Цифровое аудиовещание ( DAB ) — это стандарт цифрового радио для вещания цифровых аудиорадиоуслуг во многих странах мира, определенный, поддерживаемый, продаваемый и продвигаемый организацией WorldDAB . Стандарт является доминирующим в Европе , а также используется в Австралии , а также в некоторых частях Африки и Азии ; по состоянию на 2022 год 55 стран активно ведут вещание DAB. [3] [4]
DAB был результатом европейского исследовательского проекта и впервые публично представлен в 1995 году, а потребительские приемники DAB появились в начале этого тысячелетия. Первоначально во многих странах ожидалось, что существующие службы FM перейдут на DAB, хотя распространение DAB происходило гораздо медленнее, чем ожидалось. [5] [6] [7] [8] По состоянию на 2023 год [обновлять]Норвегия стала первой страной, которая реализовала национальное отключение FM-радио, [9] [10] и другие последуют этому примеру в последующие годы. [11] [12] [13] В последние годы DAB стал самой популярной платформой для прослушивания радио в Норвегии, Швейцарии и Великобритании , [14] и стал обязательным для всех новых автомобилей, продаваемых в ЕС с 2021 года. [15]
Первоначальная версия DAB использовала аудиокодек MP2 ; позже была разработана и выпущена обновленная версия системы под названием DAB + , которая использует аудиокодек HE-AAC v2 (AAC+) и является более надежной и эффективной. DAB несовместим с DAB+. [16] Сегодня большинство вещаний DAB по всему миру используют обновленный стандарт DAB+, и только Великобритания, Румыния, Бруней и Филиппины все еще используют значительное количество устаревших вещаний DAB.
DAB, как правило, более эффективно использует спектр, чем аналоговое FM- радио [17] , и, таким образом, может предложить больше радиоуслуг для той же заданной полосы пропускания. Вещатель может выбрать любое желаемое качество звука, от высококачественных сигналов для музыки до низкокачественных сигналов для разговорного радио, в этом случае качество звука может быть заметно хуже, чем у аналогового FM. Высококачественная передача означает высокую скорость передачи и более высокую стоимость передачи. DAB более устойчив к шуму и многолучевому замиранию для мобильного прослушивания [18] , хотя качество приема DAB быстро ухудшается, когда уровень сигнала падает ниже критического порога (что обычно для цифрового вещания ), тогда как качество приема FM медленно ухудшается с уменьшением сигнала, обеспечивая более эффективное покрытие на большей площади. [ требуется ссылка ] DAB+ является « зеленой » платформой и может обеспечить до 85 процентов экономии потребления энергии [19] по сравнению с FM-вещанием (но аналоговые тюнеры более эффективны, чем цифровые [20], и DRM+ рекомендуется для мелкомасштабных передач). [21]
Похожие стандарты наземного цифрового радио — HD Radio , ISDB-Tb , DRM и связанный с ними DMB . [22]
.jpg/1280px-DAB_Receiver_-_Eureka_147_(1993).jpg)
Стандарт DAB был инициирован как европейский исследовательский проект под названием Eureka-147 в 1980-х годах. [23] [24] DAB разрабатывался с 1981 года в Institut für Rundfunktechnik (IRT). Первые демонстрации DAB состоялись в 1985 году в WARC-ORB в Женеве, а в 1988 году были осуществлены первые передачи DAB в Германии. Позже DAB был разработан как исследовательский проект для Европейского Союза ( EUREKA ), который начался в 1987 году по инициативе консорциума, образованного в 1986 году. Кодек MPEG-1 Audio Layer II («MP2») был создан в рамках проекта EU147. DAB был первым стандартом, основанным на методе модуляции с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), который с тех пор стал одной из самых популярных схем передачи для современных широкополосных цифровых систем связи.
Выбор аудиокодека , модуляции и схем кодирования с исправлением ошибок, а также первые пробные трансляции были сделаны в 1990 году. Публичные демонстрации были проведены в 1993 году в Соединенном Королевстве . Спецификация протокола была завершена в 1993 году и принята органом по стандартизации ITU-R в 1994 году, Европейским сообществом в 1995 году и ETSI в 1997 году. Пилотные трансляции были запущены в 1995 году: Норвежская вещательная корпорация (NRK) запустила первый канал DAB в мире 1 июня 1995 года ( NRK Klassisk ), [25] а BBC и Шведское радио (SR) запустили свои первые трансляции позднее в сентябре [26], в то время как в Германии пилотная трансляция началась в Баварии в октябре 1995 года. [27] В Великобритании коммерческие станции начали вещание в ноябре 1999 года. [28]
По разным причинам, таким как высокая стоимость приемника и ограниченный прием, принятие DAB изначально было медленным, за исключением Великобритании и Дании. В Великобритании радиоприемники DAB были высоко продаваемыми, и 10% домохозяйств имели радио DAB по состоянию на 2005 год, [29] чему способствовали местные производители, создававшие доступные приемники, такие как Pure Evoke . [30] В странах, где DAB не взлетел, в последующие годы были предприняты усилия по его «перезапуску» с использованием более нового стандарта DAB+: [31] он начал набирать обороты в течение 2010-х годов [32] и, наконец, взлетел в таких странах, как Франция, к 2019 году. [33] Внедрение DAB в автомобилях становилось все более распространенным в это время, и к 2016 году он стал стандартным в большинстве автомобилей, продаваемых в Великобритании, Норвегии и Швейцарии. [34]
В октябре 2005 года Всемирный форум DMB поручил своему Техническому комитету провести работу, необходимую для принятия аудиокодека AAC+ и более сильного кодирования с исправлением ошибок . Стандарт кодирования звука AAC+ использует модифицированный алгоритм сжатия аудиоданных с дискретным косинусным преобразованием (MDCT) . [35] [36] Эта работа привела к запуску системы DAB+.
Испытания DAB-IP проводились в Лондоне в 2006 году под названием « BT Movio». [37] Он конкурировал с DVB-H и MediaFLO , которые также проходили испытания. [38]
К 2006 году 500 миллионов человек по всему миру находились в зоне покрытия вещания DAB, хотя к этому времени продажи ресиверов взлетели только в Соединенном Королевстве (UK) и Дании . В 2006 году во всем мире работало около 1000 станций DAB. [39] По состоянию на 2018 год по всему миру было продано более 68 миллионов устройств, и в эфире находится более 2270 служб DAB. [4]
В октябре 2018 года организация WorldDAB представила совершенно новый логотип для DAB (в частности, DAB+), который заменил предыдущий логотип, использовавшийся ещё до первоначального запуска DAB в 1995 году. [40]
Термин «DAB» чаще всего относится как к конкретному стандарту DAB, использующему аудиокодек MP2, так и к целому семейству стандартов, связанных с DAB, например, DAB+, DMB и DAB-IP.
WorldDAB , организация, отвечающая за стандарты DAB, объявила о DAB+, крупном обновлении стандарта DAB в 2006 году, когда был принят аудиокодек HE-AAC v2 [41] (также известный как eAAC+ ). AAC+ использует модифицированный алгоритм дискретного косинусного преобразования (MDCT). [35] [36] Новый стандарт, который называется DAB+, также принял формат аудио MPEG Surround и более сильное кодирование с исправлением ошибок в форме кодирования Рида-Соломона . DAB+ был стандартизирован как Европейский институт стандартов в области телекоммуникаций (ETSI) TS 102 563.
Поскольку DAB не совместим с DAB+, старые приемники DAB не могут принимать вещание DAB+. Однако приемники DAB, которые могли принимать новый стандарт DAB+ после обновления прошивки, продавались еще в июле 2007 года. Обычно, если приемник совместим с DAB+, на упаковке продукта будет указан соответствующий знак.
Трансляции DAB+ начались в нескольких странах, таких как Австралия, Чешская Республика, Дания, Германия, Гонконг (сейчас прекращено), Италия, Мальта, Норвегия, Польша, Швейцария, Бельгия (октябрь 2017 г.), [42] Великобритания и Нидерланды. Мальта была первой страной, запустившей DAB+ в Европе в октябре 2008 г. Южная Африка начала технический пилот DAB+ в ноябре 2014 г. на канале 13F в диапазоне 3. Если станции DAB+ запустятся в странах с устоявшимся DAB, они смогут передавать вместе с существующими станциями DAB, которые используют старый аудиоформат MPEG-1 Audio Layer II , и ожидается, что большинство существующих станций DAB продолжат вещание до тех пор, пока подавляющее большинство приемников не будут поддерживать DAB+. [43]
В Великобритании DAB+ был запущен в январе 2016 года после пробного периода, начавшегося в сентябре 2014 года. [ требуется ссылка ] Ofcom опубликовал консультацию по новому национальному мультиплексу, содержащему смесь услуг DAB и DAB+, с намерением перевести все услуги на DAB+ в долгосрочной перспективе. [44] В феврале 2016 года новая национальная сеть Sound Digital была запущена с тремя станциями DAB+. [45] В августе 2021 года BBC начала свою первую регулярную внутреннюю трансляцию DAB+ на Нормандских островах [46] , а затем последовало начало местного вещания в декабре 2021 года в Камбрии и северном Ланкашире. [47] Classic FM перешла с DAB на DAB+ 1 января 2024 года. [48] [49]
Цифровое мультимедийное вещание (DMB) и DAB-IP подходят для мобильного радио и телевидения, поскольку поддерживают MPEG 4 AVC и WMV9 в качестве видеокодеков соответственно. Однако видеоподканал DMB можно легко добавить к любой передаче DAB, поскольку он был разработан для передачи по подканалу DAB. Трансляции DMB в Южной Корее передают обычные аудиоуслуги MPEG 1 Layer II DAB наряду с видеоуслугами DMB.
По состоянию на 2017 год [обновлять]DMB транслируется в Норвегии, Южной Корее и Таиланде.
55 стран предоставляют регулярные или пробные вещания DAB(+). [3] В управлении спектром полосы, выделенные для общественных служб DAB, обозначаются аббревиатурой T-DAB .
В Европейском союзе «Европейский кодекс электронных коммуникаций (EECC) вступил в силу 20 декабря 2018 года, а его транспонирование в национальное законодательство государств-членов должно быть обязательным к 21 декабря 2020 года. Директива применяется ко всем государствам-членам ЕС независимо от статуса DAB+ в каждой стране. Это означает, что с конца 2020 года во всех странах ЕС все радиоприемники в новых автомобилях должны иметь возможность принимать и воспроизводить цифровое наземное радио». [50]
После того, как в 2020 году Европейский союз взял на себя обязательство оснащать новые автомобили приемниками DAB+, Бельгия прекратила все продажи аналоговых радиоприемников с 1 января 2023 года. Таким образом, потребители больше не смогут приобретать AM- или FM-приемники для домашнего использования. «Обязательство оснащать новые автомобили и бытовые радиоприемники DAB+ — это хороший шаг вперед в цифровизации нашего радиопространства», — прокомментировал Бенджамин Далле, фламандский министр по делам СМИ. [51]
Норвегия стала первой страной, объявившей о полном отключении национальных радиостанций FM. Отключение началось 11 января 2017 года и закончилось 13 декабря 2017 года. [52] [53] Отключение 2017 года не коснулось некоторых местных и региональных радиостанций. Они могут продолжать вещание на FM до 2027 года.
График закрытия FM-сигналов в 2017 году был следующим: [54]
SRG SSR , государственная вещательная компания Швейцарии, закроет свою инфраструктуру FM-вещания 31 декабря 2024 года. Корпорация пришла к выводу, что поддержание FM-вещания вместе с DAB+ и потоковой передачей в Интернете больше не является экономически эффективным, поскольку из-за широкого распространения DAB+ доля населения, полагающегося исключительно на FM, составила менее десяти процентов и продолжает уменьшаться. [55] Все остальные FM-вещатели в стране должны закрыться или перейти на DAB+ к 31 декабря 2026 года. [56] [57] [58] [59] [11] [60]
По состоянию на 2021 год [обновлять]: [88]
DAB использует технологию широкополосного вещания, и обычно спектры для него выделяются в диапазоне III (174–240 МГц) и диапазоне L (1,452–1,492 ГГц), хотя схема допускает работу в диапазоне от 30 до 300 МГц . Вооруженные силы США зарезервировали L-диапазон только в США, заблокировав его использование для других целей в Америке, и Соединенные Штаты достигли соглашения с Канадой об ограничении L-диапазона DAB наземным вещанием, чтобы избежать помех. [ необходима цитата ]
В январе 2017 года обновленная спецификация DAB (2.1.1) удалила режимы II, III и IV, оставив только режим I.
С точки зрения стека протоколов модели OSI технологии, используемые в DAB, занимают следующие уровни: аудиокодек занимает уровень представления . Ниже находится уровень канала передачи данных , отвечающий за статистическое мультиплексирование с временным разделением и синхронизацию кадров . Наконец, физический уровень содержит кодирование с коррекцией ошибок , модуляцию OFDM и работу с передачей и приемом данных по воздуху. Некоторые аспекты этого описаны ниже.
Первоначально DAB использовал только аудиокодек MPEG-1 Audio Layer II , который часто называют MP2 из-за повсеместного распространения MP3 (MPEG-1 Audio Layer III).
Более новый стандарт DAB+ принял LC-AAC и HE-AAC , включая его аудиокодеки версии 2 , обычно известные как AAC , AAC+ или aacPlus . AAC+ использует модифицированный алгоритм дискретного косинусного преобразования (MDCT) [35] [36] и примерно в три раза эффективнее MP2 [89] , что означает, что вещатели, использующие DAB+, могут обеспечить гораздо более высокое качество звука или гораздо большее количество станций, чем они могли бы с DAB, или комбинацию как более высокого качества звука, так и большего количества станций.
Одним из важнейших решений, принимаемых при проектировании системы цифрового радиовещания, является выбор используемого аудиокодека, поскольку эффективность аудиокодека определяет, сколько радиостанций может передаваться по мультиплексу фиксированной емкости при заданном уровне качества звука.
Кодирование с исправлением ошибок (ECC) является важной технологией для цифровой системы связи, поскольку оно определяет, насколько надежным будет прием при заданной мощности сигнала: более сильная форма ECC обеспечит более надежный прием, чем более слабая.
Старая версия DAB использует перфорированное сверточное кодирование для своего ECC. Схема кодирования использует неравную защиту от ошибок (UEP), что означает, что части аудиопотока, которые более восприимчивы к ошибкам, вызывающим слышимые помехи, обеспечиваются большей защитой (т. е. более низкой скоростью кода ) и наоборот. Однако схема UEP, используемая в DAB, приводит к серой зоне между пользователем, испытывающим хорошее качество приема, и полным отсутствием приема, в отличие от ситуации с большинством других беспроводных цифровых систем связи, которые имеют резкий «цифровой обрыв», где сигнал быстро становится непригодным для использования, если уровень сигнала падает ниже определенного порога. Когда слушатели DAB получают сигнал в этой промежуточной области уровня, они слышат «булькающий» звук, который прерывает воспроизведение звука.
Стандарт DAB+ включает в себя кодирование Рида–Соломона ECC в качестве «внутреннего слоя» кодирования, которое размещается вокруг чередующегося по байтам аудиокадра, но внутри «внешнего слоя» сверточного кодирования, используемого исходной системой DAB, хотя в DAB+ сверточное кодирование использует равную защиту от ошибок (EEP), а не UEP, поскольку каждый бит одинаково важен в DAB+. Эта комбинация кодирования Рида–Соломона в качестве внутреннего слоя кодирования, за которым следует внешний слой сверточного кодирования — так называемое «конкатенированное кодирование» — стала популярной схемой ECC в 1990-х годах, и NASA приняло ее для своих миссий в дальнем космосе. Небольшое отличие между каскадным кодированием, используемым в системе DAB+, и кодированием, используемым в большинстве других систем, заключается в том, что оно использует прямоугольный байтовый перемежитель вместо перемежения Форни, чтобы обеспечить большую глубину перемежения, что увеличивает расстояние, на котором пакеты ошибок будут распространяться в потоке битов, что, в свою очередь, позволит декодеру ошибок Рида-Соломона исправлять большую долю ошибок.
ECC, используемый в DAB+, намного сильнее, чем используемый в DAB, что при прочих равных условиях (т. е. если бы мощность передачи осталась прежней) привело бы к тому, что люди, которые в настоящее время испытывают трудности с приемом в DAB, будут получать гораздо более надежный сигнал при передачах DAB+. Он также имеет гораздо более крутой «цифровой обрыв», и тесты прослушивания показали, что люди предпочитают его, когда сила сигнала низкая по сравнению с более мелким цифровым обрывом в DAB. [89]
Устойчивость к замираниям и межсимвольным помехам (вызванным многолучевым распространением) достигается без выравнивания с помощью методов модуляции OFDM и DQPSK . Подробности см. в сравнительной таблице систем OFDM .
Используя значения для режима передачи I (TM I), модуляция OFDM состоит из 1536 поднесущих, которые передаются параллельно. Полезная часть периода символа OFDM составляет 1,0 мс, что приводит к тому, что каждая поднесущая OFDM имеет полосу пропускания 1 кГц из-за обратной зависимости между этими двумя параметрами, а общая полоса пропускания канала OFDM составляет 1,537 МГц. Защитный интервал OFDM для TM I составляет 0,246 мс, что означает, что общая длительность символа OFDM составляет 1,246 мс. Длительность защитного интервала также определяет максимальное разделение между передатчиками, которые являются частью одной и той же одночастотной сети (SFN), что составляет приблизительно 74 км для TM I.
OFDM позволяет использовать одночастотные сети ( SFN ), что означает, что сеть передатчиков может обеспечить покрытие большой площади — вплоть до размера страны — где все передатчики используют один и тот же блок частот передачи. Передатчики, являющиеся частью SFN, должны быть очень точно синхронизированы с другими передатчиками в сети, что требует от передатчиков использования очень точных часов.
Когда приемник получает сигнал, переданный с разных передатчиков, входящих в SFN, сигналы с разных передатчиков обычно имеют разные задержки, но для OFDM они будут выглядеть просто как разные многолучевые пути одного и того же сигнала. Однако могут возникнуть трудности с приемом, когда относительная задержка многолучевых путей превышает длительность защитного интервала OFDM, и часто поступают сообщения о трудностях с приемом из-за этой проблемы, когда изменяются условия распространения, например, когда есть высокое давление, поскольку сигналы распространяются дальше, чем обычно, и, таким образом, сигналы, вероятно, прибудут с относительной задержкой, которая больше защитного интервала OFDM.
Маломощные передатчики -заполнители пробелов могут быть добавлены в SFN по мере необходимости для улучшения качества приема, хотя до сих пор в Великобритании сети SFN реализовывались так, что они, как правило, состояли из более мощных передатчиков, устанавливаемых на основных передающих объектах с целью снижения затрат.
Ансамбль имеет максимальную скорость передачи битов , которую можно передать, но это зависит от используемого уровня защиты от ошибок. Однако все мультиплексы DAB могут передавать в общей сложности 864 «единицы емкости». Количество единиц емкости, или CU, которое требуется для определенного уровня скорости передачи битов, зависит от количества исправлений ошибок, добавленных к передаче, как описано выше. В Великобритании большинство служб передают данные с использованием «уровня защиты три», который обеспечивает среднюю скорость кода ECC приблизительно 1/2 , что соответствует максимальной скорости передачи данных на мультиплекс 1184 кбит/с.
Различные различные услуги встроены в один ансамбль (который также обычно называется мультиплексом ). Эти услуги могут включать:
Традиционно радиопрограммы транслировались на разных частотах через AM и FM , и радио приходилось настраивать на каждую частоту по мере необходимости. Это использовало сравнительно большой объем спектра для относительно небольшого количества станций, ограничивая выбор прослушивания. DAB — это цифровая система радиовещания, которая посредством применения мультиплексирования и сжатия объединяет несколько аудиопотоков в относительно узкую полосу, сосредоточенную на одной частоте вещания, называемой ансамблем DAB .
В рамках общей целевой скорости передачи данных для ансамбля DAB отдельным станциям могут быть выделены разные скорости передачи данных. Количество каналов в ансамбле DAB может быть увеличено за счет снижения средней скорости передачи данных, но за счет качества потоков. Исправление ошибок в стандарте DAB делает сигнал более надежным, но снижает общую скорость передачи данных, доступную для потоков.
DAB транслирует один мультиплекс шириной примерно 1,5 МГц (≈1000 килобит в секунду). Затем этот мультиплекс подразделяется на несколько цифровых потоков по 9–12 программ. Напротив, FM HD Radio добавляет свои цифровые носители к традиционным аналоговым каналам шириной 270 килогерц с пропускной способностью до 300 кбит/с на станцию (чисто цифровой режим). Полная полоса пропускания гибридного режима приближается к 400 кГц.
Первое поколение DAB использует аудиокодек MPEG-1 Audio Layer II (MP2), который имеет менее эффективное сжатие, чем более новые кодеки. Типичный битрейт для стереопрограмм DAB составляет всего 128 кбит/с или меньше, и в результате большинство радиостанций на DAB имеют более низкое качество звука, чем FM, что вызывает жалобы слушателей. [91] Как и DAB+ или T-DMB в Европе, FM HD Radio использует кодек, основанный на стандарте MPEG-4 HE - AAC .
HD Radio — это запатентованная система корпорации iBiquity Digital Corporation , дочерней компании DTS, Inc. с 2015 года, которая с 2016 года принадлежит корпорации Xperi Corporation . DAB — это открытый стандарт, депонированный в ETSI.
DAB может обеспечить существенно более высокую спектральную эффективность , измеряемую в программах на МГц и на передатчик, чем аналоговые системы. Во многих местах это привело к увеличению количества станций, доступных слушателям, особенно за пределами крупных городских районов. Это можно дополнительно улучшить с помощью DAB+, который использует гораздо более эффективный кодек, допускающий более низкий битрейт на канал с незначительной потерей качества или без нее. Если некоторые станции передают в моно, их битрейт может быть снижен по сравнению со стереотрансляциями, что еще больше повышает эффективность.
Числовой пример: Аналоговый FM требует 0,2 МГц на программу. Коэффициент повторного использования частоты в большинстве стран составляет приблизительно 15 для стереопередач (с меньшими коэффициентами для моно FM-сетей), что означает (в случае стерео FM), что только один из 15 передающих сайтов может использовать одну и ту же частоту канала без проблем с помехами в соседнем канале , т. е. перекрестными помехами. Предполагая общую доступность 102 каналов FM с полосой пропускания 0,2 МГц в спектре Band II от 87,5 до 108,0 МГц, в среднем 102/15 = 6,8 радиоканалов возможны на каждом передающем сайте (плюс маломощные местные передатчики, вызывающие меньше помех). Это приводит к спектральной эффективности системы 1 / 15 / (0,2 МГц) = 0,30 программ/передатчик/МГц. DAB с кодеком 192 кбит/с требует 1,536 МГц * 192 кбит/с / 1136 кбит/с = 0,26 МГц на аудиопрограмму. Коэффициент повторного использования частоты для местных программ и многочастотных сетей вещания ( MFN ) обычно составляет 4 или 5, что дает 1 / 4 / (0,26 МГц) = 0,96 программ/передатчик/МГц. Это в 3,2 раза эффективнее аналогового FM для местных станций. Для передачи по одночастотной сети (SFN), например, национальных программ, коэффициент повторного использования канала составляет 1, что дает 1/1/0,25 МГц = 3,85 программ/передатчик/МГц, что в 12,7 раза эффективнее FM для национальных и региональных сетей.
Обратите внимание, что вышеуказанное улучшение пропускной способности не всегда может быть достигнуто на частотах L-диапазона, поскольку они более чувствительны к препятствиям, чем частоты VHF-диапазона II, и могут вызывать затухание тени для холмистой местности и для внутренней связи. Количество передающих станций или мощность передачи, требуемая для полного покрытия страны, может быть довольно высокой на этих частотах, чтобы избежать ограничения системы шумом, а не помехами внутри канала.
Первоначальные цели перехода на цифровую передачу заключались в том, чтобы обеспечить более высокую точность звука , больше станций и большую устойчивость к шуму, помехам внутри канала и многолучевому распространению , чем в аналоговом FM-радио. Улучшенное качество звука достигается за счет использования технологий CRC и FEC, которые улучшают характеристики передачи цифровых сигналов. [92] Однако многие страны при внедрении DAB на стереорадиостанциях используют сжатие в такой степени, что оно производит более низкое качество звука, чем принимаемое от FM-трансляций. Это связано с тем, что уровни битрейта слишком низки для аудиокодека MPEG Layer 2 , чтобы обеспечить высокое качество звука. [93]
Отдел исследований и разработок BBC утверждает, что для высококачественной стереотрансляции необходима скорость не менее 192 кбит/с:
Значение 256 кбит/с было оценено как обеспечивающее высококачественный стереосигнал вещания. Однако небольшое снижение до 224 кбит/с часто бывает достаточным, и в некоторых случаях может быть возможным принять дальнейшее снижение до 192 кбит/с, особенно если избыточность в стереосигнале используется в процессе кодирования «совместного стерео» (т. е. некоторые звуки, появляющиеся в центре стереоизображения, не нужно отправлять дважды). При 192 кбит/с относительно легко услышать недостатки в критическом аудиоматериале.
— Белая книга BBC R&D WHP 061, июнь 2003 г. [94]
Когда в июле 2006 года BBC снизила скорость передачи своей классической музыкальной станции Radio 3 со 192 кбит/с до 160 кбит/с, вызванное этим ухудшение качества звука вызвало ряд жалоб в корпорацию. [95] Позднее BBC объявила, что после этого тестирования нового оборудования она возобновит предыдущую практику передачи Radio 3 на скорости 192 кбит/с, когда нет других требований к полосе пропускания. (Для сравнения, BBC Radio 3 и все другие радиостанции BBC транслируются онлайн с использованием AAC на скорости 320 кбит/с, описанной как «HD», на BBC Radio iPlayer после периода, когда он был доступен на двух разных скоростях.)
Несмотря на вышесказанное, опрос, проведенный в 2007 году среди слушателей DAB (включая мобильные устройства), показал, что большинство считает, что качество звука DAB равно или лучше, чем у FM. [96]
К 2019 году некоторые станции перешли на DAB+, но вместо того, чтобы улучшить качество звука, они снизили его до 32 кбит/с или 64 кбит/с, часто в моно. [97]
Устройства DAB выполняют сканирование по всему диапазону частот, представляя все станции из одного списка, из которого пользователь может сделать выбор.
DAB может предоставлять метаданные вместе с аудиопотоком. Метаданные позволяют отображать визуальную информацию, текст и графику, например, название и логотип станции, ведущего, название песни и обложку альбома, во время воспроизведения станции. Радиостанции могут предоставлять метаданные для улучшения прослушивания, особенно на автомобильных приемниках с большими дисплеями. [98]
DAB может передавать "радиотекст" (в терминологии DAB, Dynamic Label Segment или DLS) со станции, предоставляя информацию в реальном времени, такую как названия песен, тип музыки и новости или обновления дорожной обстановки, длиной до 128 символов. Это похоже на функцию FM под названием RDS , которая позволяет передавать радиотекст длиной до 64 символов.
Передача DAB содержит местное время суток , поэтому устройство может использовать его для автоматической корректировки своих внутренних часов при перемещении между часовыми поясами и при переходе на летнее время или обратно .
DAB не более эффективен по полосе пропускания, чем аналоговый, измеряемый в программах на МГц конкретного передатчика (так называемая спектральная эффективность связи ), но он менее восприимчив к помехам внутри канала (перекрестным помехам), что позволяет сократить расстояние повторного использования, т. е. использовать один и тот же радиочастотный канал более плотно. Спектральная эффективность системы (среднее количество радиопрограмм на МГц и передатчик) в три раза эффективнее аналогового FM для местных радиостанций. Для национальных и региональных радиосетей эффективность повышается более чем на порядок за счет использования SFN . В этом случае соседние передатчики используют одну и ту же частоту.
В некоторых областях, особенно в сельской местности, введение DAB дает радиослушателям больший выбор радиостанций. Например, в Южной Норвегии радиослушатели увидели увеличение доступных станций с 6 до 21, когда DAB был введен в ноябре 2006 года.
Стандарт DAB объединяет функции, позволяющие уменьшить негативные последствия многолучевого замирания и шума сигнала , которые влияют на существующие аналоговые системы.
Кроме того, поскольку DAB передает цифровое аудио, при слабом сигнале не возникает шипения, что может случиться на FM. Однако радиоприемники на периферии сигнала DAB могут слышать звук «бурлящей грязи», прерывающий аудио или аудио вообще обрывается.
Из-за чувствительности к доплеровскому сдвигу в сочетании с многолучевым распространением дальность приема DAB (но не качество звука) уменьшается при скорости движения более 120–200 км/ч в зависимости от несущей частоты. [18]
Для монофонических разговорных радиостанций, новостных и погодных каналов, а также других немузыкальных программ требуется значительно меньшая полоса пропускания, чем для типичной музыкальной радиостанции, что позволяет DAB передавать эти программы с более низкой скоростью передачи данных, оставляя большую полосу пропускания для других программ.
Однако это привело к ситуации, когда некоторые станции вещают в моно; более подробную информацию см . в разделе «Качество звука» .
Передатчики DAB неизбежно дороже своих аналогов FM. DAB использует более высокие частоты, чем FM, и поэтому может возникнуть необходимость компенсировать это большим количеством передатчиков, чтобы достичь того же покрытия, что и один передатчик FM. DAB обычно передается другой компанией, нежели вещатель, который затем продает емкость нескольким радиостанциям. Такая совместная стоимость может оказаться дешевле, чем эксплуатация отдельного передатчика FM.
Эта эффективность возникает из-за способности сети DAB транслировать больше каналов на передатчик/сеть. Одна сеть может транслировать 6–10 каналов (с аудиокодеком MP2) или 10–18 каналов (с кодеком HE AAC). Следовательно, считается, что замена FM-радио и FM-передатчиков на новые DAB-радио и DAB-передатчики не будет стоить дороже по сравнению с новыми FM-устройствами. Также утверждается, что энергопотребление будет ниже для станций, транслирующих на одном мультиплексе DAB, по сравнению с отдельными аналоговыми передатчиками. [99]
Один оператор заявил, что после применения этой технологии передача DAB составляет всего одну девятнадцатую стоимости передачи FM. [100]
Качество приема на раннем этапе развертывания DAB было плохим даже для людей, которые живут в зоне покрытия. Причина этого в том, что DAB использует слабое кодирование с исправлением ошибок , так что когда в полученных данных много ошибок, недостаточно ошибок можно исправить, и возникает звук «бурлящей грязи». В некоторых случаях может произойти полная потеря сигнала. Эта ситуация была улучшена в новой версии DAB+, которая использует более сильное кодирование с исправлением ошибок , и по мере того, как строятся дополнительные передатчики.
Как и в случае с другими цифровыми системами, когда сигнал слабый или испытывает сильные помехи, он вообще не будет работать. Прием DAB также может быть проблемой для приемников, когда желаемый сигнал соседствует с более сильным. Это было особой проблемой для ранних и недорогих приемников.
До середины 2010-х годов слушатели часто жаловались на то, что вещатели «втискивают» больше станций в ансамбль, чем рекомендовано [94] :
Природа одночастотной сети (SFN) такова, что передатчики в сети должны транслировать один и тот же сигнал в одно и то же время. Чтобы добиться синхронизации, вещатель должен компенсировать любые различия во времени распространения, вызванные различными методами и расстояниями, задействованными при передаче сигнала от мультиплексора к разным передатчикам. Это делается путем применения задержки к входящему сигналу на передатчике на основе временной метки, сгенерированной на мультиплексоре, созданной с учетом максимально вероятного времени распространения, с большим запасом для безопасности. Задержки в аудиокодере и приемнике из-за цифровой обработки (например, деинтерливинга) добавляются к общей задержке, воспринимаемой слушателем. [18] Сигнал задерживается, обычно примерно на 1–4 секунды и может быть значительно дольше для DAB+. Это имеет недостатки:
Сигналы времени , напротив, не являются проблемой в четко определенной сети с фиксированной задержкой. Мультиплексор DAB добавляет правильное смещение к распределенной информации о времени. Информация о времени также независима от (возможно, изменяющейся) задержки декодирования звука в приемниках, поскольку время не встроено в аудиокадры. Это означает, что встроенные часы в приемниках могут быть абсолютно правильными.
DAB может обеспечить экономию для сетей из нескольких станций. Первоначальное развитие DAB было обусловлено национальными сетевыми операторами с несколькими каналами для передачи с нескольких сайтов. Однако для отдельных станций, таких как небольшие общественные или местные станции, которые традиционно используют собственный FM-передатчик в своем собственном здании, стоимость передачи DAB будет намного выше, чем аналоговая. Эксплуатация передатчика DAB для одной станции не является эффективным использованием спектра или мощности. С учетом сказанного, эту проблему можно решить в некоторой степени путем объединения нескольких местных станций в один DAB/DAB+ мультиплекс, аналогично тому, как это делается на DVB-T/DVB-T2 с местными телевизионными станциями.
Хотя покрытие FM по-прежнему превышает покрытие DAB в большинстве стран, реализующих любые виды услуг DAB, ряд стран, переходящих на цифровое вещание, осуществили значительное развертывание сетей DAB; по состоянию на 2022 год WorldDAB предоставил следующие покрытия: [14]
В 2006 году тесты начались с использованием значительно улучшенного кодека HE-AAC для DAB+ . Однако почти ни один из ресиверов, выпущенных до 2008 года, не поддерживает новый кодек, что делает их частично устаревшими после начала вещания DAB+ и полностью устаревшими после исчезновения всех станций с кодировкой MP2 . Большинство новых ресиверов совместимы как с DAB, так и с DAB+; однако проблема усугубляется тем, что некоторые производители отключают функции DAB+ на совместимых радиоприемниках, чтобы сэкономить на лицензионных сборах при продаже в странах, где в настоящее время не ведется вещание DAB+.
Поскольку DAB требует цифровых методов обработки сигнала для преобразования полученного цифрового сигнала в аналоговый аудиоконтент, сложность электронной схемы, необходимой для этого, выше. Это означает, что для осуществления этого преобразования требуется больше энергии, чем для аналогового преобразования FM в аудио, а это означает, что портативное приемное оборудование будет иметь гораздо более короткий срок службы батареи и потребует большей мощности (и, следовательно, большего объема). Это означает, что они потребляют больше энергии, чем аналоговые приемники диапазона II VHF. Однако благодаря повышенной интеграции (радио на кристалле) потребление энергии приемником DAB было значительно снижено, что сделало портативные приемники гораздо более удобными в использовании.
В то время как многие страны ожидали перехода на цифровое аудиовещание, некоторые из них двинулись в противоположном направлении после неудачных попыток.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )нас DAB+ в 19 раз эффективнее FM