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Conteúdo:

1.0 .........Sobre o HD Radio
1.1 .........O NRSC-5 IBOC
2.0 .........Por que é proprietário?
2.1 ...........Codificador de áudio
2.2 ...........Aplicações
2.3 ...........Licenciamento
3.0 .........Problemas técnicos
3.1 ...........Mal funcionamento em Ondas Médias
3.2 ...........Latência muito grande
3.3 ...........Não opera em Ondas Tropicais e Ondas Curtas
3.4 ...........Funcionamento pobre em baixa potência na faixa do FM
4.0 .........Por que esse site?
4.1 ...........E nos Estados Unidos?
5.0 .........Conclusões
6.0 .........Sobre o autor
7.0 .........Referências


1.0 - Sobre o HD Radio

O HD Radio, também conhecido como IBOC, é o padrão norte-americano de Rádio Digital. O sistema foi desenvolvido em conjunto por várias grandes empresas da radiodifusão e telecomunicações norte-americanas[1].

A premissa de operação do sistema é a transmissão digital funcionar no mesmo canal do sinal analógico já existente, tanto para canais em AM (somente Ondas Médias) como FM, por isso a denominação In-band on-Channel (IBOC). A Figura 1 apresenta os modos de operação do HD Radio.


Figura 1. Modos de operação do sistema HD Radio, em AM, a esquerda, e em FM, a direita. O sinal analógico está em verde e o sinal digital em amarelo e vermelho.

Em 2010, a agência reguladora norte-americana, FCC, afrouxou os limites de emissão das emissoras FM em canais adjancentes[2], para permitir maior potência do sinal digital. O limite de aproximadamente 1% foi alterado para 10%, permitindo uma cobertura muitas vezes semelhante entre sinal digital e analógico. O sistema para AM também utiliza a banda dos canais adjacentes no entanto possui vários problemas e será discutido em seção específica.

A definição do padrão do HD Radio é parte proprietária e parte pública. A parte proprietária inclui o codificador de áudio, com o qual o áudio da emissora é processado, e as aplicações, como envio de imagens, guia de programação e informações de trânsito. A parte pública está definida na norma norte-americana NRSC-5, que define um sistema de rádio digital de nome IBOC, que cobre os aspectos de modulação e multiplexação.

A empresa desenvolvedora e detentora da tecnologia do HD Radio é a Ibiquity Digital Corporation, que foi fundada a partir da fusão das divisões das empresas que desenvolveram o HD Radio somada ao investimento dos maiores radiodifusores norte-americanos (Ver: http://www.ibiquity.com/about_us/investor_information).

Somente a Ibiquity licencia a tecnologia para fabricantes de transmissores e receptores. Não é possível que algum outro fabricante implemente o sistema devidos às partes secretas existentes. As emissoras também pagam taxa de licenciamento para operar em HD Radio(Ver: http://www.ibiquity.com/i/Licensing_%20Fact_%20Sheet_2009.pdf). Todo recurso adicional que o rádio digital permite, como transmitir um serviço de dados ou adicionar um canal de áudio extra, deve ser requisitado à Ibiquity e mediante pagamento de taxas, tal recurso é liberado no software do transmissor.

No Brasil, uma empresa de nome TellHD S/A seria a detentora dos direitos do HD Radio no Brasil[3]. Em reuniões do Conselho Consultivo do Rádio Digital (CCRD) representantes da empresa afirmaram que as emissoras brasileiras não iriam pagar taxas, que o sistema seria adaptado para utilizar somente um canal adjacente, que rádio comunitárias não iriam pagar pelo equipamento e que o sistema seria adaptado para funcionar em Ondas Curtas. Atualmente essa empresa aparentemente desapareceu (Vide endereço deste site), e seu antigo diretor executivo, Alexandre Romano, foi preso pela Operação Lava Jato.

1.1 - O NRSC-5 IBOC

As normas do sistema IBOC são mantidas e distribuídas gratuitamente pela National Radio Systems Committee (NRSC). Nessas normas o sistema IBOC é descrito em seus aspectos de modulação e multiplexação. Não são definidos o codificador de áudio e os protocolos utilizados para o envio de arquivos para aplicações como guia de programação eletrônico, imagens e informações de trânsito. O IBOC é um subconjunto das tecnologias do sistema HD Radio.

A norma principal do sistema é a NRSC-5:
NRSC-5-C In-band/on-channel Digital Radio Broadcasting Standard, September, 2011.

Outras normas que definem o sistema podem ser baixadas do site da NRSC, sendo elas:
1011s rev. G Layer 1 FM
1012s rev. F Layer 1 AM
1014s rev. I Layer 2 channel multiplex
1017s rev. G Audio transport
1019s rev. G Advanced Application Services transport
1020s rev. I SIS transport
1026s rev. F FM transmission system spec
1028s rev. D Program service data
1082s rev. F AM transmission system spec
1085s rev. C Program service data transport
2646s rev. 02 Transmission Signal Quality Metrics for FM IBOC Signals
2690s rev. 01 Reference Documents for the NRSC In-Band/On-Channel Digital Radio Broadcasting Standard
RFC 1662 PPP in HDLC-like Framing

2.0 - Por que é proprietário?

O HD Radio é considerado um padrão proprietário pois partes muito importantes do sistema são secretas, propriedade da Ibiquity. As partes secretas são o codificador de áudio, responsável em transformar o sinal de áudio da emissora em um fluxo de bits pronto para ser transmitido e os protocolos para transmissão de aplicações. Além disso, a Ibiquity é a única empresa que licencia a tecnologia, tanto para fabricantes de chips, como para fabricantes de receptores e transmissores. As emissoras pagam uma taxa inicial para adotar a tecnologia e para cada novo serviço de dados ou áudio adicionais.

2.1 - Codificador de áudio

O codificador de áudio do HD Radio chama-se HDC e foi desenvolvido pela empresa Coding Technologies, Inc [4]. Não existe uma especificação pública do codificador, e ele não é especificado pela norma do IBOC (NRSC-5), conforme demonstra a Figura 2, retirada da norma NRSC-5-C, página 16.


Figura 2. Diagrama de blocos do sistema HD Radio. Aviso contendo "NOT SPECIFIED BY NRSC-5" informa que a norma não especifica o codificador de áudio e o receptor.



2.2 - Aplicações

O termo aplicações, no presente texto, se aplica a serviços extras transmitidos em paralelo ao áudio da emissora. Exemplos de aplicações do HD Radio, que no diagrama de blocos da Figura 2, são os dados transmitidos pelo Advanced Data Services, incluem o Station Logo Service, Artist Experience e iTunes Tagging Support. Não existe nenhuma norma ou informação pública sobre essas aplicações.

É interessante notar que para se transmitir uma aplicação HD Radio é necessário utilizar a versão mínima dos softwares da Ibiquity que suportam determinado recurso. Abaixo segue como exemplo alguns requisitos para se transmitir o Artist Experience:

O protocolo LOT (Large Object Transfer), por exemplo, é proprietário e não existem informações públicas sobre ele. A Ibiquity, através de seu site menciona o protocolo LOT na lista de serviços de dados do HD Radio.



2.3 - Licenciamento

Para o radiodifusor é cobrado aproximadamente U$ 10.000,00, dependendo da forma de pagamento, como taxa inicial pelo canal de áudio principal. Para cada canal de áudio adicional é cobrado 3% do aumento da receita da emissora associado ao novo canal, com um mínimo de pagamento anual de U$1000. Para cada serviço de dados auxiliar também é cobrado 3% do aumento da receita da emissora relacionado ao serviço. Atualizações do software da Ibiquity com novos recursos também são cobradas.

As estações de rádio devem assinar um contrato com a Ibiquity que impede que o radiodifusor possa estudar o sistema e entender como ele funciona através de engenharia reversa. Os equipamentos são caros, desnecessariamente complicados e não possuem alternativas.

Para fabricantes de chips para recepção de rádio digital, uma licença específica é necessária e inclui taxas iniciais e taxas sobre cada unidade vendida. Um exemplo desse controle diferenciado por parte da Ibiquity com relação à tecnologia do HD Radio é explicitado pelo site da Parrot, uma das maiores fabricantes de chips do mundo. A Figura 3 apresenta o site da Parrot com a ressalva ao suporte do sistema HD Radio.


Figura 3. A ressalva para ao suporte do HD Radio no site da Parrot dizendo: "requires Ibiquity agreements".

Para fabricantes de receptores, também são cobradas taxas para o acesso e licenciamento da tecnologia. Diferente do que acontece em outros sistemas, nos quais somente para uma etapa da produção são cobrados royalties, no HD Radio todas as etapas de produção de um receptor HD Radio devem ser licenciadas junto a Ibiquity, incluindo as etapas realizadas pelo fabricante de chip, do módulo receptor e do receptor final. A Ibiquity também em nenhum momento garante a isonomia de tratamento com relação ao licenciamento da tecnologia, assumindo inclusive uma posição contrária à isonomia, em trechos de texto retirados do site, como "iBiquity is prepared to license its IC technology to partners who can bring new capabilities, lower overall power consumption or reduced cost to HD Radio consumer products".

Empresas que produzem transmissores devem negociar com a Ibiquity os softwares que geram o sinal digital do HD Radio além do excitador HD Radio em acordos feitos individualmente com cada empresa.


3.0 - Problemas técnicos

O HD Radio possui vários problemas relacionados à interferências, largura de banda, atraso e falta de flexibilidade de configuração.


3.1 - Mal funcionamento em Ondas Médias

Pelo fato de ocupar os dois canais primeiro adjacente de uma emissora OM, o HD Radio interfere em outras emissoras distantes. Além disso, a maioria das emissoras OM que iniciaram transmissões HD Radio estão abandonando o sistema devido a vários motivos, como má recepção e interferências (Ver lista de emissoras AM com sinal HD Radio).

Outra questão relevante é que o HD Radio não possui robustez suficiente para ser recebido através de propagação por ondas celestes (skywave) (Ver artigo da RadioWorld).

O Canadá, por exemplo, que permite transmissões HD Radio na faixa do FM, proibe transmissões HD em OM.


3.2 - Latência muito grande

A diferença de tempo entre o áudio entrar no transmissor e ser reproduzido no receptor é aproximadamente 8s.

Essa característica é muito ruim para eventos ao vivo, como jogos de futebol ou corridas de automóvel. Em outros sistemas de broadcasting digital como o ISDB-T utilizado na TV Digital brasileira o atraso varia entre 2s a 4s e no Digital Radio Mondiale entre 1 a 3s.


3.3 - Não opera em Ondas Tropicais e Ondas Curtas

O HD Radio não opera em OT nem OC, deixando excluídas da digitalização do rádio as pessoas que mais dependem dele. A Figura 4 mostra a foto do estúdio da Rádio Nacional da Amazônia, que transmite em 6180kHz e 11780kHz OC, cobrindo 100% do território da Amazônia brasileira.

Figura 4. Estúdio da Rádio Nacional da Amazônia.


3.4 - Funcionamento pobre em baixa potência na faixa do FM

O HD Radio não foi concebido para operar em baixa potência. Nenhuma dentre as milhares de emissoras LPFM (Low Power FM, o equivalente das Rádios Comunitárias nos Estados Unidos) transmite sinal digital (Ver site do Prometheus Radio).

Durante os testes com o sistema HD Radio na emissora comunitária de Brasília Recanto das Emas, o sinal HD Radio não pode ser recebido nem ao lado da emissora, conforme comentários dos engenheiros do Ministério das Comunicações em reunião do Conselho Consultivo do Rádio Digital.


4.0 - Por que este site?

Este site existe para questionar o fato do sistema HD Radio ser aceito pelo governo brasileiro como um candidato a ser a base do Sistema Brasileiro de Rádio Digital (SBRD), sendo que o sistema está em claro desacordo com a portaria 290 de 2010 que institui o SBRD. A maioria dos parágrafos do Artigo 3 da portaria 290 são contrários ao fato da tecnologia do SBRD ser propriedade de uma empresa norte-americana, além de ter partes relevantes que são secretas. A listagem abaixo apresenta o Artigo 3 da portaria que institui o SBRD.

Art. 3o O SBRD tem por finalidade alcançar, entre outros, alcançar os seguintes objetivos:

I - promover a inclusão social, a diversidade cultural do País e a língua pátria por meio do acesso à tecnologia digital, visando à democratização da informação;

II - propiciar a expansão do setor, possibilitando o desenvolvimento de serviços decorrentes da tecnologia digital como forma de estimular a evolução das atuais exploradoras do serviço;

III - possibilitar o desenvolvimento de novos modelos de negócio adequados à realidade do País;

IV - propiciar a transferência de tecnologia para a indústria brasileira de transmissores e receptores, garantida, onde couber, a isenção de royalties;

V - possibilitar a participação de instituições brasileiras de ensino e pesquisa no ajuste e melhoria do sistema de acordo com a necessidade do País;

VI - incentivar a indústria regional e local na produção de instrumentos e serviços digitais;

VII - propiciar a criação de rede de educação à distância;

VIII - proporcionar a utilização eficiente do espectro de radiofreqüências;

IX - possibilitar a emissão de simulcasting, com boa qualidade de áudio e com mínimas interferências em outras estações;

X - possibilitar a cobertura do sinal digital em áreas igual ou maior do que as atuais, com menor potência de transmissão;

XI - propiciar vários modos de configuração considerando as particularidades de propagação do sinal em cada região brasileira;

XII - permitir a transmissão de dados auxiliares;

XIII - viabilizar soluções para transmissões em baixa potência, com custos reduzidos; e

XIV - propiciar a arquitetura de sistema de forma a possibilitar, ao mercado brasileiro, as evoluções necessárias.

4.1 - E nos Estados Unidos?

Nos Estados Unidos muitas pessoas e entidades até hoje protestam contra o HD Radio. Abaixo segue uma lista de textos e blogs interessantes feitos por norte-americanos:



5.0 - Conclusões

Caso implantado no Brasil, o HD Radio representaria um retrocesso grande ao Brasil em termos da liderança tecnológica que o país assumiu quando adotou um padrão aberto para a TV Digital (o Japonês) com melhorias nacionais. Com o HD Radio não será possível que empresas e instituições de pesquisa brasileiras possam aprimorar o sistema, ficando a Ibiquity (ou qualquer outra empresa que assuma os direitos do HD Radio) com todo o controle dos recursos técnicos que são disponibilizados pelo sistema. Um claro monopólio institucionalizado será instaurado no país.


6.0 - Sobre o autor

Rafael Diniz é pesquisador do Laboratório Telemídia da PUC-Rio e participa das reuniões Conselho Consultivo do Rádio Digital do Ministério das Comunicações. As posições expressas nesse site são unicamente de seu autor e não representam a posição de nenhuma instituição ao qual o autor está associado.


7.0 - Referências

[1] Anderson, J. N. (2011). Radio's digital dilemma: broadcasting in the 21st century (Doctoral dissertation, University of Illinois at Urbana-Champaign). link.
[2] FCC, Digital power increase for FM stations approved. Digital Audio Broadcasting Systems and Their Impact on the Terrestrial Radio Broadcast Service, Order, MM Docket 99-325, DA 10-208, released January 29, 2010. link.
[3] Algumas apresentações da TellHD oficiais. Câmara dos deputados. link; Ministério das Comunicações. link.
[4] Maxson, David P. The IBOC Handbook: Understanding HD Radio (TM) Technology. CRC Press, 2007.