Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Стандарт DRM: особенности, возможности, преимущества

В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Стандарт DRM: особенности, возможности, преимущества


Петер Зенгер
Директор DRM-дирекции радиостанции "Немецкая волна"
Председатель Международного консорциума DRM


Петер Зенгер работает на радиостанции "Немецкая волна" с 1965 г. Более 16 лет он проработал в должности инженера на передающих станциях "Немецкой волны" в разных уголках земного шара: в Руанде, на острове Монтсеррат, в Сини-ше (Португалия), на острове Мальта. В дальнейшем он возглавлял отдел трансляции, был главным инженером и техническим директором радиостанции. С 1994 по 1998 г. он представляет интересы международного радиовещания в правлении WorldDAB и руководит блоком спутникового вещания. С момента основания в 1998 г. Консорциума DRM и по сегодняшний день Петер Зенгер является его бессменным председателем. С января 2006 г. он руководит DRM-ди-рекцией "Немецкой волны". Петер Зенгер, основатель Консорциума и идейный вдохновитель внедрения новой технологии, подробно рассказал нашему журналу о новом универсальном цифровом стандарте радиовещания, а также о его особенностях, возможностях и преимуществах

Цифровая технология наконец-то добралась до последнего частотного участка — радиовещательного спектра диапазонов длинных, средних и коротких волн.

Международный консорциум DRM разработал для радиовещания в диапазонах ниже 30 МГц цифровой стандарт, в котором уже работают более 40 радиостанций из 21 государства. Данная разработка была заказана Международным союзом телекоммуникаций (International Telecommunication Union, ITU) для использования новой технологии 189 государствами, членами Союза. Преимущества новой системы заключаются в том, что для ее успешного повсеместного внедрения не требуется ни нового спектра частот, ни иной ширины полосы пропускания. Система DRM (Digital Radio Mondiale) пригодна как для узколокального регионального, так и для национального вещания и даже иновещания и может быть использована для стационарной, переносной и подвижной связи. К 2007 г. Консорциум планирует завершить исследования, направленные на совершенствование стандарта, и расширить частотные рамки перевода радиовещания на цифру до FM-диапазона включительно. На 2009 г. намечено начало регулярных трансляций в частотном спектре до 108 МГц. Таким образом, радиовещатели получат в пользование универсальную, приведенную под общий знаменатель цифровой технологии передачи сигнала, включающую в себя полный спектр частот (от длинных до FM), — систему DRM.

Процесс развития стандарта DRM, занявший пять лет (1998-2003 гг.), прошел практически незаметно для широкой общественности. В 2003 г., по случаю Всемирной радиоконференции (WRC), стандарт был торжественно передан в пользование государствам-членам ITU. С этого момента по всему миру радиостанции пробуют свои силы в DRM-формате: Австралия, Новая Зеландия, Китай, Россия, Кувейт, Иран, большинство государств Западной Европы, а также Северная Америка, Мексика, Бразилия, Чили. Первые образцы DRM-приемников в небольшом количестве уже появились на европейском рынке; аппараты, доступные по цене массовому потребителю, заявлены производителями только к середине 2006 г. Естественно, что с ростом объемов производства цена на приемники, скорее всего, начнет снижаться, что позволит ускорить внедрение этой техники и в других регионах. Остается надеяться на обещания фирм, производящих радиоаппаратуру, и на активность радиовещателей. Например, Китай, помимо перевода всего внутреннего СВ-вещания в новый стандарт, планирует в 2008 г. вести повсеместные прямые трансляции по освещению летних Олимпийских игр только в формате DRM. Именно для государств с большой территорией (таких, как Россия, Китай, Индия) DRM — идеальная технология передачи сигнала.

Многообразие форматов

С первого взгляда кажется, что для территорий большой протяженности оптимально цифровое спутниковое вещание, например SM-Satellite Sirius (США, Африка) или WorldSpace (Азия). Через эти спутники транслируется более 100 различных радиоканалов прекрасного качества. Все бы хорошо, но для приема необходимо иметь спутниковое оборудование или специальные радиоприемники со встроенной мини-тарелкой. И даже это — полбеды. Для приема также необходимо держать "зрительную" связь между аппаратом и спутником. Такая, казалось бы, малозначительная помеха, как дерево перед окном, может нарушить прием, а что говорить о неровной горной местности. В городских условиях густой застройки пришлось бы устраиваться на крыше в надежде послушать радио. Кроме того, существует еще одна проблема — высокая стоимость спутникового вещания. В идеале спутники необходимо обновлять каждые 10-12 лет, а это — большие средства. Неудивительно, что многие операторы связи часть программ предлагают только за абонентную плату.

Первый DRM-приемникДругой вариант — наземное цифровое радиовещание DAB (Digital Audio Broadcasting) — схож с форматом FM: приблизительно на каждые 80-100 км2 необходимо расставить по передатчику. Причем в каждом канале должно одновременно транслироваться 6 программ, что чревато нежелательной конкуренцией между коммерческими станциями. Подобная система возможна в городских условиях, но не для малых населенных пунктах. Для государств с большими территориями формат DAB — слишком дорогой способ распространения программ.

Технология цифрового наземного телевещания DVB-T позволяет передавать и радиосигнал. Но, как и в случае с форматом DAB, площади покрытия маленькие, а конкуренция большая.

Новый стандарт, разработанный в США, — HD-Radio; он приспособлен исключительно для FM- и СВ-диапазо-нов с распространением сигнала по трем каналам передачи, что уже само по себе не подходит, например, для России. Ко всему прочему, данный стандарт является частной разработкой, действующей только за абонентскую плату. Самое интересное заключается в том, что формат не приспособлен для ионосферного распространения сигнала в СВ-диапазоне. Следовательно, в темное время суток трансляция на средних волнах может идти только в аналоговом режиме либо ее придется и вовсе отключить.

С цифровой трансляцией на длинных, средних и коротких волнах в формате DRM дело обстоит иначе, особенно это касается вещания на большие территории.

Немного истории

В 1998 г. в городе Гуанчжоу (Китай), на очередном совещании радиовещателей его участниками было принято решение об организации DRM-консор-циума. Поначалу в нем насчитывалось всего двадцать единомышленников. Основателем, а потом и бессменным руководящим центром Консорциума на протяжении всех этих лет была и остается "Немецкая волна". Сейчас же в Консорциуме насчитывается почти 100 членов из более чем 30 государств. Помимо полноправного членства есть и другая возможность сотрудничества — это так называемое "supporting". Русским аналогом было бы несколько устаревшее понятие "сподвижничество", или помощь/поддержка. Таких сподвижников/помощников у Консорциума среди небольших фирм и частных лиц уже более 50, в их числе несколько представителей и из России. Число членов и помощников заметно увеличилось с весны 2005 г. — с момента, когда было принято решение развивать стандарт и в диапазоне выше 26 МГц, то есть до 108 МГц FM-диапазона (технология DRM+).

Технология DRM+ позволит разместить в 4-6 раз больше радиоканалов в диапазонах частот I и П. На 2008 г. намечено первое испытание новой расширенной разработки. Дальнейшая ее судьба будет зависеть от потребностей и интересов рынка.

Принцип работы стандарта DRM прост

Система передачи данных в формате DRM работает по принципу передачи данных на многих несущих. В то время как в аналоговой технологии используется только одна несущая с передачей одинаковой информации в обеих боковых полосах, в "цифре" закодированный сигнал распределяется почти по 200 несущим. Информация, прежде чем дойти до радиослушателя, проходит сложный путь, при этом качество звука сохраняется благодаря цифровому кодированию. Для радиослушателя сложность процесса, происходящего внутри приемника, незаметна. Подобная технология передачи сигнала позволяет повысить помехоустойчивость. При аналоговых трансляциях сигнал под влиянием помехо-вого фона начинает слабеть до полного затухания. Цифровой же сигнал доступен практически без помех до тех пор, пока не будет достигнут уровень допустимого порога помех; как только этот порог превышен, звук пропадает. Такова особенность передачи сигнала в формате DRM - отсутствие плавного перехода (graceful degradation) от хорошего качества трансляции к плохому: прием либо идеальный, либо его нет вообще.

Формат DRM предлагает различные режимы передачи сигнала, которые могут использоваться разными по назначению радиослужбами: от гражданских до технических. В условиях ионосферного распространения действует экономный режим с пониженной скоростью цифрового Вращающаяся антеннапотока, правда, при этом и качество звука может немного пострадать. Для подстраховки качества и улучшения приема возможен вариант трансляций одного и того же сигнала на разных частотах из разных передающих точек.

Приемник сам настроится на лучшую частоту и по ходу изменения качества трансляции сможет самостоятельно перейти с одной частоты на другую, качество прохождения которой на данный момент лучше. Есть еще один вариант для бесперебойного приема — работа на общей волне. Для этого один и тот же сигнал передается одновременно на одной и той же частоте в один и тот же регион, но из разных передающих точек. Таким способом удается достичь уверенного приема даже в диапазоне коротких волн при ионосферном распространении.

В стандарте DRM используется современный алгоритм кодирования MPEG 4 AAC+ SBR (Motion Pictures Expert Group/Advanced Audio Coding /Spectral Band Replication), позволяющий кодировать аналоговый сигнал в цифру и после передачи снова переводить его в аналог. Подобное кодирование сигнала позволяет передавать поток данных в 15 кГц в ВЧ-канале с полосой пропускания всего в 9 или 10 кГц и качеством, близким к качеству FM-звучания. Скорость цифрового потока в данном случае может не превышать 24 кбит/с. И это даже с передачей звука в стереорежиме! Дополнительно существует и более экономный низкоскоростной (3-11 кбит/с) алгоритм кодирования, предназначенный для речевой передачи звука в монорежиме. Он идеально подходит под формат информационного радиовещания (передача сводок новостей, погоды, ситуации на дорогах и различных объявлений). Этот вариант кодирования может быть привлекательным для иновещания, в частности, для одновременной передачи речевой информации, например, трансляции программ на разных языках с одного передатчика.

Экономия природных ресурсов - тоже важно

В отличие от большинства других новых цифровых форматов, под стандарт DRM не было выделено новых частотных участков, не были увеличены и границы уже имеющихся диапазонов. Это значит, что внедрять новый стандарт было возможно только на базе строго ограниченных параметров в уже существующих рамках длинно-, средне- и коротковолновых диапазонов. С другой стороны, это является одним из колоссальных преимуществ новой системы. Для облегчения ее повсеместного внедрения достаточно лишь модернизировать уже имеющиеся аналоговые передающие устройства. С минимальными затратами передатчики можно задействовать как в прежнем аналоговом режиме, так и в новом цифровом или даже в одновременном аналогово-цифровом режиме (Simulcast). Капиталовложения в модернизацию составляют примерно 15-20% от стоимости нового передатчика и окупают себя довольно быстро, если учесть, что и затраты на электроэнергию в цифровом формате приблизительно на 50% меньше. Налицо еще одно преимущество, выгодное самим радиовещателям — сокращение производственных расходов благодаря снижению потребления электроэнергии. Для радиовещателей в развивающихся государствах это немаловажный фактор. Не стоит забывать о меньшем загрязнении окружающей среды и более низком уровне электромагнитного излучения, не говоря уже об экономии природных ресурсов.

Новая технология — больше возможностей

Формат DRM, как и большинство цифровых технологий, отличает не только улучшенное качество аудиотрансляций, но и дополнительные сервисные удобства, которые оценит каждый радиослушатель. Параллельно к звуковому сигналу возможно передавать и текстовую информацию в качестве комментария к программе или независимо от нее. Сервисные функции DRM включают в себя следующие возможности:

  • предоставление данных о приеме всех станций в месте на хождения радиослушателя;
  • выбор желаемой станции посредством маркировки ее на дисплее приемника;
  • автоматический, незаметный для радиослушателя переход на лучшую по качеству частоту;
  • отображение названия рубрики передачи, а также имени автора и ведущего;
  • предоставление информации о названии музыкальной композиции, имени исполнителя;
  • параллельная трансляция нескольких языковых программ с возможностью выбора нужного языка;
  • вызов на дисплее текста самых актуальных новостей;
  • запись особо важных сообщений в память приемника для последующего прослушивания;
  • передача метеосводок, информации о положении на дорогах, биржевых новостей;
  • возможность коммутации с мобильными средствами связи;
  • возможность записи кодированных сигналов - платных сервисов, таких, как аудиокниги, актуальные статьи и т.п.;
  • загрузка программного обеспечения и актуализация уже имеющегося ПО, например, в навигационных системах транспортных средств путем передачи данных на KB по всему миру.

Данный список можно было бы продолжить, но это дело будущего. Сейчас на первом месте для радиовещателей стоит улучшение качества аудиотрансляций и экономия при этом средств.

Здание передающей станции и вращающаяся антеннаДальнейшее развитие системы будет целиком и полностью зависеть от ситуации на радиорынке.

Ощутимая выгода

Радиостанция "Немецкая волна" протестировала все из вышеприведенных сервисных возможностей DRM-формата. С середины 2005 г. основной упор радиостанция делает на безупречное качество трансляций и приема. При наличии соответствующего приемного оборудования DRM-тран-сляции можно принимать как стационарно в городских условиях, так и в движении на автомагистралях. Причем сигнал не пропадает и на высокой скорости (до 220 км/ч), и в пробках на многорядных дорогах при сильном уровне помех.

Для коммерческих радиостанций Европы, таких как RTL и TruckRadio (станция для шоферов-дальнобойщиков), привлекательность нового стандарта, в первую очередь, заключается в том, что он позволит получать дополнительные доходы от рекламы, благодаря новым техническим возможностям. Крупные вещатели Франции, Германии, Великобритании с помощью DRM-формата смогут полностью покрыть вещанием все области Европы, до этого по разным причинам неохваченные FM- или DAB-трансляциями. DRM-формат удобен и для локального радиовещателя с небольшими мощностями как в СВ-, так и в КВ-диапазо-не на 11 метрах (27 МГц).

Подобные проекты действуют в Германии, Великобритании; тестовые трансляции проходят в Мексике. Преимущество таких локальных для городских условий трансляций, аналогичных по качеству FM-сигналу, состоит в том, что необходимая мощность передатчика колеблется от 100 Вт до 1 кВт максимум. Какие средства при этом могут быть сэкономлены, предоставим подсчитать заинтересованному читателю самостоятельно.

Звенья одной цепи

Последнее звено, которого не хватает в цепочке от передатчика до радиослушателя, — это доступный по цене радиоприемник. Здесь возможны два пути решения проблемы:

  • DSP/Digital System Processor — цифровой процессор для обработки сигнала (разработка английской фирмы Radioscape);
  • чипсет — набор микросхем (различные производители).

Фирма Radioscape (Великобритания) совместно с фирмой Texas Instrument разработала модуль, который подходит в существующие сегодня на рынке DAB-приемники. Один из уже готовых аппаратов британской фирмы Roberts проходит сейчас последнее тестирование и будет в ближайшее время предложен массовому потребителю. Аппарат универсален: радиослушатель сможет вести прием в формате DRM, DAB, FM с сервисом RDS (Radio Data System), а также и в аналоговом стандарте на длинных, средних и коротких волнах. Помимо этого у приемника есть функция записи программ для последующего прослушивания. К сожалению, пока аппарат работает на основе DSP, поэтому потребляет много энергии, что соответственно ведет к быстрому использованию заряда батареек. Следовательно, вести прием радиосигнала на данный аппарат лучше всего от сети. Еще несколько фирм работают по созданию радиоприемников, но тоже на основе DSP от Radioscape. Фирма Analogue Devices (США) разработала свой собственный DSP-модуль, продемонстрировав в 2005 г. собранный на его основе прототип радиоприемника.

Для портативных переносных приемников малого размера лучше всего подходит чипсет, потребляющий намного меньше энергии. Производители данной электроники уже разрабатывают необходимую часть будущих радиоаппаратов, но официальные заявления пока не делались. Хотя есть надежда, что в течение 2006 г. будет опубликована информация о новых разработках. Микросхемы сделают возможным радиоприем в DRM-формате для любого цифрового аппарата: мобильного телефона, фотокамеры, электронного переводчика. Особый интерес к данному формату проявили производители мобильных телефонов, в частности, в ответ на возросший спрос на модели, имеющие опцию приема FM-pa-диосигнала.

Повсеместное продвижение технологии DRM невозможно в одиночку, даже такими станциями, как "Немецкая волна" в Германии, Би-би-си в Великобритании, "Голос России" в России. Чтобы раскрутить новую технологию и заинтересовать в ней рынок, необходимо внедрять ее на уровне внутреннего национального радиовещания заинтересованных государств.

Перевод и обработка
Валентины Жолквер-Краснополъской,
ассистента Петера Зенгера

Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #5, 2006
Посещений: 31877

  Автор

Петер Зенгер

Петер Зенгер

Директор DRM-дирекции радиостанции "Немецкая волна" Председатель Международного консорциума DRM

Всего статей:  2

В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций