Digitální rozhlasové vysílání: ve stopách televize
15.8.2011, Pavel Zubatý, článek
Digitalizace TV vysílání v ČR je dávno v plném proudu a DVB-T příjem si dopřává už značná část obyvatel. Horší je to s digitalizací rozhlasu, o které se jen máloco ví, a proto přicházíme s přehledem technologií používaných u „digitálního rádia“.
Kapitoly článku:
Standard DAB zůstával dlouho neměnný z důvodů jakési stability. Společnosti provozující vysílání totiž investovaly nemalé částky do digitalizace techniky a jakákoliv modernizace nepřipadala v úvahu. WorldDMB, organizace zodpovědná za standardy Eureka 147, se ale rozhodla o prosazení modernizace na standard DAB+.
Tento standard zavedl do systému Eureka 147 kódování MPEG-4/HE-AAC v2. Opět se tím umožnilo zvýšení celkového počtu stanic na multiplex, zvýšila se efektivita využití rádiového spektra, což přineslo nižší náklady na vysílání jednotlivých stanic. Problém byl v tom, že (podobně jako u DVB-T2) nový standard vyžadoval nové přijímače. Ty však jsou schopny zachytit i původní vysílání v MPEG-1 Audio Layer II, které může běžet současně s DAB+. Další výhodou je optimalizace živého vysílání, krátká odezva při přeladění nebo možnost vysílat prostorový zvuk.
Multiplex DAB: 9 stanic využívajících 128 kbps mp2.
Právě efektivita relativně nového standardu je výhodná jak pro vládu a regulační úřady (z hlediska efektivního využití spektra), vysílací společnosti (nižší cena na stanici) i posluchače (větší nabídka stanic). Z toho důvodu je v dnešní době pravidlem, že se digitalizace rozhlasu provádí rovnou na nový standard. Přitom nejde o nic většího, než použití moderního audio kodeku MPEG-4 High Efficiency AAC v2 (HE-AAC v2). Právě to HE znamená vysokou účinnost, jednu z momentálně nejvyšších v rámci audio komprese. Tento kodek je rovněž využívaný u některých stanic internetového vysílání SHOUTcast (zbytek využívá mp3). HE-AAC v2 kombinuje tyto technologie:
Multiplex DAB+: 28 audio služeb využívajících HE-AAC v2 na 40 kb/s a jednu audio službu využívající HE-AAC v2 NA 32 kb/s.
DAB+ umožňuje ještě lepší pokrytí než DAB, lepší ochranu před přenosovými chybami, kratší odezvu, prostorový zvuk, větší počet stanic, ale i svým způsobem kvalitnější zvuk při slabém signálu. Místo vzniku artefaktů se totiž zvyšuje počet vynechaných audio snímků (což vede ke vzniku výpadků). Pro zjištění kvality byla v roce 2003 provedena série testů pod taktovkou EBU (European Broadcasting Union, Evropská vysílací unie). Posluchači uvedli, že při 48 kb/s byl zvuk HE-AAC chvalitebný až výborný a při 64 kb/s jen výborný.
Multiplex DAB+ s kombinovanou nabídkou.
HE-AAC v2 v té době ještě nebyl dostupný, takže nebylo možné posoudit nástroj PS, který dále zvýšil kvalitu při nízkých datových tocích. Drobnou pihou na kráse je ale fakt, že testovací bitové toky byly čisté zvukové datové toky, ne sub-kanály multiplexu DAB+. V jejich případě je potřeba vzít v potaz 10% přeslech. Srovnávací testy provedené v Austrálii roku 2005 ukázaly podobnou zvukovou kvalitu u třetinové rychlosti HE-AAC v2 ve srovnání s kodekem MPEG Audio Layer II.
Tento standard zavedl do systému Eureka 147 kódování MPEG-4/HE-AAC v2. Opět se tím umožnilo zvýšení celkového počtu stanic na multiplex, zvýšila se efektivita využití rádiového spektra, což přineslo nižší náklady na vysílání jednotlivých stanic. Problém byl v tom, že (podobně jako u DVB-T2) nový standard vyžadoval nové přijímače. Ty však jsou schopny zachytit i původní vysílání v MPEG-1 Audio Layer II, které může běžet současně s DAB+. Další výhodou je optimalizace živého vysílání, krátká odezva při přeladění nebo možnost vysílat prostorový zvuk.
Multiplex DAB: 9 stanic využívajících 128 kbps mp2.
Právě efektivita relativně nového standardu je výhodná jak pro vládu a regulační úřady (z hlediska efektivního využití spektra), vysílací společnosti (nižší cena na stanici) i posluchače (větší nabídka stanic). Z toho důvodu je v dnešní době pravidlem, že se digitalizace rozhlasu provádí rovnou na nový standard. Přitom nejde o nic většího, než použití moderního audio kodeku MPEG-4 High Efficiency AAC v2 (HE-AAC v2). Právě to HE znamená vysokou účinnost, jednu z momentálně nejvyšších v rámci audio komprese. Tento kodek je rovněž využívaný u některých stanic internetového vysílání SHOUTcast (zbytek využívá mp3). HE-AAC v2 kombinuje tyto technologie:
- Hlavní část, kterou je audio kodek AAC (Advanced Audio Coding, Pokročilé kódování zvuku).
- Nástroj na rozšíření šířky pásma SBR (Spectral Band Replication, Spektrální replikace pásma). Ten zlepšuje efektivitu využitím většiny dostupného datového toku pro nižší frekvence (nízké pásmo) audio signálu. Dekodér generuje vyšší frekvence (vysoké pásmo) využitím nízkého pásma a dodatečné informace vytvořené kódovacím zařízením. Tyto dodatečné informace vyžadují citelně menší datový tok, než jaký by byl potřeba při pouhém zakódování vysokého pásma pomocí AAC.
- Parametrické stereo (PS), jehož podstatou je slití stereo zvuku do monofonního, ke kterému je vytvořena doprovodná informace. Pomocí té pak dekodér zrekonstruuje mono zvuk do jeho původní, stereofonní podoby.
Multiplex DAB+: 28 audio služeb využívajících HE-AAC v2 na 40 kb/s a jednu audio službu využívající HE-AAC v2 NA 32 kb/s.
DAB+ umožňuje ještě lepší pokrytí než DAB, lepší ochranu před přenosovými chybami, kratší odezvu, prostorový zvuk, větší počet stanic, ale i svým způsobem kvalitnější zvuk při slabém signálu. Místo vzniku artefaktů se totiž zvyšuje počet vynechaných audio snímků (což vede ke vzniku výpadků). Pro zjištění kvality byla v roce 2003 provedena série testů pod taktovkou EBU (European Broadcasting Union, Evropská vysílací unie). Posluchači uvedli, že při 48 kb/s byl zvuk HE-AAC chvalitebný až výborný a při 64 kb/s jen výborný.
Multiplex DAB+ s kombinovanou nabídkou.
HE-AAC v2 v té době ještě nebyl dostupný, takže nebylo možné posoudit nástroj PS, který dále zvýšil kvalitu při nízkých datových tocích. Drobnou pihou na kráse je ale fakt, že testovací bitové toky byly čisté zvukové datové toky, ne sub-kanály multiplexu DAB+. V jejich případě je potřeba vzít v potaz 10% přeslech. Srovnávací testy provedené v Austrálii roku 2005 ukázaly podobnou zvukovou kvalitu u třetinové rychlosti HE-AAC v2 ve srovnání s kodekem MPEG Audio Layer II.