Цифровизация FM диапазона европейских и евроазиатских стран для нужд радиовещанияАндрей Карпий Москва – ХII конгресс НАТ18-21 но

Содержание
Вводная часть
О «цифровых конкурентах». Технологии DAB, DRM+, FM Extra и HD Radio. В чем разница, анализ возможностей интеграции?
HD Radio тесты в Швейцарии
HD Radio тесты в Германии
Лабораторные и полевые испытания в других странах Европы и СНГ
Общественные организации поддержки
Страны с подходящим спектром для имплементации? Возможности для плавной имплементации в России?
Заключение

Вступление 1
Крупные игроки радиоиндустрии сегодня имеют очень разные позиции и мнения об успешности цифровизации и не спешат двигаться в эту сторону !
Мы не можем забыть о частных локальных и региональных вещателях. А они должны уже сейчас позаботиться «о своем месте под солнцем», пока у них такая возможность есть!
DAB+ сегодня наиболее известная и эффективная мультиплекс технология, возможная для широкого применения не только в теле, но и в радиовещании
НО!:
Это не самое лучшее решения с учетом целей и задач региональных или локальных вещателей!
Даже при развитии DAB+ , FM-диапазон все равно будет иметь большой успех и популярность. Сроки? Как минимум 10-15 лет!
Но даже позднее этот диапазон все равно будет востребован для локальных и региональных радиовещателей.

FM-Radio используется везде и всеми !
И снова об FM…
FM технология широко распространена и очень доступна
FM «примочки» можно встретить даже во многих мобильных ТВ и других популярных носимых устройствах как записные книжки, мобильные телефоны и т.д.
Нет другой более популярной платформы для радио кроме FМ!
Более 80% радиослушателей продолжают слушать FM, даже в UK !
Вряд ли и мы планируем расставание с FM, но радио должно развиваться…
Можно предположить 3 основных варианта:
Цифровизация FM – очевидные шаги

Обозрение
Условия поставки энкодера для тестов – 6000 евро. Максимальное количество цифровых программ – 2. Дополнительный сервис и сопроводительные данные стандартом не декларируются.
Что с приемниками – главный вопрос, часто волнующий индустрию
В серийном производстве еще нет. Известна одна модель ручной сборки (Aruba), которая используется на выставках и предлагается для тестов радиовещателям. Автомобильные FM eXtra радиоприемники также не доступны. Прием в движении сильно ограничен – частые выпадения сигнала.
Технология FM EXTRA родилась в Нидерландах. Это самый простой и недорогой метод расширить существующие FM возможности и начать цифровое вещание.
Энкодер Х1 от компании Broadcast Partners легко подключается к FM передатчику и мы получаем в общем занимаемом спектре 200 КГц дополнительный цифровой канал со скоростью передачи данных до 50 кбит в секунду. Достаточная скорость для обеспечения вещания, близкого к СD качеству при использовании ААС+ компрессии для аудио материала. Аналоговое вещание и RDS функции сохраняются.

Декларацию о возможности цифровизации FM диапазона технологией DRM+ стала известна из отчета немецких специалистов института IRT.
В России хорошо известна параллельная цифровая технология-предшественница (DRM), специально созданная для средневолнового вещания, которая много лет уже тестируется и совершенствуется благодаря усилиям и при поддержке одноименного DRM консорциума, института радио и телевидения имени Попова, а также радиостанциям иновещания DW , Голос России и некоторым другим организациям. Европейский радиовещательный союз сейчас рассматривает возможность дополнить и расширить рекомендации DRM технологии дополнениями для DRM+ (или другими словами DRM для FM). Технология DRM+ не является гибридной. Отличительная особенность стандарта - высокоэффективное использование радиочастотного спектра. Тем не менее ее внедрение вызывает ряд организационных и экономических сложностей.
Обозрение

HD Radio, как идею передавать цифровую информацию в пустотах между существующими FM и АМ радиостанциями, миру также подарили немецкие специалисты. Но довести эту идею до ее утверждения сначала как международного стандарта, а затем и до фактического господства в мировом масштабе удалось только компании «Ibiquity», объединив усилия многих инвесторов, программистов, ученых, производителей приемного и передающего оборудования, других заинтересованных сторон со всех уголков земного шара. В настоящее время стандарт HD Radio утвержден для использования в общенациональном масштабе на территории США, Бразилии и Филиппинах. В Канаде, Чили, Аргентине, Мексике, Франции, Швейцарии, Чехии, Польше, Боснии, Украине, Румынии, Новой Зеландии, Нигерии и еще некоторых других странах проходят тесты . Процесс внедрения HD Radio технологии идет достаточно быстрыми темпами. Автомобилестроение подхватило HD идею и авто самых известных марок Audi, BMW, VW, Toyota, Lexus, Volvo, Opel, Landrover, Jaguar, Мерседес уже штатно комплектуются приемниками с завода!
Согласно статистике, каждый день в мире появляется новая HD Radio станция!
Обозрение

Мировая карта развития международной технологии HD Radio
1. Национальное использование
2. Региональное использование
3. Ограниченное использование
4. Тесты и активный интерес
5. Активный интерес
SWITZERLAND (w/Test) Authority
POLAND
NIGERIA
BRAZIL
CHILE
ARGENTINA
CARIBBEAN
USA
CANADA
MEXICO
CZECH REPUBLIC
BOSNIA
CHINA
INDONESIA
NEW ZEALAND
THAILAND
PHILIPPINES
GERMANY
VIETNAM
PANAMA
URUGUAY
AUSTRIA
COLOMBIA
UKRAINE (w/Test Authority)

Цифровизация FM диапазона европейских стран для нужд радиовещания
От теории к практике
Швейцария

С 2006 года компания Ruoss AG / Radio Sunshine начала HD Radio тесты в реальных «очень жестких» европейских условиях.
Цифровизация FM диапазона в Европе: FM HD-RADIO
Экспериментальное вещание было спонсировано заинтересованными вещателями, профильными производителями. Исследования проходят с разрешения и под контролем Swiss Office of Communications

Тестовая платформа, оборудование и программирование

Обсуждение полевых испытаний в Швейцарии на 88.0 MHz
Территория покрытия . Передатчик - красная точка
РЕЗУЛЬТАТЫ:Digital покрытие в движении в рамках FM-покрытия – достаточно хорошее, а в помещениях очень хорошее.
Digital покрытие сильно зависит от напряженности поля или так называемой „спектральной плотности“

Детализация результатов тестов 88.0 MHz
На рисунках отмечены критические участки
(многолучевой прием, зашумление или помехи от других станций)
Много красных участков на цифровой карте? Но! Такие же неприятные участки есть и при аналоговом распространении

Домашние тесты со слушателями Radio «Sunshine». 100 приемников
были розданы фанам радиостанции
Везде, где FM аналоговый прием был удовлетворительный, HD Radio работало прекрасно!
Приемники, которые
использовались при
тестировании:

Качество покрытия (CCIR Субъективная шкала)
Важное замечание:14 передатчиками сегодня обеспечивается почти 100% покрытие региона
Тесты показали, что для цифрового покрытия понадобится значительно меньше передатчиков ! (2-3 передатчика для 80% покрытия, 5-7 для >95% в данном случае )‏

Высокоскоростные тесты
Swiss Air Force Base Emmen

Технические предсказания о том, что HD Radio технология не может работать в Европе развеялись как миф:
В большинстве практических случаев, когда расширенная из-за цифровых несущих полоса до +\- 200kHZ может создавать интерференцию, интерферируемый сигнал уже и так подвержен влиянию от других существующих FM радиостанций или находится ниже порога чувствительности аналоговых приемников к цифровой передаче.
В США, которые утвердили HD технологию для национального использования, сейчас более 2000 радиовещателей в эфире, использующих точно такие же защитные отношения при частотном планировании как и в Европе. И при этом гибридный режим функционирует прекрасно!
Сейчас во многих европейских и азиатских странах идут процессы проверки защитных отношений в гибридном HD режиме в существующих частотных присвоениях.
В Швейцарии в лабораторных условиях был построен мультиинтерференционный ситуационный макет-копия:
Остался единственный большой вопрос: как будет полоса +/- 200KНz интерферировать в среде существующих многочисленных FM радиостанций и радиосетей? Ответ нашелся и на него:
Результаты тестов в Швейцарии:
- Аудио девиация не уменьшается
- Легкое суммирование в мультиплекс
- RDS-AF функции полностью сохранились
- Аналоговое покрытие не уменьшилось
- Технология вписывается в 100/300КHz и 400КHz европейский шаг планирования
- Полноценная цифровая эксплуатация и использование новых возможностей стали возможны

Симуляция мультиинтерференционной помехи в Lucerne
Что слышали присутствующие на разных приемниках?
В большинстве критических случаев интерференция вносила помехи в аналог, задолго до того, как поражался HD-Radio OFDM Signal

Выбранные приемники для мульти-интерференционной симуляции
DAB- FM, Philips MCB
Sanyo DC-DA 1000
Sony Ericcsson K 600
JVC-KR1
(Не репрезентативный пример, но каждый главный в своей RX группе)‏

Некоторые приемники, которые подвергались исследованию
Всего (17 Receivers )‏
Total HD Radio system performance limit is given by the selected min. receiver performance at +/-200kHZ !
Вывод № 1: FM приемники очень разные!
“Хорошие от плохих” могут отличаться более чем в 1000 раз!
( Спектр 200kHZ , модели от новых автомобильных до переносных)‏

Вывод № 2: Цифровые поднесущие не оказывают заметного влияния на различные категории радиоприемников!
R-Rec 415-2 and R-REC- 562-3, Rec. ITU-R BS.468 :
В таблице приведены соотношения сигнал\шум для разных приемников.
С начала тестов (Март 06) от слушателей региона не поступила ни одной
жалобы (на шум или ухудшение работы RDS-AF функций )‏
Receiver Sample not Representative ! Some Receivers degrade with High Input-Level.
All SNR Values in dBA

Высокомощный передатчик (Heidelberg) : 45 000 Watt erp
Для Европы не типичная мощность!
- Content: - Regenbogen аналог
- Regenbogen цифра HD 1
- Regenbogen Gold HD2
- Regenbogen Comedy HD3
- PAD (сопровождающие данные)‏
Аудиопотоки и сервисные данные доставлялись
через цифровую РРЛ компании T-Systems
Дистанционное управление (ON/OFF of HD-Radio), аудиопроцессинг и задержка аналогового сигнала осуществлялась на стороне студии (Mannheim)‏
FM-HD-Radio тесты в Германии

Перед началом эксперимента:
Провели теоретический анализ потенциальных зон интерференции
Анализ показал, что выбранное для эксперимента место в г.Хейделберг относительно расположения соседних передатчиков, критически малого разноса частот и «огромных» для FM и HD мощностей чуть ли не самое худшее в Германии!
Было согласовано с «интерференционными соседями» («Klassik Radio», «Antenna Bayern» and «Radio Ton») оперативно информировать о любых ухудшениях качества работы !!!
FM-HD Radio полевые испытания в Германии

Ситуативный план для обсуждения интерференции
FM-HD Radio полевые испытания в Германии

Результаты:
Количество жалоб от слушателей или других радиостанций через 3 месяца работы: НИ ОДНОЙ!
Тест-драйвы с многочисленными сравнениями показали превосходные результаты для цифрового вещания по сравнению с аналоговым !
Менее чем за 6 месяцев было проведено более 1 млн. измерений в разных точках радиопокрытия!!!
Были обнаружены некоторые отличия между «теорией и практикой».
Практические результаты оказалась лучше ожидаемых! Был проведен анализ почему так произошло ?
FM-HD Radio полевые испытания в Германии

Сравнение статических и динамических измерений с HD ON и HD OFF
HD-Radio тесты в Германии

Автоматический переход в моно режим современных приемников (особенно автомобильных) скрывает для слушателя разницу в качестве между аналогом и цифрой в полном объеме
При разнице уровня сигнала на входе почти в 100 раз слушатели субъективно не чувствовали разницу!
Сегодня FM радиослушатели лучше воспринимают шум при некачественном приеме, чем тишину во время «выпадения» цифры.
Специалисты по FM планированию часто убеждены (не вдаваясь в подробности), что цифровые технологии могут нарушать «установленные для аналогового планирования правила» и работу
Наиболее важные моменты:
HD-Radio тесты в Германии

Не останавливаясь сегодня на детальном анализе спектра в разных странах, покажем результаты !
Примеры: (относительно США и среднего показателя в странах EU)‏
Турция Очень плотная в Анкаре и Стамбуле
Германия/Швейцария Очень плотная
Украина /Польша Не очень плотная
Италия Очень плотная
Румыния Очень плотная только в Бухаресте
Россия Очень плотная в городах-миллионниках и Москве
Казахстан Плотная в Астане и Алма-Ате
Плотность FM спектра в Евразии очень разная!
Как с этим вопросом в России , в Москве?

Таблица частот УКВ/FM радиостанций Москвы:

Во всех четырех случаях HD Radio работает!
(А аналог значительно деградирован!)
Примеры „мульти-итерференции“, выходящей далеко за пределы ITU-412-9 рекомендаций!
Результаты мультиинтерференционных лабораторных тестов

В чем секрет помехозащищенности?
-200 kHz
+200 kHz
HD-Hybrid
SIGNAL
(DESIRED)‏
Различные испытания показали, что даже если у цифрового HD сигнала останется только одна боковая полоса, поток полностью восстанавливается внутренним процессором HD Radio приемника!
0 kHz
-300 kHz
-100 kHz
+100 kHz
+300 kHz
Как FM-HD-Radio «выживает» ?
Двойная передача цифрового сигнала + временная задержка (буфер)‏
10dB/Div
ANALOG
FM SIGNAL
(UNDESIRED)‏
ANALOG
FM SIGNAL
(UNDESIRED)‏
ANALOG
FM SIGNAL
(UNDESIRED)‏

Студия Главный ТХ
Главный ТХ Бустеры
exisitng distribution
digital distribution
Типовая модель для ретрансляции. Модель «эконом»
HD-Radio ретрансляторы и бустеры
Как выглядят сетевые решения для HD?

TCP/IP
Сторона студии
Главный ТХ HD бустеры
IP (UDP)‏
IP (UDP)‏
IP (UDP)‏
1 EXPORTER
Студия…
…поддерживает до
255 эксайтеров
без доп. оборудования !
…Достаточно мизерной скорости
250…400kbps через IP
Типовая модель для ретрансляции («luxury» модель)‏

FM-HD Radio для Европы
EHDRA Главные задачи:
HD-Radio стандартизация для Европы
- Координации правил с CEPT-ECC-ITU
Генеральное информирование об
FM-HD Radio в Европе
Убирает формальные сложности
для внедрения технологии
Если Вы разделяете эти цели – добро пожаловать в EHDRA!
- Основан в 09.2007 в Амстердаме
- > 50 членов к ноябрю 2008
- ежемесячно издается Newsletter

Частоты FM вещания сохранялись
Появился новый сервис и новые возможности
Улучшилось качество, дальность уверенного приема возросла
Новый стандарт был совместим с существующим FM вещанием и смог бы обеспечить плавный переход на цифровые рельсы
Переход не требовал больших инвестиций и дотаций со стороны государства
Надежное оборудование , не требовало частого обслуживания
Итоги / Предварительное заключение
Много новых возможностей обещают и вещателям и слушателям различные цифровые технологии. Ниже обобщенные пожелания двух сторон процесса :

Итоги / Главное заключение!
Вопрос о мерах по преодолению «цифрового неравенства» неоднократно обсуждался на уровне профильных министерств, агентств и различных правительственных комиссий. Выступления и выводы участников заседаний констатировали существующую проблему и возросшую ее актуальность.
Доступность современных услуг связи («цифровое равенство») сегодня признается государством необходимым атрибутом качества жизни на всей территории России. Цифровой разрыв или неравенство в доступе к информационным технологиям может усугубить проблемы экономического, социального и культурного развития страны и поэтому недопустим! Мы имеем возможность, по крайней мере в радиовещании, где в выборе будущей технологии еще не поставлена точка, избрать эволюционный, а не революционный путь развития! Выбранная индустрией цифровая технология должна обеспечить плавный переход от сегодняшней аналоговой действительности к завтрашнему цифровому равенству, а это возможно создать только на основе гибридных технологий. Я твердо убежден, что в Россию приходит завтра и благодаря нашим усилиям правильно выбранный путь цифровизации принесет в нашу жизнь новое качество, новый сервис, новые возможности, а слушателям – приятные позитивные эмоции и удобства!

Вы еще не определились в выборе технологии?
Приглашаем в Швейцарию!