Digital Audio Broadcasting
Digital Audio Broadcasting (DAB) – system cyfrowej radiofonii naziemnej[1].
Technika ta pozwala nadawać programy radiowe w formie cyfrowej, używana jest w 21 państwach, głównie w Europie[2]. W Polsce korzysta z niej głównie Polskie Radio, posługując się nowoczesną wersją standardu (DAB+)[3][4][5].
Standardy DAB i DAB+
Pierwsze nadajniki DAB posługiwały się kodekiem MP2 (MPEG Audio Layer II), po pewnym czasie zadecydowano jednak o migracji do kodeka HE-AAC v2, powołując do życia DAB+. Radioodbiorniki DAB nie są kompatybilne z nowszym standardem kompresji dźwięku, natomiast radioodbiorniki DAB+ są kompatybilne z obydwoma kodekami.
Nowością w DAB+ jest również zaimplementowanie kodowania korekcyjnego Reeda–Solomona, dzięki któremu eliminowane są błędy w transmisji. Niektóre radioodbiorniki DAB można przystosować do odbioru DAB+ poprzez aktualizację ich oprogramowania, opisywane są wówczas jako upgradeable[6]. Obecnie (stan na 2020 rok) w niektórych państwach (na przykład Wielkiej Brytanii) wykorzystywane są równocześnie oba standardy.
Cyfryzacja umożliwia emisję większej liczby programów, niższym kosztem, przy użyciu mniejszej liczby nadajników[3][7][8]. Stosowany w DAB+ kodek HE-AAC v2 zapewnia lepszą jakość dźwięku niż inne rozwiązania używane do wydajnej kompresji nadawanego materiału[9]. Potrzeba przepływności 300 kbps aby w transmisji nie dało się odczuć żadnych pogorszeń jakości (percepcyjnie transparentny system). Jeszcze przy przepływności 160 kbps jakość jest porównywalna ze zwykłą transmisją w standardzie FM, przy niższych wartościach jakość znacząco się pogarsza (w porównaniu z systemem FM). Żeby rywalizować z systemem FM wysokiej jakości należy użyć przepływności na poziomie 192 kbps, wtedy jakość dźwięku utrzymuje się na poziomie typowym, często występującym w eterze[10]. Nawet przy 128 kbps dźwięk jest bliski oryginałowi. Przy niższych przepływnościach straty są już słyszalne, jakkolwiek dzięki funkcjonującym w ramach HE-AAC v2 technikom Spectral Band Replication oraz Parametric Stereo jakość dźwięku nadal może być wysoka[9]. Nadawcy różnicują przepływność w zależności od profilu rozgłośni. Przykładowo w Polsce Program II Polskiego Radia zawierający programy z wrażliwą na jakość przekazu muzyką klasyczną posiada przepływność ustaloną na 128 kbps, a programy słowne takie jak Polskie Radio 24 czy Radio Poland wykorzystują 64 kbps[11][3]. Odczytując te wartości należy mieć na uwadze, że przepływności deklarowane przez rozgłośnie w materiałach informacyjnych oraz wyświetlane na odbiornikach nie zawsze muszą odnosić się do przepływności samego dźwięku. Przykładowo, jeśli rozgłośnia deklaruje przepływność na poziomie maksymalnym w DAB+ (192 kbps) oznacza to, że przepływność audio wynosi nie więcej niż 175 kbps, a może być jeszcze niższa, jeśli stacja dołącza dane towarzyszące (Programme Associated Data)[12] takie jak slajdy czy dużą ilość informacji tekstowych.
Częstotliwości
Na mocy Specjalnego Porozumienia Wiesbaden 1995, a także późniejszych ustaleń społeczności międzynarodowej, uchwalono, że dla potrzeb naziemnego radia cyfrowego przeznacza się w Europie częstotliwości z zakresu 174–230 MHz[13]. W kilku państwach (m.in. w Norwegii) radio cyfrowe zajmuje dodatkowo częstotliwości 230–240 MHz[14]. Europejskim nadawcom można również przyznawać prawo do korzystania z części pasma L (1452–1492 MHz), jednakże rzadko się to praktykuje[15].
Historia wdrażania
Profesjonalne odbiorniki DAB produkowano już w połowie lat 90.[16], natomiast modele konsumenckie pojawiły się na rynku latem 1998 roku[17]. Radioodbiorniki domowego użytku w wersji unowocześnionej (DAB+) zaczęto sprzedawać pod koniec roku 2007[18]. W 2016 roku pojawił się pierwszy smartfon obsługujący DAB+: LG Stylus 2[19][20].
Technologia Digital Audio Broadcasting nie wyparła w większości krajów analogowych transmisji FM. Choć jest dostępna na obszarze zamieszkiwanym przez ponad pół miliarda osób[21], to liczbę zakupionych radioodbiorników DAB/DAB+ oszacowano na ponad 30 milionów (dane z 2014 roku)[potrzebny przypis]. W Europie odnotowuje się jednak znaczne postępy w budowie infrastruktury DAB+, wobec czego w kilku krajach opracowano plany rezygnacji z radia analogowego, a Norwegia wyłączyła analogowe nadajniki FM w 2017 roku[22]. Szwajcaria może przeprowadzić wyłączenia w latach 2020–2024, Szwecja w 2022 lub 2024 roku[23]. W popularyzacji naziemnej radiofonii cyfrowej mogą pomóc działania producentów samochodów – niektórzy z nich oferują radioodbiorniki DAB/DAB+ jako standardowe wyposażenie auta[24]. W przeciwieństwie do cyfryzacji telewizji, Unia Europejska nie wymogła na krajach członkowskich wyłączenia sygnału analogowego czy uruchomienia radia cyfrowego[25], niewykluczone jednak, że w przyszłości zostanie podjęta unijna decyzja dotycząca cyfryzacji radia – w 2015 roku o wsparcie dla tego procesu zabiegała w Komisji Europejskiej organizacja WorldDMB, promująca wdrażanie DAB/DAB+[26]. Wciąż, w niektórych krajach Unii (na przykład Portugalii) w ogóle nie prowadzi się testów tego systemu.
Sprzęt i oprogramowanie DAB/DAB+
Sprzęt nadawczy produkuje wiele różnych firm, m.in. Rohde & Schwarz, Plisch, Harris, Electrolink, NEC Corporation[27]. Oprócz profesjonalnych komercyjnych nadajników i radioodbiorników DAB/DAB+ funkcjonują również udokumentowane sprzętowe i programowe rozwiązania open source, pozwalające niezależnym informatykom samodzielnie konstruować urządzenia DAB/DAB+ dla rozgłośni i użytkowników domowych. O ich rozwój dba m.in. szwajcarska organizacja non-profit Opendigitalradio[28][29].
W 2013 roku wygasły europejskie prawa patentowe do technologii DAB, nadal chronione są patenty stosowane w DAB+. Osoba lub firma konstruująca sprzęt lub oprogramowanie musi pamiętać m.in. o wniesieniu opłaty licencyjnej za kodek[30].
Krytyka systemu
Choć stosowany w DAB+ kodek HE-AAC v2 zapewnia lepszą jakość dźwięku niż inne rozwiązania używane do wydajnej kompresji nadawanego materiału[9], to wielu nadawców emituje swoje programy w niższym od zalecanego bitrate. Przykładowo, niemieckie Radio Horeb nadaje z przepływnością 48 kbps[31], a niektóre programy muzyczne (między innymi BBC Asian Network) nadawane są w Wielkiej Brytanii w jakości 64 kbps mp2[32], co odpowiada około 50 kbps w standardzie mp3[33]. Liczba ta oznacza siedem razy mniejszą przepływność dźwięku, niż najlepszy jakościowo przekaz dostępny na stronie internetowej nadawcy, mający jakość 360 kbps[33][34][35]. Poza tym, w odróżnieniu od stacji FM, które mogą być odbierane z szumami, zakłócenia w odbiorze sygnału lub oddalenie się od nadajnika radia cyfrowego spowodują całkowite przerwanie odbioru[36]. Dodatkowo, do odbioru sygnału DAB+ wymagany jest kompatybilny odbiornik, co powoduje dodatkowy koszt dla odbiorcy przekazu.
DAB+ w Polsce
Pierwsze testy systemu DAB w Polsce sięgają roku 1996, kiedy to 26 kwietnia rozpoczęto próbne nadawanie z PKiN na częstotliwości 105,360 MHz z mocą 250 W. Na przełomie 1996/1997 roku powstał projekt sieci pracującej na częstotliwości 104 – 108 MHz, natomiast w 1998 roku powstał projekt sieci pracującej w trybie SFN na częstotliwościach 180,064 MHz, 202,928 MHz i 204,640 MHz, jednak nie doczekał się realizacji. W 1999 roku Polskie Radio zainwestowało w kompletny zestaw nadajnika o mocy 400W ERP pracujący w kanale 10B (211,648 MHz), jednak trudności związane z uzyskaniem pozwolenia spowodowały, że emisja nastąpiła dopiero 18 października 2001 roku. Nadawano tylko przez jeden dzień, bowiem sygnał DAB powodował zakłócenia w odbiorze sąsiedniego kanału telewizyjnego[37].
2 czerwca 2009 roku Polskie Radio Wrocław, Instytut Łączności (oddział we Wrocławiu) oraz firma Emitel rozpoczęły pierwsze w Polsce testy DAB+[38]. W ramach testu uruchomiono transmisję trzech programów. Do celów emisji testowej wybrano blok 5B (176,640 MHz). Nadajnik na obiekcie RTON Wrocław/Żórawina nadawał z mocą 3,4 kW, nadajnik wspomagający (tzw. gap-filler) na Instytucie Łączności przy ul. Swojczyckiej z mocą 100 W. Po kilku latach dalszych prób, przeprowadzanych w kilku ośrodkach nadawczych, technologia DAB+ była już w Polsce wdrażana na dużą skalę[potrzebny przypis], na początku 2016 roku zasięg emisji cyfrowej wynosił 53,8% populacji i 31% powierzchni kraju i rozpoczęły się testy realizowane przez innych nadawców[39].
Między 2016 a 2019 rokiem nowe kierownictwo Polskiego Radia wstrzymało rozwój technologii DAB+[40], utrzymując w wywiadach prasowych, iż projekt „jest wątpliwy”, a ilość odbiorców cyfrowych stacji jest „bliska zeru” – wciąż jednak działały uruchomione dotąd stacje oraz emisje sygnału[41]. W 2019 roku uruchomiono jednak przetargi na kolejne lokalizacje[42], a w październiku 2020 roku uruchomiono dziesięć nowych nadajników[43]. Wdrażanie technologii DAB+ w Polsce wspiera Krajowa Rada Radiofonii i Telewizji[44]. Obecnie emisje można podzielić na realizowane przez Polskie Radio w ramach MUX-R3 (osiągane na terenie całej Polski) oraz inicjatywy prywatne (osiągane lokalnie, na małych obszarach). Obecnie trwa konkurs na ogólnopolski multipleks DAB+ ze stacjami prywatnymi, którego organizacją zajmuje się Krajowa Rada Radiofonii i Telewizji[45][46]; w jego ramach całe pasmo VHF miałoby zostać przeznaczone wyłącznie dla radiofonii cyfrowej, co oznaczałoby konieczność likwidacji ósmego multipleksu naziemnej telewizji cyfrowej.
Multipleks Polskiego Radia (MUX-R3)
Ogólnopolska część multipleksu, będąca podstawowym składnikiem regionalnych przekazów zawiera dziewięć stacji, zarówno tych znanych z przekazów radiofonii konwencjonalnych, jak i tych emitowanych głównie w DAB+. Obecnie emitowane w systemie rozgłośnie znajdują się w tabeli.
| Rozgłośnia[47] | Identyfikator (SId)[48] | Przepływność (bit rate) | Algorytm kompresji | Stereofonia | Emisja UKF FM | Emisja LW AM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Polskie Radio Program I | 3211 | 112 kbps | AAC | tak | tak | tak |
| Polskie Radio Program II | 3222 | 112 kbps | AAC | tak | tak | nie |
| Polskie Radio Program III | 3233 | 96 kbps | AAC | tak | tak | nie |
| Polskie Radio 24 | 32A6 | 64 kbps | AAC+ | nie | tak | nie |
| Polskie Radio Czwórka | 3223 | 96 kbps | AAC | tak | nie | nie |
| Polskie Radio Chopin | 32A3 | 112 kbps | AAC | tak | nie | nie |
| Polskie Radio Dzieciom | 32A4 | 96 kbps | AAC+ | tak | nie | nie |
| Polskie Radio Kierowców | 32A1 | 96 kbps | AAC | tak | nie | nie |
| Radio Poland[a] | 332A | 64 kbps | AAC | nie | nie | nie |
| UR-1[b] | 32A2 | 72 kbps | AAC | nie | tak[c] | nie |
Według zapewnień Polskiego Radia z początku procesu cyfryzacji, planowane było uruchomienie adresowanego do osób starszych Radia Retro i popularnonaukowego Radia Eureka[49]. Następnie Polskie Radio proponowało uruchomienie kanału sportowego, ostatecznie jednak podało, iż na razie nie ma planu uruchamiania nowych stacji[50].
W listopadzie 2017 roku, po dwuletniej przerwie nastąpiła zmiana polegająca na wycofaniu Radia Rytm na rzecz Radia Chopin[51]. W maju 2020 roku Polskie Radio podało informację na temat planowanego na 1 września uruchomienia nowej stacji Polskie Radio Kierowców, dostępnej także poprzez DAB+[52]. Rozgłośnia ostatecznie ruszyła 16 października.
Poza wyżej określonymi rozgłośniami zdarzają się też emisje programów okolicznościowych:
- Radia Chopin (nadawane od 23 września do 23 października 2015) z okazji Konkursu Chopinowskiego[53]
- Radia Gwiazdka (emitujące kolędy i muzykę świąteczną, nadawane od 8 grudnia 2015 roku do 6 stycznia 2016 roku[54]).
- Radia Literatura (nadawane od 22 czerwca do 9 lipca 2018 roku z okazji festiwalu Dwa Teatry w Sopocie)[potrzebny przypis].
Do ogólnopolskiej części multipleksu w zależności od decyzji rozgłośni regionalnej Polskiego Radia, mogą zostać dołożone po dwie dodatkowe stacje na region. Jedną z nich jest dostępna również na UKF antena regionalna, drugą zaś wybrany przez stację program specjalistyczny, na który wydano koncesję (głównie wykorzystywane są koncesje kablowe, na przykład taką posiada Radio Opole 2[55]) przez Krajową Radę Radiofonii i Telewizji. Niektóre stacje regionalne (na przykład Radio Kraków) rozszczepiają swój sygnał między UKF oraz DAB+, oferując dodatkowe programy (na przykład transmisje sportowe). Rozgłośnie gdańska, koszalińska, kielecka, krakowska, olsztyńska, opolska, szczecińska i wrocławska wykorzystują oba miejsca, zaś pozostałe nie wykorzystują miejsca dla stacji tematycznej[5][27]. Po uruchomieniu kolejnej transzy nadajników w październiku 2020[42] multipleks emitowano z trzydziestu pięciu miejsc[56].
Koncesjonowane multipleksy lokalne
W maju 2019 KRRiT ogłosiła 7 konkursów na nadawanie w multipleksach lokalnych w Częstochowie, Katowicach, Poznaniu, Rzeszowie, Tarnowie, Toruniu i Warszawie[57][58]. Do konkursu oprócz stacji lokalnych zgłosiły się radio muzo.fm i Wirtualna Polska. Zostały one rozstrzygnięte w okresie od października do listopada 2019 roku, a koncesje przyznano Radiu Bezpieczna Podróż, radiu Open.fm, Radiu Profeto i radiu muzo.fm we wszystkich 7 multipleksach z wyjątkiem radia muzo.fm w przypadku Tarnowa oraz Trendy Radiu w Tarnowie, Waszemu Radiu FM w Poznaniu, Radiu Leliwa w Rzeszowie, Mega Radiu, Disco Radiu i Radiu Nuta w Warszawie, Częstochowie, Poznaniu i Katowicach oraz Radiu Kolor w Warszawie, Radiu Express w Katowicach i Częstochowie, Radiu Fiat i Radiu Jasna Góra w samej Częstochowie[59][60][61][62]. Z kolei w lipcu 2021 roku ogłoszono operatorów tych lokalnych multipleksów - spółka DABCOM została operatorem multipleksów w Częstochowie, Katowicach, Poznaniu, Tarnowie i Warszawie, a spółka PSN Infrastruktura została operatorem multipleksów w Rzeszowie i Toruniu[63][64].
W okresie od stycznia do lutego 2022 roku uruchomiona została emisja pierwszych 7 multipleksów lokalnych - jako pierwszy został uruchomiony multipleks w Tarnowie[65][66], następnie zostały uruchomione multipleksy w Rzeszowie i Toruniu[67][68][69], co zmusiło Telewizję Kablową Toruń do zmiany częstotliwości niektórych kanałów[70]. Potem uruchomiono multipleksy w Częstochowie[71][72], Warszawie i Poznaniu[73][74]. Jako ostatni został uruchomiony multipleks w Katowicach[75][76].
Pozostałe emisje
W 2015 roku odbyły się konsultacje społeczne dotyczące możliwości emisji w Polsce kolejnych dwóch multipleksów radiowych, tym razem przeznaczonych na rozgłośnie komercyjne[77], jednakże nie pojawiły się jeszcze informacje dotyczące ewentualnego uruchomienia multipleksów. Poza Polskim Radiem emisję swoich programów w systemie DAB+ testują inni nadawcy – w styczniu 2016 roku pierwszą rozgłośnią niepubliczną testującą sygnał DAB+ była rozgłośnia RDN Małopolska[78], a w 2020 roku liczba emisji realizowanych przez rozgłośnie niepubliczne wynosiła dziesięć[56].