In-band on-channel ( IBOC ) — это гибридный метод передачи цифровых радио- и аналоговых радиосигналов одновременно на одной частоте . Название относится к новым цифровым сигналам, которые транслируются в том же диапазоне AM или FM (in-band) и связаны с существующим радиоканалом (on-channel). Используя дополнительные цифровые поднесущие или боковые полосы , цифровая информация мультиплексируется на существующих сигналах, что позволяет избежать перераспределения вещательных диапазонов.
IBOC полагается на неиспользуемые области существующего спектра для отправки своих сигналов. Это особенно полезно в североамериканском стиле FM, где каналы широко разнесены на 200 кГц, но используют только около 50 кГц этой полосы пропускания для аудиосигнала. В большинстве стран интервал между каналами FM может быть близок к 100 кГц, а на AM он составляет всего 10 кГц. Хотя все они предлагают некоторое пространство для дополнительных цифровых трансляций, основное внимание IBOC уделяется диапазону FM в североамериканских системах; в Европе и многих других странах были выделены совершенно новые диапазоны для полностью цифровых систем.
Стандарты цифрового радио обычно позволяют мультиплексировать несколько каналов программ в один цифровой поток. В североамериканском FM это обычно позволяет объединять два или три сигнала высокой точности в один канал или один сигнал высокой точности плюс несколько дополнительных каналов на уровнях средней точности, которые намного более высокого качества, чем AM. Для еще большей емкости некоторые существующие поднесущие могут быть удалены из эфира, чтобы обеспечить дополнительную полосу пропускания в основной полосе модуляции . Например, в FM это может означать удаление стерео из аналогового сигнала, полагаясь на цифровой сигнал для обеспечения стерео там, где это необходимо, тем самым освобождая место для другого цифрового канала. Из-за уменьшенной полосы пропускания в AM IBOC несовместим с аналоговым стерео, хотя это редко реализуется, и дополнительные каналы ограничены сильно сжатым голосом, таким как трафик и погода .
В конечном итоге станции смогут перейти от цифро-аналогово-гибридного режима к полностью цифровому, исключив монофонический звук в основной полосе частот.
На FM-диапазоне используются три метода вещания IBOC, в основном в США .
Первая и единственная цифровая технология, одобренная для использования на частотах AM и FM-вещания Федеральной комиссией по связи в США, — это запатентованная система HD Radio, разработанная корпорацией iBiquity Digital Corporation, [1] которая передает энергию за пределы выделенного канала FM ±100 кГц. Это создает потенциальные проблемы с помехами на соседних каналах. [2] Это наиболее широко используемая система, с приблизительно 1560 станциями, передающими HD-радио в США, [3] плюс более 800 новых многоадресных каналов (по состоянию на январь 2010 года). Существует единовременный лицензионный сбор для iBiquity Digital за использование ее интеллектуальной собственности, а также расходы на новое оборудование, которые варьируются от 50 000 до 100 000 долларов США (2010 год) за станцию.
Другая система — FMeXtra от Digital Radio Express, которая вместо этого использует поднесущие в существующем сигнале. Эта система была представлена совсем недавно. FMeXtra совместима с HD Radio в гибридном режиме, но не в полностью цифровом режиме, и с RBDS . Стереоподнесущая может быть удалена, чтобы освободить больше места для FMeXtra в основной полосе модуляции. Однако система несовместима с другими существующими поднесущими 67–92 кГц, которые в основном вышли из употребления. Система намного менее затратна и менее сложна в реализации, ее нужно только подключить к существующему возбудителю , и она не требует лицензионных сборов. FMeXtra в целом имеет все пользовательские функции HD Radio, включая возможность многоадресной передачи, возможность транслировать несколько различных аудиопрограмм одновременно. Она использует кодек aacPlus (HE-AAC).
FMeXtra может ограничивать прослушивание с помощью условного доступа и шифрования .
Digital Radio Mondiale позволяет одновременно передавать несколько потоков данных вместе с аудиосигналом. Режим DRM для VHF обеспечивает пропускную способность от 35 кбит/с до 185 кбит/с и до четырех одновременных потоков данных, что позволяет транслировать объемный звук DVD- качества 5.1 вместе с другим мультимедийным контентом — типичными примерами являются изображения, видео или HTML-контент. [4]
Хотя DRM не имеет обратной совместимости с существующим оборудованием FM-приемников, поскольку трансляции кодируются в цифровом виде с использованием HE-AAC или xHE-AAC , эта способность работать в согласованном на международном уровне FM-спектре 88–108 МГц делает DRM жизнеспособным кандидатом на будущее принятие, если страны начнут отказываться от аналогового вещания.
iBiquity также создала средневолновую систему HD Radio для AM, которая является единственной системой, одобренной Федеральной комиссией по связи для цифрового вещания AM в Соединенных Штатах. [5] Система HD Radio использует использование введенных цифровых боковых полос выше и ниже слышимой части аналогового звука на первичной несущей. Эта система также фазово модулирует несущую в квадратуре и вводит больше цифровой информации в эту фазово-модулированную часть несущей. Она основана на принципе AM-стерео , где она помещает цифровой сигнал там, где система C-QUAM поместила бы аналоговую стереоинформацию декодирования.
Digital Radio Mondiale добилась гораздо большего успеха [ требуется ссылка ] в создании системы AM, и она может быть намного менее затратной в реализации, чем любая фирменная система HD Radio, хотя для нее требуется новая частота. Это единственная система, которая была принята Международным союзом электросвязи (МСЭ) для использования в средних волнах, а также на коротких волнах (и, возможно, на длинных волнах ) для использования в регионах I и III, но пока не в регионе II, в Америке . Система HD Radio также была одобрена Международным союзом электросвязи.
CAM-D — это еще один метод, хотя он скорее является расширением текущей системы. Разработанный пионером AM-стерео Леонардом Р. Каном , он кодирует высокие частоты на очень маленьких цифровых боковых полосах, которые не создают помех соседним каналам, и смешивает их обратно с аналоговой базовой полосой. В отличие от двух других, он не предназначен для многоканальности, отдавая предпочтение качеству, а не количеству. В отличие от HD-системы, которую iBiquity называет «гибридной цифровой», система CAM-D действительно является прямым гибридом аналогового и цифрового. Некоторые инженеры считают, что CAM-D может быть совместим с аналоговым AM-стерео при правильной разработке.
Критики CAM-D указывают на несколько недостатков:
В то время как Соединенное Королевство и многие другие страны выбрали стандарт цифрового аудиовещания (DAB) Eureka 147 для создания службы цифрового радио, Соединенные Штаты выбрали технологию IBOC для своих цифровых станций AM и FM. Диапазон, обычно используемый для наземного DAB, является частью диапазона VHF III, который не страдает от существенных проблем прямой видимости L-диапазона. Однако он недоступен в Северной Америке, поскольку этот диапазон занят телевизионными каналами с 7 по 13 и любительским радиодиапазоном 1,25 метра (222 МГц). Станции, в настоящее время занимающие этот спектр, не хотели отказываться от своего пространства, поскольку VHF предлагает несколько преимуществ по сравнению с UHF: относительно меньшая мощность, распространение на большие расстояния (до 100 миль (160 км) с антенной на крыше) и более длинная длина волны, которая более надежна и менее подвержена помехам. В Канаде Канадская комиссия по радио, телевидению и телекоммуникациям (CRTC) продолжает следовать аналоговому стандарту, поэтому каналы остаются недоступными и там. Тестирование HD Radio разрешено в Канаде, а также в других странах мира.
Также существовало беспокойство, что брендинг станций AM и FM, использующих их текущие частоты, будет потерян из-за новых номеров каналов, хотя виртуальные каналы, такие как на цифровом телевидении, устранят это. Кроме того, нескольким конкурирующим станциям придется совместно использовать передатчик, который мультиплексирует их все в один ансамбль с той же зоной покрытия (хотя многие станции FM уже диплексированы в крупных городах, таких как Нью-Йорк). [1] Еще одним беспокойством операторов станций FM было то, что станции AM могут внезапно оказаться в конкуренции с таким же высоким качеством звука, хотя FM все еще будет иметь преимущество в виде более высоких скоростей передачи данных (300 кбит/с против 60 кбит/с в стандарте HD Radio) из-за большей полосы пропускания (100 кГц против 10 кГц).
Самым значительным преимуществом IBOC является его относительная простота внедрения. Существующие аналоговые радиостанции не устаревают, и потребитель и промышленность могут перейти на цифровые технологии рациональными темпами. Кроме того, технологическая инфраструктура уже существует: большинство крупных производителей вещательного оборудования внедряют технологию IBOC, а более 60 производителей приемников продают приемные устройства IBOC. В Великобритании, Дании, Норвегии и Швейцарии, которые являются ведущими странами по внедрению DAB, стереорадиостанции первого поколения с кодеком MPEG-1 Audio Layer II (MP2) на DAB имеют более низкое качество звука, чем FM, что вызывает ряд жалоб. [6] Типичная полоса пропускания для программ DAB составляет всего 128 кбит/с при использовании кодека первого поколения, менее надежного стандарта MP2, который требует как минимум вдвое большей скорости, чтобы считаться качеством, близким к CD. [7] [8]
Была внедрена обновленная версия стандарта Eureka-147 под названием DAB+. Используя более эффективный высококачественный MPEG-4 CODEC HE-AAC v2, этот метод сжатия позволяет системе DAB+ передавать больше каналов или иметь лучшее качество звука при той же скорости передачи данных, что и исходная система DAB. Именно реализация DAB+ будет рассматриваться для новых проектов станций, а не более ранняя схема DAB с использованием MUSICAM CODEC. Система DAB+ координировалась и разрабатывалась Всемирным форумом DAB, образованным в 1997 году из старой организации. Она дает системе Eureka-147 такое же качество на скорость передачи данных, как и системе IBOC, и, следовательно, (возможно) лучшее качество звука, чем FM. [9]
AM IBOC в Соединенных Штатах все еще сталкивается с некоторыми серьезными технологическими проблемами, включая ночные помехи с другими станциями. iBiquity изначально использовала систему сжатия звука, известную как PAC (также используемую с более высокой скоростью передачи данных в спутниковом радио Sirius, см. Digital Audio Radio Service ), но в августе 2003 года был произведен переход на HDC (на основе ACC) для исправления этих проблем. HDC была настроена для IBOC, и также вероятно, что патентные права и роялти для каждого передатчика и приемника могут быть сохранены дольше, если создать более запатентованную систему. Digital Radio Mondiale также разрабатывает систему IBOC, которая, вероятно, будет использоваться во всем мире с коротковолновым радио AM и, возможно, с вещанием AM и FM. Ни одна из них пока не была одобрена для региона 2 ITU (Америка). Однако система, в отличие от HD Radio, не позволяет существующему аналоговому сигналу и цифровому сигналу находиться вместе в одном канале. DRM требует дополнительного канала для поддержания обоих сигналов.
Оба сигнала IBOC AM и FM создают помехи для станций соседних каналов, но не в пределах защищенных контуров станции от помех, обозначенных Федеральной комиссией по связи США (FCC). Это привело к появлению уничижительных терминов, таких как IBAC (In-band neighbor-channel) и IBUZ (поскольку помехи звучат как жужжание). Дальность действия станции на приемнике HD Radio несколько меньше, чем ее аналоговый сигнал. В июне 2008 года группа американских вещателей и производителей оборудования обратилась в FCC США с просьбой увеличить допустимую мощность FM IBOC с 1% (в настоящее время) до максимум 10% от аналоговой мощности. 29 января 2010 года FCC одобрила запрос. [10] Кроме того, тропосферные воздуховоды и e-skip могут уменьшить дальность действия как цифрового сигнала, так и аналогового.
Цифровые радиоприемники IBOC, использующие стандарт iBiquity, продаются под брендом "HD Radio", чтобы подчеркнуть предполагаемое качество приема. По состоянию на июнь 2008 года было выпущено более 60 различных моделей приемников, и станции получили общее (больше не индивидуальное и экспериментальное) разрешение от FCC США на передачу в мультиплексном многоканальном режиме на FM. Первоначально использование передачи HD Radio на AM было ограничено только дневным временем и не разрешалось ночью из-за потенциальных проблем с распространением радиоволн на небесной волне. FCC сняла это ограничение в начале 2007 года. Однако DRM используется по всей Европе на коротких волнах, которые полностью представляют собой небесную волну AM, без проблем. При наличии надлежащего приемника многие из этих станций можно услышать и в Северной Америке, без аналогового сигнала.
Технология HD Radio была протестирована в 2004 году с первоначальными испытаниями в Буэнос-Айресе. Дальнейшее тестирование технологии началось в начале 2007 года.
Правительственная телекомпания BETAR начала вещание HD Radio на своей частоте 100,0 МГц 9 ноября 2016 года со своего сайта Agargaon в Дакке. Передача использует 10 кВт систему GatesAir. На частоте 100,0 МГц транслируются программы BBC World Service и другие. Настроены HD 1, 2, 3 и 4. Вторая передача также будет включать HD Radio на частоте 88,8 МГц с того же сайта.
Испытания и тесты технологии HD Radio начались в Сараево в марте 2007 года.
Испытания HD Radio и DRM в Бразилии начались в середине 2000-х годов. Регулярные передачи HD Radio или DRM в Бразилии не разрешены, поскольку стандарт цифрового радио в этой стране еще не определен. Некоторым вещателям были выданы экспериментальные лицензии на один или два года. Было проведено совместное исследование правительства (Министерство связи и ANATEL) и Национального института метрологии (Inmetro) [11] , и Консультативный совет по цифровому радио пришел к выводу, что HD Radio и DRM не соответствуют тому же покрытию аналоговой передачи [12] при мощности на 20 дБ меньше. Ожидается, что новые испытания пройдут до принятия какого-либо решения о бразильском стандарте цифрового радио. Бразилия рассматривает возможность принятия Digital Radio Mondiale или HD Radio.
После нескольких лет использования DAB в диапазоне L Канадская комиссия по радио, телевидению и телекоммуникациям (CRTC) и Канадская вещательная корпорация (CBC) также рассмотрели возможность использования HD Radio, учитывая его постепенное развитие в соседних США. CBC начала тестирование HD Radio в сентябре 2006 года, сосредоточившись на передачах из Торонто и Питерборо, Онтарио . [ необходима цитата ]
С тех пор CRTC пересмотрела свою политику в отношении цифрового радио, чтобы разрешить операции HD Radio. [13] Использование HD Radio в настоящее время широко распространено в густонаселенных городских районах, таких как Торонто , Ванкувер и Оттава , а также в некотором диапазоне AM. [14]
Первоначальное тестирование системы HD Radio началось в Праге в феврале 2007 года.
В Китае Hunan Broadcasting Company начала трансляции FMeXtra в Чанше в апреле 2007 года и планирует запустить другие трансляции по всей провинции Хунань. SARFT (Государственное управление по радио, кино и телевидению) в настоящее время тестирует HD Radio в Пекине, рассматривая возможность их принятия в этой стране.
В начале 2008 года радиостанция Caracol Radio начала тестирование технологии HD Radio в диапазонах AM и FM.
Сальвадор выберет HD Radio в качестве своего стандарта цифрового радио. [ необходима цитата ]
В сентябре 2007 года вещателями и другими заинтересованными группами был создан Европейский альянс HD Radio (EHDRA) с целью содействия принятию технологии HD Radio европейскими вещателями, регулирующими органами и организациями по стандартизации.
Франция начала вещание сигнала HD Radio в марте 2006 года и планирует многоадресную передачу двух или более каналов. Радиостанции, которые используют IBOC HD во Франции, — это SIRTI и NRJ Group. Владелец передатчика — Towercast. Частота IBOC HD radio составляет 88,2 МГц. В мае 2006 года группа Towercast добавила один канал цифрового звука на частоте 93,9 МГц.
Радиостанция Regenbogen начала вещание в формате HD на частоте 102,8 МГц в Гейдельберге 3 декабря 2007 года в соответствии с решением государственного органа по испытаниям.
Forum Radio Jaringan Indonesia тестировало передачу IBOC HD с марта 2006 по май 2006 года. Станция IBOC HD в Джакарте была Delta FM (99,1 МГц). В апреле 2006 года Radio Sangkakala (в Сурабае), первая радиостанция AM HD в Азии, вышла в эфир на частоте 1062 кГц.
Радиостанция «Radio Jamaica» начала вещание на постоянной основе с HD Radio AM и FM-сигналами в городе Кингстон в 2008 году.
Всем мексиканским радиостанциям в радиусе 320 км от границы с США разрешено транслировать свои программы в диапазонах AM и FM с использованием технологии HD Radio. Около шести мексиканских станций AM и FM уже работают с технологией HD Radio вдоль границы Мексики с США. Grupo Imagen начала трансляцию HD Radio на XHDL-FM и XEDA-FM, а Instituto Mexicano de la Radio на XHIMR-FM, XHIMER-FM и XHOF-FM в Мехико в июне 2012 года.
Передача HD Radio в Окленде, Новая Зеландия, началась 19 октября 2005 года. Частота IBOC HD radio составляет 106,1 МГц. Передатчик расположен в Skytower. После успешного тестирования Ассоциация радиовещателей (RBA) инициировала комплексное испытание технологии HD Radio в декабре 2006 года. Целью испытания была оценка потенциала покрытия системы HD Radio и выработка рекомендаций относительно пригодности технологии для внедрения.
Первая радиостанция HD на Филиппинах начала вещание 9 ноября 2005 года. Национальная комиссия по телекоммуникациям Филиппин окончательно утвердила правила для работы цифрового радио в диапазоне FM 11 ноября 2007 года.
В 2006 году в Варшаве начались испытания HD Radio с целью продемонстрировать технологию местным радиостанциям.
WPRM FM стала первой станцией в Сан-Хуане, Пуэрто-Рико (часть США), которая перешла на технологию HD Radio в апреле 2005 года. WRTU в Сан-Хуане также начала вещание в технологии HD Radio в 2007 году.
Тестирование FM-вещания, спонсируемое Radio Sunshine и Ruoss AG, началось в Люцерне в апреле 2006 года. Работа HD Radio в Швейцарии продолжается и ежегодно освещается во время «Дней HD Radio» — ежегодной встречи в Люцерне европейских вещателей и производителей с целью обсуждения внедрения этой технологии в Европе.
Radio Sunshine теперь перешло на DAB+ [15] из-за высокого проникновения DAB+ и отсутствия интереса к HD Radio. Проникновение DAB+ в Швейцарии достигло 99,5% по состоянию на 2018 год. [16]
Трансляция HD Radio в Таиланде началась в апреле 2006 года. Радио Таиланда создало общественную сеть IBOC HD Radio, ориентированную на пассажиров общественного транспорта в столице Таиланда Бангкоке. Для приема трансляций в автобусах было установлено более 10 000 приемников HD Radio.
Первые трансляции FM HD Radio в Киеве начались в октябре 2006 года на двух FM-станциях Первой Украинской Радиогруппы.
В июне 2008 года «Голос Вьетнама» (VOV) начал вещание HD-радио в диапазонах AM и FM в Ханое, включая многоадресную передачу, в ожидании того, что технология HD-радио станет стандартом.
По состоянию на июнь 2008 года более 1700 HD Radio станций транслировали 2432 HD Radio канала. [ необходима цитата ] Технология HD Radio является единственной цифровой технологией, одобренной FCC для цифрового AM и FM вещания в США. [ необходима цитата ] Более 60 различных HD Radio приемников продаются в более чем 12 000 магазинах по всей стране, включая Apple, Best Buy, Target и Wal-Mart. [ необходима цитата ]
По состоянию на май 2007 года FMeXtra установлена на нескольких десятках станций. Несколько сотен станций, принадлежащих консорциуму Idea Bank, также будут иметь установленную FMeXtra. [2]