No Image

Что такое цифровой радиоприемник

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
22 января 2020

Мы столько мечтали о замене цифрой аналоговых технологий в 80-х и 90-х, что и не заметили, как по многим направлениям дошли до финальной стадии этого процесса. Стадию эту называют analog switchoff — то есть, буквально, «отключение аналога». Наступает она тогда, когда цифровая версия той или иной технологии, продукта, процесса, перетягивает на себя доминирующее число пользователей — и версию аналоговую принимается решение отключить.

Решение может быть как рыночным (как с аудиопластинками, которые перестали выпускать из-за отсутствия спроса), так и «спущенным сверху» (как с телевидением, которое постепенно заменяют цифровым). Но в любом случае последние годы показали, что сразу после этого обнаруживаются неожиданные сильные стороны аналога, которые не хотелось бы терять. То есть и возвращаться вроде как стыдно, и отворачиваться совсем неправильно!

Мы уже видели как это происходит с музыкой и звуком вообще, книгами, газетами и журналами (вспомните «Тоску по аналогу»). Теперь предстоит пережить то же самое с радио. Не сразу, правда, и не скоро, но — процесс отключения пошёл. Первой решилась на него Норвегия, которая до конца года намеревается принудительно перевести все государственные радиоканалы на цифровое вещание, одновременно отключив FM. Вслед за ней тем же курсом направляются Швейцария, Великобритания, Дания и некоторые другие. И понаблюдать за этим процессом стоит хотя бы уже для того, чтобы потом не наступать на обнаруженные грабли.

Аналоговый радиоприёмник был вещью практически вечной: даже модели, выпущенные полвека назад, могут использоваться до сих пор. Цифровые приёмники столько точно жить не будут! Смена стандартов, вероятно, заставит обновлять их так же часто, как сегодня мы обновляем мобильные телефоны.

Норвегия начинает плановое отключение государственных FM-станций прямо с этой недели. В течение года они перестанут вещать в формате FM и будут переведены в DAB. Что такое FM — всем известно. Под этим термином одновременно понимают как диапазон (УКВ: 88 — 108 МГц на Западе, или вниз до 65 МГц в соцблоке), так и метод модуляции (частотная). Всю вторую половину XX века FM служил синонимом качественного звука: частотная модуляция в совокупности с ультракороткой длиной волны позволяют передавать стереосигнал и разместить в диапазоне десятки станций. Недостатки у FM есть, например, небольшая дальнобойность (по сравнению с СВ и КВ; FM слышно лишь чуть дальше пределов прямой видимости), но это не помешало ему стать стандартом де-факто для музыкального вещания в городах.

И вот теперь грядут перемены. DAB (от digital audio broadcasting — цифровое аудиовещание) штука сравнительно новая: публичные опыты с ней начались лишь во второй половине 90-х. Смысл: передача в эфир цифрового, а не аналогового сигнала, со скоростью 128 кбит/с, в диапазоне чуть выше FM, с применением помехоустойчивого кодирования и популярного в прошлом компрессора MP2. Приёмник, соответственно, необходим цифровой, то есть его придётся покупать новый, но это обещает серьёзные выгоды. Вообще, выгода от перевода радио на цифровой стандарт, круговая: в выигрыше абсолютно все!

Во-первых, DAB выгоден регуляторам радиовещания: они смогут продать больше лицензий и уместить в диапазоне больше станций (цифровой сигнал меньше подвержен искажениям от соседних по частоте).

Во-вторых, DAB выгоден держателям радиостанций, потому что позволяет в разы эффективней нагружать передатчик, а ещё вести зашифрованные трансляции, доступные только платно.

В-третьих, DAB выгоден слушателям. В отличие от аналогового вещания, качество которого падает непрерывно по мере удаления от станции, качество вещания цифрового неизменно высокое — до некоторого критического расстояния, после которого мощность принимаемого сигнала падает ниже допустимой и приём прекращается, либо ошибок становится слишком много.

Такова теория. И расскажи кто-нибудь такое ещё пятнадцать лет назад, когда свирепствовала мода на замену аналога цифрой, никто бы не усомнился в правдивости этих слов. Однако сегодня уже около половины радиослушателей в упомянутых выше странах используют DAB ежедневно. И отзывы… так себе! Почему? Называются несколько причин.

Забегая вперёд: DAB уже устарел и должен быть заменён на более современный стандарт. Но хуже того, в разных странах внедряются разные варианты цифрового радио. В России, например, утверждён в качестве приоритетного международный стандарт DRM.

Во-первых, оказалось, что помехозащищённость цифровой радиопередачи сильно преувеличена. О том, что такой сигнал не принять даже на небольшом удалении от городов, никто уже даже и не вспоминает: радиус приёма цифровых станций всегда меньше, чем для FM. Но даже в городах и на крупных дорогах, из-за сложного ландшафта и расстояний, бывают зоны, в которых DAB-сигнал слабеет ниже допустимого. И тогда цифра проявляет себя с худшей стороны: звук либо пропадает вовсе, либо превращается в бессмысленное бульканье — тогда как FM-станция была бы слышна хоть и с помехами, но разборчиво! Сюда же стоит добавить, что цифровой приёмник значительно сложней и дороже, а также капризничает при движении с большой скоростью: уже двигаясь быстрее 120 км/ч, он снижает качество приёма.

Во-вторых, вдруг всплыло, что DAB — стандарт устаревший. В нём принято кодировать звук с помощью MP2, который (при используемых скоростях передачи) не даёт и близкого к CD и даже FM качества звучания! Когда опыты с DAB только начинали ставить, это не имело значения, но сегодня, когда речь зашла о полном отключении FM, ситуация предстала в ином свете. Решение есть: стандарт DAB+ использует современный кодек из семейства MPEG-4, вот только старые DAB-приёмники с ним несовместимы! И это навлекло на сторонников DAB подозрения в нечестной игре: что если замена FM на DAB задумана только для того, чтобы корпорации нажились на продаже новых приёмников, и потом наживались каждый год на апгрейдах?

Читайте также:  Штрих код 335 страна

Наконец, в-третьих, у многих вызывает сомнение заявленная готовность DAB-станций к чрезвычайным ситуациям. Государственные радиостанции ведь используются в том числе для передачи сигналов оповещения населения о ЧС. Но если FM могли принять все, то DAB в той же Норвегии — дай бог чтобы каждый второй житель (у остальных попросту нет цифровых приёмников). А ещё цифровые коммуникации имеют знаменитое свойство «падать» первыми при стихийных бедствиях и катастрофах. Не повторится ли это с DAB?

В итоге вопрос о разумности отключения FM уже не кажется праздным. Вытеснит ли когда-нибудь цифровое радио аналоговое? Или останется лишь необязательным дополнением к древней, но никак не устареющей технологии? Как считаете вы?

Мы столько мечтали о замене цифрой аналоговых технологий в 80-х и 90-х, что и не заметили, как по многим направлениям дошли до финальной стадии этого процесса. Стадию эту называют analog switchoff — то есть, буквально, «отключение аналога». Наступает она тогда, когда цифровая версия той или иной технологии, продукта, процесса, перетягивает на себя доминирующее число пользователей — и версию аналоговую принимается решение отключить.

Решение может быть как рыночным (как с аудиопластинками, которые перестали выпускать из-за отсутствия спроса), так и «спущенным сверху» (как с телевидением, которое постепенно заменяют цифровым). Но в любом случае последние годы показали, что сразу после этого обнаруживаются неожиданные сильные стороны аналога, которые не хотелось бы терять. То есть и возвращаться вроде как стыдно, и отворачиваться совсем неправильно!

Мы уже видели как это происходит с музыкой и звуком вообще, книгами, газетами и журналами (вспомните «Тоску по аналогу»). Теперь предстоит пережить то же самое с радио. Не сразу, правда, и не скоро, но — процесс отключения пошёл. Первой решилась на него Норвегия, которая до конца года намеревается принудительно перевести все государственные радиоканалы на цифровое вещание, одновременно отключив FM. Вслед за ней тем же курсом направляются Швейцария, Великобритания, Дания и некоторые другие. И понаблюдать за этим процессом стоит хотя бы уже для того, чтобы потом не наступать на обнаруженные грабли.

Аналоговый радиоприёмник был вещью практически вечной: даже модели, выпущенные полвека назад, могут использоваться до сих пор. Цифровые приёмники столько точно жить не будут! Смена стандартов, вероятно, заставит обновлять их так же часто, как сегодня мы обновляем мобильные телефоны.

Норвегия начинает плановое отключение государственных FM-станций прямо с этой недели. В течение года они перестанут вещать в формате FM и будут переведены в DAB. Что такое FM — всем известно. Под этим термином одновременно понимают как диапазон (УКВ: 88 — 108 МГц на Западе, или вниз до 65 МГц в соцблоке), так и метод модуляции (частотная). Всю вторую половину XX века FM служил синонимом качественного звука: частотная модуляция в совокупности с ультракороткой длиной волны позволяют передавать стереосигнал и разместить в диапазоне десятки станций. Недостатки у FM есть, например, небольшая дальнобойность (по сравнению с СВ и КВ; FM слышно лишь чуть дальше пределов прямой видимости), но это не помешало ему стать стандартом де-факто для музыкального вещания в городах.

И вот теперь грядут перемены. DAB (от digital audio broadcasting — цифровое аудиовещание) штука сравнительно новая: публичные опыты с ней начались лишь во второй половине 90-х. Смысл: передача в эфир цифрового, а не аналогового сигнала, со скоростью 128 кбит/с, в диапазоне чуть выше FM, с применением помехоустойчивого кодирования и популярного в прошлом компрессора MP2. Приёмник, соответственно, необходим цифровой, то есть его придётся покупать новый, но это обещает серьёзные выгоды. Вообще, выгода от перевода радио на цифровой стандарт, круговая: в выигрыше абсолютно все!

Во-первых, DAB выгоден регуляторам радиовещания: они смогут продать больше лицензий и уместить в диапазоне больше станций (цифровой сигнал меньше подвержен искажениям от соседних по частоте).

Во-вторых, DAB выгоден держателям радиостанций, потому что позволяет в разы эффективней нагружать передатчик, а ещё вести зашифрованные трансляции, доступные только платно.

В-третьих, DAB выгоден слушателям. В отличие от аналогового вещания, качество которого падает непрерывно по мере удаления от станции, качество вещания цифрового неизменно высокое — до некоторого критического расстояния, после которого мощность принимаемого сигнала падает ниже допустимой и приём прекращается, либо ошибок становится слишком много.

Такова теория. И расскажи кто-нибудь такое ещё пятнадцать лет назад, когда свирепствовала мода на замену аналога цифрой, никто бы не усомнился в правдивости этих слов. Однако сегодня уже около половины радиослушателей в упомянутых выше странах используют DAB ежедневно. И отзывы… так себе! Почему? Называются несколько причин.

Забегая вперёд: DAB уже устарел и должен быть заменён на более современный стандарт. Но хуже того, в разных странах внедряются разные варианты цифрового радио. В России, например, утверждён в качестве приоритетного международный стандарт DRM.

Читайте также:  Что такое двд привод

Во-первых, оказалось, что помехозащищённость цифровой радиопередачи сильно преувеличена. О том, что такой сигнал не принять даже на небольшом удалении от городов, никто уже даже и не вспоминает: радиус приёма цифровых станций всегда меньше, чем для FM. Но даже в городах и на крупных дорогах, из-за сложного ландшафта и расстояний, бывают зоны, в которых DAB-сигнал слабеет ниже допустимого. И тогда цифра проявляет себя с худшей стороны: звук либо пропадает вовсе, либо превращается в бессмысленное бульканье — тогда как FM-станция была бы слышна хоть и с помехами, но разборчиво! Сюда же стоит добавить, что цифровой приёмник значительно сложней и дороже, а также капризничает при движении с большой скоростью: уже двигаясь быстрее 120 км/ч, он снижает качество приёма.

Во-вторых, вдруг всплыло, что DAB — стандарт устаревший. В нём принято кодировать звук с помощью MP2, который (при используемых скоростях передачи) не даёт и близкого к CD и даже FM качества звучания! Когда опыты с DAB только начинали ставить, это не имело значения, но сегодня, когда речь зашла о полном отключении FM, ситуация предстала в ином свете. Решение есть: стандарт DAB+ использует современный кодек из семейства MPEG-4, вот только старые DAB-приёмники с ним несовместимы! И это навлекло на сторонников DAB подозрения в нечестной игре: что если замена FM на DAB задумана только для того, чтобы корпорации нажились на продаже новых приёмников, и потом наживались каждый год на апгрейдах?

Наконец, в-третьих, у многих вызывает сомнение заявленная готовность DAB-станций к чрезвычайным ситуациям. Государственные радиостанции ведь используются в том числе для передачи сигналов оповещения населения о ЧС. Но если FM могли принять все, то DAB в той же Норвегии — дай бог чтобы каждый второй житель (у остальных попросту нет цифровых приёмников). А ещё цифровые коммуникации имеют знаменитое свойство «падать» первыми при стихийных бедствиях и катастрофах. Не повторится ли это с DAB?

В итоге вопрос о разумности отключения FM уже не кажется праздным. Вытеснит ли когда-нибудь цифровое радио аналоговое? Или останется лишь необязательным дополнением к древней, но никак не устареющей технологии? Как считаете вы?

В последние годы на территории России, Украины и Белоруссии обсуждалось введение цифрового радио стандарта DAB+. И если в России процесс пока не продвинулся, то в Украине и Белоруссии вроде уже перешли к тестовому вещанию.

Как это работает, в чем плюсы и минусы, и нужно ли оно вообще? Подробности под катом.

Технология

Идея цифрового радио стала зарождаться в конце 80х, когда стало ясно что «места» в обычном FM-диапазоне всем желающим уже не хватает — в крупных городах свободный спектр в диапазоне 88-108МГц был исчерпан. В этом плане DAB считался неплохой альтернативой — это цифровой стандарт, в котором за счет более эффективного кодирования, можно разместить больше станций. В первой версии DAB использовался кодек MP2, во второй версии (DAB+) более новый HE-AAC. Сам по себе стандарт по современным меркам весьма старый — первая станция DAB заработала в 1995 году, а станция DAB+ в 2007м. Причем, «возраст» стандарта это в этом случае даже скорее плюс чем минус — сейчас нет проблемы купить радиоприемник на любой вкус и кошелек.

Отличий DAB от привычного FM довольно-таки много. И дело даже не в том, что один это «цифра», а другой «аналог». Отличается сам принцип передачи контента. В FM каждая станция вещает самостоятельно, а в DAB+ все станции объединены в «мультиплекс», в каждом из которых может быть до 16 станций. Предусмотрены разные частотные каналы, так что разные страны могут выбрать те, которые свободны от других служб.

С точки зрения бизнеса, это отличие вызывает ряд споров у вещателей, относительно того как вещать в мультиплексе. Раньше вещатели сами получали лицензию на частоту, покупали антенну и передатчик, сейчас лицензия будет выдаваться оператору мультиплекса, а он уже будет арендовать каналы радиостанциям. Лучше это или хуже, сказать сложно, кому-то удобнее иметь все свое, кому-то удобнее аренда.

Кстати, в этом плане, DAB имеет огромный и жирный минус для слушателя — цена аренды мультиплекса зависит от битрейта. И если выбрать между 192 и 64kbps… всем я думаю, понятно, что будет выбрано. Если в FM вещать с плохим качеством довольно сложно, то в DAB это даже поощряется экономически (понятно что это не вина разработчиков стандарта, но тем не менее). Российские цены пока разумеется, неизвестны, а английские для примера, можно посмотреть здесь.

С точки зрения технической, мультиплекс DAB+ представляет собой широкополосный сигнал, с шириной спектра порядка 1.5МГц, который хорошо виден с помощью RTL-SDR приемника.

Более подробное описание в PDF можно найти здесь.

Конкурирующие стандарты

Их в общем-то не так много. В Европе используется DAB+, в США популярен стандарт HD Radio, в Индии проводили эксперименты со стандартом DRM, но чем они закончились, сказать сложно.

Карта немного устарела (в России DRM тоже тестировали, но так и забросили), но общую идею понять можно:


Источник

В отличие от DAB, создатели стандарта HD Radio пошли по другому пути — цифровой сигнал размещается непосредственно рядом с аналоговым, что позволяет вещателям использовать свои собственные антенны и мачты.

Читайте также:  Японский майонез что это такое

Однако это не решает проблему, из-за которой все и начиналось — проблему отсутствия свободных мест в спектре. Да и чисто географически (да и наверно политически), в ex-странах СНГ принятие европейского стандарта выглядит более логичным, чем использование стандарта американского — выбор европейских товаров все же больше и купить приемники легче. В 2011 году еще были упоминания российского стандарта РАВИС, но все так и заглохло (и слава богу, т.к. ни с чем не совместимый собственный цифровой стандарт, это худшее что можно было бы придумать для радиослушателей).

Тестирование

Перейдем наконец, к практической части, т.е. к тестированию. В России DAB пока не работает, так что будем использовать SDR-записи c голландского мультиплекса. Желающие из других стран тоже могут присоединиться и выслать мне записи в формате IQ, я их обработаю и сделаю сводную таблицу.

Чем вообще можно послушать DAB? Т.к. стандарт цифровой, то декодировать его можно с помощью компьютера и rtl-sdr приемника. Есть две программы — qt-dab и Welle.io, обе умеют работать с rtl-sdr.

Qt-dab выглядит как курсовая работа студента, и автор явно не заморачивался с дизайном — шрифты не влезают в контролы, окна не масштабируются. Но для нас самое главное то, что она позволяет читать и писать IQ-файлы.

Welle.io пока еще в стадии бета-версии, однако работает она гораздо лучше и декодирует более качественно. Также есть возможность вывести довольно много дополнительной отладочной информации:

Но welle.io пока не умеет работать с iq-файлами, так что будем использовать Qt-dab.

Для тестирования я загрузил 3 файла на cloud.mail.ru, каждый содержит минутную запись DAB-мультиплекса, размер файла около 500Мбайт (таков размер IQ-записей для SDR с шириной полосы 2.4МГц). Открыть файлы можно в Qt-dab, ссылка на скачивание которого приведена выше.

Файл-1: DAB-8A.sdr — cloud.mail.ru/public/97hr/2QjuURtDq. Мультиплекс 8А работает на частоте 195.136МГц и содержит 16 станций. Битрейт всех станций составляет 64Kbps.

Файл-2: DAB-11A.sdr — cloud.mail.ru/public/3VVR/2mvjUjKQD. Мультиплекс 11А на частоте 216.928МГц. Он содержит 6 станций, с битрейтом 48, 48, 48, 48, 64 и 48KBps соответственно.

Файл-3: DAB-11C.sdr — cloud.mail.ru/public/3pHT/2qM4dTK4s. Мультиплекс 11С на частоте 220.352МГц, содержит также 16 станций. Битрейты всех станций составляют соответственно: 80, 80, 80, 80, 56, 96, 80, 64, 56, 48, 64, 64, 64, 96, 80 и 64Kbps.

Как можно видеть, с количеством станций проблем нет, но основной проблемой является низкий битрейт. Что касается самого контента, вкусы разные и обсуждать я его не буду, желающие могут скачать файлы и послушать самостоятельно. В записях приведены не все мультиплексы, но общая идея, надеюсь, ясна.

Выводы

Если говорить о перспективах цифрового радиовещания, то они увы, довольно грустные. Основное преимущество DAB — более эффективное использование спектра, что позволяет разместить в эфире больше станций. В этом плане DAB+ имеет смысл только для тех городов, где уже нет свободного места в FM. Для России это наверно только Москва и Петербург, во всех остальных городах таких проблем нет.

Что же касается качества звучания, то технически, DAB+ может обеспечивать битрейт до 192КБит/с, что даст практически HiFi-звук. На практике, как мы видим выше, вещатели экономят и не переходят планку даже в 100КБит/с. Из трех мультиплексов нашлась только одна (!) станция, вещающая в 96Kbps (а уж вещание музыки с 48kbps я ничем кроме как кощунством назвать не могу — таких вещателей надо лишать лицензии;). Так что увы, можно с уверенностью в 99% сказать, что при переходе от FM к DAB качество звука будет хуже чем было. Конечно, может в других странах ситуация обстоит лучше, но вот для примера английский обзор в youtube с красноречивым названием Why DAB sounds so BAD. Технически DAB хорош и к нему претензий нет, но экономически, «бабло победило зло». Из этого следует практический вывод — даже если начнется тестовое вещание в DAB+, не стоит сразу идти в магазин за новым приемником, скорее всего качество звука будет хуже чем в FM.

Возвращаясь к России, стоит ли вообще заморачиваться и начинать вещание в DAB? С точки зрения международного престижа, наверно да, чтобы не выглядеть в глазах соседей отсталой страной третьего мира, и как бонус, чтобы покупаемые в Европе автомобили и радиоприемники могли полноценно принимать все станции. Но с точки зрения слушателей и качества звука, скорее всего никаких плюсов ни в качестве звука, ни в качестве контента, пользователи не получат.

Разумеется, у DAB есть и свои преимущества. Это более низкий порог входа (не нужно покупать свой передатчик), более низкая цена обслуживания аппаратуры и платежей за электроэнергию (легче обслуживать 1 передатчик мультиплекса чем 16 независимых). И это было бы оправданно в том случае, если бы нашлись новые вещатели, создающие интересный и востребованный контент. Но появятся ли они, учитывая что мы по сути наблюдаем эпоху заката радио и ухода аудитории в Интернет, сказать сложно.

Если же подумать о дальних перспективах, то наверно в будущем радиоприемник будет устройством с интегрированной картой e-sim и подпиской на Яндекс-музыку Spotify или Apple Music при покупке. Будущее однозначно за стриминговыми сервисами и персонализированным контентом. Насколько скоро это случится, посмотрим, время покажет.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
Adblock detector