Что такое цифровое радио DAB. Форматы будущего: как будет развиваться российское цифровое радиовещание

Новости о развитии радиовещания в формате DAB+ (Digital Audio Broadcasting) на территории Европы вызывают легкую зависть. Наиболее «продвинутыми» в этом плане оказались Швейцария, Великобритания и Норвегия. Последняя обещает вообще отключить аналоговое FM-вещание через несколько месяцев, заменив его цифровым. И даже наши ближайшие соседи латвийцы решились приступить к годовому тестированию нового формата, прежде чем выделить средства на дальнейшие работы. Справедливости ради следует заметить, что Эстония и Литва, проведя подобное исследование, решили пока повременить с переходом на цифровое радиовещание.

У обывателя возникает масса вопросов: а что это за формат DAB+, зачем его внедрять и что принесет рядовому слушателю? Наверное, и приемники придется покупать новые: а что о них известно и как насчет российской разработки, или вновь везем их из-за рубежа? Сколько будут стоить аппараты?

Первые шаги

Начнем с предыстории. Перевод радиовещания на «цифру» изначально был заложен в федеральной целевой программе «Развитие телерадиовещания в РФ на 2009-2015 годы », утвержденной в сентябре 2009 года.

Главная цель предполагавшегося перехода - резкое улучшение качества приема по сравнению с традиционным аналоговым радиовещанием в диапазоне коротких волн.

ФЦП делала упор на развитие радиовещания в формате DRM (Digital Radio Mondiale). Если коротко - это набор технологий с использованием кодеков MPEG-IV, которые позволяют обеспечить цифровое вещание с более высоким качеством в традиционных для аналоговых трансляций диапазонах.

Все в одном

Следует упомянуть и чисто российскую разработку - систему РАВИС, представленную в 2005 году.

РАВИС позволяет транслировать и мультимедийные сервисы: видео, текст (информация о состоянии дорог и прочее.), статичные изображения и т.д.

Основное преимущество РАВИС заключается в возможности передавать от 10 до 15 программ со стереофоническим звучанием CD-качества в одном стандартном радиоканале в указанных диапазонах. Не секрет, что в крупных городах уже возникает проблема распределения частот для новых вещателей (диапазоны не безграничны) и данное решение позволило бы разрешить ситуацию.

И тут мы переходим к одному из наших первых вопросов: чем, помимо обещанного высокого качества аудиконтента, данная система может «похвастаться» перед обычным вещанием?

Тем, что может транслировать и мультимедийные сервисы: видео, текст (информация о состоянии дорог и прочее.), статичные изображения и т.д. Согласно задумке все эти «блага» можно получать прямо в движущемся автомобиле, на стандартные штыревые антенны в городских условиях с плотной застройкой, многолучевым сигналом при отсутствии прямой видимости антенны передатчика, а также в районах со сложным рельефом, в горной местности и в густых лесных массивах. Конечно, изначальное разрешение для телевизионной мобильной телевизионной «картинки» мало: всего 640х480 пикселей, но предполагалось, что его увеличат до стандартных 720х576 пикселей. Для вещателей это решение сулит прежде всего уменьшение потребляемой мощности передающих устройств.

С августа 2009 года по апрель 2010 года в Москве и Сочи провели дополнительные доработки и полевые испытания модели системы РАВИС. В результате был утвержден национальный стандарт - ГОСТ Р 54309 – 2011 «Аудиовизуальная информационная система реального времени РАВИС».

Позже рабочая группа «Космос и телекоммуникации» Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию признала проект перспективным, но экономически слабо проработанным и рекомендовала для доработок в фонде «Сколково».

16 октября 2015 года на заседании Государственной комиссии по радиочастотам РФ было принято решение «Об организации опытных зон системы цифрового радиовещания РАВИС ».

Вот что оно предписывало:

«1. Выделить Некоммерческому партнерству поддержки регионального телевидения "Объединение региональных телекомпаний" и Московскому физико-техническому институту (МФТИ) полосы радиочастот 65,8-74 МГц и 87,5-108 МГц для проведения опытных, экспериментальных и конструкторских работ радиовещания системы РАВИС в г. Казани, г. Краснодаре, г. Ижевске и г. Калининграде…

2. Результаты опытных, экспериментальных и конструкторских работ должны быть представлены Некоммерческим партнерством поддержки регионального телевидения "Объединение региональных телекомпаний" в ГКРЧ не позднее IV квартала 2018 года».

Ну и немного о приемнике данного формата. Здесь результаты еще скромнее, чем в случае с DRM-вещанием: известна только примерная стоимость будущих моделей - около 100 – 120 долларов.

Пути развития

Итак, на сегодняшний момент существует три основных направления, по которым предполагалось развивать цифровое радиовещание в нашей стране.

Перспективы DRM в России неутешительные. После 2012 года события в диапазонах, предназначавшихся для трансляций в этом формате, развивались очень быстро и не в лучшую сторону. Диапазоны длинных и средних волн в 2014 - 2015 годах покинули основные государственные российские вещатели: «Радио России» и «Маяк». «Радио России» покинуло также и короткие волны.

В 2013 году Европейский вещательный союз (EBU) признал наиболее перспективным стандарт DAB+.

Справедливости ради следует отметить, что к DRM-формату вещания «охладела» и часть зарубежных «радиогигантов» - прежде всего, это «Немецкая волна», которая длительное время шла в авангарде исследований в этой области. Связано это с общей тенденцией сворачивания коротковолновых и средневолновых трансляций. В настоящее время наиболее активные «игроки» здесь - это Румыния и Индия. О радиоприемниках этого стандарта (российского производства) уже упоминалось в начале материала, и с тех пор ничего нового на данный момент на рынке не появилось.

Тем более что в 2013 году Европейский вещательный союз (EBU) признал наиболее перспективным стандарт DAB+. Он «отличается устойчивостью, обладает высокой эффективностью использования спектра и экономичностью», говорится в материалах ГКРЧ. DAB+ используются более новые кодеки и позволяет транслировать до 16 станций в стереорежиме на одной частоте. Он, как и упоминавшийся РАВИС, может разнообразить услуги для владельца приемника за счет текстовых сообщений, объявлений и т.п.

Стандарт DAB+ предназначен для вещания в так называемом третьем диапазоне радиочастот - от 174 до 230 МГц. Сейчас в России этот диапазон занят аналоговым телевидением, но после его отключения он должен освободиться (вопрос - когда?).

Приемники с DAB+ стоят относительно недорого, их производят несколько зарубежных компаний (наших приемников на рынке пока нет).

Что дальше?

Карта покрытия цифрового радио DAB/DAB+ в 2014 году. Голубым цветом отмечены «заинтересованные»

Что касается российского радиовещания в стандарте DAB+, то и здесь ситуация в стадии опытного тестирования. Тестовое вещание проводилось РТРС с Останкинской телебашни, для передач использовались программы радиостанции «Маяк». В ноябре 2014 г. на XVIII Международном конгрессе Национальной ассоциации телерадиовещания (НАТ) в ходе Международной выставки профессионального оборудования NATEXPO на стенде РТРС впервые в России проводилась демонстрация передачи радиосигнала в цифровом стандарте DAB+.

В настоящее время радиовещание в DAB+ осуществляется в более чем 40 странах, включая Норвегию, Швейцарию, Великобританию, Германию и Данию.

Для этого стенд оснастили несколькими радиоприемниками различных моделей, которые принимали сигнал передатчика, специально установленного на Останкинской телебашне.

Далее - информация из протокола Государственной комиссии по радиочастотам при Минкомсвязи России от 30 июня 2015 г. «О результатах проведения работ в опытной зоне экспериментального цифрового звукового радиовещания стандарта DAB+ в полосе радиочастот 174-230 МГц »:

«Поручить Федеральному агентству по печати и массовым коммуникациям (ФГУП РТРС) продолжить исследования в рамках научно-исследовательской работы "Разработка рекомендаций по внедрению в Российской Федерации цифрового стандарта радиовещания DAB+" в части вопросов обеспечения электромагнитной совместимости с радиоэлектронными средствами различных радиослужб в диапазоне 174-230 МГц и представить в IV квартале 2015 года в Государственную комиссию по радиочастотам проект решения ГКРЧ об использовании полосы радиочастот 174-230 МГц для создания на территории Российской Федерации сетей цифрового радиовещания стандарта DAB+».

Как видим из этой длинной выдержки, ГКРЧ лишь приняла к сведению отчет и поручила РТРС продолжить работы в части обеспечения электромагнитной совместимости с радиоэлектронными средствами различных радиослужб. Так что еще все впереди.

В настоящее время радиовещание в DAB+ осуществляется в более чем 40 странах, включая Норвегию, Швейцарию, Великобританию, Германию и Данию.

Ну что это ещё за цифровое радио выдумали? У нас и так в приёмнике цифры вместо шкалы и название станций высвечивается! Нам оно нужно? Дойдёт ли до России по воздуху или через их Интернет? В двух словах тут не ответишь. Пробуем в трёх.

Вот что по этому поводу говорят лица заинтересованные — Бюро разработки цифрового радио (Digital Radio Development Bureau – DRDB):

«Это не спутниковое радио, и не интернет-радио. Нет, всё не то. На самом деле — это есть новый способ радиотрансляции через сеть наземных передатчиков.

Он даёт вам большую свободу выбора, лучшее качество звучания и массу дополнительной информации. В общем, почти как обычное радио, только лучше».

Такие вот оптимистичные посылы. А насколько лучше? И какая такая дополнительная информация нам предлагается?

Для начала заметим, что речь у нас идёт о радио формата DAB (цифровое аудиовещание — Digital Audio Broadcasting), поскольку и спутниковое, и интернет-радио никто не запрещает называть цифровым — нет монополии на прилагательное.

Для любителей старины: Evoke-2 c FM-диапазоном (фото с сайта pure-digital.com).

Поэтому, если дословно перевести словосочетание DAB digital radio, в изобилии рассыпанное по страницам DRDB, получим — «цифровое радио типа цифрового аудио-радиовещания». Полнейшая тавтология и ахинея, но так уж принято в мире, где за каждым углом вас ждёт неприятельский адвокат.

Стандарт DAB разрабатывался с конца 1980-х консорциумом из 12 компаний под названием EUREKA-147. В 1994 году он провозглашается в качестве общемирового, за вычетом особого мнения США и Японии.

Американцы, таки, делают ставку на спутниковое и HD-радио (High Definition – высокая чёткость), а японцы опутывают себя кабельными радиосетями (совсем как мы с приснопамятными трёхпрограммными громкоговорителями, только без японской цифири).

Из всех прочих стран, дела с DAB-радио лучше всего обстоят в Швеции, Германии и Великобритании. Ещё бы, англичане — люди консервативные и предпочитают освящённую столетиями (одним с маленьким хвостиком) наземную трансляцию в радиодиапазоне.

Вообще-то, каждая страна вольна выбирать свой частотный диапазон, в пределах ограничений, налагаемых стандартом. Британцам, вот, приглянулся 217,5 — 230 MHz. Ну и пускай себе вещают, соседям всё равно не слышно, ибо налицо полная приземлённость.

Заманчивое предложение Министерства Звука (фото с сайта ministryofsound.com).

Скажем, дециметровый аппарат (диапазон Band III) для английского рынка ещё будет работать в Германии, хотя часть станций вещает там в диапазоне L, а вот в Канаде, где уже одна сплошная L DAB-трансляция, ему придётся отдохнуть. К сожалению, двухдиапазонных приёмников пока не производят.

Как устроено DAB-вещание? Прежде всего, радиостанции транслируются не каждая сама по себе, а в составе блока, называемого мультиплексом (multiplex).

В этом же пакете может фигурировать информация другой природы - текстовая и графическая, что особенно удобно для мобильных пользователей: всяких автомобилистов-туристов-коммивояжёров.

Странная штука — цифровое радио для цифрового компьютера (фото с сайта modulartech.com).

Если точнее, то это в конце ХХ века рассчитывали на такие непревзойдённые удобства. А сейчас у всех уважающих себя граждан уже имеются мультимедийные мобильные телефоны-органайзеры с повсеместным выходом в беспроводной Интернет, так что такие возможности радиостандарта останутся, скорее всего, приятным и малополезным довеском.

Вернёмся к мультиплексам. Все составные сигналы пакета при помощи системы COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), осуществляющей частотно-временную дискретизацию аналогового потока и его оцифровку, особым образом перемешиваются и модулируют определённое количество несущих радиоволн, число которых зависит от информационной насыщенности трансляции (по стандарту несущих может быть от 192 до 1536).

Далее всё это богатство, через приёмо-передаточные устройства, попадает в пользовательский ресивер, декодируется аудиопроцессором и, наконец, начинает радовать ухо слушателя, которому нет никакого дела до всяких cofdm и multiplex.

Ненавязчивый хайтек (фото с сайта pure-digital.com).

Что же получает потребитель от новой технологии? — вот он, основной вопрос.

Для начала, достигается пресловутое CD-качество звука — цифра как никак.

Ну, это не главное, пусть и полезное свойство: акустика переносного или кухонного приёмника всё равно не ахти, а где мы ещё слушаем радио? Хотя меломаны-автолюбители и носители хороших наушников могут почувствовать разницу, по сравнению с обычной FM-передaчей.

Что важнее — использование скрытых резервов радиоэфира. Как для слушателей, так и радиожурналистов вкупе с рекламодателями. В развитых странах в FM-диапазоне яблоку негде упасть: всё давно поделено и переделено.

А с DAB-приёмником большинство англичан может слушать полсотни новых станций - вдвое больше, чем по аналоговому радио. И это только начало.

Теперь о помехах, неизбежных спутниках радиопередач: их нет. Либо вы слышите всё идеально, либо не слышите вообще ничего. В городе, как мы знаем, радиопомехи не слишком дают о себе знать, ввиду близости передатчиков, а вот на необжитой пересечённой местности все эти змеиные шипения, потрескивания и перебои звука разворачиваются в полную силу.

В наушниках вы поймете, что такое DAB (фото с сайта pure-digital.com).

И, между прочим, DAB-трансляция обеспечивается меньшей мощностью передатчика. Электричество, знаете, экономится, и покрытие больше. BBC, как ни удивительно, в том или ином виде могут принимать всего 65% жителей Соединенного Королевства, а коммерческие DAB-передачи - уже 85%.

Ещё приятно, что приёмник быстро сканирует весь диапазон, а далее остаётся выбирать среди названий имеющихся станций, начисто забыв о неудобных цифрах частот.

Ну, а на тему разных картинок и подписей, за которыми оставлено 20% пропускной способности канала, мы уже высказались. Но и пренебрегать этими 192 Кб/сек тоже не следует: пусть не Интернет, зато бесплатно и что-то полезное нацедить можно среди рекламы.

Так обстоят дела на сегодняшний день. А что говорит простой английский потребитель?

До недавнего времени он молчал: цены на приёмники начинались от 400 фунтов (около $630). Прорыв был осуществлён небольшой фирмой Imagination Technologies , не имевшей дотоле никакого отношения к радиорынку, хотя производителей DAB-техники насчитывается более 20-ти.

Она решила поставить на этот вялый технологический участок, за полтора года разработала совершенный микропроцессор и программы, после чего выбросила на рынок приёмник Evoke-1 (в переводе «вызывать», но можно — по звучанию — «эва как») дешевле магических 100 фунтов (около $157).

7 Больше всего радио ценилось в старину (фото с сайта bbc.co.uk)

И тут-то все зашевелились. С последнего Рождества уже продано 135 тысяч приёмников (за весь период до 2002 года англичанами было приобретено всего 50 тысяч), фирма не справляется с заказами, эксперты предсказывают миллионные тиражи, и что к 2010 году привычное FM-радио вообще может отмереть на потребу DUB.

А в приёмной Imagination Technologies, наряду с прочими, замечены Sharp, Intel и Hitachi - лицензию им подавай. И десяток разных моделей уже готов. Но вернёмся на Родину.

Как видите, мы так и не смогли дать вразумительного ответа на два последних вопроса, обозначенных в преамбуле статьи. Предпочли фигуру умолчания, перевели эти вопросы в категорию риторических.

Нам оно нужно? Не пророки, точно не знаем, значит — не уверены, к тому же — не пробовали. Будем ждать в России?

Бурно обсуждаемая несколько лет назад тема будущей “цифры” в российском радиовещании сменилась впоследствии длительным затишьем, хотя в мире как раз отмечался рост цифровых технологий для радио.

Сложившаяся ситуация изменилась, когда осенью прошлого года федеральное государственное унитарное предприятие “Российская телевизионная и радиовещательная сеть” (ФГУП РТРС) выставило на конкурс задание на выполнение научно-исследовательской работы. Ее название – “Проведение исследований в части вопросов обеспечения электромагнитной совместимости цифрового радиовещания стандарта DAB+ с радиоэлектронными средствами различных радиослужб в диапазоне 174–230 МГц”. Вроде бы ничего особенного – мало ли конкурсов проводит РТРС?

Но буквально на следующий день после этой публикации в отечественных СМИ обострилось обсуждение: какая “цифра” в радиовещании должна появиться в итоге в России, да и нужно ли ее вообще внедрять – это действительно необходимость? В качестве реальных претендентов обсуждались два формата: DRM и DAB+.

Как обстоят дела с DRM-вещанием?

Напомним, что еще в 2009 году при запуске программы цифровизации в федеральной целевой программе (ФЦП) “Развитие телерадиовещания в РФ на 2009–2015 годы”, утвержденной в сентябре 2009 года, предлагалось сделать базовым формат DRM (Digital Radio Mondiale). Он должен был внедряться для организации цифрового вещания в диапазонах длинных, средних и коротких волн.

Правительством России в 2010 году было издано по этому поводу распоряжение от 28 марта 2010 г. N 445-р, в котором Минкомсвязи России, Минпромторгу России и Ростехрегулированию было поручено организовать в 2010–2011 годах разработку и обеспечить утверждение национальных стандартов системы Digital Radio Mondiale.

Главной целью предлагаемого перехода на цифровое радиовещание в формате DRM ставилось резкое улучшение качества приема (не хуже действовавшего на тот момент вещания в УКВ-диапазоне) по сравнению с традиционным аналоговым радиовещанием в диапазоне коротких волн. Результат ожидался следующий – перевод коротковолновых трансляций из чисто информационных в разряд художественно-информационных. Это позволило бы охватить качественным вещанием огромную территорию нашей страны. Кроме того, вещание в этом формате требует передатчиков меньшей мощности по сравнению с аналоговым.

Были накоплены достаточно серьезные наработки: к примеру, в 2003 году Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) приняла решение “Об организации опытных зон экспериментального цифрового звукового радиовещания стандарта DRM”. Тестовые трансляции были организованы на действовавшей тогда службе иновещания нашей страны – радиостанции “Голос России”. С 2003 года в стандарте DRM в диапазоне коротких волн выходили в эфир программы на четырех языках: русском, английском, немецком и французском для ближнего и дальнего зарубежья, их объем достигал 32 часов в сутки. В конце июля 2015 года в Санкт-Петербурге проводилось экспериментальное вещание “Радио Маяк” на частоте 67,46 МГц в цифровом формате DRM+ с мощностью 250 Вт.

Впоследствии получилось так, что с 2012 года силы и средства были переброшены для развития программы цифрового телевидения в России, а задача по развитию “цифры” в радиовещании из ФЦП была изъята. Вскоре после этого государственное вещание в диапазонах длинных, средних и коротких волн было прекращено.

DAB+ в нашей стране: что и как?

Технология Digital Audio Broadcasting (DAB) начала разрабатываться в конце 1980 годов в рамках проекта Eureka 147 (European Research Project), хотя начало исследованиям в этой области было положено еще в 1981 году в Institut für Rundfunk-technik (IRT).

Стандартизацией DAB-технологии занимается World DAB Forum, где представлены около тридцати стран мира и более 100 компаний и организаций. Интересно то, что в состав World DAB Forum не входят США как страна, так как там была выбрана собственная система цифрового радио – HD Radio (IBOC).

В 2013 году Европейский вещательный союз (EBU) признал более перспективным стандарт DAB+, являющийся дальнейшим развитием технологии DAB. Вопрос о возможности радиовещания в этом формате в России был поднят значительно позже по сравнению с DRM.

Технология DAB+ изначально предполагает трансляции только в диапазоне ультракоротких волн, он позволяет транслировать до 18 станций в стереорежиме на одной частоте (в прежнем DAB не более 10). Вопрос усложняется тем, что для каждого формата требуется отдельная модель приемника: за рубежом производители пытаются решить эту проблему, разрабатывая комбинированные устройства, однако итоговая сумма за аппарат достаточно высока и не каждый житель нашей страны сможет приобрести такой радиоприемник.

Если говорить о перспективах, то планируется организация вещания в DAB+ в так называемом третьем диапазоне радиочастот – от 174 до 230 МГц. Сейчас в России этот диапазон занят аналоговым телевидением, но после его отключения он должен освободиться. Однако это не произойдет одномоментно – часть региональных телекомпаний останется на неопределенное время в данном диапазоне.

РТРС проводила в 2014 году тестовые трансляции в DAB+ с Останкинской телебашни с мощностью 150 Вт, для передач использовались программы радиостанции “Маяк”. А в ноябре 2014 года на XVIII Международном конгрессе Национальной ассоциации телерадиовещания (НАТ) в ходе Международной выставки профессионального оборудования NATEXPO 2014 на стенде РТРС проводилась демонстрация передачи радиосигнала в цифровом стандарте DAB+.

Результаты испытаний были оформлены протоколом Государственной комиссии по радиочастотам при Минкомсвязи России от 30 июня 2015 года “О результатах проведения работ в опытной зоне экспериментального цифрового звукового радиовещания стандарта DAB+ в полосе радиочастот 174–230 МГц”. В нем предлагалось провести дополнительные исследования по проверке электромагнитной совместимости с радиоэлектронными средствами различных служб.

А что еще предлагалось

На сайте Российской академии радио (РАР) опубликован еще один вариант предлагаемого решения для организации цифрового радиовещания в России. Он создан на основе наработок индийского регулятора телекоммуникационного и вещательного рынка TRAI (Telecom Regulatory Authority of India). 1 февраля 2018 года TRAI выпустил рекомендации по развитию цифрового радиовещания в FM-диапазоне.

В них говорится о выборе технологии DRM+ и возможности запускать цифровой сигнал в названной технологии в полосе частот, на которой работают действующие аналоговые радиостанции диапазона FM.

В основе такого решения заложены выводы Международного Союза Электросвязи ITU-R BS. 1114-8 (06-2014). Речь идет о том, что при нахождении сигнала DRM+ не менее чем на 150 кГц левее или правее от частоты FM-радиостанции цифровой сигнал не будет являться помехой при приеме аналогового вещания. Для этого его мощность должна быть ниже на 20 дБ, что позволяет покрыть аналоговым и цифровым сигналом примерно равную территорию.

Предлагаемое решение выглядит красивым и изящным – возможность вещать в формате DRM+ между обычными FM-станциями. Понятно, что желательно при этом отдавать приоритет в виде цифровых частот уже действующим вещателям. Технология DRM+ позволяет в одном пакете транслировать три аудиоканала с цифровым качеством.

При этом не упраздняется традиционное FM-вещание, ведь парк обычных радиоприемников у населения огромен. К аналоговому вещанию лишь добавляются трансляции в “цифре”. Вопрос только один: захотят ли радиохолдинги пойти на такое предложение? В принципе, их и так все сейчас устраивает, особенно в малых городах и населенных пунктах. Данный вариант наиболее эффективен там, где существует дефицит частот для развития вещания.

Что же решила ГКРЧ в итоге?

16 апреля 2018 года Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) на своем очередном заседании приняла решение по вопросу “Об использовании полосы радиочастот 174–230 МГц радиоэлектронными средствами цифрового звукового радиовещания стандарта DAB+” (решение ГКРЧ № 18-45-03, полный текст http://minsvyaz.ru/ru/documents/5986/) . В нем, в частности, говорится (пп. 1 и 2 – цитата из решения):

1. Принять к сведению результаты научно-исследовательской работы “Проведение исследований в части вопросов обеспечения электромагнитной совместимости цифрового радиовещания стандарта DAB+ с радиоэлектронными средствами различных радиослужб в диапазоне 174–230 МГц”.
2. Выделить неопределенному кругу лиц полосу радиочастот 175,872–228,128 МГц для создания на территории Российской Федерации сетей наземного цифрового звукового вещания стандарта DAB+.

Привет, Geektimes.

Цифровое радиовещание постепенно внедряется в различных странах. В Европе и Австралии это стандарт DAB/DAB+ , в США HD Radio , в Китае CDR (China Digital Radio). Из плюсов для пользователя - более чистый звук за счет цифрового потока, дополнительные сервисы (например название композиции и имя исполнителя на экране приемника), и, в случае DAB, большее число станций по сравнению с FM. Приемники с поддержкой цифрового радио уже сейчас относительно недороги, их цена начинается примерно от 40$.

Россия пока официально не присоединилась ни к одному из стандартов, но если это произойдет, скорее всего, это будет DAB. Его тестовая эксплуатация уже проводилась в Москве, да и приемники европейского рынка для РФ географически более доступны, чем американские. Новые европейские авто (которых опять же, больше чем американских) часто уже оснащены приемником с DAB. Ну а пока в тестовых целях, запустить DAB у себя дома, при наличии SDR-трансивера может любой желающий.

(Image Source / Getty)

Подробности под катом (осторожно, много длинных и скучных конфигов).

Как это работает

Европейский DAB представляет собой MP2 или AAC поток, передаваемый с помощью ODFM в каналах c частотами от 174 до 239МГц. Максимально возможно более 30 каналов , ширина каждого около 1.5МГц, в канале может одновременно передаваться несколько станций. Согласно Википедии , использование DAB при использовании битрейта 192kbps в 3 раза эффективнее по числу станций, чем у обычного FM.

Спектр одного канала DAB на экране SDR выглядит так:

Для сравнения, так при том же масштабе, выглядят FM-станции:

В американском HD Radio пошли по другому пути - цифровые каналы добавили «сбоку» к уже имеющимся FM-станциям. Это позволило не выделять новые частоты и оставить совместимость со старыми приемниками. Минус в том, что в крупных городах FM-эфир и так уже занят. С другой стороны, даже максимальное число в 50 станций для FM это вполне неплохо, слушателям больше скорее всего и не надо.

Спектр HD Radio выглядит так (скриншот с youtube):

Китайский CDR решил копировать американский подход , увы, моего нулевого знания китайского недостаточно чтобы найти по нему более подробную информацию.

Что касается приемников, то их цена на amazon составляет от 30$ за самые простые модели, до >100$ за более продвинутые с тачскрином, Wifi или цветным экраном.

Но «чукча не читатель», так что тестовое радио в формате DAB/DAB+ мы запустим сами. HD Radio запустить увы, не выйдет, формат закрытый, и доступных кодеров для него нет.

Запускаем DAB/DAB+

1. Компиляция проекта

Компилируем ODR-AudioEnc
Сначала нужно скомпилировать DAB/DAB+ audio encoder, найти его можно на странице github.com/Opendigitalradio/ODR-AudioEnc .

Git clone https://github.com/Opendigitalradio/ODR-DabMux.git cd ODR-DabMux/ ./bootstrap.sh ./configure make sudo make install
Компилируем ODR-DabMod
Это модулятор, который собственно и посылает данные в трансмиттер. Принцип сборки тот же, команда для скачивания:

Git clone https://github.com/Opendigitalradio/ODR-DabMod.git
Если при сборке не будет хватать каких-либо библиотек, их нужно поставить с помощью apt-get.

Теперь все части проекта собраны, и со всем этим попытаемся взлететь.

2. Конфигурация

Подготовка данных
В нашем мультиплексе будет 2 канала, для которых я скачал с youtube 2 mp3-файла и назвал их (кто бы догадался) соответственно sound01.mp3 и sound02.mp3.

Конвертируем файлы в WAV c битрейтом 48000:
ffmpeg -i sound01.mp3 -ar 48000 sound01.wav
ffmpeg -i sound02.mp3 -ar 48000 sound02.wav

Конвертируем их в формат DAB:
odr-audioenc --dab -b 128 -i sound01.wav -o prog1.mp2
odr-audioenc --dab -b 128 -i sound02.wav -o prog2.mp2

На выходе должно быть 2 файла prog1.mp2 и prog2.mp2.

Создание мультиплекса

Сначала нужно создать файл, описывающий конфигурацию нашей «радиостанции». Напомню, в одном канале DAB может быть множество станций, каждая со своими параметрами.

Создаем файл «config.mux» со следующим текстом:

General { dabmode 1 nbframes 2000 ; Set to true to enable logging to syslog syslog false ; Enable timestamp definition necessary for SFN ; This also enables time encoding using the MNSC. tist false } remotecontrol { telnetport 0 } ensemble { id 0x4fff ecc 0xec ; Extended Country Code local-time-offset auto international-table 1 label "mmbtools" shortlabel "mmbtools" } services { srv-p1 { label "Station1" } srv-p2 { label "Station2" } } subchannels { sub-p1 { type audio inputfile "prog1.mp2" bitrate 128 id 10 protection 4 } sub-p2 { type audio inputfile "prog2.mp2" bitrate 128 id 11 protection 4 } } components { comp-p1 { service srv-p1 subchannel sub-p1 } comp-p2 { service srv-p2 subchannel sub-p2 } } outputs { output1 "file://output.eti?type=raw" }
Конфиг описывает каналы, которые будут в мультиплексе и их источники данных. Параметр nbframes указывает, сколько фреймов создать, 2000 фреймов соответствует примерно одной минуте воспроизведения.

Когда файл сохранен, создаем мультиплекс:

Odr-dabmux config.mux
На выходе должен получиться файл output.eti , в моем случае его размер составил 12Мб.

Передача

Тут есть две возможности. В «настоящем» Linux odr-dabmod может непосредственно передавать данные в трансивер, но под VM оно не заработало. Поэтому в качестве выходного параметра я указал raw-файл, который будет содержать данные, совместимые с Gnu Radio.

Создаем файл config.ini:

Transport = file source = output.eti loop=0 digital_gain=0.9 rate=2048000 output = file format = complexf_normalised ;format = s8 filename = output.iq
Здесь ключевой момент - выходной формат и его тип. Для USRP я использую формат complexf_normalised, для HackRF по идее, подойдет 8-битный s8.

Сохраняем конфиг, запускаем конвертацию:

Odr-dabmod config1.ini
Все! На выходе должен получиться config.iq, в моем случае размером порядка 700Мб на одну минуту записи (формат IQ float). Копируем его на «основной» компьютер, и Linux можно закрывать.

3. Тестирование

Мы столько мечтали о замене цифро й 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 анало га». 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 анало га, 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 « »). 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 анало га 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.

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?