Валерий Дотолев, начальник сектора НТЦ Анализа ЭМС ФГУП НИИР; v.dotolev@niir.ru
DOI: 10.34 832/ELSV.2021.17.4.001
Полтора года назад в журнале «Электросвязь» была опубликована статья «Цифровое звуковое радиовещание. Состояние и перспективы» [1], в которой рассматривались существующие системы цифрового звукового и мультимедийного радиовещания, а также оценивались перспективы его дальнейшего развития. Цифровые технологии, в том числе в области электросвязи, стремительно развиваются, и сегодня целесообразно посмотреть, как изменилась ситуация с данным видом радиовещания в мире. Тем более что за это время на мировое сообщество обрушилась напасть в виде пандемии коронавируса COVID-19, что привело к существенной трансформации образа жизни всего населения. Это, в свою очередь, стимулировало преобразования в отраслях, обеспечивающих потребности общества во всех сферах человеческой деятельности (медицина, торговля, культура, образование
Все происходящее затронуло и отрасль радиовещания, в том числе звукового. Основные атрибуты радиовещания, возникающего в постпандемическую эпоху (непосредственность, повсеместность и обеспечение как государственного, регионального, так и местного вещания и оповещения), остаются незыблемыми, в то же время реализуются и новые возможности. Очевидность COVID еще более повысила роль радиовещания, сделав его эффективным инструментом предоставления информации в области здравоохранения, администрирования, освещения текущих событий и др.
Охват звуковым радиовещанием всеобъемлющ — возможностью принимать и воспроизводить радиосигналы пользуются дома, на природе, в автомобиле
Реальность заключается и в том, что около половины населения мира (примерно 3,5 млрд человек) не имеют доступа к интернету, для них звуковое радиовещание, до сих пор в основном аналоговое, остается универсальной, надежной и вездесущей, а зачастую и единственной информационной платформой. Даже в Германии, как показало недавнее исследование, 52% взрослых считают звуковое радиовещание незаменимым для повседневной жизни. Развитие цифровых технологий в области обработки сигналов привело к широкому и стремительному внедрению систем цифрового телевизионного вещания, в то время как в звуковом радиовещании цифровизация, хотя и началась раньше, идет гораздо медленнее.
Системы цифрового радиовещания не только предоставляют все традиционные услуги в более высоком, чем аналоговые системы, качестве, но и обеспечивают возможность пользоваться новыми услугами, такими, например, как дистанционное обучение. В частности, во время эпидемии COVID консорциум Digital Radio Mondiale посвятил дистанционному обучению целую электронную книгу. Именно в этом, по сути, и заключается отличие цифрового радиовещания от аналогового: кроме аудиопрограмм, оно поддерживает целый спектр дополнительных услуг или приложений, которые вещатели предоставляют заинтересованным пользователям (как бы сдавая в аренду цифровые емкости) и становятся, таким образом, операторами, поставщиками дополнительных сервисов. Это направление радиовещания бурно развивается, включая, наряду с перечисленными выше, и такие услуги:
- информация о транслируемом аудиоконтенте (название произведения, исполнители, обложка альбома);
- возможность делать паузу в прослушивании и записать понравившееся произведение;
- мгновенная информация о погоде, пробках, дорожном трафике, результатах спортивных соревнований;
- различные графические приложения, отображаемые на дисплее.
Широкие возможности цифрового вещания повышают интерес к его внедрению. Некоторые эксперты прогнозируют, что в 2021 г. ускорится переход от аналогового вещания к цифровому в таких развитых странах, как, например, США: там время прослушивания звука через цифровые приемники может превзойти этот же показатель у традиционного аналогового радиовещания.
Рассмотрим подробнее ход внедрения существующих систем цифрового звукового и мультимедийного радиовещания.
DRM
Основное направление развития системы DRM (Digital Radio Mondiale; www.drm.org) [2] на данном этапе — это ее испытание и внедрение в ОВЧ-диапазоне (известном так же как диапазон FM), для чего используется отдельный вариант системы — DRM+. По темпам и результативности этого процесса страны классифицируются следующим образом (источник: обзор консорциума DRM, январь 2021 г.):
- страны, недавно начавшие осуществлять прямые трансляции DRM в диапазоне FM в формате пилотной передачи, после того как были проведены детальные испытания; в их число входят Индонезия, Индия, Пакистан, Россия;
- страны, в которых ранее уже были проведены испытания в FM-диапазоне: Германия, Шри-Ланка, Великобритания, Ватикан, Индия, Бразилия, Южно-Африканская Республика, Россия, Индонезия (на подробные отчеты об испытаниях есть ссылки, доступные в основном на ресурсах Международного союза электросвязи (МСЭ));
- страны, в которых нормативные документы о возможности предоставления услуги в диапазоне FM находятся в процессе разработки или приняты совсем недавно: Южно-Африканская Республика, Россия, Пакистан.
Для европейских стран, как известно, действует Рекомендация европейского вещательного союза EBU R138 версии 2.0 (опубликована в 2017 г.) [3], которая основным стандартом цифрового вещания для Европы в диапазоне III ОВЧ определяет DAB+ (учитывая его историю и широкое распространение). При этом в документе отмечается: «Для стран, желающих развернуть цифровое радиовещание в другие полосы частот, которые в настоящее время используются для аналогового радиовещания, стандарт DRM также может быть рассмотрен».
Сегодня основным пользователем системы DRM/DRM+ является Индия: в стране запущена государственная программа обеспечения населения радиовещанием на основе технологии DRM. По сведениям на середину февраля 2021 г. полнофункциональная цифровая радиопередача DRM с тремя аудиопрограммами и расширенной текстовой информацией будет транслироваться в прямом эфире в диапазоне FM в Дели наряду с существующими аналоговыми радиопередачами. Это один из этапов обширного испытания (демонстрации) DRM, проводимого Prasar Bharati и его радиоподразделением All India Radio (AIR) при поддержке консорциума DRM и его местных и международных членов. Планируется протестировать следующие функции: одновременная работа DRM (до трех аудиоканалов и один канал данных на одной текущей частоте), а также передача до шести блоков DRM в одном канале без аналоговой передачи, включая функцию аварийного предупреждения (сообщения о чрезвычайных ситуациях), расширенные сервисы через приложение «DRM-Радиошкола» (услуги дистанционного обучения), передача информации о дорожном движении и путешествиях, реклама.
Для приема различных цифровых услуг и реализации функций DRM во время этих испытаний должны использоваться: профессиональные устройства, автономные настольные и портативные приемники, мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки, линейные устройства, а также аудиосистемы автомобилей.
DAB
Стандарт цифрового звукового радиовещания Digital Audio Broadcasting (DAB, www.worlddab.org) [3] был инициирован в качестве европейского исследовательского проекта в 1980-х гг. Внедрение цифрового радиовещания в формате DAB в 1995 г. начали Норвегия (https://www.medietilsynet.no), Великобритания и Швеция (http://www.publicaccess.se).
В июле 1995 г. в Висбадене (Германия) состоялась конференция, посвященная разработке общеевропейского соглашения и частотного плана по внедрению DAB в Европе. Приемники DAB стали широко доступны с конца 1990-х гг., и с тех пор радиовещание с использованием этой технологии распространяется, с различной степенью успешности, во многих странах мира. В феврале 2007 г. была выпущена обновленная версия системы — DAB+.
Степень внедрения DAB/DAB+ по состоянию на март 2021 г. в различных странах представлена в таблице, подготовленной глобальной отраслевой ассоциацией WorldDAB, отвечающей за определение, стандартизацию и продвижение DAB/DAB+. Она объединяет более 100 организаций (вещательные компании, регулирующие органы, автопроизводителей, операторов сетей, поставщиков технологий и производителей оборудования) из 33 стран.
Прошлый, 2020 г., был отмечен вступлением в действие второй части Европейского кодекса электронной связи (European Electronic Communications Code, EECC) «Цифровое наземное радио в автомобиле», принятого на общеевропейском уровне 20 декабря 2018 г. Он применяется ко всем государствам — членам ЕС независимо от статуса DAB в стране и должен быть перенесен в национальное законодательство до 21 декабря 2020 г. Это означает, что к концу 2020 г. во всех странах ЕС все радиоприемники в новых автомобилях должны были иметь возможность принимать и воспроизводить сигналы цифрового наземного радио.
Также в 2020 г. продолжилось внедрение в европейских странах системы DAB+. В октябре Германия запустила второй национальный мультиплекс, предлагающий 16 мультимедийных приложений (потенциальная аудитория — 67 млн человек).
В Швейцарии дальнейший переход на цифровое радио отмечен заявлением Федерального управления связи OFCOM о том, что DAB+ является наиболее широко используемой системой радиоприема в стране, в то время как исключительно на FM-радио настраивается лишь каждый восьмой человек. В декабре 2020 г. Швейцария подтвердила, что отключит FM-радио в 2022 и 2023 гг.: Швейцарская государственная радиовещательная компания SRG намерена выключить свои передатчики FM в августе 2022 г., а частные радиостанции должны будут сделать это в январе 2023 г.
Как следствие, потребительский спрос на радиооборудование DAB+ повысился: в 2020 г. продажи потребительских приемников DAB/DAB+ увеличились на 12%, а аналоговых устройств − упали на 21%. В IV квартале 2020 г. показатели оказались еще более впечатляющими: продажи приемников DAB/DAB+ выросли на 22% против аналогичного периода 2019 г.
Потребители переходят от устройств с только FM-диапазоном к более привлекательным предложениям, доступным на DAB+: это расширенный выбор услуг, более качественный звук, все чаще предпочтение отдается цветным дисплеям.
Перспективы на 2021 г. Следующим крупным достижением DAB+ в Европе станет запуск национального вещания во Франции. Агентство по регулированию СМИ дало зеленый свет цифровому вещанию DAB+, оно должно появиться в эфире 15 июля. Потребителям станут доступны два национальных мультиплекса, предлагающих 25 мультимедиа-услуг. Первым этапом будет покрытие вещанием основных дорожных сетей, начиная с шоссе Париж-Марсель.
В Норвегии национальное радиовещание полностью «оцифровано». Небольшие местные радиостанции могут продолжать вещание на FM до 31 декабря 2021 г.
Оценивая прогресс в целом, президент WorldDAB Патрик Хэннон делает вывод: «Директива EECC в сочетании со знаковыми событиями на ключевых европейских рынках, включая Францию и Швейцарию, подтверждает, что DAB+ станет основной платформой для радио в Европе».
Впрочем, в то время как многие страны активизируют действия по переходу к цифровому радиовещанию, другие процесс внедрения DAB притормозили.
Финляндия прекратила вещание DAB еще в 2005 г. Тем не менее Финская государственная телерадиокомпания (Yleisradio Oy, YLE) заявила, что в будущем его использование возможно: «Если международные события приведут к принятию DAB в качестве общеевропейского стандарта распространения, YLE сохранит средства для возобновления услуг DAB».
Венгрия остановила опытное вещание DAB в сентябре 2020 г. Однако Национальное управление по СМИ и коммуникациям Венгрии подтвердило намерение изучать ситуацию, так что решение в отношение DAB+ может быть пересмотрено.
Португалия объявила о прекращении вещания в DAB в апреле 2011 г.
Гонконг в марте 2017 г. заявил о прекращении использования DAB, стандарт был заменен на DVB-T2 Lite.
Канада провела в крупных городах испытания DAB в L-диапазоне. Однако успех спутникового цифрового радио и отсутствие приемников DAB L-диапазона привели к тому, что вместо DAB была принята система HD Radio, используемая у соседей — в США.
Ирландия: Ирландская национальная телерадиокомпания RTE (https://www.rte.ie) в апреле 2020 г. объявила о намерении отказаться от вещания в DAB (которое было организовано менее чем на половине территории страны), но эти планы были отложены на некоторое время, так что будущее службы остается неясным.
В своих отчетах WorldDAB относит эти государства к категории с неопределенным статусом использования DAB.
HD RADIO
Система цифрового радиовещания высокого разрешения HD Radio принята для внедрения в США, Мексике, Панаме и на Филиппинах.
Первые лицензии на вещание HD Radio были выданы в Соединенных Штатах Америки, и в 2004 г. ряд компаний начали цифровое вещание в этом формате. По состоянию на февраль 2021 г. на сотнях передающих станций страны насчитывалось около 2500 цифровых передатчиков в СЧ- и ОВЧ-диапазонах.
Радиовещательные компании, внедрившие HD Radio, предлагают, кроме аудиопрограмм, еще и услуги передачи данных, включая информацию об исполнителе и название песни, обложку альбома и другие изображения на экранах приемника, обновление данных о дорожной обстановке и навигации для автомобильных навигационных систем и портативных навигационных устройств, спортивные результаты, погоду и другую информацию в формате прокрутки данных, теги песен, которые позволяют слушателям пометить песню, услышанную по радио, для покупки позже.
Приемные устройства. На рынке Северной Америки представлено более 75 млн HD-приемников; 42 основных автомобильных бренда предлагают HD-радиоприемники для заводской установки в автомобили. Существует около 290 моделей HD-радиоприемников, доступных во всех сегментах, включая OEM-автомобили, автомобили вторичного рынка, домашние AVR, настольные, портативные приемники и мобильные телефоны.
Радиовещательные компании в США используют возможности монетизации технологии цифрового вещания. Операторы HD Radio получают дополнительный доход от своих цифровых операций за счет сдачи в аренду цифровой емкости другим поставщикам контента, предоставляя потребителям новые инновационные приложения. В рамках других бизнес-моделей группы радиостанций сотрудничают с автомобильными компаниями, доставляя им в реальном времени информацию о погоде с целью улучшения навигации и услуг передачи данных в автомобиле. Кроме того, заключаются соглашения с крупными спортивными командами на создание брендированных спортивных каналов в контенте многоадресной передачи HD2 и HD3.
Служба передачи данных системы HD Radio также включается в коммерческие операции, не только предоставляя дополнительный контент для радиопрограмм, но и предлагая собственные услуги.
Сегодня действующие радиостанции транслируют HD Radio в формате «аналог плюс цифра», однако весьма привлекательным с точки зрения мультимедийного вещания является и полнофункциональный цифровой режим. Федеральная комиссия по связи США в октябре 2020 г. приняла решение, позволяющее владельцам американских AM-радиостанций преобразовать свои станции в полнофункциональную цифровую передачу HD Radio, «если они захотят это сделать». В настоящий момент на частоте 101,9 МГц работает станция WWFD (Тампа, штат Флорида), передающая цифровой сигнал не в виде экспериментальной передачи, а на постоянной основе. Среди причин для перехода на цифровой формат владелец станции Нил Ардман назвал 30%-ное проникновение приемников HD Radio в автомобили; он также предположил, что их рыночная доля продолжит расти и со временем основные вещательные группы страны перейдут на полнофункциональный цифровой формат.
Мексика разрешила цифровые передачи в 2011 г. По состоянию на февраль 2021 г. в цифровом формате работали 118 станций, включая 16 станций в Мехико, транслирующих 201 цифровой программный канал.
Канада запустила экспериментальное цифровое вещание на 34 передающих станциях, обеспечивающих передачу 82 цифровых каналов по всей стране.
T-DMB
Системы T-DMB и AT-DMB представляют собой расширения стандарта DAB для передачи видео на мобильные приемники — это их основное отличие от DAB. Конечно, в цифровом канале нашлось место не только для телевидения, но и для аудиопрограмм и других мультимедийных услуг, пусть даже в меньших объемах, чем в DAB.
Система, ориентированная на мобильный прием, была разработана на основе Digital Sound Broadcasting (DSB) System A (A-DSB) в Корее, где ее и назвали системой наземного цифрового мультимедийного вещания (Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting, T-DMB). Для передачи такого «тяжелого» контента, как телевидение, потребовалось специальное средство кодирования аудио- и видеосигналов T-DMB. Радиочастотное кодирование и частоты идентичны, поскольку используются в DAB. Для систем T-DMB также можно применять существующие передатчики DAB и DAB+.
T-DMB предоставляет мультимедийные услуги, включая видео, аудио и интерактивные данные. На рынке представлены самые разные устройства с поддержкой стандарта: ПК (ноутбук), КПК, мобильные телефоны, приемники автомобильного типа.
Спецификация T-DMB была стандартизирована ETSI в 2005 г.: ETSI TS 102 427 [4] описывает механизм защиты от ошибок, ETSI TS 102 428 [5] — аудиовидеокодек системы T-DMB.
AT-DMB — это «расширенная система», она гарантирует обратную совместимость с T-DMB, что увеличивает пропускную способность канала T-DMB за счет применения механизма иерархической модуляции. Следовательно, основные параметры AT-DMB, такие, как полоса пропускания канала, количество несущих, длительность символа, длительность защитного интервала и др., такие же, как у T-DMB.
AT-DMB предоставляет масштабируемый видеоконтент и все виды услуг T-DMB. Масштабируемое видео полностью гарантирует обратную совместимость с видеосервисом T-DMB, но позволяет транслировать видео с качеством VGA для приемников AT-DMB и такое же видео с качеством QVGA для приемников T-DMB.
Южная Корея, первой запустившая коммерческое мобильное телевидение, является самым успешным рынком DMB в мире: продано более 62 млн устройств с поддержкой DMB, из которых самыми популярными являются мобильные телефоны.
Еще одно нововведение в Корее — услуга интерактивного мобильного телевидения, или Smart DMB, запущенная в мае 2011 г. шестью операторами T-DMB. Благодаря Smart DMB зрители мобильного ТВ могут вести поиск в интернете, получать обновления информации EPG и даже пользоваться во время просмотра телепередач услугой «Захват экрана ТВ и обмен» через социальные сети. В августе 2013 г. была запущена гибридная система DMB для высококачественного видеосервиса.
T-DMB испытывалась и в странах Европы и Азии, однако там широкомасштабного регулярного вещания на базе этой технологии не наблюдается. Дальнейшие перспективы системы не ясны, особенно учитывая прогресс в развитии систем подвижной связи, которые также предлагают набор дополнительных услуг.
ISDB-T
Система наземного цифрового телерадиовещания ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) была разработана в Японии, и там в 2003 г. началось ее постоянное вещание.
ISDB-T является частью общей системы цифрового вещания ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting), включающей модификации для целей спутникового, кабельного, наземного эфирного радиовещания (телевизионного, звукового и мультимедийного) — как для стационарного, так и для мобильного приема.
Система ISDB-T имеет две подсистемы: для стационарного приема цифрового телевизионного вещания ISDB-T © [6] и ISDB-T (F) для звукового и мультимедийного вещания на переносные и ручные приемные устройства [7]. Благодаря иерархической модуляции систему можно использовать для мобильного приема, причем в том же канале, что и для стационарного приема, поэтому требуется повышенная устойчивость приема сигнала.
Кроме того, применение технологии сегментирования цифрового потока позволило достичь значительной гибкости системы и менять характер сигнала в зависимости от требуемого вида приема, передаваемого контента
Широкая функциональность ISDB-T вызвала интерес у вещателей других стран, и в 2009 г. вышел в свет документ, разработанный бразильско-японской исследовательской группой по цифровому телевидению. В нем были объединены японский стандарт ISDB-T и бразильский SBTVD. В результате появилась спецификация ISDB-T International. В отличие от базовой версии ISDB-T, разработанной для ТВ-канала шириной 6 МГц, она распространяется и на каналы 7 и 8 МГц.
Сегодня систему ISDB-T приняли и внедрили 18 стран Южной Америки [8], Азии и Африки: Бразилия, Перу, Аргентина, Чили, Венесуэла, Эквадор, Коста-Рика, Парагвай, Филиппины, Боливия, Никарагуа, Уругвай, Мальдивы, Ботсвана, Гватемала, Гондурас, Шри-Ланка, Сальвадор.
РАВИС
Система цифрового наземного звукового и мультимедийного вещания РАВИС [9], разработанная в России, предназначена для высококачественного вещания многопрограммного звука, видео с несколькими каналами звукового сопровождения и других данных (как связанных, так и не связанных со звуковыми и видеопрограммами).
Эти услуги рассчитаны на предоставление в различных условиях (при вождении в плотной городской среде, в лесистой и гористой местности, в акваториях
Первое испытание радиовещания РАВИС проводилось в августе 2005 г. в Москве; пилотное вещание системы было организовано в Москве и Сочи в период с января по апрель 2010 г. В настоящее время регулярное вещание по системе РАВИС не ведется.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Данный этап развития звукового радиовещания может быть назван этапом цифровизации. Внедрение цифровых технологий помогает кардинально расширить возможности радиовещания, оно становится не только звуковым, но и мультимедийным.
Теперь, кроме традиционной трансляции звуковых программ, потребители могут получать разнообразные дополнительные услуги как в аудио-, так и в видеоформате; в одном канале им предоставляется от трех-четырех до 20 и более дополнительных услуг, в зависимости от ширины канала. Перечень возможных услуг и приложений постоянно расширяется, разрабатываются новые виды приложений. Это открывает новые возможности использования технологии передачи звуковой информации в радиоэфире и для вещателей, и для потребителей (бывших радиослушателей).
Анализ текущего состояния наземного радиовещания показывает, что процесс перехода с аналогового на цифровой формат вещания в мире ускоряется [10, 11].
Россия в процессе цифровизации звукового радиовещания пока занимает одно из последних мест, что вызывает, по меньшей мере, сожаление.
Список литературы
1. Дотолев, В.Г. Цифровое звуковое радиовещание. Состояние и перспективы / В.Г. Дотолев, А.В. Лашкевич. — Электросвязь. — 2019. — № 9.
2. ETSI ES 201 980 v4.1.1 (2014−01). Digital Radio Mondiale (DRM); System Specification. — URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_es/201 900_201999/201 980/04.01.0160/es_20 1980v040101p.pdf.
3. EBU R138. Digital Radio Deployment in Europe: Recommendations, Version 2.0, November 2017. — URL: https://tech.ebu.ch/publications/r138.
4. ETSI TS 102 427 V1.1.1 (2005−07). Digital Audio Broadcasting (DAB); Data Broadcasting — MPEG-2 TS streaming. — URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/102 400_102499/102 427/01.01.0160/ts_10 2427v010101p.pdf.
5. ETSI TS 102 428 V1.2.1 (2009−04). Digital Audio Broadcasting (DAB); DMB video service; User application specification. — URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/102 400_102499/102 428/01.02.0160/ts_10 2428v010201p.pdf.
6. Rec. ITU-R BT.1306−3. Рекомендация МСЭ-R BT.1306−7. Методы исправления ошибок, формирования кадров данных, модуляции и передачи для наземного цифрового телевизионного радиовещания. — URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.1306−7-201 506-I!!PDF-R.pdf.
7. Template BR_Rec_2005.dot — ITU. Рекомендация МСЭ-R BS.1114−9. Системы наземного цифрового звукового радиовещания на автомобильные, переносные и стационарные приемники в диапазоне
частот 30−3000 МГц. — URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bs/R-REC-BS.1114−9-201 506-S!!PDF-R.pdf.
8. ITU-D Document 1/369-E Case study of the Latin America Countries (ISDB-T standard), 2 February 2020. — URL: https://www.itu.int/md/D18-SG01-C-0369/en.
9. ITU-R Document 6A/159-E. Предлагаемая редакция Отчета ITU-R BT.2049−7 (European Broadcasting Union), 9 March 2021.
10. ITU-D Document 1/415 (Rev.1) — E Final Report for Question 2/1, 8 March 2021.
11. Radio World. — URL: https://www.radioworld.com.
