Uma Arquitetura de Serviços Interativos para o Sistema Cossack.

Transcrição

Tese apresentada à Divisão de Pós-Graduação do Instituto Tecnológico de Aeronáutica como
parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciência no Curso de Engenharia
Eletrônica e Computação na Área de Informática.
André Leon S. Gradvohl
Uma Arquitetura de Serviços Interativos para o Sistema
Cossack.
Tese aprovada em sua versão final pelos abaixo assinados
Prof. Dr. Felipe Afonso de Almeida
Orientador
Prof. Dr. Paulo Afonso de Oliveira Soviero
Chefe da Divisão de Pós - Graduação
Campo Montenegro
São José dos Campos, SP - Brasil
Junho 2000
Cossack.
Composição da Banca Examinadora:
Prof.
Prof.
Prof.
Prof.
Prof.
PhD.
PhD.
Dr.
PhD.
Dr.
Celso de Remia e Souza
Felipe Afonso de Almeida
Sérgio Roberto Matiello Pellegrino
Vakulathil Abdurahiman
Marcelo Knorich Zuffo
ITA
Presidente - ITA
Orientador - ITA
- ITA
- ITA
Membro Externo - POLI-USP
Cossack
Conteúdo
"If we knew that it was we were doing,
it would not be called research, would it'?*"
Albert Einstein
Lista de Figuras
v
Lista de Tabelas
viii
Resumo
ix
Abstract
x
Dedicatória
xi
Agradecimentos
xii
1 Introdução
1
1.1
Motivação
3
1.2
Objetivos 4
1.3
Estrutura da Dissertação 5
i
2
Projeto Cossack
7
2.1
Descrição
7
2.2
Objetivo do Projeto Cossack 9
2.2.1
Desenvolvimento do Mecanismo de Sincronização 10
2.2.2
Definição da Arquitetura Geral do Sistema Cossack
10
2.3
Análises Preliminares Obtidas no Projeto 10
2.3.1
Análise Comparativa das Características de Computadores Pessoais e TV . . .
11
2.3.2
Questões Sobre Convergência TV e Sistemas de Computação 11
2.3.3
Interfaces
12
2.4
3
Sumário
14
Sistemas de Televisão
15
3.1
Histórico
16
3.2
Aspectos Técnicos Envolvidos na Transmissão e Recepção do Sinal de TV . . .
18
3.2.1
Transmissão 18
3.2.2
Sistemas de Transmissão 22
3.2.3
Recepção
22
3.3
Produção de Programas de Televisão 24
3.3.1
Fase de Pré-produção
25
3.3.2
Fase de Produção 25
3.3.3
Fase de Pós-produção 26
3.4
Pesquisas e Desenvolvimento em Televisão 27
3.4.1
TV a Cabo 27
3.4.2
Televisão Digital 30
3.4.3
WEBTV
32
3.5
4
Sumário
32
Convergência Digital
34
4.1
Convergência de Tecnologias usando a Internet 35
4.2
Tentativas de Convergência de Tecnologias Digitais 36
ii
4.2.1
Telefonia Sobre IP
36
4.2.2
Internet Sem Fio
40
4.2.3
Computação Móvel 41
4.2.4
Cable Modems 44
4 . 2.5
Set-top Boxes
47
4.2.6
Observações nas Abordagens de Convergência Digital 51
4.3
Realidade Brasileira na Utilização de Tecnologias 51
4.3.1
Utilização de Aparelhos de TV 52
4.3.2
Acesso à Internet
54
4.3.3
Convergência de TV e PC no Brasil 57
Sumário
4.4
5
58
Arquitetura da Estação de Gerenciamento de Serviços Interativos
60
5.1
Interatividade
61
5.2
Serviços Interativos 64
5.2.1
5.3
5.3.1
5.4
65
Características de Serviços Interativos Estação de Gerenciamento de Serviços Interativos Integração entre Provedores de Serviços Interativos e Estações de TV Interação das Estações de Gerenciamento de Serviços Interativos Entre Si . .
67
70
72
5.4.1
Interação em Níveis Hierárquicos Distintos 73
5.4.2
Interação no Mesmo Nível Hierárquico 73
5.5
Interação Entre Usuários e Estações de Gerenciamento de Serviços Interativos .
74
5.6
Sumario
74
76
6 Protótipo do Sistema Cossack
6.1
Objetivo do Protótipo Cossack
77
6.2
Protótipo do Sistema Cossack
78
6.2.1
Estrutura Lógica das Informações na Hiperbase 81
6.3
Eventos Externos
82
6.4
Especificação dos Banners na Linguagem HVML 85
iii
6.4.1
6.5
Especificação da Linguagem HVML 85
Estratégia de Sincronização do Hiperprograma 89
6.5.1
Exibição do Vídeo no Protótipo do Sistema Cossack
91
6.5.2
Modelo de Monitoramento de Tempo
92
6.5.3
Modelo de Monitoramento de Tempo Estendido
94
6.6
I mplementação dos Serviços Interativos
95
6.7
I mplementação do Aplicativo Cliente do Protótipo do Sistema Cossack
97
6.7.1
6.8
101
Implementação do Aplicativo Servidor do Protótipo do Sistema Cossack . . . .
6.8.1
6.9
Interface do TVHOBox Interface do TVHOServ 103
105
0 Protótipo do Sistema Cossack na Prática
106
6.10 Sumário 107
7
108
Conclusão
7.1
Resultados Obtidos 108
7.2
Trabalhos Futuros 110
Glossário
112
Referências
123
iv
Lista de Figuras
1.1
Objetivos do Trabalho
4
2.1
Áreas de conhecimento que fazem parte do Projeto Cossack
9
2.2
Concepção do Dispositivo Cossack
14
3.1
Composição dos Sinais de Crominância e Luminância 19
3.2
Esquema de uma câmara de TV em cores [19] 20
3.3
Descrição do Intervalo de Apagamento Vertical [21] 24
3.4
Gráfico da evolução de sistemas de TV a cabo nos EUA (milhões de usuários
por ano) [27] 28
3.5
Arquitetura de um sistema de Tv a cabo comum [29]
29
3.6
Fluxo de programas de TV da, estação de TV à casa do usuário [29] 30
3.7
Arquitetura da WEBTV [34] 32
4.1
Projeção da quantidade de usuários da Internet no mundo, em 2005. Fonte:
NUA Internet Surveys, 2000 [35] 36
4.2
Arquitetura (Ia Telefonia sobre IP [37] 38
4.3
Arquitetura da Internet sem fio [59] 40
4.4
Arquitetura (Ia Computação Móvel [38] 42
v
4.5
Arquitetura da Tecnologia de Cable Modem [39]
45
4.6
Arquitetura Interna do Cable Modem, 46
4.7
Arquitetura de Hardware do Set Top Box [ 68]
48
4.8
Arquitetura de Software do Set Top Box
50
4.9
Posse de aparelhos de TV no Brasil em 1997. Fonte: IBOPE [36] 52
4.10 Penetração de aparelhos de TV em regiões do Brasil em 1997. Fonte: IBOPE
53
[ 36]
4.11 Porcentagem da população com acesso a aparelhos de TV de acordo com a
renda familiar em 1997. Fonte: IBOPE [36] 53
4.12 Porcentagem dos entrevistados com acesso a Internet que acessam de casa.
54
Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999 4.13 Porcentagem dos entrevistados com acesso a Internet que acessam da escola.
54
Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999 4.14 Porcentagem dos entrevistados coar acesso a Internet que acessam do trabalho.
55
Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999 4.15 Tempo de utilização da Internet. Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999 55
4.16 Distribuição de renda das famílias das pessoas que acessam a Internet no
Brasil. Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999
56
4.17 Grau de instrução das pessoas que acessam a Internet no Brasil. Fonte: IBOPE
56
[ 36], Dezembro/1999 4.18 Hábitos das pessoas que acessam a Internet no Brasil. Fonte: IBOPE [36],
Dezembro/1999 57
5.1
Esquema de Comunicação Unidirecional 62
5.2
Esquema de Comunicação Bidirecional
63
5.3
Esquema de Comunicação Interativa 63
5.4
Arquitetura típica de uma EGSI 68
5.5
Arquitetura da rede de EGSIs 70
5.6
0 Hiperprograma. A) Transmitido pela estação de TV. B) Percebido pelo
71
usuário
vi
5.7
EGSI - interação entre PSIs e Estação de TV para produção do Hiperprograma 71
6.1
Arquitetura base do Protótipo do Sistema Cossack
78
6.2
Protocolos de conexões do Protótipo do Sistema Cossack
80
6.3
Componentes de uma hiperbase 81
6.4
Grupo de Eventos Externos "Conexão" e "Requisição de Hiperprograma" . .
82
6.5
Grupo de Eventos externos "Aviso de Recarga de Página" 83
6.6
Grupo de Eventos Externos "Aviso Hiperprograma" 84
6.7
Sintaxe da HVML - Documento HVML
87
6.8
Sintaxe (Ia HVML - Cabeçalho HVML 87
6.9
Sintaxe da HVML - Texto HVML
88
6.10 Sintaxe da HVML - Parâmetros 89
6.11 Sintaxe da HVML - Exemplo
90
6.12 Banners gerados pelo documento ilustrado na Figura 6.11 90
6.13 Relação entre a media time e o relógio do sistema
92
6.14 Estados (Ia media stream Providenciados pela Classe Controller 93
6.15 Criação e comportamento dos Objetos BannerTimer. (1) Envio de parâmetros
para a Classe BannerTimer. (2) Envio do tempo em que a ação será disparada.
(3) Criação do Objeto Timer. (4) Criação do BannerTimer. (5) Início da
contagem de tempo, quando o vídeo se inicia. (6) Disparo de evento para
exibição do Banner no tempo determinado. (7) Exibição do Banner
95
6.16 Modelo de Monitoramento de Tempo Estendido: relação entre o Timer, media
96
time e o relógio do sistema
6.17 Arquitetura de classes do aplicativo TVHOBox 100
6.18 Interface do TVHOBox 102
6.19 Concepção do Terminal Cossack
103
6.20 Arquitetura de Classes do aplicativo TVHOServ 105
6.21 Interface do TVHOServ 106
vii
Lista de Tabelas
2.1
Tabela de empresas e tecnologias de iTV
13
3.1
Equações para obtenção do sinal Y de algumas cores 21
3.2
Comparação entre os Sistemas de Transmissão 22
5.1
Visões das Ciências sobre o conceito de interatividade 62
6.1
Tabela de Métodos, Eventos e Estágios dos Objetos Controllers 93
viii
Resumo
Na época atual, algumas pesquisas procuram novas formas de estabelecer e melhorar a comunicação entre as pessoas. 0 foco principal da maioria das pesquisas é oferecer novos serviços
que permitam a melhor troca de informações e comunicação entre aqueles que interagem
usando tecnologia.
A proposta que nesta dissertação de Mestrado se apresenta, descreve uma arquitetura
para um tipo específico de serviço, chamado de Serviço Interativo. Essa arquitetura traça
uma estratégia de integração de diferentes componentes do Sistema Cossack. Tal sistema,
proveniente da fusão de programas de televisão e sistemas hipermídia distribuídos e interativos, trata da divulgação e acesso de serviços interativos.
Baseando-se na proposta apresentada neste trabalho, implementou-se como prova de conceito, o protótipo do Sistema Cossack. 0 sistema está em funcionamento na rede CASD
(Centro Acadêmico Santos Dumont), própria dos alunos de graduação do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), há três meses. 0 propósito desta implementação na rede
CASD é tornar o protótipo a base e fonte para a criação da TVUSL) (TV Universitária Santos Dumont), uma estação de TV especialmente projetada para uso dos próprios alunos do
ITA.
ix
Abstract
Nowadays, some studies look for new ways to establish and enrich communication between
people. The main focus of these research projects is to offer new services which allow a
better information exchange and communication flow among those who interacts through
technology.
The study presented in this master's dissertation describes an architecture for a specific
sort of service called Interactive Service. This architecture reaches a strategy to integrate
and link different components of a system which deals with the access to interactive services.
Such system, named Cossack System, comes from the fusion of TV programs and interactive
distributed hypermedia systems.
Based on the proposal presented in this work, the Cossack System prototype was implemented as a concept proof. The system has been running on CASD (Santos Dumont Academic Center) network, proper to Aeronautical Institute of Technology (ITA) undergraduate
students for three mounths. The intention of this implementation in CASD network is to
make the prototype an important basis and source to create the TVUSD (Santos Dumont
University TV), a TV station specially designed for ITA students.
x
Dedicatória
"Quando eu era filho em companhia do meu pai,
tenro e único diante da minha mãe
então ele me ensinava e me dizia:
( ...) adquire a sabedoria, adquire o entendimento
e não te esqueças das palavras da minha boca,
nem delas te apartes.
Não desampares a sabedoria e ela te guardará;
Ama-a e ela te protegerá."
Provérbios, 4:3-6.
Dedico este trabalho a meus pais, Sylvia e Paul,
e a minha namorada Silvia, que enxugavam
meu sangue, suor e lágrimas, enquanto
eu me embrenhava entre os espinhos da ciência.
xi
Agradecimentos
A Deus por ter me dado paciência para não desistir diante das adversidades, saúde para
superar os obstáculos e sabedoria para produzir resultados.
A meus pais, Sylvia e Paul pelo apoio, força e compreensão nos momentos difíceis; pelo
carinho, amor e dedicação em todas as horas, desde o dia em que nasci.
A minha namorada Silvia Mayumi Obana, pelo companheirismo, amor, carinho e compreensão em todos os momentos, especialmente naqueles nos quais eu não pude estar presente.
Aos meus avós Nair, Meton e Michel pela torcida e incentivo em todas as horas. Em
particular, a minha avó Lígia (in memorian), onde quer que esteja, sei que foi uma das
maiores torcedoras e incentivadoras que eu tive.
Aos meus tios, tias, primas e primos pela torcida em todas as horas. Principalmente, aos
meus tios Branca e Stul, e tio Jean pela torcida e incentivo.
Aos amigos Gláucia e Luciano Pamplona, Vera e Vital Bizarria por terem acompanhado
a luta de perto. Ao Pe. Chico Alcântara, pelas orações e torcida fervorosa.
A meu orientador Felipe Afonso de Almeida, por ter me mostrado "como se faz ciência
com lata de goiabada" ; pela orientação, tanto acadêmica, como para a vida.
A Maria Inês Toyania e D. Teresa pela ajuda nos momentos certos.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPT), pelo finan-
xii
ciainento dos meus estudos. Espero que seja compensado com os resultados produzidos.
Ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) pela aceitação como aluno de pós-graduação.
Aos professores do ITA, pelo acompanhamento do meu desempenho. Em particular aos membros da banca examinadora da minha dissertação de mestrado, Prof. Celso de Renna e Souza,
Prof. Sergio R. M. Pellegrino, Prof. Vakulathil Abdurahiman e Prof. Marcelo Knõrich Zuffo,
da POLI-USP, pela disponibilidade em julgar meu trabalho e pela colaboração. Ao professor
Fábio C. Mokarzel, pelos convites para falar sobre PVM aos alunos de pós-graduação.
Aos funcionários da Divisão de Ciência da Computação do ITA pela colaboração.
Aos meus companheiros de república Aislan, Márcio (Baiano) e Remerson (Alemão) pela
paciência que tiveram ao suportarem as noites de roncos ensurdecedores.
Aos meus amigos, companheiros de luta na pós-graduação no ITA, Antônio Maria Pereira
de Resende (Tonio), César Tadeu Pozzer (Pussy) e, em especial, Elio Lovisi Filho (Chifrudo)
pela companhia ao comer os fogazzas, quando íamos ao Anexo da Cantina da Nena e ao
reclamar da VLM, CP, tias velhas e outras personalidades ímpares do corpo discente da
pós-graduação em Computação do ITA.
Aos professores Mateus Mosca Vianna e Antônio Clécio Fonteles Thomas da Universidade
Federal do Ceará (UFC) por terem confiado em mim ao me recomendarem para a pósgraduação no ITA.
Aos funcionários do Núcleo de Processamento de Dados da UFC (NPD-UFC), em particular a Hermes Abreu Filtro, Emilia Maria Crispim, Liege Sombra, Ricardo Caratti pela, torcida
e apoio incondicional na graduação e também na pós-graduação, sempre incentivando.
Ao meu grande amigo Zairton (Boi) pela companhia nos caldos de feijão, ostras e outros
comes-e-bebes em Fortaleza.
Aos amigos do Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho no Nordeste
(CENAPAD-NE), Paulo Alcântara, Akemi Adachi, Paulo Benício e Henrique Limaverde,
pelo companheirismo.
Finalmente, a Ricardo Alves e a Universidade de Barra Mansa (UBM), por ter reconhecido
meu potencial e ter me aceito em seu corpo docente. Em particular, a Roberta Fonseca por
ter me ajudado na correção deste trabalho.
xiii
CAPÍTULO 1
Introdução
E depois do começo,
o que vier vai começar a ser o ,fim,."
Legião Urbana.
Computadores', ' Mídia ' , ` Comunicação', Ìnteração'.
Qual o ser humano, observador
do mundo, que nunca ouviu nenhuma dessas palavras? E quase certo que não exista ou
que tenha optado por ser eremita. Os conceitos, carregados nas palavras citadas no início
deste parágrafo, e alguns outros, são os escolhidos para serem tratados nessa dissertação de
mestrado.
Observa-se na história do inundo em que vivemos que a disseminação de informação
vem crescendo diariamente desde que o homem balbuciou as primeiras palavras. As notícias
passaram a ser veiculadas mais rapidamente e as pessoas sentem necessidade de obter sempre
mais informações. Informação é conhecimento e também credenciou-se a ser sinônimo de
poder.
Com a invenção do rádio e posteriormente da televisão (TV), a, quantidade e a velocidade
do tráfego de informações cresceram substancialmente. Mais conhecimento começou a ser
1
Capítulo 1 - Introdução
transmitido em menos tempo e mais pessoas eram atingidas por ambas as tecnologias, rádio
e TV.
Pensava-se que a era do rádio teria um final por causa da TV [1]. As previsões mostraram-se falsas. Na verdade, a TV viria a complementar o rádio e tornou-se mais um elo de
comunicação integrando o conjunto de nmdium ) disponíveis.
Na Ultima década, mais um meio de comunicação ficou ao alcance das pessoas em geral:
a Internet. No começo, seu uso era exclusivo de pesquisadores e tinha fins militares. Atu
almente, integra milhões de pessoas no mundo inteiro. Serviços como o correio eletrônico
(usualmente chamado de e-mail) facilitam a comunicação que antes era feita por carta comum e que muitas vezes demorava mais de dois dias para chegar ao seu destinatário. Além
deste fato, a Internet tornou-se uma alternativa mais barata aos meios de telecomunicação
tradicionais, como o telefone por exemplo. Pessoas do mundo inteiro podem interagir de
forma rápida, a custos bem inenores do que há dez anos.
Considerando o impulso que as telecomunicações tive, rain, empresas como Microsoft, Intel,
Time Warner, NEC, entre outras, investiram em inovação e desenvolvimento de sistemas para
convergir duas maravilhas do mundo atual: tecnologia de comunicação e processamento de
informação.
Esses investimentos, deram origem a uma série de estudos dos meios e formas de comunicação e na possível convergência destes sistemas de processamento de informação. As
discussões giravam em torno da possibilidade de criação de dispositivos que transmitissem
imagens e sons com uma qualidade de televisão que permitisse interação entre os telespectadores.
Estas pesquisas atingiram o auge em 1995 com uma série de publicações voltadas para
essa nova tendência. 0 enfoque principal eram as TVs a cabo e a Internet. A razão da
escolha dessa abordagem era a, possibilidade de fazer a conexão do usuário com seu provedor
usando o mesmo cabo que transmitia as imagens.
Logo após esse período de efeverscência, as pesquisas entraram nunca fase reais realista.
As empresas observaram que a infra-estrutura de TV a cabo e telefonia ainda não estava
i medium é o plural de -media, em latim.
2
suficientemente preparada para suportar o fluxo de tantas informações para tantos usuários.
Atualmente, um pouco dessa tendência se modificou. Ao invés de se garantir um alto grau
de interatividade entre a programação de TV e o usuário, a maioria das pesquisas optou
por uma redução da interatividade em função do aumento da qualidade e diversidade dos
serviços prestados.
Esta dissertação de Mestrado apresenta a pesquisa sobre uma nova forma de assistir televisão, concebida a partir de uma proposta de convergência de TV e sistemas de computação
que caracteriza o Sistema Cossack. Ou seja, esse trabalho propõe nina arquitetura de serviços
i nterativos que os disponibiliza e gerencia, usando a TV como meio de comunicação para, disseminá-los e uma infra-estrutura. das redes de computadores como canal de acesso e interação
entre eles.
1.1
Motivação
A principal motivação para a elaboração da pesquisa, relatada nessa dissertação, foi a observação da presença de sistemas de TV rios lares e na vida das pessoas, bem como a possibilidade
de usar a imagem de TV como ponto de partida para o acesso a serviços interativos.
A partir dessas observações, cogitou-se uma forma de disponibilizar serviços, usando as
duas tecnologias mais em evidência hoje em dia: TV e redes de computadores.
Outro motivo importante que impulsionou a pesquisa foi a possibilidade dos seus resultados serem utilizados, como forma de aproximar pessoas que estão em áreas geograficamente
distantes, tornando-as virtualmente mais próximas, o que muito beneficiará o Brasil, uma
vez que é um país de dimensões continentais e culturalmente diverso.
Portanto, espera-se que a tecnologia e os resultados relatados nessa dissertação sejam bons
para novas pesquisas que impulsionem a comunicação e facilitem o acesso de mais pessoas ao
conhecimento.
A menos quando especificamente definido, usa-se o termo "interatividade" de uma forma geral e
abrangente para refletir a interação entre sistemas (de TV ou computacionais) e seres humanos.
3
1.2
Objetivos
Os objetivos principais da pesquisa apresentada nessa dissertação são:
• Definição e conceituação de Serviços Interativos.
• Definição de uma novo paradigma para produção e consumo ( watching) de programas
de TV como ponto central para disponibilização e uso de serviços interativos.
• Definição e conceituação da arquitetura de um sistema de software para administrar os
Serviços Interativos.
A Figura 1.1 ilustra quais os objetivos que se pretende atingir nessa pesquisa.
Figura 1.1: Objetivos do Trabalho
Sendo assim, para a implementação do Sistema Cossack (SC), é necessário a especificação
da Estação de Gerenciamento de Serviços Interativos (EGSI) e seus componentes. Para defini Ia, é necessário a definição da arquitetura de serviços que está baseada na conceituação do que
são serviços interativos, especificados no Capítulo 5. Por outro lado, é necessário que o SC
implemente a sincronização entre imagens de TV e aplicações hipermídia usando o VBI. Para
isto, foi especificada no Capítulo 6, uma linguagem específica para fazer essa sincronização.
A abordagem adotada para atingir esses objetivos trata do estudo das seguintes questões:
•
E possível o envio de informações de uma base de dados para disparar aplicações hipermídia no computador de um usuário? Em que canal essas informações trafegariam?
4
Que tipo de informações podem ser enviadas? Respondidas no capítulos 3 e 4.
• Quais os esforços utilizados até os dias atuais para se convergirem TV e sistemas de
computação? Que pesquisas foram feitas? Quais são as áreas envolvidas nesses esforços? Respondidas no Capítulo 4.
• Como Serviços Interativos podem ser gerenciados?
Como deve ser a interação do
usuário com esse tipo de serviços? Quais os tipos de interfaces para esses serviços?
Respondidas nos capítulos 5 e 6.
1.3
Estrutura da Dissertação
Esta dissertação de Mestrado foi organizada com a seguinte estrutura:
• 0 Capítulo 2 apresenta o projeto Cossack, ao qual essa dissertação está vinculada. Nele,
há uma descrição do projeto e seus objetivos. Há também uma análise da utilização
do computador pessoal (PC) e da TV, feita a partir de observações do uso dessas
tecnologias, que servirá de base para se alcançar os objetivos dessa dissertação e do
projeto.
• No Capítulo 3, discute-se os aspectos relevantes para este trabalho, na área de tecnologia
referente à sistemas de televisão, com uma análise histórica para situar os avanços até
os dias de hoje. Acrescenta-se também uma abordagem técnica para se esclarecerem os
conceitos envolvidos na transmissão e recepção do sinal de TV e uma análise do processo
de produção de programas de TV. Finalmente, descreve-se quais as tendências para o
futuro (Ia TV no inundo e no Brasil em particular.
• 0 Capítulo 4 descreve algumas das tentativas que foram feitas para se implementar
a convergência entre TV e sistemas de computação. Tendências, empresas, grupos
de pesquisa, laboratórios e universidades atuantes nesse campo são listados, incluindo
também suas contribuições à área.
5
• Em seguida, no Capítulo 5, que faz parte do núcleo dessa dissertação, são detalhados os
conceitos necessários para, o desenvolvimento da abordagem de convergência de sistemas
computacionais e de televisão proposta pelo Projeto Cossack. Acrescenta-se também
a proposta de uma arquitetura para gerenciar os serviços interativos, bem como um
modelo para produção de hiperprogramas.
• 0 Capítulo 6, que também faz parte do núcleo dessa monografia, mostra o desenvolvimento de um protótipo que implementa os conceitos elaborados rio Capítulo 5 desta
dissertação.
• Finalmente, no Capítulo 7, apresentam-se os resultados obtidos neste trabalho e propõese trabalhos futuros, seguindo a linha apresentada nessa monografia.
6
CAPÍTULO
2
Projeto Cossack
"Quem da valor ao trabalho é Deus.
A ciência quer resultados."
Prof. Felipe Almeida.
Neste capítulo, ha uma descrição do projeto Cossack, ao qual essa dissertação está vinculada. Apresenta-se, inicialmente, uma breve discussão sobre sua concepção e objetivos. Depois,
faz-se unia, análise da utilização do computador pessoal em comparação com a TV. Ressaltamse pontos destoantes e pontos em comum sob a óptica de uma possível convergência. Finalmente, propõe-se um dispositivo que conterá uma interface para o Sistema Cossack.
2.1
Descrição
0 projeto Cossack nasceu oficialmente em julho de 1995. Em sua essência, o projeto propõe
nina abordagem para o desenvolvimento de um sistema que consiste de programas de TV
convencional ( Broadcast T), interatividade e hiperinídia distribuída [2, 3]. Ou seja, o projeto
Cossack nasceu da vontade de se ter uma nova forma de assistir TV.
7
Capítulo 2 - Projeto Cossack
Em linhas gerais, o Cossack estuda formas de convergência entre sistemas de televisão
e sistemas de computação, tendo como base o conceito de serviços. As pesquisas também
envolvem telecomunicações de modo geral.
A área de pesquisa em que se situa o Cossack está na interseção dos seguintes campos de
conhecimento, conforme ilustrado na Figura 2.1:
• Ambientes Virtuais Sociais: para se estudar e desenvolver ambientes virtuais onde as
pessoas irão interagir ao se utilizarem do Sistema Cossack (quando estiver totalmente
implementado). Comunicação: para se estudar os efeitos causados por sistemas de telecomunicação
sobre as comunidades que deles se utilizam e propor novos conceitos e tecnologias a
partir do conhecimento adquirido.
• Comunicação Mediada por Computador ou Computer Mediated Communication
(CMC): para se estudar e desenvolver formas inovativas de comunicação entre pessoas,
usando ferramentas computacionais.
• Interação Homem Computador (IHC): para se examinar formas de interação entre
sistemas computacionais e pessoas, levando em consideração aspectos culturais e sociais
em geral e aspectos pessoais em particular.
• Sistemas de Computação Distribuídos: por causa (Ia necessidade de se implementar
sistemas de computação não homogêneos, distribuídos, que se localizam fisicamente
em locais distantes entre si e que cooperam para a execução de tarefas (serviços eia
particular).
• Sistemas de Televisão: sendo a parte central do projeto, o estudo de sistemas de televisão visa aprofundar o conhecimento dos aspectos sociais envolvidos na sua utilização
e da disponibilização de serviços a partir de imagens de TV.
Os conceitos e definições criados e utilizados no Projeto Cossack envolvem subconjuntos
de cada nina das áreas descritas.
8
Figura 2.1: Áreas de conhecimento que fazem parte do Projeto Cossack
2.2
Objetivo do Projeto Cossack
O objetivo do Projeto
Cossack está concentrado em dois aspectos básicos [2]. 0 primeiro é
o conceito de execução de aplicações distribuídas hipermídia a partir de partes selecionáveis
e clicáveis de uma imagem de TV. 0 segundo é a definição de uma rede global de serviços
baseadas em Estações de Gerenciamento de Serviços Interativos (EGSI).
A realização do projeto consiste na pesquisa e desenvolvimento do Sistema Cossack (SC) e
um protótipo "prova de conceito". Duas questões inerentes à implementação do SC surgiram
na sua concepção. A primeira trata do desenvolvimento do mecanismo de sincronização
entre imagens de TV e links' para aplicações hipermídia que podem ser disparadas a partir
de partes selecionáveis de uma imagem ou conjunto de imagens. A segunda questão envolve
a definição da arquitetura do SC.
Ressalta-se que o conceito de sincronização entre imagens de TV e links para aplicações
hipermídia tratado no âmbito deste trabalho não segue sua definição tradicional: causa
ou ocorrência de eventos coincidentes em relação ao tempo. Nesta dissertação assume-se,
entretanto, que sincronização é a ocorrência de eventos (no caso, surgimento de links nas
imagens de TV para as aplicações hipermídia) em instantes de tempo muito próximos.
'Link é uma referência a uma aplicação que está armazenada em um servidor local ou em um servidor
ligado a uma rede privada ou a Internet.
9
2.2.1
Desenvolvimento do Mecanismo de Sincronização
Em uma série de visitas feita à TV Cultura de São Paulo, decidiu-se que a tecnologia básica
usada para transmissão de dados digitais para iniciar aplicações hipermídia é o intervalo de
apagamento digital 2 .
Definiu-se que a transmissão desses dados digitais, contendo informações sobre quais as
partes da imagem associada são selecionáveis e os endereços dos Provedores de Serviços Interativos (PSI) associados com serviços que podem ser requisitados, pelo intervalo de apagamento
vertical, denominava-se hyperview broadcasting [2].
2.2.2
Definição da Arquitetura Geral do Sistema Cossack
O SC é definido como um sistema hipermídia distribuído, interativo, global cujo ponto central
é o conceito de serviços. 0 SC é constituído por um conjunto de redes geográficas interconec;
tadas, onde cada uma dessas redes agrega um conjunto de EGSIs, formando a Rede Global
Cossack.
Dentro do domínio da Rede Global Cossack existem sub-redes que compreendem as EGSIs
dentro dos limites de uma cidade, sub-redes que compreendem as EGSIs dentro dos limites
de uma região, sub-redes que compreendem as EGSIs dentro dos limites de um estado e assim
por diante, formando uma estrutura hierárquica para suportar a natureza de serviços do SC.
Deste modo, essa estrutura permite que os PSIs se especializem e se adaptem para atender
as especificidades dos diferentes níveis hierárquicos que espelham a distribuição geográfica
dos usuários. Ou seja, os requisitos para execução de serviços dentro de uma comunidade
podem ser diferentes dos requisitos de outra comunidade.
2.3
Análises Preliminares Obtidas no Projeto
0 Projeto Cossack ainda está cm andamento. Contudo, nesses anos de vigência, algumas
análises preliminares foram obtidas e serão descritas nas seções a seguir.
2
Vertical Blanking Interval (VBI), em inglês. Parte integrante do sinal de TV, definida em detalhes na
Seção 3.2.3.1 do Capítulo 3.
10
2.3.1
Análise Comparativa das Características de Computadores
Pessoais e TV
Ao observar a utilização de PCs e aparelhos de TV, notou-se a ocorrência de duas posturas.
Na primeira, relativa ao uso de um PC, observou-se que seu uso é particular, i. e. na maioria
das vezes apenas uma pessoa está usando em um determinado momento. Há exceções quando,
eventualmente, é usado para jogos ou na demonstração de software, por exemplo. Outra
característica anotada é a proximidade do equipamento. Geralmente, é necessário que haja
uma proximidade com o PC para poder usá-lo.
Em contrapartida, a postura em relação a TV é contrária à do PC. A TV é de uso
eminentemente coletivo. Na maioria das vezes ela é assistida por mais de uma pessoa ao
mesmo tempo e não muito próxima ao aparelho. A distância recomendada depende do
tamanho da tela. Nas televisões convencionais, o ideal é sete vezes o tamanho da, tela, cerca
de dois metros e meio de distância [4].
Além das características já citadas, há que se considerar o desempenho de atividades em
paralelo quando se está usando as duas tecnologias em questão. No caso do PC, qualquer
atividade pode ser feita em paralelo, bastando que se interrompa o andamento do que está
sendo executado (As vezes não é necessário que haja esta interrupção).
No caso da TV, não se pode interromper o programa que está sendo transmitido. Assim,
qualquer atividade que esteja sendo executada em paralelo não pode ser muito demorada,
sob pena de se perder o andamento do programa.
Portanto, observando as maneiras de se utilizar os PCs e a TV, iniciou-se a busca por um
modo de integrar as tecnologias de forma a obter unia convergência que não significasse uma
total ruptura da forma com que o usuário está acostumado a utilizar estas tecnologias.
2.3.2
Questões Sobre Convergência TV e Sistemas de Computação
As pesquisas efetuadas pelo projeto detectaram basicamente dois tipos de convergência entre
TV e sistemas de computação. A primeira consiste em considerar o computador pessoal (PC)
como um dispositivo receptor de sinal de TV. Como exemplo deste tipo de abordagem, pode11
se considerar os software Real Audio [5] e VDO Player [6], disponíveis em versões gratuitas
na Internet.
0 outro tipo de convergência possível resume-se em considerar o aparelho de TV como
um terminal PC, ou adicionar capacidade de processamento no aparelho de TV ou ainda,
o que é arais viável economicamente, permitir que o aparelho de TV possua conexão a um
3
sistema de PC, utilizando o sistema de set-top boxes que recebe os sinais de TV (digital ou
não). Entretanto, esse último tipo de convergência implica aumentar-se a largura de banda
disponível para se disponibilizarem dados nrultimídia, uma vez que atrasos na transmissão
desse tipo de dado podem acarretar graves perdas na qualidade do serviço prestado.
A empresa de TV a cabo Time Warner Cable [i] foi uma das pioneiras na pesquisa da
possibilidade da convergência entre sistemas computacionais e programas de TV. Assira, o
usuário pode utilizar serviços on-demand, por exemplo video on-demand, usando o mesmo
cabo que leva o sinal de TV (através de um set-top box).
A partir destas experiências preliminares, o conceito de Televisão Interativa (iTV) [8, 9,
10] ganhou força e mais investimentos foram feitos nessa área. Mais uma vez a, Time Warner
Cable concebeu a chamada Full Service Network (FSN) [11, 12]. Tratava-se de unia rede
para acesso de serviços multimídia interativos. A Tabela 2.1 mostra algumas das tentativas
de se conceber uma arquitetura de iTV. Os dados da tabela foram retirados de [13].
2.3.3
Interfaces
Com base na comparação das posturas dos usuários frente à TV e ao PC, constatou-se a
necessidade de criar um dispositivo que possua as características marcantes de cada tinia (Ias
tecnologias envolvidas, ao mesmo tempo em que utiliza plenamente seus potenciais. Ou seja,
o dispositivo deve ser de uso particular e, ao mesmo tempo, permitir sincronização com um
conteúdo que é compartilhado pelo coletivo.
Por ser preferencialmente individual, esse dispositivo não está fisicamente anexado ã TV.
Isso permite uma certa mobilidade. Por outro lado, é preciso que haja sincronização com
o conteúdo transmitido. Sendo assim, de alguma forma ele deve ter acesso ao sinal de TV
3
A descrição deste tipo de tecnologia está na Seção 4.2.5 do Capítulo 4.
12
Tabela 2.1: Tabela de empresas e tecnologias de iTV
captado pela antena na residência do usuário.
Observando as restrições e funcionalidades requeridas, chegou-se à concepção do dispositivo, ilustrado na Figura 2.2, com as seguintes características:
• Seja portátil, de dimensões equivalentes as de uma agenda pessoal.
• Tenha uma tela sensível ao toque para que o usuário possa interagir com o software.
• Possua uni pequeno teclado, para entrada de dados, senhas, números de cartão de
crédito, entre outros.
• Tenha uma conexão para uma rede interna doméstica ligada à Internet ou a uma rede
privada.
Com essas características implementadas, tem-se um dispositivo cujo uso é intuitivo o
13
Figura 2.2: Concepção do Dispositivo Cossack.
bastante para que seja fácil de operar e não necessite de um treinamento prévio.
Essa
restrição e importante para torná-lo tão vinculado ao Sistema Cossack quanto é o relógio
para quem quer saber as horas.
2.4
Sumário
Neste capítulo, dois aspectos foram tratados. 0 primeiro deles refere-se ao projeto Cossack e
seus os objetivos definindo o escopo desta dissertação dentro do contexto mais abrangente do
projeto. 0 segundo aspecto aborda as análises preliminares obtidas a partir de observações
na utilização de PCs e TVs.
A partir das análises preliminares, foi proposta uma interface do usuário com o Sistema
Cossack, produto do projeto de pesquisa. Esta interface, foi concebida e implementada num
protótipo do tipo "prova de conceito" definido e desenvolvido como parte deste trabalho.
14
CAPÍTULO
3
Sistemas de Televisão
"A esperanca rezo vera do mar,
vem das antenas de TV."
Paralamas do Sucesso.
A palavra "televisão", cuja origem francesa é television, foi usada pela primeira vez em
1900, por um físico russo chamado Constantin Perskyi, em uma exibição em Paris [14].
Por ser um dos meios de comunicação mais conhecidos hoje em dia e o que possui maior
alcance em termos populacionais [15], a TV foi a escolhida para ser um dos componentes da
convergência digital proposta nessa dissertação. Sendo assim, este capítulo trata da evolução
da TV, englobando um pouco de seu histórico e dos aspectos técnicos envolvidos na transmissão e recepção do sinal, bera como a produção de programas, pesquisas e desenvolvimento
na área de sistemas de TV.
15
Capítulo 3 - Sistemas de Televisão
3.1
Histórico
A televisão não é um invento tão recente quanto se imagina. As primeiras referências sobre
o início do seu desenvolvimento datam antes de 1920 [16]. Na verdade, de acordo com JeanJacques Peters [14], a idéia de se transmitirem imagens a partir de meios elétricos começou
em 1873, na Irlanda, quando Joseph May descobriu o efeito fotoelétrico. A partir de então,
uma série de descobertas e invenções tornaram a TV possível.
A primeira transmissão ocorreu em 1926, em Londres, quando um engenheiro escocês,
chamado John Logie Baird fez a primeira demonstração pública de um sistema capaz de
reproduzir uma cena do mundo real [17].
Contudo os primeiros aparelhos de TV não eram compostos de válvulas, transistores,
circuitos integrados e tubos de raios catódicos. Eles se utilizavam de dispositivos mecânicos,
motores e lâmpadas.
Depois de nina pequena evolução, em 1927 Baird aperfeiçoa seu invento, acoplando um
equipamento que registrava os impulsos elétricos, gravando-os para posterior reprodução. A
esse aparelho foi dado o nome de fonoscópio.
Na mesma época, cientistas da Bell Laboratories demonstravam equipamento semelhante,
transmitindo imagens de Nova York a Washington através de linhas telefónicas.
Outras
experiências também são registradas utilizando transmissão via rádio [16].
Havia portanto, antes de 1930, duas linhas de pesquisa: uma que se utilizava do sistemas
eletromecânicos e outra de sistemas eletrônicos. A segunda linha de pesquisa se mostrava, na
época, pouco promissora, perdendo espaço para a primeira. Com o grande impulso, porém,
que a eletrônica tomou em 1930, a televisão "rnecânica" mostrou-se obsoleta.
Em 1932, a National Broadcast Company, conhecida como NBC, realizava experiências
com a TV eletrônica. A NBC construiu a primeira antena de TV no topo do prédio mais alto
dos Estados Unidos na época, o Empire State Building. Nesses tempos, muitos problemas
precisavam de solução. A falta de detalhes na imagem e o elevado custo dos receptores eram
exemplos disso.
No ano de 1934, já existiam muitas empresas, tentando desenvolver seus sistemas de TV.
16
Contudo a falta de padronização fazia com que essas empresas seguissem rumos diferentes
de desenvolvimento. Enquanto algumas apostavam no processo de varredura do 60 linhas,
outras investiam em arais de 400 linhas varridas.
Algum tempo depois, foi formado um comitê para elaboração de padrões para sistemas de
TV, embora a, distribuição de canais em altíssima freqüência - em inglês very-high ,fregaency
( V.H.F.) -já estivesse consolidada em 1931. Os padrões incluíam número de linhas varridas,
taxa de renovação por segundo, entre outras.
Em 1938, estes padrões foram devidamente estabelecidos nos Estados Unidos da América.
As normas ditavam varredura de 525 linhas, 60 quadros por segundo e freqüências de vídeo
do 4,25 MHz, por exemplo. Todavia, por causa da existência de pesquisas em diversos países,
diferentes padrões foram adotados, causando incompatibilidade entre eles.
Após a II Grande Guerra, com o desenvolvimento do radar, aperfeiçoamentos no tubo
de raios catódicos foram conseguidos, auxiliando a R.C.A. na invenção da câmara Orthicon,
que possibilitou a expansão da TV. Nessa época, os receptores de TV eram muito caros.
Com a evolução da TV, os equipamentos receptores barateiam um pouco e, com isso,
a RCA acelerou a produção de televisores com 12 canais, operando na faixa VHF. A rede
CBS, em contrapartida, transmitia em ultra-alta freqüência - em inglês ultra-high ,frequency
( U.H.F.) - que permitia um número maior de canais. Assim, em 1948, já. existiam nos Estados
Unidos cerca de um milhão de televisores. Essa quantidade quintuplicou até 1950 e, em 1986,
a taxa era de três aparelhos para cada, quatro habitantes [16].
Ainda em 1950, quando foram inventados os transistores que vieram a substituir as válvulas, os televisores caíram de preço e tamanho. No ano de 1960, a TV em cores surgia nos
Estados Unidos, com normas ditadas pela National Television System Committee ( NTSC).
Enquanto isso, os alemães adotavam as normas do Phase Alternate Line, (PAL), causando
uma total incompatibilidade nos processos de transmissão e recepção de TV em cores.
Hoje, os receptores de televisão possuem uma definição bem melhor do que os primeiros.
Por definição, entende-se a maior ou menor riqueza de detalhes que pode ser tratada pelo
processo televisivo[16], ou seja, quantidade de pontos constituintes da imagem. Hoje em dia,
são cerca de 1,8 milhões de pontos formando as imagens nos aparelhos de TV. Além disso, a
17
quantidade de linhas de varredura passou de 525 a 1125, nos sistemas PAL e NTSC.
3.2
Aspectos Técnicos Envolvidos na Transmissão e
Recepção do Sinal de TV
0 princípio envolvido na transmissão de imagens de TV não é muito complexo. As imagens são divididas em linhas e as variações luminosas de cada ponto formador da linha são
convertidas em impulsos elétricos por um transdutor eletro-óptico da câmara.
A seguir, o sinal elétrico de cada ponto é modulado e transmitido. Quando recebido em
um receptor, o sinal é demodulado, amplificado e convertido em variações de luminosidade
na tela do aparelho receptor, segundo a mesma seqüência em que foi enviado [18].
A forma como são transformadas as cores em i mpulsos elétricos é o elemento-chave para
a transmissão e recepção de imagens. 0 objetivo é criar no cinescópio uma imagem colorida,
seguindo o mesmo processo que se verifica no olho humano.
3.2.1
Transmissão
Para que a cor seja transformada em informações elétricas para poderem ser transmitidas,
três características devem ser observadas:
• Brilho: grau de luminosidade emitida por nina cor.
• Matiz: característica que permite diferenciar as cores do espectro eletromagnético
visível. Pode ser representada pelo comprimento de onda da cor.
• Saturação: característica que determina a maior ou menor mistura de uma cor com o
branco. Quanto arais saturada (ou pura) uma cor, menor é a sua mistura com o branco.
A partir dessas características e da mistura de três cores - vermelho, verde e azul - pode-se
transmitir e receber imagens. A escolha das cores foi formulada por Thomas Young [19], em
uma hipótese que afirmava que as cores se dividem em três classes, com sensibilidade máxima
em torno do vermelho, verde e azul.
18
A captação das imagens coloridas é feita por uma câmara de TV que recebe as quantidades
específicas das três cores básicas. Essas quantidades são transformadas em informações que
serão designadas por sinal R para o vermelho, sinal G para o verde, sinal B para o azul.
A partir desses sinais, duas informações podem ser obtidas e compostas, conforme ilustrado na Figura 3.1. São elas:
• Sinal de Luminância: que contém a informação sobre o brilho. A luminância é a
intensidade luminosa de uma cor percebida pelo olho humano. Por isso, algumas cores
parecem ser mais brilhantes (vistosas) do que outras. Pode-se interpretar a luminância
como o grau de tonalidade de cinza que a cor aparece numa reprodução em preto e
branco.
• Sinal de Crominância: que contém a informação sobre a matiz e a saturação de uma
cor.
Cromináncia
Luminância
Imagem em Cores
Figura 3.1: Composição dos Sinais de Crominância e Luminância
O processo de captação da imagem pela câmara é esquematizado na Figura 3.2 e funciona
da seguinte maneira:
1. A câmara capta a luz através das lentes.
2. Os espelhos dicróicos, que deixam passar algumas freqüências de luz e refletem outras,
direcionam uma das luzes para o respectivo filtro que captará o sinal.
3. Os respectivos sinais são captados e tratados separadamente.
19
Figura 3.2: Esquema de uma câmara de TV em cores [19].
3.2.1.1
Sinal de Luminância
Uma vez que se pode tratar o sinal das três cores básicas independentemente, é possível obter
o sinal de Luminância, que será denominado sinal Y, isto é feito por um circuito somador de
sinais. De acordo com [19], o valor do sinal Y, dado em Volts, é definido por uma combinação
linear descrita na Equação 3.1:
Y =0,30 *R +0,59 *G +0,11 *B
(3.1)
A equação não é balanceada porque, para se obter a cor branco padrão, a quantidade
de vermelho, verde e azul tem de ser dosada em quantidades diferentes. No caso, a luz
branca padrão contém 30% de vermelho, 59% de verde e 11% de azul. 0 que justifica o não
balanceamento da equação.
Na Tabela 3.1, está uma lista de cores, e os valores do sinal R, sinal G, sinal B, para
obtenção dos valores do sinal Y para cada cor, respectivamente.
3.2.1.2
Sinal de Crominância
O sinal de crominância (sinal C m ) possui as outras duas informações necessárias para transmissão de imagens coloridas: Matiz e Saturação. Para obter o sinal Cm , dois sinal precisam
ser calculados: o sinal B-Y e o sinal R-Y, denominados sinal de diferença de cor.
20
Tabela 3.1: Equações para obtenção do sinal Y de algumas cores
Estes sinais são obtidos a partir das Equações 3.2 e 3.3:
(3.2)
(3.3)
Obviamente o sinal G-Y não é necessário, pois pode ser obtido no receptor a partir da
combinação dos sinais R-Y e B-Y.
A obtenção do sinal C-m depende do sistema de transmissão utilizado. As Equações 3.4,
3.5, 3.6, 3.7, 3.8 e 3.9, especificadas a seguir, mostrara como obter os sinais:
• Sistema NTSC:
( 3.4)
(3.5)
• Sistema PAL:
(3.6)
(3.7)
• Sistema SECAM:
(3.8)
( 3.9 )
21
3.2.2
Sistemas de Transmissão
Existem sistemas diferentes para transmissão de imagens. Os três mais conhecidos são PAL
( Phase Alternate Line), criado pela Telefunken na Alemanha, NTSC ( National Television
Committee), desenvolvido nos Estados Unidos e o SECAM (Sequent-iel Coaleurs Avec
System
Mémoire), feito na França.
Os padrões se diferenciam por algumas características que são:
• Número de Linhas na Tela: Número de linhas que formarão a imagem na tela do
receptor.
• Tipo de modulação: modulação usada para gerar o sinal de crominãncia, usando as
informações de diferença de cor (R-Y) e (B-Y).
• Tipo de modulação de sore: modulação usada para enviar o sinal de som.
• Informações de Crominãncia: Equações para obtenção do sinal de Crominância.
As diferenças entre eles está na Tabela 3.2. Ressalta-se que a diferença entre o Pal-M e o
NTSC é apenas as equações para obtenção do C
Tabela 3.2: Comparação entre os Sistemas de Transmissão
3.2.3
Recepção
0 processo de recepção é o inverso do processo de transmissão, detalhado na seção anterior. As imagens transmitidas das estações chegam no aparelho receptor a partir de uma
antena que capta o sinal de TV. Depois de recebido o sinal, as imagens são recriadas em
22
circuitos eletrônicos, linha por linha em um processo chamado progressivo, onde as linhas
são reproduzidas em seqüência, na tela da TV.
Entretanto, além do envio de som e imagem, o sinal de TV pode carregar informações
adicionais, conforme descrito na próxima seção.
3.2.3.1
0 Intervalo de Apagamento Vertical
A televisão convencional (analógica) pode transmitir dados, além das imagens e sons. Esses
(lados podem trafegar junto com o sinal de televisão em unia porção chamada Intervalo de
Apagamento Vertical, em inglês Vertical Blank Interval ( VBI).
O VBI tecnicamente é o tempo de retorno do canhão de elétrons da parte inferior da tela
até o ponto inicial de retraçamento, no início da tela. Durante esse intervalo de tempo a
intensidade do sinal é zero [20].
Existe também o intervalo de apagamento horizontal que, como o VBI, é o intervalo de
tempo em que o canhão de elétrons é apagado e volta para o retraçamento no início de cada
linha. Contudo, esse intervalo é tão pequeno que seria impossível mandar dados usando este
canal, pelo menos em TVs analógicas.
Algumas linhas do VBI já estão ocupadas com serviços como o close captioning para
pessoas com deficiência auditiva [21], por exemplo. Esse serviço de legendas é transmitido
pela linha 21, conforme descrito na Figura 3.3.
Além deste, há também o serviço para sincronização de vídeos que ocupa as linhas de 1 a
9. As demais linhas ainda não estão reservadas para nenhum outro serviço. Contudo por não
haver ainda nenhum tipo de regulamentação, é possível que algumas emissoras as estejam
usando.
A transmissão de dados pelo VBI chega a uma velocidade de ate 9600 bits por segundo
(bps) por linha [22].
Como são dez linhas disponíveis, podem ser transferidos cerca de
4,12 megabytes por hora. Portanto, o uso do VBI pode ser uma das abordagens para a
convergência entre sistemas computacionais e TV.
Contudo, sistemas de TV não se restringem somente aos aspectos técnicos de transmissão
e recepção do sinal. Existem também os aspectos ligados à produção do conteúdo televisivo.
23
Figura 3.3: Descrição do Intervalo de Apagamento Vertical [21].
A produção de programas de televisão tem sua origem vinculada a três fontes: o teatro, o
cinema e o rádio [23]. Por isso, antes de criar sua própria identidade, aqueles que produziam
os programas de TV basearam-se em:
• técnicas teatrais: como o projeto de cenários, direção de atores, arte dramática, entre
outras.
• técnicas cinematográficas: efeitos especiais, uso de câmaras, desenho de produção,
iluminação, entre outras.
• técnicas radiofônicas: uso de efeitos sonoros, gravação de som, continuidade, timing e
andamento.
Porém, um aspecto torna a produção em TV, diferente das demais: é a velocidade e a
quantidade de transmissão do material produzido. Isto significa que a densidade de informações veiculadas em um programa de TV é imensa.
24
Em outras palavras, produções televisivas precisara juntar uma gama de informações e
torná-las acessíveis da melhor forma, para garantir a atenção do maior número possível de
telespectadores, como forma de entretenimento e não apenas como divulgação (Ia informação.
Portanto, a produção de programas de TV geralmente tem três fases [24]: a fase de
Pré-produção, de Produção e Pós-produção.
3.3.1
Fase de Pré-produção
Esta é a primeira fase na produção de um programa de TV. Ela começa com a contratação
(Ia equipe de produção, formada pelo produtor executivo, um editor ou escritor de texto e
um produtor associado (ou assistente de produção). A partir de então são criados os scripts
(roteiros) que em seguida serão analisados e avaliados pelo produtor para adequa-los a sua
audiência e aos atores selecionados.
Depois desse início, começa a estimativa de orçamento. Os itens que compõem o orçamento são divididos ( , rir duas partes. Na primeira, ficam os custos diretos, como honorários
do produtor e do diretor, custos com scripts, despesas com elenco, cachês e trilhas sonoras,
por exemplo. Na segunda parte, inclui-se os custos indiretos couro cenário, contra-regra,
equipamento do estúdio e despesas de engenharia.
A maior parte das despesas se concentra em custos diretos, cerca de 55%. Desses, 28%
estão em despesas com elenco e 16% com despesas de supervisão e direção.
Nos custos
indiretos, que representam 45% dos custos totais, 11% se concentra em cenografia e 10% em
uso de estúdio [23]. Sendo assim, verifica-se que gasta-se muito mais com a parte artística
(Ia produção do que com a parte técnica.
3.3.2
Fase de Produção
Existem vários modelos para a formação da equipe de produção de um programa de TV.
0 mais completo tem uma equipe formada pelo diretor, diretor de cena, diretor de TV ou
diretor técnico, assistente de direção e encarregado de script. Nos demais modelos, a equipe
torna-se menor porque alguns membros da equipe assumem a função de outros.
25
A equipe de produção trabalha da seguinte forma [25]:
• 0 diretor é o chefe da equipe. Ele coordena as atividades da equipe e ensaia o elenco
além de comandar as tomadas e reposicionamento de câmaras, definir ângulos e planos
durante a gravação e supervisionar a edição do material.
• 0 diretor de cena atua apenas em produções complexas, envolvendo produções dramáticas, espetáculos de dança ou musicais. Ele se responsabiliza pelo elenco no que tange
a direção dos intérpretes, preparação cênica e ensaio da apresentação.
• 0 diretor de TV ou diretor técnico trabalha diretamente com os operadores de câmaras,
"cortando"para as cenas que são necessárias.
• O encarregado de script cronometra os ensaios e anota aspectos de passagem de câmara,
observações de movimento e marcações de cena feitas pelos diretor e diretor de cena.
• 0 assistente de direção acompanha o diretor, auxiliando-o com a marcação antecipada
de posicionamento de câmara para as tomadas seguintes.
O resultado do trabalho dessa equipe é o programa que será enviado para a fase pósprodução, onde será dado o acabamento final.
3.3.3
Fase de Pós-produção
Nessa fase, que ocorre após o final das gravações, há a edição do material que envolve a adição
de recursos como computação gráfica, sonoplastia, trilha sonora, locução, entre outros.
Os recursos tecnológicos envolvidos nessa última fase podem aumentar o poder de comunicação do programa produzido. Sendo assim, eles devem ser usados com cautela para que
isso não desvie o programa do seu foco principal. Isto é, os meios não devem sobrepujar a
mensagem.
Para complementar as informações sobre os sistemas de televisão descreve-se, na próxima
seção, as pesquisas e desenvolvimento em andamento nessa área.
26
3.4
Pesquisas e Desenvolvimento em Televisão
Desde a invenção da TV, uma série de pesquisas e desenvolvimentos foram feitas com o
objetivo de melhorar a qualidade da transmissão de imagens que resultaram em novas formas
de transmissão e recepção de programas de TV.
Acrescenta-se a isso a possibilidade de haver interação (Ia TV com o telespectador o que
resulta em algumas novas propostas para sistemas televisivos que, na realidade, se constituent
em abordagens para convergência digital com sistemas computacionais.
3.4.1
TV a Cabo
Segundo Weinstein [26], a TV a Cabo nasceu do desejo das pessoas que moram em áreas
remotas receberem um sinal de televisão de melhor qualidade. No começo, em 1948, o sinal
era transmitido, usando cabos coaxiais e amplificadores de sinal. A seguir, entre 1950 e 1960,
a tecnologia de microondas tornou-se mais popular e aumentou a viabilidade da TV a Cabo,
uma vez que o trecho onde o uso dos cabos era realmente necessário diminuiu (em áreas sem
obstáculos naturais, como montanhas ou colinas, era possível usar microondas ao invés de
cabos).
Novos avanços também ocorreram a partir do desenvolvimento (Ia tecnologia de envio de
sinais por satélite, em 1970. Como os custos com satélite são muito grandes, o sistema de
TV a Cabo só traria lucro se pudesse atender um grande número de pessoas.
Para se ter uma idéia da evolução desses sistemas, em termos de usuários do serviço,
pode-se observar a Figura 3.4, que contém um gráfico ilustrando o crescimento de TVs a
Cabo nos Estados Urgidos. O gráfico foi retirado de [27] a 11
3.4.1.1
[28].
Arquitetura de TVs a Cabo
Para funcionar, a TV a Cabo precisa basicamente de nina arquitetura, chamada de `árvore e
galhos" [26, 29], que é composta de cabos - que podem ser coaxïais ou fibra óptica) -, headends,
hubs de distribuição, amplificadores de sinal e, obviamente, os aparelhos de recebimento de
sinal do usuário (TV, videocassete e conversor do sinal).
27
Figura 3.4: Gráfico da evolução de sistemas de TV a cabo nos EUA (milhões de usuários por
ano) [27].
O cabeamento é parte essencial na arquitetura e apresenta diferentes características de
acordo com a sua utilização. No caso, a ligação da residência do usuário com o sistema de TV
a Cabo é feito por um cabo flexível fino, que pode chegar até 120 metros, aproximadamente.
O cabo de distribuição na vizinhança é um cabo rígido, cujo alcance chega até 2,5 km, ao
qual vários cabos flexíveis podem ser ligados. Este;, por sua vez, é conectado aos troncais, a
partir de um amplificador de ponte, que aumenta o nível do sinal que será enviado a múltiplas
casas. 0 alcance deste tipo de cabo pode chegar a 16 km. Pode-se observar o esquema de
cabeamento na Figura 3.5.
A forma como a imagem flui da estação de TV a cabo para os usuários ocorre (Ia seguinte
forma, conforme ilustrado na Figura 3.6:
1. A estação recebe o sinal a partir de um elo direto com o satélite ou sinal broadcast ou
ainda produz seu próprio programa.
2. 0 sinal é codificado, modulado e enviado a partir do headend.
3. Do headend, o sinal é transferido aos hubs que distribuirão o sinal entre os assinantes
28
Figura 3.5: Arquitetura de um sistema de TV a cabo comum [29].
daquela vizinhança ou região.
4. Quanto o sinal chega à casa do usuário, este é decodificado, demodulado em um conversor e entra no aparelho de TV como um sinal de televisão comum.
Convém lembrar que o conversor é necessário, porque pode comprimir todo o spectrum
de canais na freqüência dos canais 2, 3 ou 4 da TV comum.
3.4.1.2
Tecnologia de TV a Cabo
Ate o presente momento, a tecnologia de ponta em cabeamento de TV a Cabo chama-se hybrid
fiber coax (HFC) [29]. Trata-se de uma tecnologia que junta as características positivas da
fibra óptica e do cabo coaxial. Com isto, pode-se aumentar a largura de banda e a qualidade
do sinal, enquanto se reduzem os custos com a manutenção.
As vantagens do HFC são justificadas por causa da redução do número de amplificadores
de sinal. Como a fibra óptica transmite luz, na sua essência, não existe interferência e o sinal
não perde informação no decorrer da sua transmissão.
A tecnologia HFC se dá pela aposição de uma malha de fibra óptica nos troncais e cabos
29
Figura 3.6: Fluxo de programas de TV da estação de TV a casa do usuário [29].
coaxiais. ligando-os a sistemas de distribuição local e deste ponto às casas dos assinantes.
Associada à tecnologia HFC, terra-se a tecnologia de compressão de vídeo digital (DVC)
[29]. Essa tecnologia comprime o sinal analógico, que ocupa cerca de 100 MHz em um canal
de 6 MHz, removendo uma série de redundâncias nas séries de imagens fixas que compõem
uma imagem em movimento. Além disso, alguns aspectos que fogem à visão humana são
apagados.
Complementando a tecnologia de HFC, para redes de TV a Cabo, um outro avanço
foi atingido. Dessa vez, em relação a qualidade da imagem sendo transmitida. Essa nova
tecnologia é descrita a seguir.
3.4.2
Televisão Digital
Outra das linhas de pesquisa em sistemas de TV é a Televisão Digital. A promessa dessa
tecnologia é o aumento na qualidade de transmissão e recepção de imagens e sons, além da
compatibilidade com outros equipamentos digitais, facilitando sua convergência.
Para que haja o aumento de qualidade, é necessário uni padrão de transmissão eficiente,
30
que possa incorporar uma tecnologia digital de compressão e descompressão.
0 padrão
escolhido por um consórcio de empresas chamado Digital Video Broadcasting ( DVB) [30], foi
o MPEG-2. A escolha foi justificada pela excelente qualidade das imagens e sons nos testes
feitos pelo DVB [31].
Com o aumento de qualidade das imagens e sons transmitidos, codificados usando o
padrão MPEG-2, o DVB pretende implementar o conceito de TV de alta definição ( HDTV)
[ 32]. 0 conceito de HDTV começa ainda na década de 60, quando a TV NHK japonesa se
associou a algumas indústrias para desenvolver um sistema de captação, geração e transmissão
que pudesse transmitir a uma taxa de 30 imagens por segundo, com 1.125 linhas cada e para
telas grandes (na proporção 16/9 horizontal/vertical) [33].
3.4.2.1
Tecnologia da TV Digital
A tecnologia envolvida na TV Digital se preocupa bastante com a estrutura da imagem
(densidade de pixels, nitidez, entre outros). Leva em consideração aspectos de resolução que
não eram considerados na TV analógica. Além desses aspectos, a TV Digital pode oferecer
arais canais do que a TV analógica. Isso é possível porque o mesmo canal que transmite o
sinal analógico pode transmitir vários sinais digitais comprimidos em um só. Essa taxa de
compressão é conseguida graças ao padrão MPEG-2.
Entretanto, para que essas melhorias sejam implementadas, é necessário que haja, tanto
na estação de TV, quanto no aparelho de TV receptor do sinal, dispositivos para tratar o sinal
digital (comprimi-lo e descomprimi-lo). Isso implica em investimentos adicionais para mudar
a infra-estrutura analógica atual capacitando-a para esse tipo de transmissão. Algumas redes
de TV já estão fazendo testes para transmissão de TV Digital e pretendem implantar esse
sistema no Brasil ainda nos próximos três anos.
Outra tentativa de aumentar a capacidade do aparelho de TV, dessa vez seguindo por
um caminho que não contempla a melhora na qualidade de imagem, foi a WEBTV. Esta, na
realidade, é uma das abordagens existentes para a convergência de sistemas de TV e sistemas
computacionais.
31
3.4.3
WEBTV
A WEBTV foi uma tentativa de se integrar Internet e TV, fazendo com que aumentasse
a interação dos telespectadores com sistemas de TV [34]. Essa interação envolvia alguns
serviços como correio eletrônico, conversas on-line e programação de TV, por exemplo. Porém
não há vinculo do que é transmitido com os serviços envolvidos. 0 que acontece é acesso a
Internet e a TV pelo mesmo aparelho de televisão.
3.4.3.1
Tecnologia da WEBTV
A tecnologia usada na WEBTV envolve
cable modems e set-top boxes,
descritos com maiores
detalhes na Seção 4.2.4 e 4.2.5.
Porém, em linhas gerais, a WEBTV utiliza a infra-estrutura de TV a cabo para enviar,
junto com o programa de TV, as informações sobre os serviços que ela disponibiliza. Ao
acessá-los, o usuário retorna sua resposta para o provedor desses serviços, utilizando a linha
telefônica, conforme ilustrado na Figura 3.7.
Caixa do
Cabo
Figura 3.7: Arquitetura da WEBTV [34].
3.5
Sumário
Este capítulo concentrou-se exclusivamente na televisão. Inicialmente houve um relato sobre
a história da TV, desde seus primeiros passos até a forma como a conhecemos hoje. Depois,
32
o foco foi direcionado para os aspectos técnicos envolvidos na transmissão e recepção das
imagens. Em seguida, resumiu-se o processo de produção dos programas de TV.
No final do capítulo, alguns tópicos de pesquisa e desenvolvimento em sistemas de televisão
foram apresentados. Pôde-se observar que dois aspectos são considerados nesses tópicos. 0
primeiro diz respeito à qualidade na transmissão de imagens, como é o caso das pesquisas em
TV a Cabo e Televisão Digital. 0 segundo aspecto é relacionado à capacidade de aproveitar
a infra-estrutura das TVs a cabo para acrescentar um serviço adicional: acesso à Internet;
como é o caso da WEBTV.
33
CAPÍTULO
4
Convergência Digital
"La doute n'est pas un etat plaisant,
reais la certitude est absurde. "
Voltaire
0 foco principal deste capítulo é a convergência digital: termo que designa a integração (Ia
crescente capacidade de processamento de informação digital de sistemas computacionais,
com novas possibilidades de serviços e novas tecnologias de comunicação. Esta integração é
i mpulsionada tanto por avanços nas tecnologias envolvidas, quanto por custos menores na
fabricação de componentes, sistemas eletrônicos e computacionais.
A convergência digital está se firmando como uma nova área de pesquisa que engloba, além
das tecnologias utilizadas para implementá-la, novas formas de se fazer negócios e prestar
serviços. Sendo assim, torna-se necessário incluir neste trabalho uma pesquisa sobre algumas
das principais abordagens de convergência digital, a saber: Telefonia sobre IP, Computação
móvel, Internet sem fio, Cable modems e Set-top boxes. 0 estudo dessas abordagens será útil
na identificação dos obstáculos e das possíveis estratégias para superá-los quando for definida
a arquitetura de serviços interativos.
34
Capítulo 4 - Convergência Digital
Para complementar o estudo sobre convergência digital, incluí-se neste capítulo, a observação (Ia realidade brasileira no que diz respeito ao potencial para a utilização das tecnologias
citadas. Nessa observação, cujos dados foram coletados em institutos de pesquisa de opinião
( NUA [35] e IBOPE [36]), estão os dados sobre a, utilização de telefone; da televisão e, especialmente, sobre Internet, uma das principais plataformas de comunicação utilizadas para
implementar a convergência digital.
Convergência de Tecnologias usando a Internet
4.1
Em várias publicações [37, 38, 39, 8, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 4 71, 48, 49, 50, 51] percebese que a Internet foi escolhida como foco para a convergência de tecnologias digitais. Essa
tendência está relacionada aos seguintes fatores:
1. Crescimento exponencial do número de usuários que acontece desde areados da década
de 1990 - conforme o gráfico apresentado na Figura 4.1 - o que mostra uma realidade
de facto.
2. Possibilidade de acesso à rede na maioria dos países.
3. Possibilidade de se integrar uma variedade de padrões e protocolos.
Apesar desses fatores, muito ainda precisa ser feito para melhorar a velocidade de tráfego
dos dados e, com isso, garantir a, combinação da qualidade e quantidade das informações.
Esses esforços podem se concentrar nos seguintes pontos:
1. Maior banda de transmissão de dados.
2. Melhores algoritmos de compressão de dados.
3. Melhores algoritmos de roteamento.
Atualmente, já existem uma série de abordagens para a convergência de tecnologias digitais.
Algumas delas se encontram em fase de pesquisa e desenvolvimento.
Outras ,já
resultaram em produtos disponíveis no mercado. A próxima seção mostra algumas destas
abordagens.
35
Figura 4.1: Projeção da quantidade de usuários da Internet no mundo, em 2005. Fonte:
NUA Internet Surveys, 2000 [35].
4.2
Tentativas de Convergência de Tecnologias Digitais
Parte das pesquisas nessa área investigam maneiras de disponibilizar serviços a partir de
equipamentos conectados à Internet.
O objetivo principal da convergência digital é permitir o acesso mais rápido, com custos
menores, a serviços. A primeira tentativa a ser apresentada na Seção 4.2.1 é a tecnologia de
telefonia sobre IP (Protocolo Internet), chamada de "IP Telephony".
4.2.1
Telefonia Sobre IP
A convergência digital de sistemas de telefonia e Internet gerou uma tecnologia chamada
telefonia sobre IP. Essa tecnologia permite o envio de voz e fax utilizando a Internet [37. 421.
O princípio é simples.
A voz é transformada em um sinal digital e, via Internet, é
enviada para outro local. Porém, apesar dessa simplicidade, uma série de serviços podem ser
acrescentados a essa nova forma de transmissão.
Exemplos desses serviços são: envio de video e aplicações hipermídia, mensagens personalizadas, redirecionamento de mensagens para telefones celulares ou pagers, entre outros.
36
4.2.1.1
Tecnologia de Telefonia Sobre IP
A telefonia sobre IP requer uma série de protocolos para ser implementada. Entre eles estão:
• Protocolos de transporte, para prover a transmissão de dados. Por exemplo:
- Real Time Transport Protocol ( RTP)': usado para transportar voz e vídeo sobre
redes que usam o protocolo IP.
- Resource Reservation Protocol ( RSVP): usado para garantir a qualidade do serviço ( Quality of Service - QoS), ou seja, para reduzir a espera e tentar evitar a
perda no transporte de dados.
- Protocolo de acesso a diretórios: para localização de usuários e políticas de uso
dos serviços.
• Protocolos de Sinalização: usados para configurar, gerenciar e carregar informações
para a realização de chamadas, localizar usuários, negociar recursos e ativar serviços.
Por exemplo:
- H.323 3 : para prover controle e gerência de chamadas, negociar recursos e serviços
suplementares.
- Media Gateway Control Protocol ( MGCP)`r: para monitorar eventos em telefones
IP e gateways, alem de direcionar textos, áudios, videos ou imagens estaticas para
endereços específicos.
- Session Initiation, Protocol (SIP) 5 : uma plataforma para programar serviços de
telefonia, que segue um modelo de requisição-resposta, facilitando o uso de linguagens como Perl [52] e interfaces textuais como Common Gateway Interface
( CGI) [53].
' Proposto no Request for Comments (R,FC) número 1889 da Internet Engineering Task Force (IETF) de
Janeiro de 1996.
2 Proposto no BFC número 2205 da IETF de Outubro de 1997.
3
R,ecomentado pela International Telecommunication Union (ITU), em Maio de 1996
`Trabalho em andamento, publicado pela, IETF em Fevereiro de 1999.
' Proposto no RFC número 2543 da IETF em Março de 1999.
37
Esses protocolos são executados em uma arquitetura, ilustrada na Figura 4.2, que funciona
da seguinte forma:
Figura 4.2: Arquitetura da Telefonia sobre IP [37].
1. 0 software agente do usuário que está chamando (UAC) cria uma requisição CONVITE
para algum usuário (por exemplo o usuário [email protected] ).
Essa requisição é
enviada ao servidor proxy6 local (1).
2. 0 Proxy verifica no servidor Domain Name Server ( DNS) o site ao qual o usuário que
está sendo chamado pertence (no exemplo o site company.com ). Além disso, obtém o
endereço IP de um servidor que trata de serviços de telefonia sobre IP. Depois disso,
reenvia a requisição a esse servidor (2).
'Proxy é uma aplicação que monitora a conexão entre dois pontos ligados a uma rede. Todo o tráfego
é redirecionado a uma outra aplicação, fechando o caminho direto entre duas redes e prevenindo ataques,
obtenção de endereços internos e detalhes da rede local.
38
3. 0 servidor redirecionador do site do usuário que está sendo chamado o identifica. Porém
reconhece que ele está conectado a partir de um outro site, com um outro identificador
(por exemplo, está como j.use'r uraiversity.edu ). Esse reconhecimento é feito a partir
de nina configuração estática (i. e. feita previamente), um banco dados ou mesmo
por uma configuração dinâmica, feita pelo próprio usuário. Portanto, o redirecionador
avisa ao proxy local que o usuário está em outro endereço e solicita nina busca nesse
novo endereço (3).
4. 0 proxy local verifica, em um banco de dados local, o novo servidor no DNS, obtém o
novo IP e reenvia a requisição ao novo endereço (4).
5. 0 novo servidor consulta um banco de dados local (5) que indica que o usuário está
identificado com outro nome (6) em uma outra máquina (por exemplo, j. siriith, (i) cs.
university. edu ).
6. A requisição finalmente é direcionada ao usuário no servidor DNS de onde ele está
acossando (7) e finalmente à maquina a qual ele está ligado (8).
7. 0 usuário aceita a chamada e e a resposta retorna a quem chamou seguindo o caminho
(9), (10), (11), (12).
4.2.1.2
Vantagens na Utilização de Telefonia Sobre IP
A primeira grande vantagem na utilização da tecnologia de telefonia sobre IP é a redução nos
preços. Além disso, novas aplicações poderão surgir, utilizando essa proposta de arquitetura
de telefonia sobre IP. Os usuários podem ter as ligações redirecionadas a páginas na Web,
gravar mensagens faladas, personalizar mensagens para cada tipo de ligação ou ter registros
de chamadas enviadas por correio eletrônico.
4.2.1.3
Próximo Objetivo na Tecnologia de Telefonia Sobre IP
As principais pesquisas em telefonia sobre IP têm como próximo objetivo atualizar os 640
milhões de telefones existentes atualmente tornando-os parte de uma arquitetura de comuni39
cação multimídia [42].
4.2.1.4
Empresas Líderes
As principais empresas que estão na liderando as pesquisas nessa tecnologia são: a Ericsson
[54], Nokia [55], Lucent Technologies [56] e Vocaltec [57].
4.2.2
Internet Sem Fio
Aproveitando a infra-estrutura da telefonia móvel, as empresas Ericsson [54], Motorola [58],
Nokia [55] e Phone.com [59] especificaram em 1997 um padrão para prover acesso a e-mail e
páginas HTML via telefone celular ou pager chamado Wireless Application Protocol.
4.2.2.1
Arquitetura da Internet sem Fio
A arquitetura da Internet sem fio é ilustrada na Figura 4.3. 0 telefone celular usado para
acessar a Internet e alguns serviços fornecidos pelas operadoras de telefonia celular deve conter
um browser compacto, i. e. que ocupe pouca memória. Esse browser deve poder mostrar as
informações que recebe no visor do aparelho celular (páginas da Web, por exemplo), escritas
em uma linguagem chamada Wireless Markup Language (WML), e aceitar os comandos
teclados pelo usuário.
40
Na operadora, as solicitações de serviços são recebidas, ou informações são enviadas para
cada aparelho celular, a partir de um gerenciador de clientes. Nesse gerenciador estão as
informações sobre cada cliente dessa operadora. De acordo com a solicitação do serviço, um
servidor de aplicações gera ou busca na Internet os dados necessários, converte-os para a
linguagem WML e os envia para o browser no telefone celular do cliente.
4.2.3
Computao Mvel
Outra abordagem para convergência digital que serve como experiência para a estratégia, que
será proposta é a computação móvel. Essa tecnologia se beneficiou dos avanços da telefonia
celular para integrar sistemas de computação à mobilidade permitida pela telefonia móvel.
Portanto, computação móvel é uma tecnologia que oferece transmissão e recepção de
(lados dentro de unia grande área de cobertura, utilizando uma rede de troca de pacotes (em
inglês packet-switched network) [47].
Todavia, não se deve confundir esse tipo de tecnologia com a simples utilização de um
laptop ligado a um celular e este último a um provedor de acesso a Internet. Aparentemente
é a inesma coisa, porém este artifício é limitado pela largura de banda disponível nas redes
de telefonia celular [48].
As empresas de telefonia celular operam com redes de circuitos cruzados (eiri inglês circuitswitched networks), onde o tamanho das células de informação é muito grande. Sendo assim,
a quantidade de usuários utilizando o sistema interfere substancialmente na banda, disponível.
Isto acontece porque quanto maior o número de usuários, maior a quantidade de células de
informação trafegando no sistema acarretando uma sobrecarga no tempo de transmissão das
células e tornando difícil manter a qualidade do serviço.
4.2.3.1
Arquitetura da Computação Móvel
A proposta principal da computação móvel é manter o usuário sempre conectado a rede em
qualquer lugar onde esteja. Para isto, deve-se considerar dois elementos: hosts móveis (HMs)
(de onde os usuários têm acesso) e estações base (EBs) [38, 49].
41
As estações base são, na verdade, servidores (chamados servidores de lo(alização) com
uma interface específica para lidar com hosts móveis. Cada um destes se comunica diretamente com uma estação base a cada momento. Pode-se interpretar as estações base como
roteadores. A área a qual uma estação base abrange é chamada de célula, conforme ilustrado
na Figura 4.4.
Figura 4.4: Arquitetura da Computação Móvel [38].
Para cada host móvel associa-se um endereço IP que será cadastrado em servidores de
localização (SLs). Estes SLs nas estações base mantém um banco de dados com a localização
de cada um dos HM pertencentes a rede que eles servem.
Sendo assim, sempre que um HM mudar de localização na rede - ou seja, sempre que
mudar de célula - o SL atualiza o banco de dados com a nova célula onde o servidor móvel
está conectado.
A posição na rede de um HM é representada como o endereço IP da estação base a qual
está conectado. Portanto os pacotes IP que são enviados ao HM passam primeiro pela estação
base. Ela mantém urrra lista dos hosts móveis que estão conectados a sua rede.
Uma vez definidos os elementos da arquitetura, o protocolo a ser seguido, especificado em
[49], é o seguinte:
42
1. Quando um HM muda de localização na rede deve notificar a estação base anterior a
mudança de localização. Ou seja, qual a nova célula em que se encontra.
2. No SL, as notificações da movimentação do servidor são usadas para manter urda base
de dados com a posição atual do servidor móvel. Quando o SL recebe uma notificação
que um HM está se desconectando da sua rede de origem, ele intercepta qualquer pacote
IP mandado ao HM na rede de origem.
3. Ao notificar ao novo SL que está se conectando, o HM passa a receber todos os pacotes
IPs que estavam direcionados a ele. Isto ocorre porque o novo SL avisa ao antigo que
um novo HM se cadastrou.
Ao seguir este protocolo, a tecnologia de computação móvel traz algumas vantagens ria
sua utilização.
4.2.3.2
Vantagens da Utilização de Computação Móvel
As vantagens trazidas pela computação móvel vão além da mobilidade. Em segunda instancia, é uma nova forma de comunicação que envolve muito mais do que simples troca de
informações. Envolve também o processamento delas.
E a possibilidade de processamento remoto de informações - mesmo sendo errs pequena
escala - que vai permitir a profissionais cujo trabalho exige deslocamento uma vantagem
adicional.
Por exemplo, vendedores externos podem acessar os dados dos clientes quando estiverem
visitando-os. Ou ainda, médicos podem visitar seus pacientes nas suas casas e acessar tis
registros de cada um remotamente, fazer diagnóstico com ajuda de sistemas especialistas e
ainda consultar colegas de profissão caso necessário.
4.2.3.3
Próximos Objetivos na Tecnologia de Computação Móvel
Os próximos objetivos que a tecnologia de computação móvel tentará atingir são principalmente os seguintes [48]:
43
• Prover conexões persistentes.
• Autenticações entre domínios.
• Técnicas de compressão para conservar a largura de banda nas transmissões para hosts
móveis.
• Técnicas de detecção e uso otimizado de diferentes ambientes operacionais (caso o
servidor móvel ligue-se a uma estação base com um sistema operacional diferente, com
outros dispositivos, etc.).
• Balanceamento de carga dinâmico de estações base.
4.2.3.4
Empresas Líderes
Existe uma gama de empresas que estão trabalhando com computação móvel. Cada uma delas
contribuindo com pesquisas e desenvolvimento na área onde melhor atuam. As principais
são as seguintes:
• Operadoras de serviços telefônicos: British Telecom[60], AT&T, MCI.
• Empresas de desenvolvimento de software: IBM [61], SUN Microsystems [62]. Microsoft
[631.
• Fabricantes de equipamentos para redes: CISCO [64].
• Fabricantes de equipamentos para comunicação remota: Nokia [65], Ericsson [66], Lucent [56], Motorola [58].
4.2.4
Cable Modems
A tecnologia de cable modems também pode ser observada para se tirar lições proveitosas
na área de convergência digital. Em linhas gerais, esta tecnologia permite a utilização (Ia
infra-estrutura das TVs a cabo para disponibilizar acesso à Internet.
44
A velocidade de acesso é uma das vantagens da utilização desta tecnologia. A primeira
geração de cable modems operava com uma taxa de transmissão de cerca de 500 Kbits por
segundo [39]. Hoje, as empresas já desenvolvem dispositivos capazes de transmitir até 30
Mega bits por segundo (Mbps): uma enorme diferença em favor dos cable modems. No Brasil,
um modem convencional operando em linhas telefônicas suporta uma taxa de transmissão
k
de até 56 Kbps.
4.2.4.1
Arquitetura de Cable Modems
Uma arquitetura típica que se utiliza de cable modems, representada na Figura 4.5, envolve
os seguintes componentes:
Figura 4.5: Arquitetura da Tecnologia de Cable Modem [39].
• Headend: responsável pelo processamento do sinal que será enviado pelo cabo mestre.
• Cabo mestre: responsável pela distribuição do sinal (de TV e dados).
• Cabo de distribuição: responsável pela distribuição do sinal em uma pequena área.
• Cabo de ligação: responsável pela ligação do cabo de distribuição a um prédio ou
residência.
• Equipamento terminal: equipamento que receberá o sinal. Pode ser uma TV, um PC
ou ainda uma rede local de PCs, por exemplo.
45
Os componentes interagem da seguinte forma:
1. Sinais de várias fontes (satélite ou estações de TV) são recebidos e processados no
head-end.
2. Em seguida os sinais são enviados pelo head-end pelo cabo mestre para ser distribuídos
em uma grande área (como uma cidade, por exemplo).
3. Os cabos de distribuição, que são menores em diâmetro, conectara-se ao cabo mestre e
distribuem o sinal em uma área um pouco menor (como em um bairro).
4. Para os assinantes do serviço, é conectado um cabo de ligação direto ao equipamento
terminal que está recebendo a transmissão.
Os dados enviados pelo cabo são modulados em um sinal que varia entre 42 MHz e 750
MHz e enviados junto com os demais canais de TV. Sendo assira, pode-se imaginar a Internet
couro um canal de TV adicional sendo enviado pelo cabo.
Quando os dados chegam à residência do usuário, eles são decodificados pelo cable modem.
A estrutura típica deste dispositivo, descrita na Figura 4.6, funciona da seguinte forma:
1. 0 sintonizador converte o sinal de TV em uma freqüência baixa (6-40 MHz) e envia
para o demodulador.
2. 0 demodulador corrige os erros e separa os dados e o sinal de TV.
3. 0 M.A.C. ( Media Access Control) executa o protocolo de transmissão e recepção de
dados.
46
4. Os dados recebidos no M.A.C. são traduzidos por um hardware específico (que pode
ser a TV ou unia placa Ethernet, USB, PCI bus ou outra qualquer).
5. 0 modulador converte os sinais de retorno (aqueles enviados de volta pelo usuário) na
freqüência a qual o usuário está sintonizado (especificada no sintonizador) e os envia
de volta pelo cabo.
4.2.4.2
Vantagens na Utilização da Tecnologia de Cable Modems
Além (Ia velocidade de acesso, os cable modems podem facilitar a convergência de TV e
sistemas multimídia, já que dados e programas de TV são transmitidos pelo mesmo canal
físico. Aplicações como vídeo sob demanda, por exemplo, com todas as funções previstas
(as mais comuns nos aparelhos de vídeo cassete como avançar, retroceder ou dar uma pausa
rio filme) podem ser mais facilmente implementadas, se houver uma forma de siri cronisino
provida, pelo cable modem.
4.2.4.3
Próximos Objetivos da Tecnologia de Cable Modems
Os próximos objetivos nesta tecnologia são:
• Preço: cerca de US$ 300,00 por cable modem ainda é uma quantia muito alta e pode
ser reduzida.
• Gerenciamento: ainda não está bear definida uma política de gerenciainento para assegurar confiabilidade no sistema de transmissão e recepção.
4.2.4.4
Empresas Líderes
As empresas que atualmente competem pela liderança no mercado de cable modems são:
AT&T, Time Warner [67], Microsoft [63], Comcast.
4.2.5
Set-top Boxes
Muitas publicações [68, 69, 70, 71] têm enfatizado o uso dos Set-top Boxes para viabilizar
a televisão interativa. A função principal de um Set-top Box (STB) é dar ao usuário a
47
possibilidade de integração de vários aparelhos como, por exemplo, vídeo cassete, televisão,
PC e joysticks. Essa integração é feita a partir da manipulação de sinais digitais enviados
por cada um dos aparelhos.
Outra função do STB é servir como conexão com uma rede que ligará o usuário ao mundo
externo. Em outras palavras, o STB é o dispositivo que receberá dados de uma infra-estrutura
de comunicação (por exemplo Internet, TVs a Cabo, Satélites) [8].
4.2.5.1
Arquitetura do Set-top Box
Para melhor entender a arquitetura de um STB pode-se dividi-la em duas partes: a arquitetura de hardware, ilustrada na Figura 4.7, e a de software. A arquitetura de hardware típica
de um STB inclui:
Figura 47:
. Arquitetura de Hardware do S et Top Box [68 ] .
• Subsistema de processamento: controlado por um pequeno sistema operacional em
tempo real responsável pela gerência de recursos e aplicações. 0 subsistema contém
dois tipos de memória:
48
- ROM ( Read Only Memory): contendo o código de inicialização e os serviços
básicos do sistema operacional.
- DRAAM (Dynamic Random Acess Memory): memória que pode ser compartilhada
entre o sistema operacional, as aplicações e os dados.
• Subsistema de controle de periféricos: que habilita os usuários a conectar periféricos
ao STB. Esses aparelhos podem ser vídeo cassetes, câmeras de vídeo, aparelhos de
CDROM, entre outros.
• Subsistema de vídeo: responsável pela descompressão de vídeo no formato MPEG
(utilizado, nesse caso, para traduzir o formato digital para o formato analógico, próprio
das TVs comuns).
• Subsistema gráfico: responsável pela aceleração de vídeo para aplicações gráficas era
duas ou três dimensões como ,jogos ou mundos virtuais (no caso (Ia integração da TV
com um PC ou video game).
• Subsistema de áudio: responsável pela decodificação de áudio que é recebido em paralelo
coar o vídeo. Esse subsistema ainda pode tratar áudio digital de alta fidelidade.
• Interface de Rede: responsável pela conexão do usuário cone uma rede privada ou a
Internet.
Por outro lado, a arquitetura de software, ilustrada na Figura 4.8, é fornada pelas
seguintes camadas:
1. Camada de Abstração de Hardware: nessa camada estão os softrrwares específicos (~l.ri.vers)
para cada equipamento (vídeo, áudio e rede por exemplo).
2. Micronúcleo: um pequeno sistema operacional em tempo real é mantido nessa camada
para criação, interrupção e comunicação entre processos, alocação e gerenciamento de
recursos (incluindo memória, acesso a periféricos, entre outros).
3. Camada de Bibliotecas e Drivers: interfaces para programas que utilizara a rede, controle de vídeo e gráfico, e interfaces para o usuário são armazenados nessa camada.
49
Figura 4.8: Arquitetura de Software do Set Top Box.
4. Camada de Aplicações: na última camada da arquitetura de software localizam-se as
aplicações que eventualmente podem ser copiadas da Internet.
4.2.5.2
Vantagens na Utilização de Set-top Boxes
Esta tecnologia permite que se aumente a funcionalidade básica de um aparelho de TV, ao
mesmo tempo que integra vários dispositivos domésticos. Esta linha é uma abordagem para
a convergência de sistemas computacionais e sistemas de televisão.
4.2.5.3
Próximos Objetivos da Tecnologia de Set-top Boxes
Um dos próximos objetivos a serem vencidos é o preço que ainda continua alto para atingir uma grande massa de usuários. Além disso, não há uma padronização que garanta a
interoperabilidade entre fabricantes.
4.2.5.4
Empresas Líderes
As empresas que estão liderando o mercado de Set-top Boxes são: Nortel [72], Zenith [73],
Hewlett-Packard, AT&T, Microsoft [63], Motorola [58], Samsung [74] e Apple [75].
50
4.2.6
Observações nas Abordagens de Convergência Digital
Observou-se que em todas as abordagens de convergência digital mencionadas existia uma
preocupação com a satisfação do usuário. Ou seja, as tecnologias convergem para que o
usuário tenha serviços de qualidade e baixo custo.
A qualidade do serviço é a primeira preocupação que deve ser levada em conta para
garantir a satisfação do usuário. Pode-se definir qualidade de serviço - em inglês Quality of
Service
( QoS) - como um nível mínimo de desempenho em sistemas de comunicação para se
ter um serviço satisfatório [76]. Porém, além da QoS, é necessário que o acesso ao serviço
seja feito de forma intuitiva, simples, sem que seja preciso aprofundar-se nos conhecimentos
acerca do dispositivo que acessará o serviço.
Uma das maneiras de se disponibilizar bens e serviços, com uma forma simples de acessál os, é fazendo um casamento da tecnologia de sistemas de televisão e sistemas computacionais.
Na Seção 4.3.3 será discutida unia estratégia de convergência, desses sistemas.
A estratégia de convergência adotada pelo Projeto Cossack e nesta dissertação se baseia
nunca análise de alguns dados da utilização de tecnologias de comunicação e de sistemas de
TV no Brasil. Na próxima seção, será mostrado um estudo que foi feito com base nos dados
fornecidos pelo Instituto Brasileiro de Opinião Pública (IBOPE) [36] que datara do período
de 1997 a 1999.
4.3
Realidade Brasileira na Utilização de Tecnologias
A seguir será mostrada qual a situação atual do Brasil em relação a utilização das tecnologias envolvidas em uma convergência de sistemas televisivos e computacionais.
Os (lados
apresentados nas próximas seções servirão como reforço para a escolha da TV como ponto
de partida para a convergência digital proposta.
51
4.3.1
Utilização de Aparelhos de TV
Para se traçar um perfil da realidade brasileira no que tange o acesso a TV, foram obtidos
alguns dados do 11301- L. A primeira coleta de dados, feita em Março de 1999, pesquisou
a posse de televisores e a forma de recebimento do sinal de televisão. Considerou-se uma
amostra de 10 milhões de domicílios.
Pode-se observar no gráfico da Figura 4.9 que 93% da população tem acesso a TV. Todavia, apenas 6% tem acesso a TV por assinatura. Isto mostra que o acesso a TV via cabo
(onde as empresas Net/Multicanal e TVA dividem o mercado) ou diretamente por satélite
(cujo mercado é dividido pelas empresas Sky e a DirectNet) ainda é limitado no Brasil.
Figura 4.9: Posse de aparelhos de TV no Brasil em 1997. Fonte: IBOPE [36].
Uma outra coleta de dados, ilustrada no gráfico da Figura 4.10, considerando o acesso a
TV em duas grandes áreas do país, mostrou que nas regiões Norte e Nordeste (tidas como as
mais pobres no Brasil), cerca de 13% dos lares não possui acesso à TV. Em contrapartida, a
pesquisa na região da Grande São Paulo aponta que apenas 3% dos lares não tem aparelhos
de TV.
Há ainda outra pesquisa, ilustrada na Figura 4.11, que registrou o acesso a TV de acordo
com a renda familiar. Verifica-se que a porcentagem de famílias com menos de um salário
mínimo que não possui TV gira em torno dos 32%. Todavia, quando a renda familiar aumenta
para dois salários mínimos, a porcentagem de pessoas que não tem acesso a aparelhos de TV
diminui para 12%.
52
Figura 4.10: Penetração de aparelhos de TV em regiões do Brasil em 1997. Fonte: IBOPE
[36].
Estes dados sugerem que um dos primeiros equipamentos eletrônicos adquiridos pela
população mais pobre, quando passa a ter uma renda melhor, é um aparelho de TV. Portanto,
pode-se concluir, com base nos dados obtidos, que a TV está presente em todos os níveis
sociais e a maioria da população no Brasil tem acesso a ela. Contrastando com a presença
quase totalitária da TV observa-se o uso da Internet no Brasil. Na Seção 4.3.2 será mostrada
qual a situação do país no que tange a utilização da rede mundial.
Figura 4.11: Porcentagem da população com acesso a aparelhos de TV de acordo com a
renda familiar em 1997. Fonte: IBOPE [36].
53
4.3.2
Acesso a Internet
Para se acessar a Internet a partir de casa é preciso uma infra-estrutura básica composta de
linha telefônica e um PC com modem. Verificou-se qual o acesso da população brasileira aos
componentes necessários para garantir o acesso a rede.
Em relação ao uso do telefone, os dados de 1999 do IBOPE [36] mostram que 50% da
população tem telefone fixo (e 7% tem telefone celular). Entre 80% e 90% dos entrevistados
das classes sociais A e B responderam que possuem telefone fixo. Enquanto nas classes C, D
e E, entre 22% e 49% responderam que possuem telefone fixo.
A pesquisa feita pelo IBOPE, registrou que 28% dos entrevistados (36 milhões de pessoas)
possui ou tem acesso a um computador em casa, na escola ou no trabalho. Ou seja, essas
pessoas têm potencial para acessar a rede mundial. As Figuras 4.12, 4.13 e 4.14 mostram as
estatísticas.
Figura 4.12: Porcentagem dos entrevistados com acesso a Internet que acessam de casa.
Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999.
Sendo assim, mais de 70% dos entrevistados ainda não tem meios de acesso à Internet.
Figura 4.13: Porcentagem dos entrevistados com acesso a Internet que acessam da escola.
Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999
54
Figura 4.14: Porcentagem dos entrevistados com acesso a Internet que acessam do trabalho.
Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999.
Dos 30% da população com condições para utilizar a rede mundial, projeta-se a quantidade
aproximada de 3,3 milhões de pessoas, ou seja cerca de 9% da população brasileira, acessando
a Internet.
Portanto pode-se concluir que apenas uma parcela da população brasileira tem acesso a
Internet. Entretanto, para complementar a pesquisa investigou-se a situação de quem faz
parte dos 9% da população que tem acesso. Foi pesquisado a quanto tempo se usa a Internet,
qual a renda, o grau de instrução e quais os hábitos dos usuários da rede.
Em relação ao tempo de uso, a maioria (43% dos entrevistados) usa a rede mundial há
mais de dois anos. Contra apenas 14% daqueles que utilizam a menos de 6 meses, conforme
ilustrado na Figura 4.15.
Figura 4.15: Tempo de utilização da Internet. Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999.
Quanto a renda, observou-se que 30% das famílias dos usuários ganham entre 10 e 20
salários mínimos, 42% ganham acima de 20 salários mínimos e apenas 29% das famílias
ganham menos de 10 salários. Isto mostra que acessar a rede mundial ainda é privilégio das
classes média e alta no Brasil, como está ilustrado no gráfico da Figura 4.16.
Em relação à escolaridade, cuja distribuição pode ser vista no gráfico da Figura 4.17, a
55
Figura 4.16: Distribuição de renda das famílias das pessoas que acessam a Internet no Brasil.
Fonte: IBOPE [36], Dezembro/1999
maior parcela (46%) tem o segundo grau completo. Em seguida, 20% tem curso superior e
apenas 8% são pessoas com pós graduação. Finalmente, 19% dos usuários tem primeiro grau
completo.
Figura 4.17: Grau de instrução das pessoas que acessam a Internet no Brasil. Fonte: IBOPE
[36], Dezembro/1999
Nota-se portanto que a Internet está sendo mais usada por jovens em idade escolar ou
recém saídos da escola. Isso pode indicar que essa geração vai estar bem preparada para
utilizar a rede mundial como fonte de pesquisas e serviços. Além disso, eles estarão acostu56
mados às tecnologias envolvidas na utilização da rede. Exemplos de tecnologias que utilizam
a Internet como canal facilitador de convergência foram descritos na Seção 4.2.
Finalmente, em relação aos hábitos dos usuários da Internet no Brasil, observou-se que
52% a utilizam mais de uma vez por dia e, por conta disso, deixam de fazer outras atividades
como ler ou assistir TV, conforme ilustrado nos gráficos da Figura 4.18.
Figura 4.18: Hábitos das pessoas que acessam a Internet no Brasil. Fonte: IBOPE [36],
Dezembro/1999.
4.3.3
Convergência de TV e PC no Brasil
A televisão sofreu poucas inovações desde sua criação, conforme apresentado no Capítulo
3. As mudanças se concentraram bem mais na infra-estrutura (e. g. transmissão do sinal,
resolução, quantidade de canais), do que na forma que o usuário assiste e interage com a TV.
Atualmente, as emissoras de TV estão tentando inovar aumentando o grau de participação
do seu cliente - o telespectador - com a programação transmitida.
No Brasil, emissoras
que utilizam essa estratégia estão usando dois meios para atingir seu objetivo: sistemas de
telefonia (principalmente telefones e fax) e a Internet (principalmente correio eletrônico).
Essas táticas são apenas os primeiros passos e ainda estão longe de garantir uma verdadeira participação do telespectador no programa que está sendo assistido. Na verdade, o
que está acontecendo pode ser caracterizado como uma consulta à massa de telespectadores
57
para garantir uma maior audiência. Pode-se afirmar que essas táticas são uma forma de ditadura televisiva, onde um pequeno conjunto de telespectadores que contataram a emissora
decidem a programação de todos os demais.
Em alguns programas, como o Roda-Viva, Vitrine', o Teleguiado' e o Observatório da
Imprensa
10
,
alguns dos telespectadores são tratados individualmente. Mesmo nesses casos, a
quantidade de telespectadores que participam efetivamente do programa, não é grande. Isso
não indica que houve uma convergência, mas sim uma justaposição de tecnologias.
A diferença entre justaposição e convergência de tecnologias é sutil. No primeiro caso,
as tecnologias estão ao dispor do usuário, porém não são usadas de forma integrada, em
um único dispositivo. Tampouco não há mudança na maneira como o usuário utiliza essas
tecnologias para interagir.
No segundo caso, um único dispositivo permite a utilização de duas ou mais tecnologias.
Além desse fato, o usuário não percebe qual tecnologia está em uso em determinado momento
e, finalmente, a forma de interação do usuário com seus pares ou com outros sistemas é
diferente da qual ele estava acostumado.
4.4
Sumário
Dois foram os assuntos principais deste capítulo. 0 primeiro, convergência digital, tratou de
definir o conceito e o quanto se pesquisa sobre ele. 0 segundo assunto tratado foi a realidade
brasileira na utilização de Televisão e Internet. Ambos os assuntos são necessários para que o
leitor se situe em relação às pesquisas desenvolvidas neste trabalho e qual o déficit brasileiro
nessa área.
Pôde-se constatar, portanto, que o Brasil ainda tem muito espaço para desenvolvimento
em convergência de tecnologias. Mais do que isso, o país tem carência de investimentos nessa
área, já que boa parte da população ainda não tem poder aquisitivo suficiente para ter acesso
7
Programa produzido pela TV Cultura de São Paulo e transmitido geralmente às segundas-feiras.
produzido pela TV Cultura de São Paulo e transmitido geralmente às quartas-feiras.
,9
Programa produzido pela MTv ( Music Television) de São Paulo e transmitido diariamente.
10
Programa produzido pela Televisão Educativa (TVE) do Rio de Janeiro e transmitido às terças-feiras.
8Programa
58
às tecnologias mencionadas.
Alguém poderia questionar se esse tipo de pesquisa não deve ser objeto de estudo apenas
em países desenvolvidos, com muito dinheiro para se gastar em projetos. Entretanto, está
claro que, pelo tamanho do "continente" brasileiro, necessita-se de convergência digital, utilizando formas baratas e já disseminadas como PCs e TVs, para integrar todo o território e
assim prover acesso a comunicação, difusão de informação, a boa educação, entre outros.
59
CAPITULO
5
Arquitetura da Estação de Gerenciamento de Serviços Interativos
"Chraque problème que j'ai resolu
est devenu une refile qui a servi aprés
à résoudre d'autres problèrnes. "
René Descartes.
Neste capítulo propõe-se uma arquitetura para uma Estação de Gerenciamento de Serviços
Interativos (EGSI). E necessário, contudo, que alguns conceitos básicos envolvidos na arquitetura e seus objetivos sejam esclarecidos inicialmente.
O conceito de interatividade é o primeiro a ser definido, por formar a essência dos serviço,,
interativos (SI). Em seguida, explica-se o que são os SIs e suas características no âmbito deste
trabalho para que, fundamentada no conceito de SIs, detalhe-se a EGSI mostrando quais os
elementos que a compõem e como eles interagem. Após a, especificação da EGSI, são descritas
as formas de interação das EGSIs entre si e delas com os usuários.
60
Capítulo 5 - Arquitetura de Serviços Interativos
5.1
Interatividade
O principal conceito envolvido na definição de serviços interativos chama-se "interatividade".
A discussão sobre qual o significado desse termo varia segundo as visões das Ciências Humanas
(em particular, Comunicação Social e Sociologia) e, mais recentemente, da Informática [77].
De acordo com [77], em cada área do conhecimento, o conceito de interatividade tem
sua peculiaridade. Em sociologia diz-se que a interatividade ocorre quando dois ou mais
indivíduos dentro do mesmo contexto social compartilham, trocam e negociam mensagens
entre si, adaptando seus comportamentos e ações. Isso pressupõe que os indivíduos estão
conscientes da presença dos demais. Este tipo de visão sobre interatividade será designado
neste trabalho pelo termo "InterSoc".
Em contrapartida, no campo da Comunicação Social, a interatividade se dá entre aqueles
que produzem um conteúdo com significado e aqueles que consomem esse conteúdo. Observase, portanto, que há um interlocutor, i. e., um meio de comunicação entre os envolvidos
no processo. 0 termo "InterCom" designará este tipo de visão sobre interatividade nesta
dissertação.
Em Informática, existe ainda uma terceira conotação, baseada na relação entre o ser humano e a máquina. Interatividade, neste caso, refere-se a um estilo de processamento que,
no início da Informática, era em feito em lote e depois evoluiu para o processamento interativo. Nesse segundo estilo, é possível observar resultados parciais produzidos pelo programa
ere execução e, com base neles, tornar a decisão sobre quais as próximas informações que
serão fornecidas [78]. Ou seja, pode-se determinar ou alterar o comportamento do programa on sistema de software. Designa-se, usando o termo "Interlnf", este tipo de visão sobre
interatividade neste trabalho.
Aprofundando-se um pouco mais no conceito, visto sob a óptica da informática, tem-se
dois tipos de interação: a reativa e a simulação de diálogo. No primeiro tipo, o software dá
alternativas para que o usuário "rea,ja" e assim determine o comportamento do programa. Por
exemplo, interfaces que apresentara botões. No segundo tipo, o software apresenta formulários
para serem preenchidos.
61
Na Tabela 5.1, a seguir, está a síntese das definições.
Tabela 5.1: Visões das Ciências sobre o conceito de interatividade
Assim, o conceito de interatividade está associado ao de comunicação e relação entre
indivíduos, seja diretamente por ações, comportamentos e palavras, ou seja intermediado por
meios computacionais ou de comunicação.
Em [79], os autores fazem uma distinção entre três tipos de comunicação que podem
ilustrar o conceito de interatividade. São eles:
• A comunicação unidirecional, onde as mensagens são enviadas de um produtor para
um consumidor seguindo apenas um fluxo. Nesse caso, as mensagens seguem uma
ordem, indicando que uma mensagem vem após a outra, sempre do mesmo emissor.
Por exemplo, em um livro onde o autor escreve para o leitor. Conforme esquema
apresentado na Figura 5.1.
Figura 5.1: Esquema de Comunicação Unidirecional
• A comunicação bidirecional (ou reativa), onde as mensagens são trocadas entre os participantes porém cada uma delas está relacionada apenas com a última. Por exemplo,
quando se opera um programa de computador, conforme esquematizado na Figura 5.2.
62
Figura 5.2: Esquema de Comunicação Bidirecional
• A comunicação interativa, onde as mensagens são trocadas entre os participantes porém
cada uma delas têm relação com todas as suas antecessoras. Por exemplo, quando temos
uma conversa informal coar um amigo, de acordo coar o esquema da Figura 5.3.
Figura 5.3: Esquema de Comnunicação Interativa
Observa-se que, quando há comunicação interativa, as mensagens são geradas em função
de suas antecessoras. Diferente da comunicação bidirecional, onde cada mensagem é função
apenas da última recebida.
Pode-se formalizar matematicamente esses conceitos e com isso verificar se um sistema
é interativo (Interlnf, InterCom ou InterSoc), colocando os produtores das mensagens em
função do tempo t, da seguinte forma: Suponha que Pit
indica a geração de mensagens
Mj , j
7-nod
nt)+r,
t > 0 seja uma função que
> 1 por um dos ri, produtores.
No tipo de comunicação unidirecional, utilizando o conceito InterCom, tem-se a equação:
(5.1)
onde a função Pra, (x• ) sempre gera novas mensagens sem relação com as anteriores.
63
No tipo de comunicação bidirecional, utilizando o conceito Interlnf, a equação é um pouco
mais elaborada. Inicia-se com a seguinte premissa, indicando que o primeiro produtor (nesse
caso, pode ser tanto o software quanto o operador) enviou a primeira mensagem, no tempo
(t = 0) inicial:
(5.2)
A equação portanto é:
(5.3)
Finalmente, no tipo de comunicação interativa, utilizando da premissa 5.2, tem-se a seguinte equação:
(5.4)
Dentro do escopo deste trabalho existem duas conotações distintas para o conceito de
interatividade.
Na primeira, quando a relação entre pessoas estiver envolvida, define-se
interatividade como a atividade de troca, compartilhamento e negociação de mensagens interrelacionadas, na presença ou não de um interlocutor, dentro de um contexto social. Nesse
caso, será usado o termo "InterSocial".
Na segunda, quando se tratar de relacionamento entre software, ou entre software e pessoas utilizando interfaces reativas ou simulações de diálogo, define-se interatividade simplesmente como comunicação bidirecional, definida pelo termo "InterBi".
5.2
Serviços Interativos
Para se definir serviço interativo (SI), recorreu-se primeiro ao dicionário [80] que descreve o
termo "serviço" como "satisfação direta de uma necessidade pela utilização de um bem ou de
uma prestação de trabalho". Se for acrescentado o adjetivo ìnterativo' a essa definição, criase uma nova classe de serviços onde a relação entre o provedor do serviço e seu beneficiário é
enriquecida com novas possibilidades de interferência no processo de "compra e venda" por
ambas as partes.
64
Em outras palavras, além de satisfazer o cliente em suas necessidades, os SIs devem
prover meios para que se possa acompanhar a execução do serviço ou a materialização do
bera solicitado. Isto significa que o consumidor desse SI, deve ter formas de verificar se o
serviço está sendo executado de acordo com o especificado, alterar essas especificações em
tempo hábil (antes de sua implementação definitiva), entre outras [81]. Para que isto seja
i mplementado, é preciso que hajam formas de comunicação bidirecional entre o consumidor
e os Provedores de SIs (PSIs). Uma dessas formas são aplicações hipermídia distribuídas
interativas.
Existem ainda, segundo Michael Adams [82], os serviços chamados on-demand. Esse tipo
de serviço se caracteriza por requisições de serviços, seja através de uni canal de entretenimento on outros meios, como telefone, por exemplo. Nesse caso, não se considera como
serviço interativo, pois a comunicação é unidirecional, do provedor para o cliente. Exemplos
desses serviços são rraovies-on-demand, news-on-demand e sports-on-demand.
5.2.1
Características de Serviços Interativos
Além de implementar os conceitos de interatividade (InterSocial e InterBi) como diferencial,
os SIs tem outras características como personalização, níveis de abrangência e preservação
(Ia estrutura comunitária.
5.2.1.1
Personalização
Os serviços interativos propostos pelo projeto Cossack são personalizados porque, por definição, eles estabelecera formas de comunicação com o consumidor para que haja, participagão
na execução do serviço ou materialização do bem a ser adquirido. Isto significa que o consumidor relaciona-se diretamente com quem os providencia, acompanhando o desenvolvimento
dos serviços e estabelecendo critérios para a execução.
Sendo assim, quanto maior o número de critérios estabelecidos pelo consumidor maior a
possibilidade de atingir o nível de satisfação esperado. Entretanto, é necessária a existência
de um padrão a partir do qual o consumidor do serviço possa se basear antes de estabelecer
seus critérios. Esse padrão pode evitar que a especificação dos critérios pelo consumidor seja
65
uma tarefa cansativa.
Além de serem personalizados, outra característica, pertinente aos SIs é o conceito de nível
de abrangência descrito a seguir.
5.2.1.2
Nível de abrangência
Os serviços podem ser caracterizados de acordo com níveis de abrangência. Define-se nível
de abrangência de um SI como o grupo de consumidores dentro de uma área geográfica
determinada que podem utilizar aquele SI. Em outras palavras, o nível de abrangência de um
SI é a, sua área de atuação. Fora dos limites dessa área, a implementação do SI pode ter seus
custos e o tempo de execução aumentados, tornando-o impraticável, apesar de ainda poder
ser factível.
Pode-se citar, como exemplo, um serviço de entrega de pizzas que tend seu nível de
abrangência local, pois é inviável um entregador de pizza se deslocar além do perímetro da
cidade para entregar uma pizza (embora seja possível). Já um serviço de compras de livros
via Internet terá um nível de abrangência global pois, depois dos livros comprados, estes
podem ser entregues em qualquer parte do globo via Correios.
De fato, apenas o provedor de um SI pode determinar o nível de abrangência. Isto é
feito tomando-se como base o quanto será investido, qual a tecnologia a ser utilizada na
i mplementação e se há uma aceitação desse serviço por parte dos usuários.
Considerando os níveis de abrangência, observa-se outra característica de SIs chamada
estrutura comunitária, descrita a seguir.
5.2.1.3
Estrutura Comunitária
Identifica-se a estrutura comunitária de um SI como o grupo de consumidores, não necessariamente na mesma área geográfica, que se beneficia de um serviço interativo e, por isso,
envolvem-se em um contexto social criado por eles próprios ao utilizarem o serviço. Entretanto, é o provedor do SI que deve facilitar a criação dessa estrutura comunitária, fornecendo
meios para que os usuários interajam entre si e com o próprio sistema que implementa o SI.
Esse sistema é composto pelos software e hardware usados para implementá-lo e as pessoas
66
que o operam.
Observa-se portanto, que essa característica de SIs está fortemente relacionada ao conceito
de interatividade. Isso significa que um serviço torna-se mais interativo quando um contexto
social é preparado ou criado à medida em que as pessoas o utilizam. Esse contexto social
pode ser implementado como um ambiente virtual social, onde as pessoas podem formar sua
própria estrutura comunitária [83, 84, 851.
A comunidade criada por essa estrutura que os próprios usuários constroem facilita a
utilização do SI. Isso acontece porque o sistema que implementa o SI passa a conhecer as
variações e o comportamento padrão dos consumidores que o utilizam e com isso pode personalizar ainda mais seu atendimento.
Estando definidas as características dos SIs, a próxima seção apresenta a proposta de uma
arquitetura de uma estação para o seu gerenciamento.
5.3
Estação de Gerenciamento de Serviços Interativos
Para que um serviço interativo exista e seja utilizado, precisa-se que haja convergência entre
canais de divulgação, e. g. a televisão, e meios de acesso e utilização. como os sistemas
computacionais.
Dessa forma, para gerenciar a interação entre os Provedores de Serviços Interativos (PSIs),
estações de TV e usuários, existe a Estação de Gerenci.amento de Serviços Interativos (EGSI).
Cada EGSI pode conter uma estação de TV e um ou mais PSIs responsáveis por SIs gerais,
mas sempre possui um PSI específico, chamado PSITV, para prover serviços relacionados à
estação de TV, como o horário da programação, informações sobre programas e atores, por
exemplo.
A arquitetura típica de uma EGSI está ilustrada na Figura 5.4. Nela, cada. PSI possui
uma base de serviços que contém todo o sistema (hardware, software e as pessoas que operara
o sistema) necessário para prover cada SI implementado e uma base de dados multimídia
que contém imagens, áudio, vídeo clipes, entre outros dados relacionados ao SI. 0 PSITV,
em particular, é composto pela base de serviços e da base multimídia (que fazem parte da
67
estrutura de um PSI convencional), pela estação de TV, que vai transmitir os programas de
TV convencionais, e da biblioteca de programas de TV. A relação entre os PSIs, inclusive
o PSITV, e o usuário é intermediada pelo Gerenciador de Controle da EGSI (GCegsi). 0
GCegsi é responsável pelo gerenciamento e controle de toda EGSI, incluindo o gerenciamento
das conexões com o ambiente externo (através da Internet ou uma rede privada).
Figura 5.4: Arquitetura típica de uma EGSI
0 usuário se relaciona com a EGSI a partir dos dados digitais levados pelo VBI (ver
Seção 3.2.3.1), transmitidos pelo sinal de TV junto com a imagem e o sore, e inostrados
em um dispositivo específico. Esses dados digitais, que formarão os Banners (definidos na
Seção 5.3.1), contém o endereço do PSI e os SIs associados. Ao serem clicados, os Banners,
estabelecerão unia conexão para a execução do SI. Essa conexão pode ser feita com o PSI
diretamente ou intermediada pelo GCegsi.
Sendo responsáveis por gerenciá-los, as EGSIs adquirem algumas características dos SIs.
Além disso, como utilizam a TV couro meio para disponibilizá-los, elas também tomam para
68
si a hierarquia de uma rede de televisão (estações de TV locais são subordinadas às estações
de TV regionais que, por sua vez, são subordinadas à estação de TV matriz). Isto significa,,
conseqüentemente, que as EGSIs possuem hierarquia e níveis de abrangência.
Assim sendo, hierarquiza-se as EGSIs do menor para o maior nível de abrangência, da
seguinte maneira:
1. EGSI Local: responsável pelos PSIs locais, ou seja, seu nível de abrangência resume-se
a uma área geográfica pequena, dentro do perímetro de unia cidade (uni bairro, por
exemplo).
2. EGSI Regional: responsável pelos PSIs regionais, que englobara nina área que contém
uma ou mais EGSIs locais (dentro de uma cidade, por exemplo).
3. EGSI SupraRegional: responsável pelos PSIs que abrangera mais de uma região. Essa região pode ser formada pelas regiões dentro de um estado, regiões formadas por
conjuntos de estados.
4. EGSI Nacional: responsável pelos PSIs nacionais.
5. EGSI Global: responsável pelos PSIs que estão presentes em mais de um país ou
conjunto de países.
Essa hierarquia pode ser implementada da seguinte forma: a rede formada pelas EGSIs
Locais (EGSI-L) elege uma EGSI representante que se tornará EGSI Regional (EGSI-R.). A
rede formada pelas EGSI-R,s, por sua vez também elege uma representante para ser a EGSI
SupraRegional (EGSI-SR) e assine por diante, conforme ilustrada na Figura 5.5. Utilizando
essa hierarquia, qualquer SI pode ser acessado, desde que disponível, de qualquer parte do
i nundo. Isto é, um SI que é local a uma coinumdade pode ser estendido a toda uma região
desde que sua EGSI esteja ligada à rede gerenciada por uma EGSI regional.
Uma vez especificados os componentes que formam a EGSI, a próxima seção mostra como
ororre a, integração entre os PSI e a Estação de TV.
69
Figura 5.5: Arquitetura da rede de EGSIs
5.3.1
Integração entre Provedores de Serviços Interativos e Estações de TV
A integração entre os PSIs e a estação de TV se dá a partir dos seus produtos, i. e., serviços
interativos e programas de TV, respectivamente. Dessa integração resulta o que se define
como hiperprograma.
O hiperprograma é a fusão dos elos, transmitidos pelo VBI, que dão acesso a SIs - chamados Banners - e de um programa de TV. Dessa forma, os telespectadores têm acesso a serviços
vinculados ao programa que estão assistindo, abstraindo-se dos aspectos técnicos, conforme
ilustrado na Figura 5.6.
Os Banners são sincronizados com o programa de TV de modo que, para cada contexto
apresentado no programa, existe um conjunto de Banners associados. 0 contexto em um
programa de TV é definido como uma seqüência de imagens que mostram ações e cenários
semanticamente ligados, i. e., cenas onde os personagens, suas ações e cenários se concentram
70
Figura 5.6: 0 Hiperprograma. A) Transmitido pela estação de TV. B) Percebido pelo
usuário.
em uma idéia particular, que faz parte do conjunto de idéias a ser transmitida no programa de
TV. Podem existir um ou vários contextos em um programa de TV. 0 que define a transição
entre contextos é a mudança brusca de personagens ou cenários. No Capítulo 6, seções
6.4, 6.5 há uma descrição de como os Banners e o hiperprograma foram implementados,
respectivamente.
Na EGSI, a integração dos PSIs e da estação de TV para criação do hiperprograma se dá
conforme ilustrado na Figura 5.7. 0 GCegsi é o módulo responsável pela integração. Dentro
dele existem quatro módulos definidos a seguir.
Figura 5.7: EGSI - interação entre PSIs e Estação de TV para produção do Hiperprograma
71
• Módulo Gerenciador de Banners: responsável pelo recebimento dos parâmetros que
formarão os Banners dos PSIs gerenciados pela EGSI. Esses parâmetros são o endereço
do ícone que representará o Banner e do SI associado que estão localizados em algum
ponto da rede.
• Módulo Gerenciador de Programas de TV: responsável pelo recebimento dos programas
de TV produzidos pela estação de TV associada ao PSITV.
• Módulo Integrador PSI-Estação de TV: responsável pela sincronização dos Banners
com o programa de TV. Ou seja, nesse módulo são identificadas as partes do programa
de TV onde os respectivos Banners devem aparecer. A partir de então os parâmetros
são incluídos nas linhas do VBI.
• Módulo Gerenciador de Hiperprograma: responsável pelo armazenamento e gerenciamento dos hiperprogramas já produzidos. 0 gerenciamento incluí enviar os hiperprogramas para serem transmitidos pela estação de TV no horário estipulado previamente,
catalogação dos hiperprogramas, entre outros.
Agora que a arquitetura de uma EGSI foi especificada, o próximo passo, descrito na Seção
5.4,
e mostrar como ocorre a InterBi entre EGSIs.
5.4
Interação das Estações de Gerenciamento de Serviços Interativos Entre Si
As EGSIs interagem. entre si para que um SI esteja acessível por um consumidor que pode
estar localizado em qualquer parte do globo. Para viabilizar essa possibilidade especifica-se,
nessa seção, como ocorre a interação entre EGSIs do mesmo nível e de níveis hierárquicos
distintos para tornar os SIs acessíveis.
Nem sempre um SI disponibilizado a um consumidor está vinculado à EGSI Local, aquela
que abrange pequenas regiões dentro de uma cidade. Eventualmente, pode estar disponível
para todo um estado, ou em algum outro nível de abrangência. Portanto, o problema é como
72
tornar disponíveis SIs que pertencem a EGSIs de outros níveis. Nas próximas seções são
descritas duas estratégias para solucionar esse problema.
A primeira estratégia trata da interação entre EGSIs de níveis hierárquicos distintos. A
segunda, considera a interação entre EGSIs de mesmo nível.
5.4.1
Interação em Níveis Hierárquicos Distintos
O problema reside em disponibilizar um SI que está em um nível hierárquico superior àquele
ao qual pertence o consumidor. Convém lembrar que acessar o SI não faz parte deste problema, visto que o acesso é feito diretamente com o PSI, via Internet ou rede privada.
A solução está contida na própria hierarquia das EGSIs.
Ou seja, como as elas per-
tencem a redes que têm outras EGSIs de níveis hierárquicos inferiores afiliadas, elas podem
compartilhar SIs e suas representações, i. e. os Banners, transmitindo-os pela própria rede.
Desta forma, como exemplo, sempre que uma EGSI Nacional quiser deixar disponível
um SI gerenciados por um dos PSIs vinculados a ela, enviará o Banner relativo a esse SI a
um subconjunto de suas afiliadas regionais que, por sua vez, enviarão às respectivas EGSIs
Locais e assim aos usuários.
0 outro problema de interação entre EGSIs existe quando é necessária a interação entre
EGSIs de mesmo nível hierárquico. A solução está descrita na próxima seção.
5.4.2
Interação no Mesmo Nível Hierárquico
Neste caso, o problema é tornar um SI acessível para consumidores de outra EGSI que está
no mesmo nível hierárquico da EGSI a qual o provedor do SI em questão pertence. Ou seja,
o mesmo SI estará acessível em duas EGSIs em regiões distintas.
A solução não é complexa e reside na definição da rede de EGSIs. Nesse caso, é necessário
que o PSI responsável pelo SI que deseja tornar acessível, negocie com a EGSI do nível hierárquico desejado a inclusão do respectivo Banner no programa de TV transmitido pelo
PSITV dessa EGSI. Uma vez que o consumidor acessa o respectivo Banner uma conexão
direta com o respectivo PSI é estabelecida. Com isso, resolve-se ambos os problemas rela-
73
cionados a interação das EGSIs.
5.5
Interação Entre Usuários e Estações de Gerenciamento de Serviços Interativos
Para os usuários, as EGSIs são portais que facilitam o acesso a SIs. Elas possuem informações
i mportantes sobre os consumidores dos SIs e, por isso, podem servir como filtro enviando a
eles apenas o que lhes interessa diretamente.
A InterBi entre o usuário e a EGSI se dá a partir de duas vias. A primeira via, da EGSI
para o usuário, é feita pelo hiperprograma que o usuário assiste. A segunda via, do usuário
para a EGSI, é feita quando ele acessa os SIs clicando nos Banners correspondentes. Quando
a segunda via ocorre, passa a existir a InterSocial, onde o interlocutor é o programa que
implementa o SI.
A relação do usuário com a EGSI se inicia a partir de um processo de cadastramento, que
ocorre quando o usuário se cadastra na EGSI Default (uma EGSI local, escolhida pelo usuário,
que conterá suas informações particulares e será a, primeira a qual ele se conectará). A EGSI
Default é responsável pelo usuário que se cadastrou nela. Isso significa que todas as transações
onde os PSIs requererem informações dos usuários, a EGSI Default se responsabilizará por
essas informações.
Após o processo de cadastramento, que
e executado apenas uma vez, o usuário passa a
ter acesso aos hiperprogramas e, conseqüentemente, aos SIs acessíveis a partir das imagens
transmitidas. Portanto, pode-se notar que o hiperprograma funciona como uma interface
para acesso aos SIs.
5.6
Sumário
Iniciando coar uma discussão sobre o que é interatividade, neste capítulo definiu-se o que são
SIs. Com base nesse conceito especificou-se a arquitetura de uma
W-1 QT
-
a responsável pelo
amálgama das Estações de TV e PSIs, onde está embutido o conceito de convergência digital
74
entre sistemas computacionais e televisão defendido nesta dissertação.
Isto significa que a EGSI é a responsável pelo gerenciamento e transmissão de hiperprogramas, ou seja, a fusão dos programas de TV com os Banners - definidos como os elos que
ligam o programa de TV aos PSIs.
Além da especificação da arquitetura, foram detalhadas as formas de interação das EGSIs
entre si e delas com os usuários. Esses modelos serão utilizados na concepção de um protótipo,
especificado no próximo capítulo.
75
CAPÍTULO
6
"Every technology goes through three stages: first a crudely simple and quite
unsatisfactory gadget; second, an enormously complicated group of gadgets
designed to overcome the shortcomings of the original and achieving thereby
somewhat satisfactory performance through extremely complex compromise;
third, a final proper design therefrom.
Robert A. Heinlein
Para implementar os conceitos elaborados nessa dissertação, foi desenvolvido um protótipo
do Sistema Cossack (SC). Este protótipo implementa as funcionalidades básicas de rima
EGSI e da produção de hiperprogramas, supondo a existência prévia de programas de TV já
produzidos. Neste capítulo são detalhadas as etapas de desenvolvimento, desde sua concepção
inicial, até a implementação.
Inicialmente são descritos os objetivos do protótipo e quais os requisitos especificados
para sua implementação. Em seguida, é mostrada qual a concepção inicial do sistema e as
interações entre suas partes.
Por último, é mostrado como foi implementado cada um dos requisitos do protótipo, para
76
Capítulo 6 - Protótipo Cossack
simular os conceitos elaborados nesta dissertação. Sendo assim, na próxima seção especificase o objetivo do Protótipo Cossack.
6.1
Objetivo do Protótipo Cossack
O objetivo do protótipo é demonstrar que os conceitos elaborados nessa monografia e contidos
nos relatórios do Projeto Cossack [2, 3] podem ser implementados. Esses conceitos, resumidos
a seguir, servirão como elementos para a implementação.
• Programa de TV: conteúdo audiovisual transmitido pela Estação de Gerenciamento de
Serviços Interativos (EGSI), em particular por uma estação de TV, para os usuários.
• Banners: gatilhos, associados a partes clicáveis de um programa de TV, que permitem
o acesso dos usuários a Serviços Interativos.
• Hiperprograma: amálgama dos Banners e Programas de TV.
• Serviço Interativo (SI): serviço que se caracteriza pela interatividade entre usuários
entre si e com os provedores desse serviço. Um exemplo de SI pode ser a interação
do usuário com um projetista de automóveis para criar novo modelo de carro com as
características de outros modelos, vistos em um programa de TV.
• Estação de Gerenciamento de Serviços Interativos: sistema que provê acesso, controla
e gerencia hiperprogramas, Serviços Interativos.
Engloba uma estação de TV e os
Provedores de Serviços Interativos (PSIs). Sendo que um dos PSIs, chamado PSITV,
é dedicado aos serviços relativos a estação de TV.
• Grade de serviços básicos: lista dos serviços - interativos ou não - disponíveis em uma
EGSI que podem ser utilizados pelos usuários, não necessariamente vinculados a um
determinado programa de TV.
Especificados esses conceitos, o próximo passo é conceber um modelo inicial de ímpleinentação para o protótipo onde os aspectos funcionais podem ser melhor detalhados e analisados.
77
6.2
0 modelo inicial do protótipo é composto por dois sistemas independentes, porém cooperantes: o cliente e o servidor, simulando o Terminal Cossack através do qual o usuário acessará
hiperprogramas e os SIs associados (definido na Seção 2.3.3), e uma EGSI (definida na Seção
5.3) respectivamente. Esses dois módulos são ligados por duas conexões TCP/IP [86], o qual
assegura que os bytes enviados por um software sendo executado em um computador são
recebidos corretamente por outro software executado em um segundo computador conectado
ao primeiro, ambos ligados por uma rede que usa o protocolo TCP/IP. Nessas conexões as
requisições para páginas hipertexto e hiperprograrrra são enviadas do cliente para o servidor.
Além disso, através desta conexão, o vídeo (composto de imagem e som), os Banners e informações no formato hipertexto são transmitidas do servidor para o cliente, conforme ilustrado
na Figura 6.1.
Figura 6.1: Arquitetura base do Protótipo do Sistema Cossack
No lado cliente (vide Figura 6.1), as informações chegara em três diferentes áreas na tela
do programa. Essas áreas são chamadas Interface Spaces (InterSpaces). Cada InterSpace
responsabiliza-se por um tipo de interação entre o usuário e a EGSI. 0 primeiro InterSpace,
chamado Hypertext Window, recebe páginas hipertexto codificadas em HTML do servidor. 0
usuário navega pelas páginas do servidor que são mostradas nessa InterSpace. Para garantir
que o usuário não navegará por páginas que não pertencem ao domínio (Ia EGSI a qual ele está
vinculado, o servidor deve se certificar que todos os links presentes nas páginas transmitidas
78
apontam para outras páginas pertencentes ao mesmo domínio.
O segundo InterSpace denomina-se Video Window. Ele é responsável por mostrar o vídeo
(composto de imagens e sons) que, juntos com os Banners, irão formar o hiperprograma.
Nesse InterSpace, além do vídeo, existem os controles (implementados como botões) de volume e pausa (interrupção temporária da transmissão do vídeo pelo servidor ou interrupção
da exibição de vídeo, caso já tenha sido completamente transmitido). Uma vez totalmente
transmitido, o hiperprograma pode retroceder a qualquer ponto de sua exibição. Enquanto não for transmitido completamente, o controle de retrocesso ou avanço será suprimido,
removendo o botão que o representa.
O terceiro InterSpace, onde a representação gráfica dos Banners para os SIs será mostrada,
é chamado Banner Window. Dentro da área desse InterSpace, os Banners i mplementados
na linguagem HVML, especificada na Seção 6.4.1, são exibidos em um instante de tempo
específico. Esse instante é calculado baseado nos instantes em que os contextos' acontecem
no programa de TV. Essa sincronização entre os Banners e as imagens em movimento é feita
a partir da leitura dos parâmetros que estão nos comandos escritos na linguagem HV ML.
Uma, vez que os Banners aparecem na Banner Window eles podem ser clicados, iniciando
então a execução dos SIs associados.
Por outro lado, no servidor, foram criadas duas camadas de software chamadas Cossack
Front-end e Servidor HTTP. 0 Cossack Front-end é um software que contém um visualizador
do programa de TV digitalizado e interfaces para a criação das páginas HTML pertencentes
ao domínio da EGSI e edição do arquivo HVML que contém os Banners.
Além desses
recursos, o Cossack Front-end também possui botões para enviar o hiperprograma para os
clientes conectados à EGSI a qual está vinculado.
O Servidor HTTP, por sua vez, é o responsável pelo tratamento das requisições dos
clientes. Dependendo da requisição, o Servidor HTTP envia hipertextos ou hiperprogramas
ao cliente. Ambos, o Cossack Front-end e o Servidor HTTP, compartilhara os mesmos dados
l
2
A definição de contextos em programas de TV está na Seção 5.3.1.
Um cliente está conectado quando está sendo executado e a conexão entre o próprio cliente e o Servidor
for estabelecida.
79
na hiperbase (base de dados multimídia, especificada na Seção 5.3) da EGSI correspondente.
0 Front-end é o único componente capaz de inudar o conteúdo da hiperbase.
Durante
os períodos em que o Front-end altera a hiperbase, o acesso do Servidor HTTP a ela é
bloqueado. Isto evita que clientes possam acessar o conteúdo da hiperbase enquanto as
mudanças ocorrem, pois o acesso dos clientes é feito via Servidor HTTP.
0 cliente e o servidor trocam requisições ou dados usando duas conexões: uma utiliza
o protocolo HTTP para transmitir os (lados que pertencera a hiperbase (veja Seção 6.2.1);
outra, que será identificada neste capítulo como conexão TCP/IP convencional, utiliza somente o protocolo TCP/IP para receber requisições e transmitir dados multimídia. Ambas
as conexões do cliente utilizara o mesmo endereço de servidor. Porém, elas usara diferentes
3
portas
para se conectar.
Através da conexão HTTP, o servidor HTTP envia a página principal, especificada na
seção 6.2.1, para o cliente que a recebe na Hypertext Window. Por outro lado, utilizando-se
da conexão TCP/IP convencional, dois caminhos unidirecionais são estabelecidos. Um serve
para o fluxo de requisições do cliente para o servidor e o outro serve para o fluxo de dados
multimídia no caminho inverso, conforme ilustrado na Figura 6.2.
Figura 6.2: Protocolos de conexões do Protótipo do Sistema Cossack
Quando forem estabelecidas as conexões, alguns eventos podem ocorrer no cliente que
3
A definição de portas (port em inglês) está em [86], página 91. Vide também Glossário.
80
acarretarão em requisições para o servidor. 0 servidor, por sua vez, pode transmitir hiperprogramas ou avisos gerando outros tipos de eventos no cliente. Esses eventos serão descritos
na Seção 6.3. Entretanto, não é necessário que cliente e Servidor Cossack estejam sincronizados para que o cliente tenha acesso aos hiperprogramas. Para acessar hiperprogramas é
necessário apenas que o servidor HTTP esteja funcionando corretamente.
6.2.1
Estrutura Lógica das Informações na Hiperbase
A hiperbase é um dos componentes do protótipo, implementada como uma base de dados
que contém programas, web pages, arquivos de vídeo (imagem e som), arquivos de som,
imagens estáticas, animações e outros dados, multimídia ou não, que sejam necessários para
implementar serviços interativos ou hiperprogramas.
Figura 6.3: Componentes de uma hiperbase
A estrutura lógica embutida nessa base de dados é determinada a partir de links, nas
web pages da hiperbase. Esses links permitem que o usuário acesse os dados armazenados
na hiperbase a partir da web page que ele estará acessando. A web page por onde o usuário
começará a navegação é chamada página principal. Cada web page da hiperbase somente
possui links que apontem para algum dos componentes da própria hiperbase, por exemplo
web pages, programas, arquivos de video ou algum outro. Isto evitará que o usuário navegue
em páginas fora do domínio do servidor ou acesse dados que não pertencem ao servidor.
81
6.3
Eventos Externos
Para ilustrar os eventos que acontecera na relação entre cliente e servidor no Protótipo do
Sistema Cossack, criou-se um modelo. Nele existem quatro tipos de símbolos presentes. No
l ado cliente estão os símbolos representando os InterSpaces. Para os eventos, dois tipos de
símbolos foram usados: um representando as requisições ou dados transmitidos pela rede,
ilustrado pelas flechas (-+); outro representado pelos dutos, mostrando os protocolos usados
na transmissão de requisições ou de dados. Finalmente, no lado do servidor, existem as
estruturas usadas para representar o Front-end e o servidor HTTP.
Existem quatro grupos de eventos, denominados eventos externos, que ocorrem envolvendo cliente e servidor. Um deles, inicial, é chamado "Conexão", descrito na Figura 6.4. Ele
ocorre quando o cliente envia uma requisição para estabelecer conexão com o servidor. Se
o servidor puder estabelecer a conexão, então ele envia a página principal. A partir desse
ponto, o usuário pode navegar nas páginas que pertencera ao domínio da EGSI, no InterSpace
Hypertext Window. Caso contrário, o servidor envia um aviso, notificando que a conexão não
pode ser estabelecida naquele momento.
Figura 6.4: Grupo de Eventos Externos "Conexão" e "Requisição de Hiperprograma"
Outro grupo de eventos externos, chamado "Requisição de Hiperprograma", acontece
82
quando o usuário escolhe, dentro das páginas HTML, um hiperprograma para assistir clicando
no respectivo link. Quando isto ocorre, o cliente envia uma requisição para o servidor HTTP
indicando qual o hiperprograma escolhido. Quando a requisição chega, o servidor HTTP
envia de volta os Banners e em seguida o vídeo. Quando os Banners chegam, eles são
armazenados para serem mostrados no instante oportuno, depois que o vídeo se iniciar. Este
inicia assim que as primeiras imagens são armazenadas em um buffer. Dessa forma, ele é
mostrado a medida em que é transmitido. Se acontecer algum problema na transmissão,
i mpedindo o envio do vídeo ou enquanto o vídeo é transmitido, o usuário é notificado e
poderá solicitar novamente o hiperprograma.
Eventualmente, novos hiperprogramas podem ser acrescentados àqueles que já existem
ou antigos podem ser removidos da hiperbase. Nesse caso, o servidor notificará aos clientes
que estão observando a página - que contém os links para hiperprogramas - que ela foi
alterada. Ao receberem esse aviso, os clientes recarregarão a página automaticamente, sem a
a intervenção do usuário. Esse grupo de eventos externos é chamado "Aviso de Recarga de
Página" e é ilustrado na Figura 6.5.
Figura 6.5: Grupo de Eventos externos "Aviso de Recarga de Página"
Esse aviso enviado pelo servidor não se aplica somente à página onde estão os hiperprogram s, mas a qualquer uma dentro do domínio da EGSI. 0 aviso, que também informa
qual a página alterada, será enviado a todos os clientes. Porém, apenas aqueles que estão
acessando o endereço da página modificada recarregarão a página. os demais desconsiderarão
83
o aviso. Esse artifício foi criado para manter a hiperbase sempre atualizada para os clientes.
0 último grupo de eventos externos é o "Aviso Hiperprograma", descrito na Figura 6.6.
Esse grupo de eventos externos ocorre quando o Servidor pretende enviar um hiperprograma
para todos os clientes conectados a ele. Nesse caso, o Servidor envia pela conexão TCP/IP
convencional um aviso notificando que um hiperprograma será transmitido naquele momento. Ao receber o aviso, o cliente mostra uma caixa de diálogo (mensagem de advertência)
perguntando ao usuário se quer assistir o hiperprograma. Caso a resposta seja afirmativa, o
cliente envia, pela conexão TCP/IP convencional, um aviso notificando que está pronto para
receber o hiperprograma. Então, são enviados os Banners e, em seguida, o vídeo seguindo a
mesma ordem especificada no grupo de eventos externos "Requisitando Hiperprograma".
Figura 6.6: Grupo de Eventos Externos "Aviso Hiperprograma"
Deve-se observar que o grupo de eventos externos "Conexão" é o primeiro a acontecer. A
ocorrência desse evento vai determinar a conexão do cliente ao servidor ou a impossibilidade
de conexão devido a sobrecarga de conexões ou a ausência do servidor, por exemplo. Depois
(lesse evento externo, os demais podem ocorrer a qualquer momento, em qualquer ordem,
sendo que a ordem dos eventos dentro de cada grupo deve ser mantida. Por exemplo, o evento
"Aviso de Recarga de Página" pode ocorrer antes do "Requisitando Hiperprograma". Porém,
o evento "Aviso de Recarga de Página" jamais pode ocorrer depois do evento "Recarga de
Página".
84
6.4
Especificação dos Banners na Linguagem HVML
Os Banners, que permitem acesso aos SIs, são especificados a partir de uma linguagem,
chamada MyperView Markup Language, criada especificamente com o propósito de vincular
contextos de programas de TV a SIs.
A linguagem HVML não foi especificada com o intuito de substituir outras como a Extensible Markup Language ( XML) [87, 88, 89] ou a Synchronized Multimedia Integration
Language (SMIL) [90, 91], ambas definidas pelo World Wide Web Consortium (WV 3 C) [92].
Ela foi criada porque precisava-se de uma forma de se especificar os parâmetros necessários
para a criação dos Banners e associá-los a contextos de programas de TV. Contudo, não é
preciso que essa associação seja rigidamente implementada em termos temporais. Ou seja,
diferenças de tempo para exibição dos Banners em relação aos contextos são toleradas desde
que o intervalo de tempo entre o início da exibição do contexto no programa de TV e a
exibição dos Banners não seja muito grande (poucos segundos).
Usar linguagens como SMIL, XML ou alguma extensão de HTML que aceite parâmetros
de tempo seria um desperdício uma vez que existem recursos embutidos nessas linguagens
que não seriara utilizados. Além disso, para usá-las seria necessário implementar ou adquirir
um browser específico para essas linguagens o que tornaria mais caro o desenvolvimento do
protótipo. Assira, optou-se por criar nina linguagem simples, com poucos comandos, porém
baseada na linguagem HTML versão 3.2 [93] que é um padrão cujo uso já estáá bastante
difundido.
6.4.1
Especificação da Linguagem HVML
A linguagem HVML possui o seguinte conjunto de símbolos, identificados entre aspas:
• "<" e ">": identificam o início e fim de comandos respectivamente.
• "hvml" e "/hvml": comandos para indicar início e fira do documento HVML, respectivamente.
85
• "head" e "/head": comandos para identificar início e fim de cabeçalhos, respectivamente.
• "meta": comando que acrescenta informações adicionais ao documento HVML. Por
exemplo, o nome do programa de TV ao qual está vinculado e o conteúdo do programa.
• "body" e "/body": comandos que identificam o início e o fim do corpo de um documento HVML, respectivamente.
• "a" e "/a": comandos que indicam o início e o fim da definição dos Banners, respectivamente.
• "i mg" : comando que informa qual o ícone associado ao Banner.
• "src =": parâmetro que informa o endereço na Internet onde está o arquivo que contém
o ícone associado ao Banner.
• "id =": parâmetro que informa o identificador do comando que está associado. Os
caracteres contidos nesse parâmetro são utilizados para acrescentar informações no
comando ao qual ele está vinculado.
• "content =": parâmetro que informa o conteúdo do comando que está associado. Ele
foi incluído para acrescentar informações sobre o conteúdo do programa de TV a que
ele se refere.
• "egsi =" : parâmetro que informa qual a localização ou o software que implementa o
servíco interativo associado ao Banner.
• "time =": parâmetro que informa qual o tempo a partir do início do programa que o
Banner deve ser exibido.
Os símbolos "hvml", "/hvml", "egsi =" e "time =", não fazem parte da linguagem
HTML. Eles foram especificamente criados para a linguagem HVML, enquanto os demais
foram simplesmente adaptados de acordo com a necessidade.
86
Para descrever a sintaxe da linguagem HVML criou-se um diagrama que possui a seguinte
semântica: as setas indicam os caminhos para interpretação dos símbolos. os retângulos de
bordas arredondadas indicam os símbolos esperados e os retângulos convencionais indicam
um conjunto de símbolos a ser definido posteriormente.
Portanto, o documento especificado na linguagem HVML é formado pelos símbolos
"<hvml>", seguido de duas partes: um cabeçalho e um texto; e finalizado pelos símbolos
"</hvml>", conforme ilustrado ria Figura 6.7.
Figura 6.7: Sintaxe da HVML - Documento HVML
Na área reservada para o cabeçalho no documento HVML, limitada pelos comandos
"<head>" e "</head>", são definidas as informações sobre o conteúdo do documento
HVML. Essas informações, passadas como parâmetros no comando " meta", são o nome do
programa, definido no parâmetro "id" e, caso especificado, o conteúdo do programa de TV
ao qual esse documento HVML está associado, definido rio comando "content". A sintaxe
deste comando é ilustrada na Figura 6.8.
Figura 6.8: Sintaxe da HVML - Cabeçalho HVML
0 texto do documento, por sua vez, está definido entre os comandos "<body>",
"</body>" e é formado por um número não determinado de Banners. Cada Banner é
composto por uma Ancora, uma Imagem e zero ou reais Strings. A Ancora é a responsável
87
pela identificação do serviço interativo que poderá ser ativado e pelo tempo, contado a partir
do início da exibição do vídeo, que o Banner será exibido.
Sendo assim, a sintaxe para definição dos Banners é formada pelos símbolos "<a", seguido
da Ancora que possui os parâmetros "id" para identificar o Banner, '' egsi" para identificar
a EGSI e o SI a qual o Banner se refere, e "time" para identificar o tempo depois do início
do programa que o Banner deve aparecer. Depois da Ancora, vem a definição de onde se
localiza a representação gráfica do Banner e a String que o representa.
7
A representação gráfica é especificada pelo comando "<img" seguido do parâmetro `'src' ,
que indica onde está localizado o ícone que será associado ao Banner, e terminado pelo
símbolo ">" . Para finalizar a especificação de cada Banner, está o comando "< /a>"'. As
Figuras 6.9 e 6.10 ilustram a sintaxe para especificação dos Banners e os parâmetros utilizados
nos comandos da linguagem HVML.
6.4.1.1
Exemplo de Documento Escrito em HVML
Como exemplo para esclarecer a sintaxe da linguagem HVML, tem-se o documento ilustrado
na Figura 6.11 (os números à esquerda não fazem parte do documento, eles apenas indicam
a linha) que gera os Banners da Figura 6.12.
Nas linhas 01 e 13 são indicados o início e o fim do documento HVML, respectivamente.
Entre as linhas 02 e 04 é especificado o cabeçalho do documento; na linha 05, inicia-se a
88
Figura 6.10: Sintaxe da HVML - Parâmetros
definição do corpo do documento HVML e, a partir da linha 06, dois Banners são definidos.
0 Banner definido na linha 06 chama o serviço interativo "mirc32 -s161.24.2.112:6667
-j #cossack". Trata-se de um serviço de Internet Relay Chat (IRC) disponibilizado no servidor
cujo endereço IP é "161.24.2.112", a porta de acesso é a "666"í" e o canal é o ` - #cossack".
O tempo de acesso será de 0 segundos, especificado no parâmetro time="00". Isto é, o
Banner será exibido assim que o programa for iniciado. Na linha 08 está especificado o ícone
que representará esse Banner. Este ícone está armazenado no arquivo "Conversa.gif" que
pertence ao site "http://www.coinp.ita.cta.br/andre ".
Na linha 09, outro Banner é definido. Nesse caso, o serviço interativo consiste em uma
chamada à página que está armazenada em " www.infra.ita.cta.br " e será disponibilizado
simultaneamente com o primeiro Banner. 0 ícone que o representa está no arquivo
"in- está armazenado
icor1e
6.5
"
"
r10 mesmo
site ( http://www.comp.ita.cta.br/an(lre
) que o
representativo do primeiro Banner.
Estratégia de Sincronização do Hiperprograma
O hiperprograma é construído no Servidor Cossack e enviado para o cliente, conforme descrito
nas seções 6.2 e 6.3. Contudo, existem algumas peculiaridades para sua exibição no aplicativo
cliente. Por definição, o hiperprograma é formado por duas partes: os Banners e o vídeo,
que devera estar sincronizados.
89
Figura 6.11: Sintaxe da HVML - Exemplo
Figura 6.12: Banners gerados pelo documento ilustrado na Figura 6.11.
Dessa forma, para se exibir o hiperprograma no cliente, é preciso uma estratégia para fazer
a sincronização de ambas as partes. Essa estratégia de sincronização baseia-se no tempo de
exibição do vídeo. Isto é, os Banners são associados a um contexto apresentado em uni
programa de TV e exibidos em instantes previamente definidos, especificados quando o vídeo
foi produzido.
90
6.5.1
Exibição do Vídeo no Protótipo do Sistema Cossack
Inicialmente, para melhor compreender a estratégia de sincronização, precisa-se conhecer como ocorre a exibição do vídeo no Protótipo do Sistema Cossack. A Java Media Framework,
Application Programming Interface (JMF-API) [94, 95] foi a API utilizada para se implemen-
tar a exibição do vídeo. Ela contém uma série de rotinas para tratamento de "mídias baseadas
em tempo", definida como um conjunto de dados que muda significativamente no decorrer do
tempo de execução; por exemplo, áudio clipes, vídeo clipes e animações gráficas, que podem
ser implementados nos formatos mais comumente encontrados. Entre estes formatos estão
os padrões MPEG-1 e MPEG-2, desenvolvido pelo Moving Pictures Exert Group [96], os
formatos WAV ( Waveform)[63] e AVI ( Audio Video Interleaved)[63], e o QuickTime [97].
A principal característica da "mídia baseada em tertipo', de acordo com a JMF-API, são
as condições de contorno necessárias para a sua execução. Essas condições de contorno são
o tempo de transmissão e de processamento. Ou seja, uma vez iniciada sua transmissão,
sérias restrições quanto ao tempo (tolerância ao atraso, por exemplo) passam a existir para
garantir resultados aceitáveis. Isto significa que, se os dados não forem transmitidos em uma
velocidade suficiente (frame rate), haverão pausas e atrasos na exibição. Por outro lado, se
o processamento não for rápido o bastante, alguns dados poderão ser descartados para se
manter a taxa de exibição necessária.
Quando as "mídias baseadas em tempo" são obtidas de um arquivo, de uma rede de
computadores ou capturadas de uma camera ou microfone elas passam a se chatear media
stream [95]. Geralmente, as media, streams contêm múltiplos canais de dados chamados tracks
ou trilhas. Cada uma das trilhas é especializada em um tipo de mídia, seja áudio ou imagens.
O processo de separação das trilhas em uma media stream é chamado demultiplexação.
Identificam-se as media streams pelo protocolo e pela localização na rede usados para
acessá-las. Deste modo, quando se deseja exibir um vídeo, passam-se como parâmetros para
a JMF-API o protocolo usado para transmiti-lo (HTTP, caso o vídeo esteja em um servidor
remoto que implemente este protocolo ou FILE, caso o vídeo esteja, localmente armazenado)
e o endereço (identificado pelo URL) onde ele se localiza.
Uma vez localizada e transmitida para o software encarregado de exibi-la, a media stream
91
passa por uma série de processos que incluem a demultiplexação, decodificação e conversão
para o formato apropriado de cada uma das trilhas que a compõe. Depois desses processos,
cada trillia é enviada para o respectivo dispositivo de saída, sejam os alto-falantes ou a tela,
que a executarão.
6.5.2
Modelo de Monitoramento de Tempo
Além das funcionalidades para localização, transmissão e execução providenciadas, a JMFAPI ainda possui um modelo responsável pelo monitoramento do tempo em nanosegundos
da media stream. Ele serviu como base para se implementar o modelo de monitoramento de
tempo do Protótipo do Sistema Cossack.
No modelo suportado pela JMF-API é implementada uma classe Clock para monitorar
o tempo de exibição de uma media stream, chamado media time. A Classe Clock define as
operações de controle e sincronização necessárias para controlar a exibição das mídias. Ele usa
outra classe, chamada TimeBase, que providencia a hora corrente baseada na informação do
hardware (relógio do sistema), para sincronizar o início da exibição da mídia. As informações
providas pela Classe Clock são a media start time, que contém a hora do sistema quando a
inídia iniciou ou reiniciou sua exibição, e a media time calculada pela diferença entre a media
start time e a hora do sistema. A Figura 6.13 mostra a relação entre a media time e o relógio
do sistema.
Figura 6.13: Relação entre a media time e o relógio do sistema
Estendendo a Classe Clock na JMF-API, existe a Classe Controller que fornece o suporte
para threads, gerenciamento de recursos (de som e de vídeo por exemplo) e tratamento de
erros. Essa classe divide o estado "Parado" - que ocorre quando a media stream não está
92
.
em execução - em cinco estágios: " Unrealized", "Realizing", "Realized", ' Pre.fetching" e
"Prefetched", conforme mostrado na Figura 6.14.
Figura 6.14: Estados da media stream Providenciados pela Classe Controller
0 objeto criado pela Classe Controller, deixa o estágio "Unrealized" e passa para o estágio
"Realizing" quando tenta reservar os recursos necessários para manipular o conteúdo multimedia. Quando obtém esses recursos, o objeto passa para o estágio "' Realize(]". 0 próximo
passo é preencher um buffer com os dados multimedia que serão exibidos. Isso vai permitir
um tempo adicional, entre a chegada da media stream e sua exibição, que será útil na garantia da qualidade do que será exibido. 0 processo de preencher o buffer é o chamado estágio
"Prefetching". Depois de preenchido o objeto entra no estágio "Prefetched", podendo então
iniciar sua execução.
A cada um desses estágios está associado um evento que indicará quando cada um deles
foi completado. Esses eventos, descritos na Tabela 6.1, permitem que se monitore o Objeto
Controller.
Tabela 6.1: Tabela de Métodos, Eventos e Estágios dos Objetos Controllers.
0 StopEvent em particular, pode ser de seis tipos diferentes. Isto é, o Objeto Controller pode indicar que a exibição do vídeo foi interrompida por causa de um dos seguintes
eventos: desalocação de recursos (DeallocateEvent), fim da exibição da media stream (EndOf93
Capitulo 6 - Protótipo Cossack
MediaEvent), reinicio da exibição ( Restart ngEvent), fim do tempo para exibir media stream
( StopAtTimeEvent), requisição do usuário para parar a exibição ( StopByRequestEvent,) e falta de dados para continuar a exibição ( DataStarvedEvent). A possibilidade de captura desses
eventos permite que se crie um modelo de monitoramento de tempo próprio para o Protótipo
do Sistema Cossack, descrito a seguir.
6.5.3
Modelo de Monitoramento de Tempo Estendido
Para se estender o modelo de monitoramento de tempo do JMF-API para o Protótipo do
Sistema Cossack, foi usada uma classe, chamada BannerTimer, responsável pelo comportamento dos Banners. Este comportamento envolve a exibição dos Banners no momento
indicado e a ação a ser efetuada ao serem clicados. A BannerTimer utiliza uma classe, chamada Timer, presente a partir da versão 1.2 do Java [98, 99]. Os objetos da Classe Timer
disparam eventos para se executar ações em tempos determinados. Esses objetos devera ser
inicialmente criados e, somente após sua criação, através da chamada de um método, inicia-se
a contagem de tempo para que eles disparem os respectivos eventos.
Assim, cada Banner é, na verdade, um objeto da Classe BannerTimer.
Para serem
criados, os Banners receberas como parâmetros a InterSpace onde vão ser mostrados, a sua
representação gráfica (que já foi localizada e transmitida), a URL do PSI a qual está vinculado
e o tempo, decorrido desde o início da exibição do vídeo, quando deverá aparecer. Todos
esses parâmetros são extraídos do arquivo HVML. A Figura 6.15 ilustra o como ocorre a
criação dos objetos BannerTimer e seu comportamento.
Desta forma, quando um objeto Banner Timer é construído ele se associa um objeto The.ei •
que gerará um evento depois que um determinado tempo tenha se passado. A contagem
(lesse tempo começa quando o evento StartEvent, especificado na JMF-API, acontece. Ao
reconhecer que o StartEvent aconteceu, o método que inicia a contagem o tempo para os
Banners aparecerem é chamado em todos os objetos BannerTimer.
Do mesmo modo que o StartEvent é aguardado, os seis tipos de eventos do StopEvent
também são. Quando os eventos StopByRequestEvent e o DataStarvedEvent são reconhecidos,
é dada uma pausa rio tempo indicado pela Classe Timer, que será reiniciado assim que um
94
Figura, 6.15: Criação e comportamento dos Objetos BannerTimer. (1) Envio de parâmetros
para a Classe BannerTimer. (2) Envio do tempo em que a ação será disparada. (3) Criação
do Objeto Timer. (4) Criação do BannerTimer. (5) Início da contagem de tempo, quando o
vídeo se inicia. (6) Disparo de evento para exibição do Banner no tempo determinado. (7)
Exibição do Banner.
RestartEvent seja reconhecido. Assim, evita-se que os Banners fiquem dessincronizados em
relação a exibição do vídeo. No caso do EndOfMediaEvent, que indica que o vídeo chegou ao
fim, a atitude a ser tomada é perguntar ao usuário (com uma mensagem de advertência) se
os Banners devem ser mantidos ou apagados do InterSpace onde estão. Os demais eventos
acontecem quando há uma situação anormal no cliente. Neste caso, todo o processo de
exibição do vídeo recomeça.
Portanto, o modelo de monitoramento de tempo estendido, ilustrado na Figura 6.16,
associa o media time ao tempo de exibição dos Banners, capturando os eventos de parada e
início da media stream.
6.6
Implementação dos Serviços Interativos
Depois que os Banners são sincronizados com o vídeo, pode ser iniciada a exibição do hiperprograma. A partir desse momento, os SIs podem ser solicitados a partir de cliques nos
Banners correspondentes. Quando o evento associado ao Banner clicado ocorre, a Classe
95
Figura 6.16: Modelo de Monitoramento de Tempo Estendido: relação entre o Timer, media
time e o relógio do sistema
BannerTimer cuida para que o SI seja executado de acordo com o modelo de execução
descrito a seguir.
0 modelo de execução de SIs prevê dois componentes principais: uma aplicação interface
implementada ou não no cliente, que estará disponível para o usuário quando o Banner for
clicado, e uma aplicação serviço, que estará sendo executada na EGSI (simulada no Servidor
Cossack). A aplicação interface deve permitir que o usuário interaja com a aplicação serviço.
Ela pode ser ativada localmente - se for implementada como um software já instalado na
máquina do usuário - ou remotamente - se estiver contida em uma web page (i mplementada
como applet [99, 98]), por exemplo. A idéia, é que o modelo de execução de SIs seja uma extensão do modelo cliente-servidor. Onde a aplicação interface (cliente) opere com a aplicação
serviço (servidor).
Caso a aplicação interface seja implementada por um software previamente instalado
na máquina do usuário, uma chamada ao sistema operacional será feita solicitando que a
aplicação seja iniciada. Por outro lado, se for implementada como um applet, a web page que
o contém será endereçada em um browser embutido no próprio cliente.
A identificação do tipo aplicação interface, i. e. se está embutida em uma web page
ou é um software, é feita pelo cliente quando interpreta a linguagem HVML. Se o Banner
referencia nina web page então a aplicação interface é remota. Caso contrário, provavelmente
é um software previamente instalado.
Nesse caso, se o software não estiver instalado, o
sistema operacional responderá com alguma mensagem de erro que será repassada ao usuário
96
pelo cliente (através de uma mensagem de erro). De modo similar, se a web page referenciada
não estiver disponível, o browser mostrará uma mensagem de erro.
Portanto, as responsabilidades do cliente em relação a aplicação interface resumem-se em
ativá-la e repassar ao usuário as mensagens de erro provenientes de sua inicialização. Se o
processo de ativação ocorrer normalmente, a aplicação passa a ser executada a parte, sem a
intervenção do cliente.
A aplicação serviço por sua vez, é completamente desvinculada do Protótipo do Sistema
Cossack.
Porém, ela pode ou não estar implementada no mesmo servidor que contém o
protótipo. Recomenda-se, contudo, que ela esteja em uni outro servidor para que não haja
unia sobrecarga rio sistema computacional que o gerencia.
A aplicação serviço é implementado por um PSI que pode gerenciar mais de unia aplicação
serviço simultaneamente. Cada uma delas se responsabiliza pelo gerenciamento de um serviço
que, por sua vez, pode utilizar outros serviços necessários para sua execução, de acordo com
a Arquitetura da Estação de gerenciamento de Serviços Interativos, especificada no Capítulo
5.
Cada aplicação serviço se comunica com uma ou mais aplicações interface.
A forma
como se dá essa comunicação varia de acordo com o tipo de SI implementado e, por isso,
não pertence ao escopo dessa dissertação. Ou seja, dependendo do tipo de SI prestado, a
comunicação pode ser feita utilizando telefonia comum, protocolos para comunicação sem fio,
a WWW, protocolos para telefonia sobre IP ou mesmo uma conexão TCP/IP convencional.
0 importante é que tanto a aplicação serviço quanto a interface sejam compatíveis entre si e
se comuniquem adequadamente garantindo a qualidade esperada pelo usuário.
6.7
Implementação do Aplicativo Cliente do Protótipo
do Sistema Cossack
Para implementar o aplicativo cliente no Protótipo do Sistema Cossack, utilizou-se a linguagem Java, criada e desenvolvida pela SUN com o propósito de se escrever aplicações
cliente-servidor para a WWW [98, 99]. A implementação do aplicativo cliente, chamado
97
TVHOBox, está dividida em quatro classes principais e quatro classes auxiliares, conforme
está ilustrado na Figura 6.17. As classes principais são:
• Classe TVHOBox32, responsável pela inicialização do aplicativo e as operações de
gerenciamento do hiperprograma, i. e., controle de eventos (mencionados na Seção
6.5.3) e exibição do vídeo. Além do gerenciamento das demais classes, o que envolve
instanciá-las e efetuar a troca de mensagens (através de chamadas de métodos) entre
as classes.
• Classe InterfaceTVHOBox32, responsável pelo gerenciamento cios elementos que formam a interface com o usuário, i. e., InterSpaces e mensagens convencionais, de erro e
de advertência geradas pelo aplicativo; além do gerenciamento dos Banners que envolve
exibi-los ou remove-los no momento adequado.
• Classe ConexãoComServidor, responsável pela conexão do TVHOBox com o servidor,
chamado TVHOServ. Nessa conexão trafegam requisições, vídeo e banners.
• Classe Banner Timer, responsável pela exibição dos Banners no momento adequado e
a ação a ser efetuada ao serem clicados.
As classes auxiliares foram criadas para tratar os eventos relativos ao controle do Mouse,
de janelas e os outros eventos relacionados aos cliques nos botões que ocorrem dentro do
aplicativo, além de providenciar um browser próprio para o TVHOBox. Essas classes são as
seguintes:
• Classe Mouse, responsável pelos eventos gerados pelo Mouse (cliques e alterações no
formato do ponteiro).
• Classe WindowHandler, responsável pelos eventos gerados na janela principal (fechar,
maximizar, minimizar, restaurar).
• Classe MenultemHandler, responsável pelas ações tomadas quando os botões dentro do
TVHOBox são clicados. Essas ações incluem reorganizar as janelas, ativar o browser
embutido no cliente, alterar o nome do usuário (caso o programa seja usado por mais
98
de uma pessoa) e solicitar a grade de programação que mostra os hiperprogramas
disponíveis na Hypertext Window.
Classe Hypertext Viewer, responsável pelas criação do browser (e seus eventos) do TV-
HOBox.
A Classe TVHOBox32 funciona como a gerente das demais. Suas principais tarefas são:
1. Carregar as configurações particulares do usuário que são armazenadas em um arquivo
quando o aplicativo é instalado a primeira vez. Essas configurações são o nome do
usuário e o endereço da EGSI a qual ele está cadastrado, clrainada EGSI Default.
2. Criar a interface do aplicativo com o usuário utilizando os métodos da Classe InterfaceTVHOBox32.
3. Estabelecer a conexão com o TVHOServ, utilizando os métodos da Classe ConexãoCom Servidor.
4. Tratar os eventos relativos ao hiperprograma quando for exibido (início, pausa e fim
do vídeo).
5. Sincronizar os Banners com o vídeo seguindo o modelo de gerenciamento de tempo
estendido, descrito na Seção 6.5.3.
A Classe InterfaceTVHOBox32, por sua vez, é responsável pelas seguintes tarefas:
1. Criar os três InterSpaces, implementados como janelas flutuantes, do TVHOBox e uma
janela de controle contendo botões com funções para reorganizar estas ,janelas, ativar o
browser embutido no cliente quando algum SI for solicitado, alterar o nome do usuário
e solicitar a grade que mostra os hiperprogramas disponíveis na HypertextWindow.
2. Criar caixas de diálogo contendo as eventuais mensagens convencionais, de erro ou
advertência, geradas pelo aplicativo, para o usuário.
3. Exibir ou remover os Ba,nrber's que estão sendo apresentados na Banner 6'Vindow, de
acordo com os eventos gerados pela Classe TVHOBox32 ou pela Classe BannerTinier.
99
Figura 6.17: Arquitetura de classes do aplicativo TVHOBox
A Classe Conexão Com Servidor gerencia as tarefas relacionadas com a comunicação entre
o TVHOBox e o TVHOServ. Isto envolve:
1. Estabelecer a comunicação entre o aplicativo TVHOBox e o TVHOServ.
2. Enviar as requisições de hiperprogramas, de acordo com as solicitações do usuário.
3. Receber o arquivo de vídeo e o arquivo de Banners, escrito na linguagem HVML, que
formarão o hiperprograma.
4. Decodificar o arquivo HVML que contém os Banners, para, posterior envio dos parãmetros necessários para sua criação na Classe BannerTim,er e exibição na Banner
Window.
5. Receber os arquivos HTML solicitados pelo usuário, para posterior exibição na Hypertext Window.
Finalmente, a Classe BannerTimer i mplementa a sincronização dos Banners conforme o
modelo de monitoramento estendido, especificado na Seção 6.5.3. Suas tarefas são:
100
1. Receber a representação gráfica do Banner, posicioná-la rio tempo certo e no local
indicado pela Classe TVHOBox32.
2. Cronometrar o tempo necessário para exibir o Banner, baseado no tempo indicado pelo
relógio do sistema.
3. Remover o Banner quando for indicado pela Classe TVHOBox82.
4. Tratar os eventos relacionados com a solicitação de SIs, que envolvem a ativar o browser
com o endereço (Ia web page do SI em questão ou fazer uma chamada ao sistema
operacional (rotina implementada na própria linguagem Java) solicitando a ativação
do software que implementa a aplicação interface.
Definidas as classes que implementam o TVHOBox, a próxima seção mostra como é
formada a interface desse aplicativo.
6.7.1
Interface do TVHOBox
A interface do aplicativo cliente TVHOBox, ilustrada ira Figura 6.18, é composta, por janelas
internas flutuantes, ou seja, não estão fixas dentro da janela do aplicativo. Três das quatro
janelas internas contêm os InterSpaces e podem ter suas áreas alteradas (em função da
alteração da altura e da largura). A quarta janela, que contém botões com funções extras
do aplicativo (couro abrir o browser embutido rio aplicativo, reorganizar as janelas, solicitar
a lista de hiperprogramas disponíveis e trocar o nome do usuário), possui um tamanho fixo
para evitar que o usuário perca de vista os controles nela inseridos. Porém pode ser mudada
de posição dentro da janela do aplicativo.
A solicitação de hiperprogramas é feita no InterSpace Hypertext Window, quando o link
para um hiperprograma é clicado. Nesse momento, os Banners e o vídeo são transmitidos,
de acordo com o especificado na Seção 6.3. Ao iniciar a exibição, os controles do vídeo
no InterSpace Video Window aparecerão, permitindo a alteração no volume ou pausa na
transmissão. Ao final da transmissão, o vídeo estará completamente armazenado em um
bu,ff'er interno do TVHOBox e poderá ser assistido novamente, dessa vez com a possibilidade
101
Figura 6.18: Interface do TVHOBox
de avançar ou retroceder a qualquer posição do hiperprograma. Ou seja, alguns Banners
podem desaparecer se o vídeo retroceder a uma posição onde o contexto não permite a
exibição de determinados Banners. A próxima seção, propõe-se um dispositivo para conter
o aplicativo TVHOBox.
6.7.1.1
Terminal Cossack
Considerou-se, ao desenvolver o aplicativo TVHOBox, a criação de um dispositivo portátil
chamado Terminal Cossack. Nesse dispositivo, que conterá a interface do TVHOBox, haverá
uma tela sensível ao toque, que substituirá o uso do mouse, um pequeno teclado acoplado e
um hardware que se conectará a uma rede doméstica (sem fio, de preferência, para facilitar
a mobilidade do usuário dentro do seu lar) que, por sua vez, estará conectada à Internet. A
concepção desse dispositivo é ilustrada na Figura 6.19.
102
Figura 6.19: Concepção do Terminal Cossack
6.8
Implementação do Aplicativo Servidor do Protótipo do Sistema Cossack
O aplicativo servidor, chamado TVHOServ, é a implementação do Cossack Front-end, discutido na Seção 6.2. 0 outro componente do Cossack Server, o Servidor HTTP, pode ser
i mplementado utilizando os web servers comuns como o Apache Server [100] por exemplo.
Na sua implementação foi utilizada a mesma linguagem de programação do aplicativo cliente.
Além disso, a filosofia de programação usada no cliente, i. e. separar as classes de acordo com
a sua funcionalidade, também foi usada no desenvolvimento do TVHOServ. Desta forma,
dividiu-se o servidor em sete classes, sendo três principais e quatro auxiliares, a saber:
• Classe TVHOServ32: responsável pela inicialização do aplicativo, pelo controle das
conexões (abrir e fechar conexão), controle de eventos (mencionados na Seção 6.5.3) e
exibição do vídeo.
• Classe InterfaceTVHOServ2: responsável pelo gerenciamento dos elementos que formam a interface com o usuário (vide Figura 6.21), i. e., janelas e mensagens convencionais, de erro e de advertência geradas pelo aplicativo. Além disso, gerencia os
processos responsáveis pela produção do hiperprograma, tais como o processo de verificação da sintaxe do arquivo HVML, edição do arquivo HVML e dos arquivos HTML
que estão no servidor HTTP (mencionado na Seção 6.2), escolha do vídeo, simulação e
envio do hiperprograma.
103
• Classe Conexão: responsável por gerenciar a conexão com um cliente específico, o
que envolve o tratamento dos eventos externos "Aviso de Recarga de Página" e "Aviso Hiperprograma". Essa classe é instanciada sempre que um novo cliente solicita a
conexão com o servidor. Desta forma, para cada cliente há um processo associado sendo
executado em paralelo com os demais processos associados aos clientes.
As classes auxiliares são as seguintes:
• Classe ParseHVML: responsável pela verificação e indicação de erros de sintaxe no
arquivo HVML e exibição de mensagens de erro, quando for o caso.
• Classe WindowHandler: responsável pelos eventos gerados pelas janelas (fechar, maximizar, minimizar e restaurar).
• Classe MenultemHandler: responsável pelas ações tomadas de acordo eventos gerados
pelos cliques no botões da interface do aplicativo TVHOServ. Esses eventos podem ser
abrir e salvar arquivos HVML ou HTML, abrir arquivos de vídeo, verificar se há erros
de sintaxe no arquivo HVML, enviar aviso de recarga de página nos clientes, transmitir
hiperprograma aos clientes, transmitir somente os Banners e transmitir somente o vídeo.
A arquitetura de classes do aplicativo TVHOServ se assemelha a do TVHOBox, conforme
ilustrada na Figura 6.20. As diferenças estão em algumas tarefas que são executadas pelas
respectivas classes no servidor e no cliente. A Classe TVHOServ2 também funciona como
gerente das demais classes, da mesma forma que sua equivalente no TVHOBox. Suas tarefas
à f):
1. Criar a interface do usuário utilizando os métodos da Classe InterfaceTVHOServ2.
2. Aguardar as solicitações de conexão dos clientes e, quando isso acontecer, instanciar a
Classe Conexão que cuidará de cada conexão especificamente.
3. Tratar os eventos relativos ao vídeo quando for exibido (início, pausa e fira do vídeo).
Em relação à Classe InteifaceTVHOServ2, as suas tarefas são as seguintes:
104
Figura 6.20: Arquitetura de Classes do aplicativo TVHOServ
1. Criar a interface para o TVHOServ, implementada com janelas flutuantes, contendo
áreas para o editor de arquivos, para exibir o vídeo, para exibir arquivos HTML e para
exibir os Banners.
2. Criar caixas de diálogo contendo as eventuais mensagens convencionais, de erro ou
advertência geradas pelo aplicativo (por exemplo, problemas na conexão ou erros de
sintaxe no arquivo HVML) para o usuário.
3. Exibir ou remover os Banners que estão sendo apresentados na janela de exibição de
Banners, quando for necessário simular a apresentação do hiperprograma no cliente no
servidor.
E, finalmente, a Classe Conexão executa as seguintes tarefas:
1. Estabelecer a conexão entre os aplicativos cliente e servidor.
2. Enviar hiperprogramas, de acordo com o indicado pela classe TVHOServ32.
6.8.1
Interface do TVHOServ
A interface do TVHOServ se assemelha à do TVHOBox, propositadamente, para que o
produtor do hiperprograina tenha uma idéia de como os Banners e o vídeo serão exibidos no
hardware do usuário.
105
A Figura 6.21 ilustra a interface do TVHOServ, que implementa o Cossack Front-end. Na
parte inferior estão duas janelas flutuantes onde são exibidos os Banners (no lado esquerdo)
e o vídeo (no lado direito). Na parte superior, a esquerda, está uma janela contendo um
editor de texto (preferencialmente para se editar os arquivos HTML e HVML) e seis botões.
Esses botões têm funções para abrir e salvar o arquivo de texto, verificar a sintaxe do arquivo
HVML, enviar os Banners (codificados em HVML), avisar os clientes para recarregar uma
página HTML específica e enviar hiperprogramas ( Banners e, logo em seguida, o vídeo). Na
parte superior, a direita, existe uma janela com controles, implementados como botões, para
abrir e enviar o arquivo que contém o video e uma pequena caixa de texto para se especificar
o arquivo de video que será carregado na janela de vídeo para simular o hiperprograma no
cliente.
Figura 6.21: Interface do TVHOServ
6.9
0 Protótipo do Sistema Cossack na Prática
Uma parceria com os alunos de graduação do ITA, em particular aqueles responsáveis pela
rede CASD (Centro Acadêmico Santos Dumont), foi o primeiro passo para verificar o poten106
cial do Protótipo do Sistema Cossack como TV baseada em PC e submete-lo aos problemas
enfrentados no dia-a-dia como, por exemplo, sobrecarga de tráfego na rede, quedas no fornecimento de energia e grande quantidade de acessos ao servidor.
A rede CASD possui uni servidor HTTP onde está armazenado os componentes do
Protótipo do Sistema Cossack: tanto o TVHOServ, que não está disponível para cópia pela
Internet, quanto o TVHOBox. Esse servidor HTTP (Ia rede CASD está simulando a EGSI e
contém alguns hiperprogramas disponíveis para testes.
0 próximo passo é, contando com a ajuda dos alunos do ITA, produzir hiperprogranias que
sejam de interesse da própria comunidade formada por esses alunos. 0 objetivo e estimular
o uso desses hiperprograinas para divulgar informações e serviços para os próprios alunos
e, ao mesmo tempo, encontrar novas aplicações baseadas nos conceitos elaborados nessa
dissertação e i mplementados no protótipo do SC. 0 propósito e que sirva como base para
a i mplementação da TVUSD (TV Universitária Santos Dumont), rios mesmos moldes da
R,USD (Rádio Universitária Santos Dumont).
6.10
Sumário
Este capítulo concentrou-se na descrição do Protótipo do Sistema Cossack. No seu início, foi
indicado o objetivo que o protótipo visa atingir ao implementar os conceitos definidos nesta
dissertação. Em seguida, descreveu-se a arquitetura do protótipo, mostrando a interação
entre seus componentes e a especificação dos Banners na linguagem IIV'NIL.
Após a descrição da linguagem HVML, o modelo de gerenciamento de tempo estendido
para sincronizar o programa de TV com os Banners, foi especificado. Em seguida, foi proposto
um modelo de i mplementação de SIs e mostrou-se como ocorreu a implementação do cliente
e do servidor do Sistema Cossack. Finalmente, mostrou-se a estratégia adotada para avaliar
na prática o comportamento do Sistema Cossack.
107
CAPÍTULO
7
Conclusão
"Tout a etc pense, except comment on Livre. "
Jean-Paul Sartre
Convergências, protocolos, serviços, televisão e computadores: será que a "sopa de conceitos", descritos nas palavras contidas neste trabalho, agora fazem algum sentido para o
leitor? Espera-se que sim, pois é com base nos "ingredientes" dessa "sopa"' que os resultados estão sumarizados neste capítulo. Acrescenta-se ainda algumas sugestões para trabalhos
futuros que estão baseadas nas possibilidades abertas no decorrer deste trabalho.
7.1
Resultados Obtidos
No decorrer da pesquisa relatada nessa dissertação foram abordados os seguintes tópicos:
• No Capítulo 4, Seção 4.3, analisou-se a realidade brasileira na utilização de tecnologias
e traçou-se um perfil do usuário da Internet. Mostrou-se que a maioria da população,
93% do total, possui acesso a TV. Em contrapartida, apenas 30% da população tem.
108
Capítulo 7 - Conclusão
recursos financeiros e computer literacy 1 para acessar a rede mundial. Isto sugere que
se houver investimentos para tornar mais barato o custo de equipamentos para acessar
a rede e se for utilizada a TV como ponto inicial de acesso a serviços interativos (SI)
então haverá um grande potencial para tornar o acesso a informação, cultura e educação
presente na maioria do território brasileiro.
• No Capítulo 5 foi detalhada e desenvolvida uma abordagem para convergência digital
entre TV e sistemas computacionais. Essa proposta consiste na especificação de uma
arquitetura para integração de Estações de TV e Provedores de Serviços Interativos
que utiliza a infra-estrutura das redes de comunicações existentes e, portanto, não
requer grandes investimentos para ser implementada. Contudo, deve-se salientar que a
realização completa dessa arquitetura implementa de facto a proposta de convergência.
• 0 Capítulo 6 concentrou-se na descrição do protótipo que implementa parte da arquitetura proposta no Capítulo 5. 0 protótipo implementa duas estratégias. A primeira
refere-se a comunicação entre os componentes do Sistema Cossack, descrita na Seção
6.2. A segunda é uma estratégia de sincronização entre imagens de TV e SI, descrito
no modelo de gerenciamento de tempo estendido, especificado na Seção 6.5. Para implementação desse modelo, criou-se uma linguagem própria para se criar os elos entre
as imagens de TV e os serviços.
Portanto, como resultados obtidos do trabalho relatado nesta dissertação, tem-se:
• A definição dos conceitos de hiperprograma, Banners, contexto em programas de TV e
serviços interativos, incluindo suas características (personalização, nível de abrangência
e estrutura comunitária).
• Uma proposta de uma arquitetura de serviços interativos (SIs) para o Sistema Cossack
que abrange a definição da rede global de SIs e a, especificação de uma estação de
gerenciamento de SIs (EGSI).
' Este termo, 'computer literacy' pode ser excepcionalmente traduzido para o português conto alfabetização
computacional, que designa os conhecimentos mínimos necessários para poder operar o computador.
109
• A especificação da linguagem HVML para transmissão dos parâmetros para criação e
exibição dos Banners de acordo com o tempo de ocorrência dos contextos nos programas
de TV.
• A definição de um modelo de gerenciamento de tempo estendido, para implementar a
sincronização entre Banners e contextos em programas de TV.
• A implementação de um protótipo como prova dos conceitos tratados neste trabalho.
Ao longo do desenvolvimento da pesquisa, uma série de novas questões surgiram. Essas
novas questões são as sugestões para trabalhos futuros, descritos na próxima seção.
7.2
Trabalhos Futuros
A partir dos resultados obtidos neste trabalho de pesquisa, pôde-se identificar as seguintes
questões que precisam ser desenvolvidas para a implementação efetiva do Sistema Cossack
(algumas delas, por si só, são linhas de pesquisa).
• A implementação da arquitetura proposta neste trabalho em um ambiente real, composto de Estações de TV e Provedores de Serviços Interativos, utilizando o VBI para
transmissão dos Banners e um dispositivo para, ter acesso ao hiperprograma.
• A implementação de um software para recepção de programas de TV ao vivo ( PC
based TV), integrado à arquitetura de gerenciamento de serviços interativos proposta
nesta dissertação, utilizando protocolos de transmissão em tempo real dedicados. Atualmente, os existentes, entre eles o Real-Time Transport Protocol (RTP) e Resource
Reservation Protocol ( R,SVP) (mencionados no Capítulo 4), não atendem completa-
mente os requisitos da proposta de convergência.
• 0 estudo e desenvolvimento de um padrão, a partir da padronização preliminar proposta no Capítulo 6, que torne possível o desenvolvimento de uma gama abrangente
de SI de forma independente. Este padrão deve garantir o acesso aos SIs através de
110
uma plataforma comum denominada Plataforma Cossack, que será o produto final, resultante do amadurecimento do protótipo do Sistema Cossack. Essa padronização, em
linhas gerais, determinará como o usuário deve interagir com o SI a partir da plataforma
Cossack.
• A implementação do dispositivo (hardware) que conterá a interface entre o usuário e a
EGSI.
• 0 estudo sobre o impacto dessa convergência sobre a população em geral.
• Um estudo sobre novas formas de interação de usuários entre si, usando ou não a TV
como ponto de partida.
111
Glossário
"Freunde applandieren, der Comedy seira rüber. "
últimas palavras de Ludwig van Beetlroven.
As seguintes definições de termos são usadas nesta dissertação.
Application Programming Interface (API) Um formato de mensagens usados por um
programa para se comunicar com o sistema operacional, algum outro programa ou um
protocolo de comunicações, por exemplo. APIs são escritas como módulos a parte que
contem funções para executar tarefas específicas. Esses módulos devem ser ligados ao
programa que usa a API de modo que se possa usar as funções deles.
Arquitetura de Software Descrição (concepção) de unia aplicação ou sistema que incorpora protocolos, interfaces e interações entre seus componentes si e entre eles e outros
programas ou módulos externos.
Asynchronous Transfer Mode (ATM) é uma tecnologia de conexão que organiza os
dados digitais em células com o tamanho fixo de 53 bytes e os transmite usando o
processamento digital de sinais. Cada célula é processada assincronamente em relação
a outras células e armazenada em uma fila antes de ser transmitida.
112
Glossário
Audio Video Interleaved (AVI) Formato de arquivo que contém som e vídeo especificado pela Microsoft.
Bandwidth Ver Largura de banda.
Banners Elos que vinculam o programa de TV a serviços interativos. Maiores detalhes na
página 70.
Broadcast Transmissão de dados para todos os pontos em uma rede ou segmento de rede.
Brilho Grau de luminosidade emitida por uma cor. Definição na página 18.
Browser Um software que permite a visualização de páginas hipermídia na WWW.
Cable Modems Tecnologia permite a utilização da infra-estrutura das TVs a cabo para
disponibilizar acesso à Internet. Maiores detalhes na página 44.
Cabo de Distribuição Responsável pela distribuição do sinal de TV em uma pequena
área. Maiores detalhes na página 44.
Cabo de Ligação Responsável pela ligação do cabo de distribuição a um prédio ou residência. Maiores detalhes na página 44.
Cabo Mestre Responsável pela distribuição do sinal de TV. Maiores detalhes na página
44.
Computer Mediated Communication (CMC) Área do conhecimento que estuda a comunicação entre pessoas mediada por ferramentas computacionais.
Common Gateway Interface (CGI) Parte do protocolo HTTP, o CGI é um método de
transferência de dados entre o servidor HTTP e uma aplicação (geralmente residerite
no próprio servidor). Após tratados pela aplicação, os dados são devolvidos ao usuário
pelo protocolo HTTP.
Comunicação Processo pelo qual idéias, pensamentos, sentimentos, mensagens ou informações são transmitidas de indivíduo para indivíduo ou entre máquinas. No primeiro
113
Glossário
caso, tornando possível a relação social. No segundo caso, utilizando um infra-estrutura
específica para implementar a troca de mensagens ou informações.
Contexto de um Programa de TV Seqüência de imagens que mostram ações e cenários
semanticamente ligados. Ou seja, cenas onde os personagens, suas ações e cenários se
concentram em uma idéia em particular, que faz parte do conjunto de idéias tratadas
no programa de TV. Maiores detalhes na página 85.
Contexto social Circunstâncias econômicas, sociais, filosóficas, entre outras com o poder
de agrupar pessoas que compartilham idéias comuns.
Convergência de Tecnologias Ver Convergência Digital.
Convergência Digital É a união da crescente capacidade de processamento de informação
digital, o baixo custo de equipamentos eletrônicos e novas tecnologias de comunicação
para possibilitar novas formas de interação, colaboração e compartilhamento de informação entre pessoas.
Demodulador Dispositivo que filtra um sinal analógico, convertendo-o para digital.
Direct Memory Acess ( DMA) Microprocessador dedicado que transfere dados da memória principal para memória secundária sem o uso da CPU.
Dynamic Random Acess Memory ( DRAM) 0 tipo mais comum de memória de computador. Geralmente usa um transistor e um capacitor para representar um bit. Os
capacitores precisam ser energizados para manter seu conteúdo. Esse tipo de memóriaa
tem tempos de acesso maior que 30 nanosegundos.
Estação de Gerenciamento de Serviços Interativos (EGSI) Sistema composto por
uma ou mais estações de TV e provedores de serviços interativos, onde tais serviços são
gerenciados, disponibilizados e acessados. Maiores detalhes na página 67.
Ethernet inventada por Robert Metcalfe e David Boggs no Xerox PARC em 1973, a Ethernet é o método de acesso à redes locais mais usado e foi aprovado em 1983 pelo padrão
114
Glossário
802.3 da IEEE. A Ethernet transmite pacotes de tamanhos que variam entre 22 e 1518
bytes de comprimento. Cada um desses pacotes possui um cabeçalho com o endereço
das estações de envio, de destino e uma trilha que contém dados para correção de erros.
Os protocolos de alto nível como o IP ou IPX, fragmentara as mensagens longas para
caberem nos pacotes próprios da rede Ethernet.
Full Service Network (FSN) uma rede de comunicações que provê uma série de serviços
que requerem um certo grau de interação como, por exemplo, compras, filmes ondemand e acessos a bancos de dados. Maiores detalhes na página 13.
Gateway um computador que atua como uma porta de entrada de uma rede em outra. No
gateway há a conversão entre diferentes tipos de redes ou protocolos.
H.323 Padrão da ITU para videoconferência sobre redes locais e Internet. Permite que
qualquer combinação de voz, vídeo e dados seja transportada. Maiores detalhes na
página 37.
High Definition Television ( HDTV) Sistema de captação, geração e transmissão de
imagens, que transmite a uma taxa de 30 imagens por segundo, onde o aparelho receptor
possui telas grandes, na proporção 16/9 (horizontal/vertical) com 1.125 linhas de pontos
luminosos.
Head-end responsável pelo processamento do sinal que será enviado pelo cabo mestre.
Maiores detalhes na página 44.
Hiperbase Base de dados que contém textos, gráficos (animados ou estáticos), vídeos e sons
associados entre si através de elos, chamados links.
Hipermídia Um método para apresentação de informações em unidades, ou nós, ligados por
links. Essas informações podem ser apresentadas usando vários formatos como texto,
i magens estáticas, áudio, vídeo, animações ou programas.
Hiperprograma 0 resultado da fusão dos Banners com o programa de TV dá origem ao
hiperprograma. Definição na página 70.
115
Glossário
Hyper View Markup Language ( HVML) Linguagem criada para a especificação dos
Banners, baseada na linguagem HTML. Um arquivo escrito em HVML associa os Banners a contextos apresentados em programas de TV. Maiores detalhes na página 85.
Hypertext Markup Language ( HTML) Linguagem criada pelo IETF para se especificar hipertextos para a WWW.
Hypertext Transport Protocol
( HTTP) Protocolo de comunicação, que funciona so-
bre o protocolo TCP/IP, usado para conectar os browsers a servidores na WWW. Sua
principal função é estabelecer a comunicação com um servidor e transmitir páginas
escritas na linguagem HTML para o browser.
Interação Ação recíproca. Relação. Quando há interação entre um software e o usuário,
existe uma troca de informação entre o programa e aquele que usa.
Interatividade Em sistemas computacionais, é a possibilidade do usuário controlar a execução de um programa, não somente selecionando as informações transmitidas ao programa, mas também alterando a forma com que elas são apresentadas. Existem quatro
tipos de interação identificados neste trabalho: InterBi, InterCom, InterInf, InterSocial.
Interativo Relativo a um software que recebe informações e, com base nelas, retorna novas
informações.
Interactive Television (iTV) Tipo de sistema de televisão onde é estabelecida uma via
bidirecional de comunicação entre o telespectador e provedores de serviços. Geralmente,
o retorno do telespectador para o provedor de serviço é feita usando as linhas telefônicas.
InterBi Relação entre software e usuário através de interfaces reativas ou simulações de
diálogo. Maiores detalhes na página 64.
InterCom Tipo de interação entre produtores e consumidores de conteúdo informativo iiitermediado por um meio de comunicação. Maiores detalhes na página 62.
116
Glossário
Interlnf Tipo de interação entre usuário e software. Relação entre o usuário e um software,
que recebe informações e, com base nelas, retorna novas informações para que o usuário
tome decisões. Maiores detalhes na página 62.
International Telecommunication Union (ITU) Formalmente chamado de CCITT
( Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy ), é o grupo in.
ternacional responsável por padrões de comunicações, cujo endereço é www.itu.ch
Internet Engineering Task Force (IETF) Organização voluntária de grupos de trabalho dedicado a identificar problemas e propor soluções técnicas para a Internet.
0
endereço é www.ietf.org .
Internet Protocol (IP) Parte do protocolo de comunicação TCP/IP que contém o endereço de rede e implementa o roteamento de uma mensagem para diferentes redes
ou sub-redes. Este protocolo também possui algoritmos para fragmentar o pacote em
pedaços suportados pela rede.
InterSocial Tipo de interação entre pessoas onde há troca, compartilhamento e negociação
de mensagens interrelacionadas , na presença ou não de um interlocutor, dentro de um
contexto social. Maiores detalhes na página 64.
Intervalo de Apagamento Vertical Ver Vertical Blank Interval (VBI).
Intervalo de Apagamento Horizontal Intervalo de tempo em que o canhão de elétrons
é desligado e volta para o retraçamento no início de cada linha na tela.
Java Linguagem de programação criada pela SUN Microsystems para aplicações clienteservidor. 0 código fonte escrito em Java é compilado e gera os chamados bytecodes
que são convertidos em código de máquina em tempo de execução. Esses bytecodes são
interpretados na máquina virtual Java que pode ser instalada em qualquer computador,
garantindo a portabilidade de código.
Java Media Framework (JMF) Uma API com funções para incorporar áudio e vídeo
em programas lava.
117
Glossário
Largura de banda Capacidade de transmissão em uma linha eletrônica, e. g. redes de
computadores ou barramento em umm computador. É expressa em bits por segundo ou
em Hertz (ciclos por segundo).
Link é uma referência (ligação) a uma aplicação, imagem, texto, vídeo, som ou animação
que está armazenada em um servidor local ou em um servidor ligado a uma rede privada
ou a Internet
Matiz Característica que permite diferenciar as cores do espectro eletromagnético visível.
Definição na página 18.
Media Access Control (MAC) dispositivo que executa o protocolo de transmissão e recepção de dados na tecnologia de cable modems.
Mídia Formato de comunicação que pode estar impresso ou codificado eletronicamente.
Modulador Dispositivo que transforma pulsos digitais em freqüências de áudio, para transmissão em uma linha telefônica ou outro meio de transmissão analógico.
Moving Pictures Expert Group (MPEG) Padrão de compressão de vídeo estabelecido
pelo ISO/ITU. 0 endereço é http://drogo.eselt.stet.it/mpeg/.
Multimídia Uso combinado de informação em diferentes formatos, e. g. sons, gráficos
animados ou não e vídeos.
Pager Pequeno dispositivo que recebe mensagens curtas transmitidas de um provedor desse
tipo de serviço. 0 provedor é contatado por alguém que deseja enviar unia mensagem
ao portador do pager. Em seguida a mensagem é enviada ao portador.
Peopleware conjunto de pessoas responsáveis pela operação, manutenção, análise e outras
tarefas relacionadas ao software.
PC Computador Pessoal.
Porta veja Porta de Conexão.
118
Glossário
Porta de Conexão Identificador único de um programa, geralmente um servidor, em execução em uma máquina que está conectada em uma rede de comunicação que utiliza o
protocolo TCP/IP.
Portal Um super Web Site na WWW que provê uma série de serviços como busca de
informações ou páginas HTML, notícias, mensagens, compras on-line, entre outros.
Pós-Produção A última fase na produção de programas de TV. Maiores detalhes na página
26.
Pré-Produção A primeira fase na produção de programas de TV. Maiores detalhes na
página 25.
Produção de Programa de TV Elaboração do programa de TV, envolvendo criação de
cenário, ensaios, gravação, entre outras. Maiores detalhes na página 25.
Protocolo Regras que regem a transmissão e recepção de dados em uma rede de comunicação [88].
Provedor de Serviço Interativo (PSI) Entidade ligada à Internet ou a uma rede privada
a partir da EGSI que provê um serviço interativo. Geralmente possui sob seu comando
equipamentos e software para implementar e prover esse tipo de serviço.
Maiores
detalhes na página 67.
Proxy Server Servidor que atua como um intermediário entre o usuário e a Internet para
aumentar o nível de segurança e outros serviços adicionais como arinaze, name rito (Ias
páginas HTML mais visitadas, contabilização de recursos e auditoria, por exemplo.
Geralmente, o usuário não nota a presença de um Proxy Server.
Qualidade de Serviço Veja Quality of Service.
Quality of Service (QoS) Definição de um nível de desempenho mínimo em tini sistema
de comunicação de dados. Esse nível de desempenho considera fatores como taxas de
transmissão de dados e taxas aceitáveis de erros.
119
Glossário
Realtime Transport Protocol (RTP) Um protocolo IP que suporta transmissão em tempo real de voz e vídeo. Um pacote RTP é transportado sobre o protocolo UDP e inclui
i nformações sobre o sincronização no seu cabeçalho para a reconstrução no receptor.
Resource Reservation Protocol ( RSVP) Um protocolo de comunicação que sinaliza
um roteador para reservar largura de banda para transmissão em tempo real. Maiores
detalhes na página 37.
Request for Comments ( RFC) Originado no início da ARPANET (a rede que deu origem a Internet), o RFC era um documento publicado quando os membros do grupo
responsável pelo projeto e implementação dos protocolos solicitavam contribuições de
idéias ao projeto. Esse documento geralmente contém especificação de padrões e protocolos.
Saturação Característica que determina a maior ou menor mistura de uma cor com o branco. Maiores detalhes na página 18.
Servidor Proxy Veja Proxy Server.
Serviço Interativo (SI) Classe de serviços onde a relação entre o provedor de serviço e
seu beneficiário é incrementada por ferramentas que dão suporte à comunicação para
melhor execução do serviço. A definição está na página 64.
Set-top Boxes (STB) Dispositivo que, anexado a TV, pode receber e processar alguns
dados digitais. Ele permite a integração de outros dispositivos eletrônicos conto vídeo
cassete, joystics e PCs.
Sincronização Maiores detalhes na página 9.
Sintonizador Dispositivo responsável por ajustar o recebimento de um sinal.
Sistema NTSC Sistema de transmissão de imagens baseado no padrão especificado pela
National Television System Committee, dos Estados Unidos.
Maiores detalhes na
página 22.
120
Glossário
Sistema PAL Sistema de transmissão de imagens baseado no padrão especificado pela Telefunkera, na Alemanha. Maiores detalhes na página 22.
Site Veja Web Site.
Synchronized Multimedia Integration Language (SMIL) Linguagem
especificada
pelo W 3 C para transmissão e sincronização de conteúdo multimídia na W\V\-V.
Sistema Secam Sistema de transmissão de imagens baseado no padrão especificado na
França. Maiores detalhes na página 22.
Telefone Celular Aparelho de telefone móvel cujo alcance é determinado pela proximidade com estações base. Cada uma dessas estações cobre uma célula (pequena área
geográfica) e possui transmissores de baixa potência que permitem que uma mesma
freqüência seja compartilhada por diferentes usuários dentro de nina cidade ou região.
Universal Serial Bus ( USB) uma interface de hardware para periféricos como teclados,
mouse, Joysticks, i mpressoras, entre outros. A USB tem largura de banda de 1.5 Mbps
e pode ter ate 127 dispositivos conectados. A vantagem de equipamentos com este tipo
de interface é a, possibilidade de conecta-los ou retirá-los sem desligar o sistema.
User Datagram Protocol (UDP) Um protocolo dentro do TCP/IP usado no lugar do
TCP quando a entrega de pacotes não precisa ser verificada. Ou seja, usando o protocolo UDP, os pacotes perdidos são simplesmente ignorados.
Vertical Blank Interval (VBI) Tempo de retorno do canhão de elétrons da parte inferior
(Ia tela até o ponto inicial de retraçamento, no início da tela. Neste intervalo de tempo
é possível transmitir outros dados que não formam a imagem de TV.
Web Site Um servidor que contém páginas HTML e outros arquivos, multimídia ou não,
que fica ligado 24 horas por dia na Internet.
World Wide Web (WWW) Desenvolvida no European Center for Nuclear Research
(CERN) em Genebra, por Tim Berners-Lee em 1989, a WWW foi criada para compartilhar informações sobre física nuclear. Ela é baseada em textos especificados na
121
Glossário
linguagem HTML, que são transferidos entre computadores conectados a Internet utilizando o protocolo HTTP.
World Wide Web Consortium (W 3 C) Consórcio formado por indústrias, fundado em
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Uma Arquitetura de Serviços Interativos para o Sistema Cossack.

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