luni, 7 ianuarie 2008

DAB - Digital Audio Broadcasting

DAB este denumirea prescurtata utilizata pentru descrierea serviciului de radiodifuziune terestra digitala.

Acest sistem a fost dezvoltat de un grup european de broadcast-eri si de producatori de echipamente de telecomunicatii (BBC Research and Development este pionul central al acestui grup), denumirea completa a protocolului utilizat fiind EUREKA 147 DAB, ulterior standardizat prin interventia ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Standardul ce defineste DAB este ETSI-SN-300-401 Ed.II.

De altfel, BBC a fost si investitorul major in reteaua digitala terestra, in Anglia existand o acoperire nationala in acest format.

Eureka 147DAB este considerat de multi ca fiind cea mai importanta inovatie in domeniul radiodifuziunii, de la introducerea transmisiunilor stereofonice in modulatie de frecventa. Prin modul in care este implementat, ofera o multitudine de avantaje, deopotriva pentru ascultatori cat si pentru posturile de radio.

Iata cateva din facilitatile oferite:

  • Semnal audio de calitate inalta, in format digital, comparabil cu cel al unui compact disc;
  • Rezistenta sporita la perturbatii; -Utilizare mult mai eficienta a spectrului radio;
  • Flexibilitate si posibilitatea de a alege mai multe produse pe acelasi canal de comunicatie;
  • Facilitati specifice ce determina o manipulare mult mai facila a receptorului;
  • Posibilitatea de dezvoltare prin adaugarea de continut media complex (imagini fixe sau in miscare, interconectare cu WWWeb).

    Sa revenim la standardul Eureka 147 DAB si sa discutam putin despre cele 3 elemente incorporate si care il definesc:

  • Codarea audio MUSICAM (Masking pattern Universal Sub-band Integrated Coding And Multiplexing);
  • Codificarea transmisiunii si multiplexarea;
  • Modulatia tip CODFM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing ).

    Codarea MUSICAM

    Acest tip de codare utilizeaza principiile fizio-acustice dezvoltate pentru standardul de compresie MPEG-2 Audio Layer. Acest tip de compresie exploateaza anumite proprietati ale urechii umane, respectiv efectul de mascare (atenuare) al anumitor componente spectrale ale sunetului datorat urechii interne.20 In esenta, sistemul de compresie va retine spre digitizare doar acea informatie audio ce poate fi "detectata" de urechea umana. Astfel, cantitatea de date alocabila va fi utilizata mult mai eficient doar pentru transportul acelor informatii acustice necesare pastrarii unei calitati sporite a semnalului audio. MUSICAM reprezinta o procedura foarte eficienta de digitizare a sunetului, ce poate genera flux digital incepand cu o rata de 8kbit/s, pana la 384kbit/s, la o rata de esantionare de 48khz.

    Aceasta flexibilitate permite transmisia cu un flux scazut a pasajelor ce contin doar informatie vocala si cu un flux crescut (192kbit/s sau mai mult) atunci cand se transmit pasaje muzicale ce se cer redate cu fidelitate maxima, la calitatea oferita de compact disc.

    Codificarea transmisiunii si multiplexarea

    Datele aferente serviciilor individuale de radiodifuziune (fie ele audio sau multimedia) trebuie sa fie "ansamblate" intr-un singur flux (stream) de date, gata de transmisie in eter. Acest proces de combinare este cunoscut sub denumirea de "multiplexare" iar fluxul de date rezultat este denumit "multiplex".

    Banda ocupata de DAB Multiplex presupune trei elemente distincte:

  • Canalul de sincronizare - Contine informatie de tact si referinta de frecventa. Este necesar pentru sincronizarea receptorului si calibrarea decodificatorului de semnal DAB;
  • FIC (Fast Information Channel) - Contine informatie calitativa referitoare la compunerea semnalului MSC din DAB Multiplex. Este necesar pentru informarea receptorului cu privire la modul in care urmeaza sa efectueze decodarea individuala a programelor transmise simultan in MSC;
  • MSC (Main Service Channel) - Contine pachete de date corespunzatoare tuturor programelor transmise. Aceasta parte a DAB Multiplex contine informatia destinata utilizatorului.

    Pentru transmisia DAB Multiplex sunt folosite o serie de procedee digitale de corectie si de recuperare a datelor, in vederea reducerii la minim a deteriorarii semnalului util. Astfel, semnalul receptionat este de calitate inalta si nu contine erori decelabile chiar si in conditii dificile de receptie.

    DAB Multiplex prezinta o rata de aproximativ 3Mbit/s, din care 2,3 Mbit/s sunt alocati MSC. Luand in considerare faptul ca transmisia de date prezinta redundanta in scopul corectarii erorilor, "incarcarea" utila a datelor este in zona 0,6-1,7 Mbit/s.20

    Modulatia COFMD

    COFDM reprezinta o modulatie de spectru larg ce implica purtatoare multiple in canalul radio alocat. In loc sa foloseasca o singura purtatoare modulata cu o densitate de date mare, DAB utilizeaza mai multe purtatoare (pana la 1536) distantate la 1kHz, fiecare dintre ele fiind modulate utilizand modulatia de tip DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying). Informatia DAB Multiplex este distribuita uniform catre toate purtatoarele , ocupand aproximativ 1,54Mhz in spectrul radio. Principala consecinta a acestui mod de abordare este scaderea densitatii de date pe fiecare din purtatoare si cresterea timpului in care se transmite pachetul de date (simbol). Efectul final este o crestere a protectie la erorile provocate de reflexiile multipath.

    O alta metoda de sporire a protectiei la erori este intercalarea intre doua simboluri a unei parti dintr-un alt simbol, in asa fel incat sa se realizez un spatiu de garda.20 Este de subliniat faptul ca echipa de studiu a avut in ipoteza reducerea interferentelor tip multipath, in asa fel incat sistemul sa se preteze la transmisie simultana pe aceeasi frecventa de catre mai multe emitatoare, fara perturbarea reciproca. Astfel este posibil (cazul retelei nationale BBC), sa existe un singur canal multiplex pe plan national iar receptia sa fie neintrerupta si nealterata la trecerea dintr-o zona intr-alta.

    In Bucuresti, programele digitale sunt transmise pe frecventa de 233,936 Mhz.

    Adrian Florescu YO3HJV
  •