Medianet Vlaanderen 10 mei 2016

Inhoud

Waarom digitale radio?

Waarom DAB+?

Technologie achter DAB+

Conclusies

Waarom digitale radio?

Het analoge tijdperk is voorbij

• Muziek

• Video

• Televisie

• Radio

FM heeft onvoldoende kwaliteit

• De FM band is verzadigd – Capaciteit => maximaal 8 landelijke netten in Vlaanderen

– Geen mogelijkheid voor nieuwe initiatieven

– Storingsproblematiek Vlaanderen/Wallonië

• Geen mogelijkheden voor innovatieve toepassingen – RDS was de laatste innovatie bij FM

• Slechte audiokwaliteit – Beperkte audiobandbreedte (15 kHz)

– Zeer ruisgevoelig

– Niet geschikt voor draagbare of mobiele ontvangst

FM ruisgevoelig

Source: Lawrence Der, Ph.D., Silicon Laboratories Inc.

Bij sterk signaal SNR ~60 dB

Ontvanger naar mono

Ontvanger mute om ruis minder te

horen

• FM niet bestand tegen Multipath ontvangst

FM niet geschikt voor mobiele of draagbare ontvangst

• FM niet bestand tegen Multipath ontvangst

FM niet geschikt voor mobiele of draagbare ontvangst

Verschil in weglengte een halve golflengte => radiogolven heffen elkaar op:

“antigeluid”

• FM niet bestand tegen Multipath ontvangst

FM niet geschikt voor mobiele of draagbare ontvangst

Source: BBC White paper WHP 184

Reflecties van enkele µsec veroorzaken tot 20%

harmonische vervorming

Dus: waarom digitale radio?

Omdat FM geen volwaardig alternatief meer is.

Waarom DAB+?

Zijn er geen betere digitale alternatieven?

Radio Facts

• Radio is gratis voor luisteraars • Radio is mobiel / draadloos • “Radio has to be where the users are” • Radio biedt ruim en divers aanbod • Radio is een massamedium • Radio is een primaire bron van informatie • Radio moet altijd blijven werken, ook in

noodscenario’s • Het analoge tijdperk is voorbij

Internetradio als alternatief?

Via kabel / DSL & WIFI Hotspots – Perceptie voor de gebruiker: gratis – deel van flat fee

abonnement

– Zeer ruim aanbod

– Maar:

• Geen mobiliteit!!!

• Geen broadcast model maar one-to-one.

– Schaalbaarheid ? => verzadiging van backbone

– Zullen de internet operatoren alle capaciteit kosten blijven slikken ?

– Zullen de omroepen de streaming/capaciteit kosten van de verschilende operatoren willen betalen ?

Internetradio als alternatief?

• Via Mobiele 3G/4G netwerken – Mobiel en draadloos

– Zeer ruim aanbod

– Maar:

• 4G datatrafiek is alles behalve gratis

• Cellulaire netwerken niet geschikt voor lineaire broadcasting

– Hoge data trafiek – ontbetaalbaar voor telecom operatoren

– Kosten identiek voor elke operator ( maal 3 )

– Mobiele netwerken verzadigen bij piekverbruik!!!

• Via Mobiele 3G/4G netwerken – Mobiel en draadloos

– Zeer ruim aanbod

– Maar:

• 4G datatrafiek is alles behalve gratis

• Cellulaire netwerken niet geschikt voor lineaire broadcasting

– Hoge data trafiek – ontbetaalbaar voor telecom operatoren

– Kosten identiek voor elke operator ( maal 3 )

– Mobiele netwerken verzadigen bij piekverbruik!!!

Internetradio als alternatief?

Alternatieven in Broadcasting radio?

Broadcasting = one-to-many

• HDRadio (in VS): – Digitale radio in de FM-band – Werkt goed in 200 kHz frequentieraster – Niet bruikbaar in Europa (100 kHz frequentieraster)

• Satelliet radio – Niet geschikt voor stedelijke gebieden – Hoofdzakelijk subscription based pay radio in VS

• DRM+ – Uitbreiding van DRM (middengolf) naar FM-band – Norm bestaat – Wordt nergens gebruikt – FM band is verzadigd – Geen enkele ontvanger beschikbaar op de markt

DAB+ • Europese standaard • Free to air

– Gratis voor de gebruiker

• Broadcast technologie: one-to-many – De gegevens worden maar één keer uitgezonden – Geen verzadiging bij grote hoeveelheden

• Draadloos en mobiel • Beschikbaar naast FM • Biedt ruimte voor extra radiokanalen • Biedt mogelijkheden voor innovatie

– Bv. enriched radio (slideshows, additionele data, betere verkeersinformatie via TPEG, …)

DAB+

• DAB(+): – Free to air

• Gratis voor de gebruiker

– Broadcast technologie: one-to-many • De gegevens worden maar één keer uitgezonden • Geen verzadiging bij grote hoeveelheden

– Draadloos en mobiel – Beschikbaar naast FM – Biedt ruimte voor extra radiokanalen – Biedt mogelijkheden voor innovatie

• Bv. enriched radio (slideshows, additionele data, betere verkeersinformatie via TPEG, …)

Dus: waarom DAB+?

Omdat DAB(+) is het enige gratis en schaalbare

digitale alternatief is voor broadcast.

Technologie achter DAB+

Hoe garandeert DAB+ dat de beloftes ingevuld worden?

• Herinner het probleem van multipath ontvangst

Technologie: COFDM

Verschil in weglengte een halve golflengte => radiogolven heffen elkaar op:

“antigeluid”

• Bruto debiet van DAB en DAB+: 3 Mbps

• Serieel uitzenden => 1 bit = 0,33 µs

• Radiogolven hebben snelheid van 300.000 km/s

• “Lengte van 1 bit” is 100 meter

Multipath bij digitale uitzendingen

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1

• Weglengteverschil 10 meter => 10% overlap

• Reflecties => Intersymboolinterferentie

Multipath bij digitale uitzendingen

Oplossing DAB+: OFDM

• Spreiden van data over 1536 parallelle dragers • DQPSK modulatie => 2 bit/symbool • Spectrum:

• Elke drager transporteert dan nog: – 3 Mbps /1536/2 = 1000 symbolen/sec

• Debiet per carrier 1000 symbolen/s • 1 symbool = 1 ms • Radiogolven hebben snelheid van 300.000 km/s

• Lengte van 1 symbool is 300 km • Zo vertrekken er 1536 in parallel

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

300 km

Multipath bij digitale uitzendingen

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

• Alle zenders zenden synchroon uit • Zenders staan op 60-80 km uit elkaar • Neem als voorbeeld ontvangst in Vilvoorde

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

TX SPL

TX BSL

15km VILVOORDE

• Zender BSL komt iets vroeger aan – 15 km dichterbij • Op gegeven ogenblik ontvang ik in Vilvoorde het oranje

symbool vanuit BSL, en nog het rode vanuit SPL

Guard interval voor SFN

• Oplossing: – Maak elk symbool wat langer

– DAB ontvanger “wacht” een tijdje

– Na de wachttijd ontvangt de ontvanger van beide zenders het zelfde symbool

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 TX SPL

TX BSL

DAB ontvanger wacht

• Guard interval is ¼ => kan vertraging opvangen van 300/4 = 75 km

• Wachttijd is verlies aan capaciteit => 20%

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

20% capaciteitsverlies Nog 2,46 Mbps over

Guard interval voor SFN

Voordelen van SFN voor digitale radio DAB(+)

Overlap zorgt voor

versterking van het netwerk

Alle zenders werken in SFN

op dezelfde frequentie

Als een extra zender nodig is om

stedelijke ontvangst te versterken kan dat

op dezelfde frequentie

Spectrum en energie-efficiënt

• Foutcorrectie nodig: Coded OFDM – Aangeraden voor mobiele ontvangst: FEC 1/2

Netto capaciteit DAB+ multiplex: 1,23 Mbps

Signaal aan de zender Wat de DAB+ radio ontvangt

Van OFDM naar COFDM

Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex

• DAB+ = broadcast medium => one to many

• Robuuste modulatie – Bestand tegen multipad

– Robuuste foutcodering

– Mogelijkheid tot SFN’s voor homogene dekking

Conclusie technologie: COFDM

De beste technologie voor mobiele multimedia broadcast

Twee vragen:

• Wat is er mogelijk in DAB+

• Is DAB+ future proof?

Technologie: Opbouw van een DAB(+) multiplex

DAB fysische laag

OFDM

• Fysische laag = OFDM

DAB servicestructuur

1,15 Mbps Audio en data

96 kbps Service

Physical layer

DAB servicestructuur

• Maakt abstractie tussen – “kanalen” – Diensten – Audio- en datacomponenten

• Legt de basis:

– Om diensten te creëren bestaande uit (meerdere) audio- en datacomponenten

– Om in de toekomst uit te breiden met nieuwe applicaties

DAB system protocol stack: 1995

Emergency Warning System

DAB system protocol stack: evolutie

Multimedia Object Transfer Protocol Met daarboven genormeerde datatoepassingen

DAB system protocol stack: evolutie

Extra foutcorrectie voor dataservices

DAB system protocol stack: evolutie

TPEG

DAB system protocol stack: evolutie

IP services

DAB system protocol stack: evolutie

DMB

DAB system protocol stack: evolutie

DAB+

DAB system protocol stack: toekomst

Geen enkele beperking om hier nieuwe applicaties aan toe te

voegen

Conclusies DAB+

Conclusies • DAB(+) is hét basisplatform voor gratis lineaire

digitale radio – Technologisch een sterk platform

– Future proof

– Ontvangers zijn beschikbaar

– Broadcast technologie – werkt altijd – ook bij piekbelasting

– Geen retourkanaal

• DAB+ en 4G/internet zijn complementaire platformen – 4G/internet is het basisplatform voor “on demand” radio services

– 4G/internet kan het retourkanaal leveren voor interactieve applicaties

– 4G/Internet is geen volwaardig alternatief voor een broadcast kanaal

FM DAB(+) internet 4G

technologie Analoog Digitaal Digitaal Digitaal

Landelijke radio’s 8 27 - -

Saturatie verzadigd 18 vrij - -

Toekomst Shutdown ? Future Proof

Future Proof

Future Proof

Mobiel Ja Ja Nee Ja

Schaalbaar Ja Ja Verzadigt Verzadigt

Subscription Free Free Flat fee €€

Haalbaarheid Lineaire radio

- Ja Nee Nee

Haalbaarheid On demand radio

- Nee Ja Ja €€

Conclusies

Vragen?