Dočká se DAB po 30 letech zájmu posluchačů? Úspěšná dražba 29 sítí DAB v ČR tomu napovídá

Digitální technologie DAB/DAB+ je sice kmitočtově úspornější a může poskytovat další nové služby, ale od samého počátku se potýká s mnoha problémy. Ačkoliv standardy digitálního rozhlasu vznikly již koncem osmdesátých let a základy pro implementaci T-DAB byly položeny již v roce 1995 po dohodě ve Wiesbadenu, ukázalo se v dalších letech jako nezbytné měnit plánovací kritéria a vyhnout se slepým cestám. K tomu přistoupila v průběhu doby mnohá úskalí od nedůvěry v životaschopnost DABu, omezení kmitočtové vrstvy pro DAB podle ženevského plánu GE-06, postupná přeměna televizních kmitočtů III. VHF pásma podle tohoto plánu na digitální rozhlasové vysílání v Evropě a posléze i u nás, kde analogové FM vysílání neztratilo na své popularitě.

DAB – letem světem

Začátky digitalizace rozhlasového vysílání pocházejí z roku 1987, kdy za podpory Evropské Komise byl spuštěn Eureka 147 Project s cílem vyvinout systém pro vysílání audia a dat na pevné, přenosné a mobilní přijímače. Vznikl tak první standard ETSI EN 300 401, který se rozšířil do světa. Následně rodina standardů DAB, včetně DAB+ je podporována nevládní organizací WorldDAB, která usnadňuje zavádění a šíření digitálního rádia T-DAB.

Rozšíření DAB ve světě: Zdroj: https://www.worlddab.org/countries

Dnes je DAB aktivně terestricky šířen v 32 zemích Evropy (včetně nás), Asie a Austrálie, dalších 32 států zavedlo zkušební vysílání (jako na Slovensku) a 12 států projevuje dlouhodobý zájem.

Během těch let vznikaly další systémy digitálního rozhlasového vysílání: DRM, HD Radio v severní Americe, čínské CDR nebo japonské ISDB-T. O nich jsme psali v loňském článku

Digitální rádio není jenom DAB+ Jaké systémy se používají ve světě?

Po úspěšné aukci kmitočtů na DAB+ sítě, která zavřela jednu dlouhou kapitolu o digitálním rozhlasu u nás, se podívejme podrobněji na přijatý systém DAB z pohledu vývoje v kmitočtovém spektru, a zmíníme i možnosti, které dnes nabízí jako multimediální služba.

Jaké byly začátky

Po úspěšném předvedení T-DAB (Eureka 147) na konferencích ITU v Ženevě bylo jasné, že je nutné přikročit ke kmitočtovému plánování. Evropské země se v červenci 1995 v rámci plánovací schůzky CEPT T-DAB sešly ve Wiesbadenu (m.j. za CEPT ERO se zúčastnil Tomáš Český, který vyvinul podpůrný software pro řízení frekvenčního spektra), aby účastnící navrhli frekvenční plán pro šířku pásma 16 MHz.  Na rozdíl od tehdy převládajícího analogového vysílání, umožnil systém DAB několik zvukových programů sdružit dohromady a vysílat na stejném radiofrekvenčním kanálu, přičemž počet programů v jednom DAB souboru (ensemble) je výsledkem kompromisu mezi bitovou rychlostí kódovaného programu, ochranou před chybami a datovou kapacitou vlastního programu i různých datových služeb jak spojených s programem, tak na programech nezávislých dat.

Stručně řečeno, přidělovací plán vypracovaný na zasedání poskytl prakticky všem členským zemím CEPT dvě sady kmitočtových bloků, každý o šířce 1,536 MHz, což byl zásadní předpoklad pro rozsáhlé spuštění pozemních služeb DAB v Evropě. Většina zemí CEPT se rozhodla pro přidělení frekvenčních bloků ve III. pásmu VHF (174–240 MHz= 38 bloků) a v pásmu L (1452–1492 MHz=23 bloků), i když byly schváleny postupy i VHF I. a II. pásmu. Přitom označení bloků vychází z 2-3 písmenné a číselné zkratky, která je mnohem srozumitelnější než kmitočtové údaje s několika desetinnými místy. Ve třetím VHF pásmu jsou kmitočty plně kompatibilní s VHF televizními kanály podle CCIR-B tak, že 4 bloky obsadily jeden TV kanál.

Přehledná tabulka TV kanálů, kmitočtů a bloků DAB o šířce 1,536 MHz. Není v ní uveden 13. kanál o šířce 10 MHz, kde je umístěno 6 dalších bloků.

Výše uvedený Plán z Wiesbadenu však narážel od samého počátku na ten základní problém, že navržené příděly v mnohých zemích zasahovaly do již stávajících jiných služeb, v případě III.VHF pásma do televizních kanálů, takže existující televizní vysílače notifikované v souladu se Stockholmským plánem měly jednoznačně právo na ochranu.

V pásmu VHF byla nakonec většina T-DAB přidělení v rozsahu 223 až 230 MHz (kanál 12), který měl být v mnoha zemích západní Evropy v dohledné době dostupný. Ve východní Evropě obecně a v některých částech západní Evropy bylo možno T-DAB v tomto rozsahu implementovat až po uzavření televizního vysílání na kanálu 12, což u nás proběhlo v rámci přechodu na DVB-T.

Počáteční nadšení však brzy vyprchalo, s výjimkou Norska, Švédska a Švýcarska. Sousední Německo se od samého počátku k zavedení DAB na svém území rychle hlásilo, jednak v Berlíně a zejména v sousedním Bavorsku. Nedostatek přijímačů způsobil, že mnozí výrobci byli podporování vládními subvencemi a dodali pro pilotní projekty na trh až 25 000 přijímačů. Ale tato první vlna zájmu opadla a další pak proběhla až se zaváděním mnohem efektivnějšího DAB+, zejména po roce 2007, kdy tato specifikace byla dokončena.

Naše cesta k digitálnímu rozhlasu

Zavádění nových technologií je ovlivněno řadou faktorů, a to platí i pro digitální rozhlas T-DAB. Úspěch je závislý na široké škále podmínek, které musí být splněny. Vzájemně propojené vazby jsou nejdůležitější: SPOTŘEBITEL – POSKYTOVATEL PROGRAMU/PROVOZOVATEL SÍTĚ – VÝROBCE PŘIJÍMACÍHO ZAŘÍZENÍ. Dovnitř tohoto trojúhelníka SPZ (Spotřebitel-Program-Zařízení), jehož vrcholem je právě posluchač rádia, vstupují další síly: státní regulace v oblasti dovozních/vývozních omezení a správy kmitočtového spektra, vyspělost trhu, disponibilní příjem na obyvatele a vůle každého jednotlivce používat novou, neznámou technologii.

Posluchač u nás necítil potřebu dalších nových programů v široké a technicky slušné nabídce rozhlasového FM vysílání a pořizování si nových drahých dovozových přijímačů, protože náš trh byl malý a tuzemští výrobci neexistovali. Mediální legislativa ani právní rámec pro provozovatele multiplexu nebyly připraveny. Klíčovým faktorem byl i nedostatek vhodných kmitočtových přídělů pro celoplošné pokrytí kvůli vysílačům ve stále používaném III. VHF pásmu pro analogovou televizi a zejména pak 12. kanál.

Střetem zájmu byl vysílač Buková Hora právě na 12. kanále, který jako součást licence programu NOVA, pokrýval téměř 1/3 území Čech s navazujícími 49 převáděči. Svým přesahem omezoval i pilotní projekty v Sasku a německá strana vyvíjela značný tlak na ukončení vysílání právě na Bukové hoře. Více o tom v našem článku

Buková hora: vysílač mnoha proměn Jak jsme se o tom přesvědčili

V České republice přesto České Radiokomunikace zahájily experimentální vysílání T-DAB v roce 1999 v Praze. Vysílání v jednofrekvenční síti dvou vysílačů v bloku LC zahrnovalo 4 programy Českého rozhlasu a simulovaná data. V rámci veletrhu Invex-Computer se T-DAB vysílal též ze stanoviště Brno Barvičova. V roce 2000 projevil Český rozhlas vážný zájem o pokračování a případné rozšíření experimentu, zájem projevili i zástupci radia Frekvence 1 a Radia Impuls. Příděly z Wiesbadenu šlo uspokojit pouze regionální vysílání. To bylo považováno za základní překážku rozvoje digitálního rozhlasu v ČR.

Vzhledem k chybějící legislativě až na základě Usnesení vlády ČR č. 696 z 9.7.2001 v rámci procesu postupného přechodu od analogového vysílání rozhlasu a TV k vysílání digitálnímu, dochází k částečnému odblokování patové situace. Při žádosti o prodloužení licence TV Rada pro RTV zasahuje do kmitočtového přídělu a licenční podmínky následovně: „pokud se již vyskytuje problém rušení některých vysílačů v souvislosti se zaváděním T-DAB v sousedních zemí, dohoda z Wiesbadenu a Radiokomunikační Řád obsahuje standardní mechanismy pro minimalizaci takového rušení“. Na to postupně ČTÚ přistupuje k uvolňování 12. TV kanálu, resp. k omezení vyzařovacího diagramu vysílače Buková hora ve směru na Německo.

První experimentální vysílání DAB Českých radiokomunikací v L pásmu v rámci SFN na vysílačích ze Žižkova a Cukráku v roce 1999 zůstalo na dlouhá léta jen první vlaštovkou. Měsíční testovací provoz v Praze a okolí zahajuje v říjnu 2005 společnost TELEKO na bloku 10A v souvislosti s konáním celosvětového WorldDAB fóra v Praze. Další experimenty provádí Teleko v Příbrami, v roce 2008 v Plzni.

Slepá cesta L pásmem

Dalším posunem bylo výběrové řízení na kmitočty v L pásmu koncem roku 2011 a následné spuštění vysílání v některých krajích společnostmi TELEKO, RTIcz a Českých Radiokomunikací převážně stále v L pásmu. Po vlně digitalizace televizního vysílání, kdy analogové vysílače byly vypnuty 11.11.2011 a VHF pásmo III. Zůstalo pro televizi nevyužito se od roku 2013 začínají objevovat vysílače DAB+ ve třetím pásmu: blok 11A firmy TELEKO v Příbrami nebo blok 10A v Plzni firmy RTI cz.

Od roku 2015 po semináři v Poslanecké sněmovně pod heslem „DAB není budoucnost, DAB je současnost“ se rozjíždí promo kampaň Den s digitálním rádiem DAB+ s logem DAB+“ Více rádia“ na níž navazovaly akce „Digitální rozhlas do škol“ za aktivního přispění ředitele RTI cz Romana Kropáčka.

Od 1.6 2017 odstartovalo řádné vysílání multiplexu Českého rozhlasu z vysílače Praha Město na kanálu 12C. Následně v Evropě EBU doporučila svým členům využití III. pásma VHF výlučně pro digitální rozhlas, neboť podle Ženevského plánu GE06 bylo toto pásmo uvažováno pro DVB-T (mimo jiné v Polsku vysílá v tomto pásmu DVB-T MUX 8). Postupně dochází k vypínání vysílačů a šíření DAB v pásmu L. Posledním vysílačem byl vysílač na pražském Žižkově v bloku LI na kmitočtu 1466,656 MHz. Tak se zakončila jedna slepá cesta DAB vysílání ve prospěch III. VHF pásma. Ale to už jsme téměř v současnosti, kdy zbývá dořešit, které ze stávajících rozhlasových stanic, a na jak dlouho, budou vysílat na základě transformačních licencí nebo již licencí digitálních.

Co byste měli vědět o DAB+ vysílání a příjmu

Kmitočtové příděly provozovatelům sítí jsou již rozděleny a tak určitě nebude na závadu, zopakovat si základní technické údaje o signálu, který by měl být brzy všude okolo nás s novými programy a dalšími digitálními službami.

Generování DAB signálu

Každý servisní signál je kódován individuálně na úrovni zdroje, chráněn proti chybám a časově prokládaný v kodéru kanálu. Služby jsou pak multiplexovány v hlavním servisním kanálu (MSC) podle předem určené, ale nastavitelné konfigurace multiplexu. Výstup multiplexeru je kombinován s informacemi o řízení a službě multiplexu, které putují rychlým informačním kanálem (FIC), aby vytvořily přenosové rámce v přenosovém multiplexeru. Nakonec je použito ortogonální frekvenčně dělené multiplexování (OFDM) pro tvarování signálu DAB, který se skládá z velkého počtu nosných. Signál je poté transponován do příslušného radiofrekvenčního pásma, zesílen a vysílán.

Příjem signálu DAB

Soubor dat (ensemble) DAB je vybrán v analogovém tuneru, jehož digitalizovaný výstup je přiváděn do OFDM demodulátoru a kanálového dekodéru, aby se eliminovaly chyby přenosu. Informace obsažené v FIC jsou předány do uživatelského rozhraní pro výběr služby a jsou použity pro vhodné nastavení přijímače. MSC data se dále zpracovávají v audio dekodéru pro vytvoření levého a pravého audio signálu nebo v datovém dekodéru (Packet Demux) podle potřeby.

Další datové služby

SPI-Servisní a programové informace Jsou obdobu EPG v DVB-T. Jsou v něm obsaženy začátky a konce jednotlivých pořadů, žánr a popis. Výpis z nich je ve dvojřádkovém displeji zobrazen jako běžící text,  na přístrojích s větším displejem k tomu přibude zobrazení loga stanice. Služby SPI jsou přenášeny jako datové služby pomocí přenosu paketového režimu, typicky v rámci vyhrazeného subkanálu, jehož bitová rychlost se pohybuje v rozmezí 8-32 kb/s. Podpora SPI je v přijímači volitelná a považuje se za pokročilou funkci. S rostoucí popularitou barevných zobrazovacích zařízení roste poptávka po logách stanic, zejména v automobilovém průmyslu. On-air SPI služby mohou být doplněny o online zdroje využívající hybridní (RadioDNS) funkcionalitu.

Slideshow – Dia projekce je visuálním doplňkem digitálního rádia. Cokoli ve formátu JPEG nebo PNG může být vysíláno DABem a časově svázáno s audiem. Datová kapacita se přenáší buď v datovém toku audia nebo ve formě paketů v odděleném kanálu multiplexu. Obrázky jsou o rozměru 320 x240 pix a vyskakují v 10–30 sekundových intervalech.

Galerie obrázků a informací z českého vysílání ve stávajících sítích DAB+

Dopravní informace a služby, jako o volných místech k parkování, nebo o dopravních zácpách, mohou být přenášeny pomocí protokolů TPEG. Zahrnuje sadu datových protokolů pro informace o dopravě a cestování, aplikace, bloky pro řízení přenosu a může být přenášena kromě sítí digitálního rozhlasu i mobilními sítěmi. Volně tyto dopravní informace, včetně předpovídání dopravního provozu a parkování vysílaná v německé ARD v některých regionech.

Textová služba Journaline je obdobou teletextu v televizních přijímačích a jako datová aplikace pro DAB a DRM v digitálních rozhlasových systémech přenáší hierarchicky strukturované textové informace.

Systém nouzového varování (EWS) poskytuje možnost přesměrovat přijímače DAB+ k přehrávání předem definované rádiové služby, která poskytuje nouzové informace, rady a pokyny. Směrnice EU účinná od prosince 2020 vyžaduje, aby všechny palubní rádiové přijímače v Evropě zahrnovaly digitální pozemní rádio. Technická norma DAB+ Minimální požadavky vyžaduje, aby všechny přijímače obsahovaly funkci nouzového varování DAB+ – Alarm Announcement Switching (AAS). Pro systémy nouzového varování (EWS) je Journaline hlavní složkou zodpovědnou za poskytování přístupu posluchačům na vyžádání k podrobným pokynům a informacím na vyžádání a za oslovení sluchově postižených uživatelů a cizích cestovatelů.

Nová specifikace pro přenášení nouzového varování se momentálně chýlí k dokončení a měla by být hotova v polovině tohoto roku s tím, že kompatibilní přijímače vybavené příslušným čipem by se mohly objevit ke konci 2024. Nové přijímače budou podporovat následující dodatečné funkce: Příjem varovných zpráv prostřednictvím příslušné programové platformy DAB+; Automatické probuzení přijímače z pohotovostního režimu; Oznámení i další obrazové a textové informace.

Jaký je rozdíl mezi DAB a DAB+?

Ten spočívá ve zdrojovém kódování. Zatímco původní kódování používalo tehdy jediný typ kodeků MPEG Layer II, dnešní DAB+ používá mnohem efektivnější zvukový kodek HE-AAC v2, označovaný také jako AAC+. Robustnost systému je pak zvýšena Reed-Solomonovým kanálovým kódováním pro potlačení rušení. Důsledkem je možnost snížení bitové rychlosti a tím i zvýšení počtu přenášených programů až trojnásobně.

Přenosová rychlost a korekce chyb

DAB+ vyžaduje nižší přenosové rychlosti než DAB k dosažení srovnatelné kvality zvuku, i když se názory na to, jaké přenosové rychlosti skutečně odpovídají ekvivalentní kvalitě zvuku, rozcházejí. Aniž bychom zabíhali do podrobností, lze shrnout, že pro srovnatelnou kvalitu zvuku by bylo možné provozovat dvakrát více programů DAB+ než programů DAB v dané šířce pásma. Například dosažení lepší kvality, než FM by vyžadovalo asi 80 kbit/s pro DAB+.

Teď už jen dobře naplánovat sítě

Jak bylo uvedeno výše, je počet programů v jednom DAB multiplexu výsledkem kompromisu mezi bitovou rychlostí jednotlivého kódovaného programu, ochranou před chybami a datovou kapacitou různých datových služeb jak spojených s programem, tak multimediálních dat. Tyto parametry navíc ovlivňují oblast pokrytí, která tak nemusí být vždy optimální jak pro mobilní příjem v autech v interiéru. Někteří stávající provozovatelé DAB multiplexů se se svými zkušenostmi již podělili na jedné z posledních konferencí Radiokomunikace. Pečlivé plánování a návrh konfigurace sítí teď čeká operátory, kteří vydražili práva k využívání rádiových kmitočtů pro šíření DAB a mobilních multimediálních aplikací v pásmu 174-230 MHz. A nezbývá než jim popřát úspěch, aby bylo více DAB rádia u posluchačů.

Úvodní snímek představuje celoplošnou vysílací síť C. Zdroj: ČTÚ