Lembremo-nos que toda a rede TDT portuguesa trabalha na mesma frequência, pelo que esta situação pode resultar em reforço de sinal ou destruição de sinal consoante esta condição:
a) O 2º emissor está dentro da área de intervalo de guarda, isto é, mais próximo que 67.2 km → o sinal é reforçado, interferência construtiva
b) O 2º emissor está fora da área de intervalo de guarda, isto é, mais distante que 67.2 km → o sinal sobre uma interferência destrutiva, podendo mesmo aniquilar a recepção.
Isto é uma abordagem algo simplista porque teremos também que contar com as reflexões do próprio emissor, isto é, não é sequer necessário existirem vários emissores para que uma rede SFN funcione mal, ou pelo menos cause problemas em determinados locais. Na prática, a distância segura de 67.2 km vai ser muito menor.
Vemos portanto que cabe à entidade detentora da rede TDT assegurar que nenhum emissor TDT é captado a mais do que 67 km de distância. Isto não é uma tarefa fácil. Normalmente o que se faz é uma escolha criteriosa dos locais de emissão, sistema radiante e potência emitida. Mas existe mais um factor que parece que tanto Anacom como PT esqueceram neste processo: a variabilidade intrínseca da atmosfera que provoca alterações brutais do alcance dos sinais rádio.
É isto que está a afectar a rede Portuguesa: o facto de se ter escolhido uma única frequência de operação em todo o continente e a variabilidade do alcance do sinal devido a mudanças na atmosfera. Na verdade, um sinal rádio tanto pode viajar apenas 30km como no dia seguinte poder alcançar mais de 300 km. Estas variações podem mesmo ser previstas consoante a pressão atmosférica, temperatura, humidade, etc. Sob determinadas condições, os sinais das faixas VHF e UHF podem facilmente ultrapassar a linha de vista e percorrer centenas ou até milhares de kilómetros, muito para além do previsto em situação normal.
William R. Hepburn é um meteorologista e entusiasta de rádio famoso por ter desenvolvido um algoritmo de previsão deste fenómeno de propagação para além de linha de vista. Podemos ver na sua página em Tropospheric Ducting Forecast for VHF & UHF Radio & TV a previsão de propagação para praticamente todo o mundo. Vejamos um exemplo da previsão para 5a Feira da semana passada, uma semana muito afectada por falhas na rede TDT:
Podemos constatar como Portugal, sobretudo a costa litoral, é muito afectada por propagação melhorada. Isto provocou falhas generalizadas de recepção TDT, pois a distância de segurança de 67.2 km foi largamente ultrapassada pelos emissores TDT nacionais.
Como evitar o problema? Como a Anacom ainda não consegue alterar as condições de propagação só existe uma coisa a fazer: acabar com a rede SFN e passar a rede TDT para MFN, ou seja, sistema em multifrequência: cada região com a sua frequência de modo a que quando este problema de propagação surja não haja interferência entre regiões e se consiga receber TDT correctamente. Foi o que Espanha fez, nomeadamente na Galiza. Muitos Multiplexers de Santiago de Compostela que estão (ainda) em SFN (e podem alcançar centenas de km) foram desconectados em Vigo da rede SFN e emitem a partir deste emissor em frequências (canais UHF) alterados.
O mesmo se devia fazer em Portugal. Adoptar um esquema MFN, que podia inclusivamente re-utilizar a antiga rede analógica, já que deixaria de haver problema de interferência destrutiva. Por exemplo, o Norte podia ser servido numa frequência a partir do Monte da Virgem e o Centro servido por outra frequência a partir da Lousã. Os antigos retransmissores analógicos poderiam também ser reactivados em pequenos grupos SFN do emissor principal MFN.
A rede SFN tal como está, manifestamente não serve os interesses da população. Uma nota da EBU (http://www.analysysmason.com/PageFiles/11730/EBU on SFN.pdf) aconselha a que as redes SFN tenham uma diâmetro máximo de 150 a 250km, muito diferente do que existe actualmente. Essa dimensão, pode no entanto corresponder facilmente às zonas de influência dos antigos emissores analógicos.
É interessante verificar como Portugal dispõe de direitos já negociados para ter em operação 3 redes nacionais em MFN, com frequências distintas por região. O mapa seguinte é um planeamento efectuado pela própria Anacom, no qual se verificam os canais UHF de 3 Multiplexers, região por região:
Este planeamento foi feito para colocar em prática depois do apagão analógico, em que já se teria todo o espectro UHF e VHF disponível, mas não tem ainda em conta a desafectação dos canais 61 a 69 para emissões televisivas. Estes 9 canais passaram a ser utilizados pela 4a geração móvel.
No entanto, é sabido que em posterior reunião com autoridades espanholas, Portugal mantém intactos os direitos a 3 redes Nacionais em MFN, pelo que será fácil substituir os 2 casos de frequências acima do canal 60.
Em conclusão: se bem que o MFN, em pequenas redes SFN, pode ainda não resolver todos os casos de recepção deficiente (os ecos do próprio emissor continuam a ser um problema) pode no entanto ser a solução para as graves deficiências notadas nos últimos tempos devidos às variações de condições de propagação e que originaram milhares e milhares de queixas. Estas variações serão uma constante todos os anos, principalmente no Verão. Portugal dispõe não de um, mas sim de 3 direitos negociados com Espanha para ter no ar 3 Multiplexes diferentes e em MFN. O apagão analógico já se deu, o espectro está aí. A população gastou com esforço muito dinheiro para se adaptar. Merece agora um serviço condigno.
Nas últimas semanas, sobretudo desde o apagão analógico, têm-se verificado muitas falhas de recepção na rede TDT, originando milhares e milhares de queixas. Estas falhas acontecem sobretudo à noite e são mais frequentes nos dias quentes.
Na verdade, esta situação não é recente e tem-se constatado sistematicamente este tipo de falhas desde o início da rede, em Abril de 2009. Apenas o número de pessoas que a verifica é agora muito maior, em virtude da tardia adesão à TDT, fruto de Portugal ter, senão a mais pobre plataforma TDT do Mundo, claramente a TDT mais fraca da Europa.
Como se não bastassem todos os aspectos negativos que rodearam a implantação, a saber:
O MUX A devia ter 6 serviços e tem apenas 4 (falta o 5º canal: Concorreram ZON e Telecinco, processo está em tribunal; falta o canal HD – como se tolera que os detentores da licença continuem impunes ao não emitir conteúdos neste canal?)
Os 5 MUXs B a F nunca foram para o ar. Houve 2 candidatos, mas o que ganhou (Portugal Telecom) desistiu. Por que razão não se abre novo concurso internacional?
A cobertura terrestre do único MUX existente é francamente má, inferior ao nível mínimo de praticamente todos os países em que se aproxima da barreira dos 98 a 99% e é inclusivamente inferior à cobertura anterior da rede analógica (95%).
Equipamento caro, em virtude de se ter escolhido um codec mais eficiente que permite maior número de canais a ser emitidos, mas que não está a ser rentabilizado.
Temos agora mais um factor negativo para quem não deseja subscrever qualquer pacote pago para ver a televisão que sempre viu até aqui: falhas constantes na recepção do sinal.
A que se devem então estas falhas? Ao contrário do que por vezes se lê, não se devem a acções deliberadas por parte do detentor do direito de utilização de frequência (PT) para “cortar” o sinal nem muito menos a intervenções na rede de emissores para melhorias. A verdade é muito mais simples: estas falhas devem-se a um fenómeno natural muito conhecido (formação de ductos) na Troposfera e ao facto da rede portuguesa trabalhar em frequência única em todo o território continental (SFN).
Os parâmetros actuais da rede TDT em frequência única são estes:
Para uma rede trabalhar correctamente em frequência única, é muito importante dimensionar adequadamente a localização dos emissores, potência de emissão, diagrama de radiação das antenas, etc. O parâmetro de projecto mais importante é o chamado “intervalo de guarda” que corresponde em Portugal a ¼ da duração de um “símbolo” e que é equivalente 224us (Um símbolo é obtido através da modulação de um conjunto de bits).
Para que serve o intervalo de guarda? O intervalo de guarda funciona da seguinte maneira:
Todos os emissores TDT estão sincronizados entre si, logo todos emitem o mesmo símbolo ao mesmo tempo
Um receptor situado na área abrangida por mais do que um emissor TDT que se situem a distâncias diferentes vai receber 2 símbolos em momentos diferentes, já que como os emissores estão a distâncias diferentes, o sinal do emissor mais distante vai sofrer mais atraso do que o sinal do emissor mais próximo
O receptor vai escolher um dos sinais para referência, vai adquiri-lo e a seguir vai ficar “à espera” de mais réplicas até ao final do Intervalo de guarda. Qualquer réplica recebida dentro desse intervalo vai ser interpretada como o mesmo símbolo e portanto reforça o sinal.
Quando o intervalo de guarda (os 224 us) se esgotam, o receptor entra no período de recepção do símbolo seguinte e vai considerar que qualquer sinal recebido nesse intervalo corresponde ao símbolo seguinte.
É importante referir qual a distância que um sinal viaja, à velocidade da luz, neste “intervalo de guarda”:
Da física temos: d (distância) = v (velocidade).t (tempo)
Resulta então que d= 300e8 x 224e-6, ou seja a distância percorrida por um sinal em 224 microssegundos é de 67.2 km.
O que acontece então se um receptor receber sinal dum emissor próximo e simultaneamente receber sinal de um emissor TDT mais longínquo? Lembremo-nos que toda a rede TDT portuguesa trabalha na mesma frequência, pelo que esta situação pode resultar em reforço de sinal ou destruição de sinal consoante esta condição:
a) O 2º emissor está dentro da área de intervalo de guarda, isto é, mais próximo que 67.2 km → o sinal é reforçado, interferência construtiva
b) O 2º emissor está fora da área de intervalo de guarda, isto é, mais distante que 67.2 km → o sinal sobre uma interferência destrutiva, podendo mesmo aniquilar a recepção.
Isto é uma abordagem algo simplista porque teremos também que contar com as reflexões do próprio emissor, isto é, não é sequer necessário existirem vários emissores para que uma rede SFN funcione mal, ou pelo menos cause problemas em determinados locais. Na prática, a distância segura de 67.2 km vai ser muito menor.
Vemos portanto que cabe à entidade detentora da rede TDT assegurar que nenhum emissor TDT é captado a mais do que 67 km de distância. Isto não é uma tarefa fácil. Normalmente o que se faz é uma escolha criteriosa dos locais de emissão, sistema radiante e potência emitida. Mas existe mais um factor que parece que tanto Anacom como PT esqueceram neste processo: a variabilidade intrínseca da atmosfera que provoca alterações brutais do alcance dos sinais rádio.
É isto que está a afectar a rede Portuguesa: o facto de se ter escolhido uma única frequência de operação em todo o continente e a variabilidade do alcance do sinal devido a mudanças na atmosfera. Na verdade, um sinal rádio tanto pode viajar apenas 30km como no dia seguinte poder alcançar mais de 300 km. Estas variações podem mesmo ser previstas consoante a pressão atmosférica, temperatura, humidade, etc. Sob determinadas condições, os sinais das faixas VHF e UHF podem facilmente ultrapassar a linha de vista e percorrer centenas ou até milhares de kilómetros, muito para além do previsto em situação normal.
William R. Hepburn é um meteorologista e entusiasta de rádio famoso por ter desenvolvido um algoritmo de previsão deste fenómeno de propagação para além de linha de vista. Podemos ver na sua página em Tropospheric Ducting Forecast for VHF & UHF Radio & TV a previsão de propagação para praticamente todo o mundo. Vejamos um exemplo da previsão para 5a Feira da semana passada, uma semana muito afectada por falhas na rede TDT:
Podemos constatar como Portugal, sobretudo a costa litoral, é muito afectada por propagação melhorada. Isto provocou falhas generalizadas de recepção TDT, pois a distância de segurança de 67.2 km foi largamente ultrapassada pelos emissores TDT nacionais.
Como evitar o problema? Como a Anacom ainda não consegue alterar as condições de propagação só existe uma coisa a fazer: acabar com a rede SFN e passar a rede TDT para MFN, ou seja, sistema em multifrequência: cada região com a sua frequência de modo a que quando este problema de propagação surja não haja interferência entre regiões e se consiga receber TDT correctamente. Foi o que Espanha fez, nomeadamente na Galiza. Muitos Multiplexers de Santiago de Compostela que estão (ainda) em SFN (e podem alcançar centenas de km) foram desconectados em Vigo da rede SFN e emitem a partir deste emissor em frequências (canais UHF) alterados.
O mesmo se devia fazer em Portugal. Adoptar um esquema MFN, que podia inclusivamente re-utilizar a antiga rede analógica, já que deixaria de haver problema de interferência destrutiva. Por exemplo, o Norte podia ser servido numa frequência a partir do Monte da Virgem e o Centro servido por outra frequência a partir da Lousã. Os antigos retransmissores analógicos poderiam também ser reactivados em pequenos grupos SFN do emissor principal MFN.
A rede SFN tal como está, manifestamente não serve os interesses da população. Uma nota da EBU (http://www.analysysmason.com/PageFiles/11730/EBU on SFN.pdf) aconselha a que as redes SFN tenham uma diâmetro máximo de 150 a 250km, muito diferente do que existe actualmente. Essa dimensão, pode no entanto corresponder facilmente às zonas de influência dos antigos emissores analógicos.
É interessante verificar como Portugal dispõe de direitos já negociados para ter em operação 3 redes nacionais em MFN, com frequências distintas por região. O mapa seguinte é um planeamento efectuado pela própria Anacom, no qual se verificam os canais UHF de 3 Multiplexers, região por região:
Este planeamento foi feito para colocar em prática depois do apagão analógico, em que já se teria todo o espectro UHF e VHF disponível, mas não tem ainda em conta a desafectação dos canais 61 a 69 para emissões televisivas. Estes 9 canais passaram a ser utilizados pela 4a geração móvel.
No entanto, é sabido que em posterior reunião com autoridades espanholas, Portugal mantém intactos os direitos a 3 redes Nacionais em MFN, pelo que será fácil substituir os 2 casos de frequências acima do canal 60.
Em conclusão: se bem que o MFN, em pequenas redes SFN, pode ainda não resolver todos os casos de recepção deficiente (os ecos do próprio emissor continuam a ser um problema) pode no entanto ser a solução para as graves deficiências notadas nos últimos tempos devidos às variações de condições de propagação e que originaram milhares e milhares de queixas. Estas variações serão uma constante todos os anos, principalmente no Verão. Portugal dispõe não de um, mas sim de 3 direitos negociados com Espanha para ter no ar 3 Multiplexes diferentes e em MFN. O apagão analógico já se deu, o espectro está aí. A população gastou com esforço muito dinheiro para se adaptar. Merece agora um serviço condigno.
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