Digitale radio in Nederland – deel 1

Digitale etherradio

Week van de digitale radio

Van 5 tot en met 9 oktober 2015 is het de ‘Week van de Digitale Radio’. Wij grijpen deze gelegenheid aan om een serie artikelen te schrijven over digitale radio in Nederland. Aan bod komt digitale radio in de ether, de kabel en het internet. Het is niet duidelijk wanneer exact, maar binnen vijf tot tien jaar zeker, dat de stekker uit FM radio wordt getrokken. Daarom gaan we kijken naar de opvolger van deze analoge modulatietechniek door een digitale als QAM. DVB-T zenders (in Nederland bekend onder de naam Digitenne) maken gebruik van QAM. Ook komt het MPEG protocol aan bod en kijken we naar een toepassing ervan, namelijk DAB+, waarmee we de serie beginnen. In het eerste artikel smijten we flink met allerlei technische termen, afkortingen en begrippen. De vele voordelen en enkele nadelen van DAB+ sommen we op en lichten een groot voordeel (de kosten) en een groot nadeel (de kwaliteit) toe.

De termen DAB en DAB+ worden vaak ten onrechte door elkaar gebruikt. DAB is de eerste digitale etherradio die in 2004 niet erg succesvol in Nederland werd ingevoerd en in 2013 door DAB+ werd opgevolgd. Het verschil tussen beide is dat DAB gebruik maakt van MPEG-1 layer 2 compressie en DAB+ van MPEG-4, waar op lage bitrates een betere geluidskwaliteit wordt behaald.

Deze serie sluit naadloos aan op de recente posts van Emiel die uitgebreid in gaat op multifunctionele ontvangers van Cabasse en Pinell. Op moment van schrijven staat op zijn testbank een prachtige Revo alleskunner ter ontleding. Een sterk staaltje Schots design en die smaakt net als usquebaugh (Keltisch voor whisky) naar meer.

kat rent achter staart aanIn de IT wereld stikt het van de afkortingen,

maar in telecomland zijn ze uitgevonden

Als je niet zo technisch bent, kunnen al die begrippen je doen duizelen als een kat die achter zijn eigen staart aan rent. Maar het is wel handig, mocht je later in het artikel verzanden in de vele termen, naar dit stukje terug te keren. Hieronder volgen op alfabet de meest belangrijke begrippen:

AAC

AAC (Advanced Audio Codec) is de standaardcodec van Apples iDevices en Sony’s Playstation 3. Het is de MPEG-4 equivalent van de wijdverbreide MP3 codec.

DAB

DAB (Digital Audio Broadcasting) is de digitale opvolger van de analoge FM radiotechniek. Tijdens de invoering in Nederland in 2004 waren alleen de publieke omroepen te beluisteren. Met de komst van DAB+ in 2013 zijn ook commerciële zenders te ontvangen. De meeste publieke regionale omroepen zijn vanaf mei 2015 toegevoegd aan de lijst met te ontvangen zenders.

DVB

DVB (Digital Video Broadcasting) in deze standaard wordt digitale televisie en digitale radio beschreven. Onder deze standaard valt DVB-S voor de ontvangst van satellietradio en televisie, DVB-C voor kabelradio en televisie en DVB-T voor aardse radio- en televisie-ontvangst.

CODEC

Codec is een samenvoeging van de afkorting van twee woorden: compressie en decompressie. Het is een stukje software die databestanden comprimeert. Bekende audiocodecs zijn AAC, FLAC, MP3 en WMA.

MPEG

MPEG (Moving Picture Experts Group) is een lossy compressietechniek die toegepast wordt op audio- en videobestanden. Er bestaan meerdere varianten zoals MPEG-2, die veelvuldig door radio- en televisieproviders wordt gebruikt, MPEG-3, ooit voor hdtv in het leven geroepen, maar nooit in verder is ontwikkeld en MPEG-4. Bekende videocodecs van MPEG-4 zijn DivX, XviD en H.264.

QAM

QAM (quadrature amplitude modulation) is een modulatietechniek die het mogelijk maakt om meerdere digitale kanalen te transporteren voor gebruik in radiocommunicatie (DVB-T) of datacommunicatie (kabelmodem). Waarbij QAM 16 staat voor 4-bits multilevel codering en QAM 256 voor 8-bits multilevel codering. Zonder al te technisch te worden komt het erop neer dat het getal achter de acroniem bepalend is voor de bandbreedte; hoe groter het getal des te groter de bandbreedte.

De prijs is het bewijs

Voor digitale radio valt veel goeds te zeggen: geen ruis en geen interventie van andere radiozenders, meerdere programma’s op een kanaal en daardoor een goedkopere infrastructuur. Maar waarom is de infrastructuur zo veel goedkoper? In het analoge domein geldt dat een radioprogramma (de contributie) de studio verlaat via één uplink (de distributie) naar de FM zender die op één frequentie uitzendt (de emissie) waarvoor één licentie moet worden afgenomen. Hieruit volgt dat als het programma door tien zenders wordt uitgezonden, er voor tien uplinks, tien frequenties en tien licenties betaald moet worden.

In het digitale domein verlaten de programma’s de studio (één contributienetwerk) om via een zogenoemde play out het distributienetwerk op te stappen. Bij de zender aangekomen wordt het programma samen met meerdere programma’s op één frequentie uitgezonden en hoeft er slechts één licentie betaald te worden. In het geval van 15 programma’s kost de infrastructuur slechts een vijfde van de analoge variant.

Bij DAB worden verschillende stations gebundeld in een frequentiemux, die op zijn beurt wordt uitgezonden op één frequentie. Meerdere zenders kunnen dezelfde frequentie aanhouden voor dezelfde frequentiemux. Deze techniek heet Single Frequency Network en maakt het mogelijk dat ontvangers hun ontvangstsignaal kunnen samenstellen uit meerdere zenders. Je merkt dit verschijnsel al op als je dwars door Nederland rijdt; waar in elke provincie opnieuw de FM zender moet worden afgesteld, blijft de DAB zender strak op één frequentie ingesteld.

Kat in de zak?

Geef marketeers een zak vol met geld en sluit ze vervolgens een paar dagen op. Uiteindelijk komen ze naar buiten met de meest mooie marketingkreten over DAB+: “Altijd en overal jouw favoriete radiozenders digitaal in de ether.” Naast het geld had je eigenlijk eten en drinken in de zak moeten doen; ze stonden binnen de kortste keren weer buiten met slechts dit ene zinnetje. We sturen ze – voorzien van whiskey en kat – terug: “…Luisteren in Nederland zonder onderweg opnieuw af te hoeven stemmen. Een stabiel signaal, van deur tot deur. Nooit meer een goed radiogesprek of muziek luisteren door een sluier van ruis. En ruimte, veel meer ruimte. Voor veel meer zenders…” Dat lijkt er meer op, maar laat het objectief benoemen van de voors en tegens maar aan ons over:

Voordelen DAB+

  • In heel Nederland (en een stukje daarbuiten) in de ether te ontvangen zonder dat je zenders hoeft af te stellen.
  • Een groot aanbod van zender, groter en diverser dan FM zenders.
  • Zenders kan je zoeken op naam (hoeft niet meer op frequentie).
  • De meeste digitale radio’s ontvangen ook FM zenders.
  • DAB+ zenders gebruiken significant minder energie dan analoge zenders.
  • Ontvangen programma’s kan je opslaan om later terug te luisteren.
  • Elektronische programmagids.

Nadelen DAB+

  • Conventionele radio-ontvangers zijn niet geschikt voor DAB+ ontvangst.
  • DAB+ ontvangers zijn relatief duur en minder goed verkrijgbaar.
  • De kwaliteit van de meeste DAB+ kanalen is slechter dan de FM tegenhanger.
  • DAB+ is een tussenoplossing; internetradio is de toekomst.

De kwaliteit van DAB+ is minder dan FM

Een uit oktober 2013 stammend rapport, geschreven door AES leden: Jan Berg, Christofer Bustad, Lars Jonsson, Lars Mossberg en Dan Nyberg, beschrijft de verschillen in audiokwaliteit tussen DAB+ en FM.

De AES (Audio Engineering Society) is een gerenommeerde vereniging die zich bezig houdt met (professionele) audiotechniek. Ze publiceren jaarlijks vele wetenschappelijke artikelen uit het vakgebied en hun leden zijn werkzaam op universiteiten, onderzoekslaboratoria en R&D afdelingen van multinationals.

Uit het onderzoek blijkt de in DAB+ gebruikte codecs en bitrate verantwoordelijk zijn voor de kwaliteit van het audiosignaal. De diverse testen laten zien dat DAB+ inferieur is aan het bekende FM signaal. De maximale bitrate van een DAB+ subkanaal is 192 kbit/s, maar door bandbreedtebeperking van de frequentiemux wordt deze hoge bitrate zelden toegepast. Normaliter liggen de waarden van de gebruikte bitrate tussen de 32 en 128 kbit/s. Ook het gebruikte codec (AAC) is niet alleen van invloed op de kwaliteit: meerdere codecs toegepast in het contributie- en distributienetwerk zorgen voor een algehele vermindering van de totale kwaliteit.

AES test DAB+ vs FMUit de figuur is op te maken dat DAB+ codecs tot 96 kbit/s slechter klinken dan FM 2, het meest gebruikte FM zendertype in Zweden. Codecs tot 160 kbit/s klinken slechter dan FM 1. De acroniem BAQ staat overigens voor Basic Audio Quality.

DAB+ 64 kbps niet acceptabelOp diverse fora is te lezen dat gebruikers van DAB+ ontvangers pas vanaf 96 kbit/s tevreden zijn met de kwaliteit van het signaal. Gelukkig heeft de NPO deze kritiek niet naast zich neergelegd en wordt NPO TEST tijdelijk met 96 kbit/s uitgezonden. Later zal blijken of alle NPO zenders naar deze bitrate gaan. Ook het gebruik van Slide Show, een techniek waarmee de weersverwachting, file-informatie of foto’s met het signaal kunnen worden meegezonden, snoept bandbreedte af ten koste van de audiokwaliteit. Het nadeel is dat de grootte van de frequentiemux beperkt is, met andere woorden hoe groter de bitrate van de stations, hoe minder stations in de multiplex passen. Vergelijk het met een lift die maximaal 480 kg kan dragen: er kunnen acht personen van 60 kg in òf slechts vijf personen van 96 kg.

Het woord frequentiemux wordt ook wel als multiplex geschreven. Het apparaat dat de stations bundelt heet multiplexer en de radio-ontvanger die de frequentiemux ontrafelt fungeert als demultiplexer.

 

Robert
Written by Robert

1 Comment responses

Leave a comment