Czy nadchodzi początek końca radiofonii w paśmie FM-CCIR?

Czyli zagrożenia, problemy oraz możliwości związane z wdrażaniem cyfrowego radia DAB+.

Krajobraz po wyłączeniu radia na UKF (luźne skojarzenie autora tekstu)

Już za tydzień, 11 stycznia tego roku zostaną wyłączone pierwsze nadajniki radia analogowego w Norwegii w paśmie FM-CCIR (87,5 – 108 MHz). Proces wyłączania nadajników zostanie zakończony 13 grudnia 2017 roku za wyjątkiem niektórych rozgłośni lokalnych, które będą miały czas na przejście na cyfrowe nadawanie do 2022 roku.

Według ogólnie dostępnych informacji nie wiadomo jaki los podzielą stacje na częstotliwościach 153 kHz oraz 1485 kHz, jednakże mogą one zostać zachowane, gdyż zapewniają odbiór publicznego radia na rozległych morskich obszarach oraz w terenie w którym odbiór radia DAB+ jest mocno utrudniony.

Plan wyłączeń nadajników radia analogowego.

Decyzja o wyłączeniu radia analogowego w Norwegii została ogłoszona 16 kwietnia 2015 roku. Podobne plany mogą zostać wdrożone w Szwajcarii w latach 2020-2024. W pozostałych krajach decyzje na temat wyłączenia radia analogowego nie zostały jeszcze podjęte, choć niektóre kraje takie jak Wielka Brytania czy Niemcy mają wystarczająco rozwiniętą sieć cyfrowego radia DAB/DAB+ by jako następne mogły ogłosić terminy wyłączenia analogowej radiofonii.

Nie wszędzie cyfrowe radio DAB+ witane jest z entuzjazmem, czego przykładem jest regres we wdrażaniu cyfrowego radia w Szwecji, a także uruchomienie tam nowego multipleksu DVB-T w paśmie VHF-3. Również w naszym kraju proces wdrażania cyfrowego radia DAB+ został wstrzymany, kolejne nadajniki, które miały być uruchamiane od 1 lipca 2016 roku nigdy nie zostały uruchomione (plan wdrażania), a nadawcy regionalni jak np. Radio Kielce wycofują się zupełnie z obecności w cyfrowym radiu pomimo wcześniejszych szumnych zapowiedzi i planów dotyczących uruchamiania kolejnych programów.

Można przypuszczać, że wyłączenie radia analogowego w Norwegii będzie sygnałem dla innych państw co do zasadności, kosztów i sposobu przechodzenia z nadawania analogowego na cyfrowe.

Wady i zalety cyfrowego nadawania w porównaniu do radia analogowego

1. Jedną z głównych cech cyfrowego radia jest możliwość umieszczenia wielu rozgłośni w jednym multipleksie, co dla wielkich sieci stanowi spore ułatwienie, gdyż uruchomienie nowego cyfrowego programu w ramach multipleksu odbywa się znacznie szybciej i prościej, a uzupełnienie zasięgu wszystkich programów w tym multipleksie polega na uruchomieniu kolejnego nowego nadajnika, który uzupełni luki w zasięgu.

   Dla małych rozgłośni wejście do lokalnego multipleksu DAB+ może się wiązać z dużymi kosztami, a zasięg multipleksu może być słabo dopasowany do obszaru na którym funkcjonuje lokalne radio, co zmusi nadawcę do wchodzenia do sąsiednich multipleksów, doprowadzi do konfliktów z innymi nadawcami, którzy mogą nie godzić się na uruchomienie nowych nadajników (czyli zwiększenie kosztów emisji), albo zmusi nadawcę do uruchomienia własnego multipleksu DAB+, jeżeli będzie go na to jeszcze stać i znajdzie się jeszcze wolny kanał (wolna częstotliwość).

2. Cyfrowe radio pozwala na emisję ze znacznie lepszą jakością dźwięku, co jest cechą niezbyt docenianą przez nadawców. Możliwość obniżenia przepustowości do tak skrajnych wartości jak na przykład 64 kbps dla muzyki, czy 32 kbps dla mowy stanowi pokusę do dalszego upychania programów w ramach tego samego multipleksu. Ograniczenie jakości dźwięku może stać się powodem dla którego słuchacze stracą zainteresowanie cyfrowym radiem.

   Prostym rozwiązaniem które mogło by zapobiec takim działaniom może być ustalenie ilości “slotów” przypadających na multipleks, jak to wykonano na przykładzie DVB-T w MUX1, MUX2 lub MUX8 (jeden slot na jeden MHz zajętości kanału, czyli 8 na k21-60 oraz 7 na k5-12). Trochę bardziej skomplikowanym, ale wydajniejszym rozwiązaniem może być określenie minimalnej wymaganej przepustowości programu radiowego w zależności od charakteru programu i rodzaju użytego kodeka.

   	muzyka	mowa
   mpeg1 layer II	160kbps	128kbps
   aac	128kbps	96kbps
   aac+	96kbps	64kbps

   Wartości w zaprezentowanej tabelce są przykładowe i nic nie stoi na przeszkodzie by były one wyższe, jednak może to zachęcić nadawców lub operatorów do obniżenia korekty błędów dla uzyskania większej przepustowości multipleksu, by umieścić w nim kolejne programy, co odbije się na jakości odbioru w ruchu, przy silnych zakłóceniach lub na granicy zasięgu.

3. W cyfrowym radiu DAB+ granica między poprawnym odbiorem a brakiem odbioru jest bardzo mała, co przekłada się na konieczność budowy znacznie gęstszej sieci nadajników, które zapewniły by dobre pokrycie w terenie. W radiu analogowym nie ma takiego wymogu, gdyż kiepski odbiór sygnału stanowi wystarczającą informację dla słuchacza, by poprawił ułożenie anteny w swoim odbiorniku, a w odbiorze mobilnym drobne wahania sygnału analogowego nie są tak dokuczliwe jak zaniki sygnału cyfrowego.

   Przy poprawnie zaplanowanej i zbudowanej sieci nadajników DAB+ takie zdarzenia powinny stać się rzadkością, a wszelkie drobne luki w zasięgu mogą być uzupełnione nadajnikami tzw. “gap-filler”, które odbierają i emitują sygnał na tej samej częstotliwości. Takie doświetlenia mogą być uruchamiane w górskich dolinach, w tunelach oraz w miejscach w których zniekształcenia sygnału wynikające z odbić od przeszkód utrudniają swobodny odbiór.

4. Największą wadą DAB+ może być przypadkowe rozsynchronizowanie sieci nadajników pracujących na wspólnej częstotliwości w wyniku podania błędnego wzorca czasu. O tym zjawisku na początku roku 2016 przekonał się nadawca BBC. Błąd w oprogramowaniu na przestarzałym i przeznaczonym do wycofania satelicie GPS miał wpływ na pracę innych satelitów oraz wprowadził błędne opóźnienia w emisji na niektórych obiektach.

   Odbiorniki radzą sobie z emisją SFN podobnie jak radzą sobie z odbiciami sygnałów od przeszkód. Jeżeli obcy sygnał, np. sygnał odbity od przeszkody, albo podobny sygnał pochodzący od innej stacji nadawczej mieści się w ustalonym odstępie ochronnym, to nie ma on znaczącego wpływu na jakość odbioru. Jeżeli obcy sygnał dobiega zbyt wcześnie albo zbyt późno, powoduje on wzajemne zakłócenia które mogą nawet zupełnie zablokować odbiór.

   Na takie problemy nie ma idealnego rozwiązania, można jednak wykorzystać inne systemy nawigacji satelitarnej takie jak Galileo, lub usprawnić oprogramowanie, by mogło ono wykrywać błędy wzorca czasu i pozostać przy lokalnym wzorcu w momencie wystąpienia awarii. Przy nadajnikach typu “gap-filler” problem ten raczej nie występuje.

Skutki wyłączenia radia analogowego

Radio analogowe nadal funkcjonuje, więc nie wiemy dokładnie jakie będą efekty jego wyłączenia oraz jak zareagują na to słuchacze. Możemy jednak postarać się przewidzieć możliwe skutki takiej operacji.

1. Wyłączenie nadajników radia analogowego doprowadza słuchaczy do złości i protestów w mediach społecznościowych. Taka akcja na krótko może zmniejszyć zainteresowanie cyfrowym radiem.
2. Lokalne rozgłośnie radiowe, które mogą nadawać analogowo jeszcze przez kilka lat od oficjalnego wyłączenia analogowej radiofonii w regionie, notują znaczący wzrost słuchalności kosztem tych nadawców, którzy znaleźli się w multipleksach DAB+.
3. Na wyłączeniu analogowej radiofonii korzystają prywatni nadawcy z sąsiednich państw. Doskonałym przykładem może być czeska rozgłośnia Radio Helax, która emituje również polskie reklamy.
4. Wbrew przewidywaniom słuchacze nie kupują nowych odbiorników DAB+, słuchają muzyki z przenośnych odtwarzaczy i telefonów komórkowych. Oferta serwisów takich jak spotify może się okazać bardziej interesująca od muzyki prezentowanej w komercyjnych rozgłośniach, co jeszcze bardziej ograniczy zyski u nadawców.
5. Kierowcy nie wymieniają odbiorników radiowych, a na rynku pojawia się więcej transmitterów FM, również tych z wbudowanym odtwarzaczem.
6. Odpadają słuchacze, którzy korzystają z radia wbudowanego w telefon komórkowy. Telefony z wbudowanym odbiornikiem DAB+ stają się rzadkością, gdyż producenci telefonów stawiają na urządzenia uniwersalne. Odbiór radia w nowych telefonach komórkowych ogranicza się do radia internetowego (ten proces już trwa).
7. Słuchacze pozostają ze sprzętem który staje się bezużyteczny.
8. Cała infrastruktura nadawcza na FM-CCIR idzie do demontażu i sprzedaży bądź utylizacji. Jest to informacja która może zadowolić drobnych nadawców z innych państw europy, którzy poszukują taniego i sprawdzonego sprzętu.
9. Zakres 87,5-108MHz pozostaje pusty i przez lata nikt nie ma pomysłu jak go zagospodarować. Największym utrudnieniem jest mnogość transmitterów, obecność pirackich rozgłośni oraz sygnały z sąsiednich państw.
10. Agencje rządowe i nadawcy publiczni w komunikatach odwołują się do radia analogowego w zakresie FM-CCIR, jednak często brakuje odniesień do nadal istniejących stacji długofalowych czy średniofalowych. Można sądzić, że te stacje również przejdą proces cyfryzacji radiofonii.
11. Wyłączenie analogowej radiofonii może znacząco obniżyć bezpieczeństwo kraju w sytuacjach kryzysowych. Jeżeli zostaną wyłączone znaczące nadajniki długofalowe i ukf, mieszkańcy terenów objętych kataklizmem (np. powodzią, wichurą zrywającą linie energetyczne, trzęsieniem ziemii – aczkolwiek w naszym klimacie to rzadkość) a także wojną, zostaną odcięci od ważnego źródła informacji.
12. Nawigacje satelitarne korzystające z danych TMC w RDS nie będą już pobierały informacji o warunkach drogowych.
13. Będzie to powolny koniec DX-ingu w zakresie FM-CCIR. W latach 2007-2013 wyłączono znaczną część analogowych nadajników telewizyjnych w paśmie VHF-1, co prawie przyczyniło się do śmierci dx-ingu telewizyjnego w tym zakresie. Wyłączenie telewizji analogowej oraz radiofonii w zakresie FM-OIRT pozwoliło jednak na oczyszczenie pasm rządowych, komercyjnych i amatorskich z zakłóceń od sygnałów telewizyjnych i radiowych. W przypadku FM-CCIR prócz nielicznych już nadajników na kanałach 4 (84-92 MHz) oraz 5 (92-100 MHz) nie ma żadnej służby, która mogła by zyskać na wyłączeniu analogowego radia.

Co jeżeli Polski rząd zdecyduje się na przejście na cyfrowe nadawanie?

Jeżeli taka propozycja kiedykolwiek się pojawi, należało by najpierw zadać pytanie czy jest to opłacalne. Częstym problemem na który zwraca się uwagę jest tłok na UKF, który utrudnia koordynację nowych częstotliwości i powoduje zakłócenia w odbiorze już istniejących stacji. Według mojej opinii większość tych problemów można rozwiązać poprzez drobną korektę częstotliwości, mocy i kierunkowości, a jeżeli będzie to konieczne, także poprzez zmianę lokalizacji.

Kolejnym pytaniem które należało by zadać jest to, czy UKF i cyfrowe radio DAB+ mogą współistnieć? Jeżeli tak, to cała operacja “wyłączenia analogu” nie musi oznaczać absolutnego porzucania radiofonii w paśmie 87,5-108 MHz, a sposób wykorzystania tych zasobów postaram się opisać niżej:

Wdrażanie MUX-R1, MUX-R2 oraz MUX-R3

Wpisując w google wyrażenie “plany kanałowe DVB-T w Polsce” można natrafić na dokument zawierający rozpiskę dziewięciu pokryć DVB-T (link do dokumentu). Na wybranych stronach znajdują się mapki zawierające kanały telewizyjne przeznaczone dla poszczególnych multipleksów. Pierwsze cztery pokrycia na kanałach 21-60 zostały już rozdysponowane (czyli MUX1-MUX3 oraz TV Mobilna jako MUX4), siódme pokrycie, czyli kanały 61-69 zostało przekazane na wdrażanie sieci LTE w paśmie 800 MHz, a ósme pokrycie stanowi obecnie uruchamiany MUX8 na kanałach 6, 7, 8, 9 oraz 12).

Warto zwrócić uwagę na Załącznik 1 z trzema pokryciami dla cyfrowego radia DAB+. Stacje te mogą być uruchamiane na głównych obiektach nadawczych z dużymi mocami (10, max 20 kW erp). Moja propozycja polega na wykorzystaniu MUX-R1 oraz MUX-R2 na programy regionalne. O obecność w tych multipleksach mogą się starać rozgłośnie regionalne, bądź te, które chcą znacząco poszerzyć swój zasięg, zachowując przy tym okienka regionalne, programy informacyjne, czy reklamy. MUX-R3 jest obecnym multipleksem Polskiego Radia.

Wdrażanie MUX-R4, MUX-R5 oraz MUX-R6

Do uruchomienia kolejnych trzech multipleksów wymagane jest przekazanie pod radiodyfuzję zakresu 230-240 MHz, czyli uwolnienie kanałów 13A-13F. Na dwóch kanałach (przykładowo 13C oraz 13D) można uruchomić dwa ogólnokrajowe multipleksy na wzór kanału 5C w Niemczech lub 11A oraz 12B w Wielkiej Brytanii. Te multipleksy były by przeznaczone dla nadawców komercyjnych takich jak RMF FM, Radio Zet, Radio Maryja, Tok FM oraz na dodatkowe programy (na przykład RMF Classic, Zet Chilli, Antyradio, Eska Rock).

Pozostałe cztery kanały (plus kanały koordynowane w zakresie 5A-12D jeżeli było by to konieczne) zostały by użyte do budowy małych regionalnych pokryć. Takie pokrycia dzieliły by województwa na kilka części i były by dopasowane pod lokalne rynki radiowe. W ramach MUX-R6 mogły by występować rozgłośnie takie jak np. RMF Maxxx, Eska, Złote Przeboje, Radio Wawa oraz inne sieci lokalne i regionalne, które kierują swój program do wybranych miast i obszarów.

Co zrobić z UKF-FM?

Propozycja zakłada podzielenie zakresu 87,5-108 MHz na trzy części.

1. 87,5-88,0 – Stacje automatyczne instalowane wzdłuż głównych dróg i autostrad do informowania o sytuacji na drogach, również poprzez transmisję danych TMC w RDS.
2. 88,0-100,0 – “Wolne rozgłośnie” czyli stacje licencjonowane ale nie koncesjonowane o mocy do 10 W erp. Uzyskanie pozwolenia było by poprzedzone wpłatą w wysokości np. 100-500zł i zdaniem testu zawierającego pytania na temat użytkowania takiej stacji, parametrów emisji i innych wymagań, podobnie jak w przypadku egzaminu na krótkofalowca. Taki schemat znacząco by ograniczył liczbę chętnych do prawdziwych pasjonatów radiofonii. Więcej na temat LPFM tutaj.

   Proponowane wymagania i możliwości:

   • Pozwolenie można otrzymać tylko jedno. Blokuje to możliwość handlu pozwoleniami.
   • W ramach jednego pozwolenia można uruchomić tylko jedną stację.
   • Obecność RDS i umieszczenie kodu z pozwolenia w PS lub RT, by zapobiec powstawaniu “gimnazjalnych”, “legalnych” rozgłośni.
   • Takie rozgłośnie mogą działać komercyjnie.
   • Osoba z pozwoleniem amatorskim nie musi się starać o dodatkowe pozwolenie, podlega pod te same wymogi, w RDS umieszcza swój znak.
3. 100,0-108,0 – Utrzymanie rozgłośni regionalnych Polskiego Radia na częstotliwościach genewskich w celu zapewnienia komunikacji w sytuacjach kryzysowych. Wolna przestrzeń pod rozgłośnie lokalne, które z różnych powodów nie mogły się znaleźć w cyfrowym radiu DAB+. Emisje okazjonalne na przykładzie ŚDM2016. Dodatkowym przeznaczeniem tego zakresu jest zapobieganie wchodzenia “wolnych rozgłośni” na airband (108-137 MHz).

Podane rozwiązania w mojej opinii mogły by się przyczynić do pogodzenia cyfrowego radia DAB+ z radiem analogowym, łącząc zalety jednego i drugiego. Przeznaczenie części pasma FM-CCIR pod małe licencjonowane rozgłośnie pozwoliło by na otwarcie rynku radiowego na nowych, przyszłych nadawców. Osobiście wątpię w to, czy takie propozycje kiedykolwiek zostaną wprowadzone. Celem nadrzędnym przy pisaniu tego artykułu jest próba udowodnienia, że przy tym całym cyfrowym szaleństwie jest miejsce na analogową radiofonię. Jeżeli radiofonia ta nie może być budowana w oparciu o wielkie sieci radiowe, niech będzie budowana na małych rozgłośniach tworzonych przez pasjonatów oraz w wierze, że jest to ważne dla zachowania bezpieczeństwa publicznego.

Mam nadzieję, że zastosowanie w Polsce takiego podziału mogło by się przełożyć na wdrożenie podobnego schematu w tych krajach, które decydują się na wyłączenie radia analogowego. Jeżeli w tym artykule znajdują się jakieś błędy lub przeinaczenia, to proszę o poprawienie, a w komentarzach o spokojną dyskusję na ten temat.

Źródła: rmf24.pl, radio.no, worlddab.org, wykaz mwlist.org, epra.org, radiotoday.co.uk, radioworld.com, satkurier.pl, satkurier.pl, bbc.com.

---

Aktualizacja 13.02.2017: Treść artykułu została umieszczona za moją zgodą w serwisie satkurier.pl.