Vzhledem k tomu, že většina digitálních sítí je již alespoň zčásti zaplněna, je čas se podívat na to, jak jednotliví operátoři koncipují své sítě. Vracíme se také k ožehavému tématu kvality poslechu a datových toků. Není to jednoduché a názorů je na to spousta. Bohužel hodně rádoby odborníků srovnává pouze datové toky s kódováním mp3 a neuvědomují si, že DAB+ používá novou generaci kódování.

Tento článek je také reakcí na diskusi, která vznikla po únorovém článku „Je datový tok u DAB+ jediným kritériem kvality poslechu?“. Jeden čtenář například správně upozornil, že zobrazené datové toky neodpovídají skutečným datovým tokům vlastního audia, protože zahrnují celou službu včetně doplňkových dat. S velkým nesouhlasem se setkalo srovnávání s teoretickými grafy EBU a poslechovým testem na jakémsi „chrochtadle“. Dále v článku se k těmto testům vracíme a uvádíme zdroj, který je možno si podrobně pročíst, jaké metody testování byly použity. Ale nejdříve se podívejme na obecné srovnání existujících třech platforem rozhlasového vysílání: analogového FM, digitálních DAB a internetového streamování.

Jaké výhody přináší DAB+?

Pokud jste v dosahu vysílání, můžete poslouchat svou oblíbenou stanici, aniž by vás rušil statický šum FM příjmu, což je jedna z hlavních výhod DAB rádia, což i jeden z diskutujících zmínil. Samozřejmě, pokud jste však mimo dosah vysílače, nepřijímáte vůbec nic – žádnou hudbu, žádný zvuk, ale ani žádný statický šum.

Protože DAB+ pokrývá mnohem širší frekvenční pásmo než FM, nabízí větší škálu stanic. Tato rozmanitost je ještě umocněna tím, že ke každé frekvenci v digitální sféře lze přiřadit více než jednu stanici, takže jeden kanál může nabízet několik rozhlasových programů. Dnes je možno naladit, dle oblasti, vyšší desítky programů, jak jsme se o tom přesvědčili při našich cestách.

Není možné ani nezmínit Internetové rádio, které samozřejmě nabízí ještě větší výběr. Avšak: DAB+ je bezpečnější variantou v řídce osídlených oblastech s nespolehlivým příjmem internetu. Kromě toho je DAB rádio lepší volbou pro poslech rádia za jízdy, protože ve volném terénu je obvykle spolehlivější a aukce kmitočtů stanovila pro operátory podmínky pro pokrytí naší dálniční sítě. Abyste mohli přijímat internetové rádio, potřebujete také data, a pokud nemáte paušál, může to vést k vysokým nákladům velmi rychle, zatímco DAB funguje offline a nepovede to k žádným neočekávaným dodatečným nákladům.

Co nám naznačují parametry jednotlivých stanic.

V závislosti na požadavcích provozovatele vysílání (pokrytí sítě, kvalita příjmu) je úroveň ochrany proti chybám nastavitelná pro každou službu nezávisle, společně s typem kódování. V souladu s tím se dostupná přenosová rychlost pro vysílací služby celého multiplexu pohybuje mezi přibližně 1,7 Mbit/s a 0,6 Mbit/s. Služby mohou obsahovat zvuk, video nebo data a data mohou, ale nemusí souviset se zvukovým programem. Počet a bitová rychlost každé jednotlivé stanice je flexibilní a přijímače jsou schopny dekódovat několik komponent nebo služeb současně.

Z přehledných tabulek, které jsme zveřejnili v minulých článcích vidíme, že stanice používají vlastně všechny možné kombinace parametrů. Podívejme na jejich vliv

Úroveň ochrany/zabezpečení (Protection level) a počty programů

Existují dvě možné možnosti ochrany EEP (Equal Error Protection), nejběžnější možností EEP je varianta A, která má dílčí kanály v násobcích 8 kbit/s a nabízí maximální flexibilitu v segmentaci pro poskytovatele služeb. Naproti tomu zřídka používaná varianta B má dílčí kanály v násobcích 32 kbit/s. Pro každou z nich jsou definovány čtyři různé úrovně ochrany, což vede celkem k osmi kombinacím, při tom úroveň 1 poskytuje nejsilnější ochranu, nejmenší datovou kapacitu a nejširší pokrytí. Za základní míru zabezpečení se považuje EEP 3A, kdy je kódový poměr mezi užitečnými daty a kontrolními daty ½, a maximální počet kanálů, resp. stanic v jednom multiplexu je při 64 kbit/s dvojnásobný (18 oproti 9 při úrovni 1A).

Pokud vyjdeme z údajů serveru dabplus.cz používá zabezpečení 1A operátor Fiera Touch se základním kodekem MPEG-4 AAC-LC a datovým tokem celé služby 96 kbit/s.  Jeho Regionální síť 3 je dnes vlastně zcela zaplněna. Obdobně větší dosah pokrytí a s tím i lepší příjem za pohybu preferuje společnost Teleko digital v Regionální síti 6. Stejné nastavení u programů Proglas a Radio 7 zachovává i společnost RTI cz v celoplošném multiplexu C, zatím co ostatní programy jsou s úrovní ochrany 3A.

Většinově je používána EEP 2A, která se osvědčila Českému rozhlasu, který i s menšími vykrývacími vysílači dosáhl pokrytí téměř 90 % obyvatelstva. Vzhledem k omezenému počtu programů jsou jeho 3 regionální programy šířeny společnostmi Teleko digital a RTI cz.

Kodeky a jejich vliv na kvalitu

Základním kodekem pro DAB+ je AAC-LC (Advanced Audio Codec- Low Complexity), který byl vyvinut v rámci skupiny MPEG-4. U tohoto kodeku je obecně pro transparentní zvukovou kvalitu považována bitová rychlost 128 kbit/s, kterou s tímto kodekem používá u svého jednoho programu DAB Test HQ společnost Joe Media v Regionální síti 14 (COLOR DAB+ PHA). Současně s ním je v multiplexu zařazen program DAB Test LQ s datovou rychlostí 64 kbit/s, avšak s odlišným obsahem, takže je těžké vyhodnotit, zda kvalita HQ je lepší než u programu LQ.

Ve zmíněné diskusi čtenář jako příklad nepoužitelných 48 kbit/s v HE AAC v2 odkázal na video na YouTube, která však srovnává různé kompresní formáty se stejnou bitovou rychlostí s bezeztrátovým formátem wav. Pro ilustraci, i zabraného frekvenčního rozsahu u různých formátů, si jej můžete přehrát (ale přes reproduktory počítače rozdíl neuslyšíte).

Stačí se podívat jen na několik úvodních sekvencí, další jsou o výrazně nižších datových tocích než 64 kbit/s.

Pro zvýšení účinnosti byl základní kodek MPEG-4 AAC rozšířen o další profily HE (High efficiency), HE-AAC v1 (označovaný také jako aacPlus v1) a HE-AAC v2 (označovaný také jako aacPlus v2).

První z nich pro zvýšení účinnosti používá technologii replikace spektrálního pásma SBR, která vychází z toho, že spektrum vyšších kmitočtů je nahrazováno samostatně kódovanou obalovou křivkou o velikosti 1-3 kbit/s, což je výrazně nižší hodnota, než by byla potřebná pro kódování vysokého pásma pomocí jakéhokoli konvenčního kódovacího algoritmu.

Druhé zvýšení účinnosti se získá tzv. parametrickým stereem (PS). Zatímco SBR využívá možnosti přenosu pouze parametrů vysokého pásma, základní myšlenkou PS je přenést pouze parametry stereo charakteristických prvků audio signálu, jako je „prostor“, „prostředí“ nebo „čas/fázové rozdíly“ stereo kanálů.

Srovnávací graf vnímavosti kvality na datovém toku je podle testů německého Institutu IRT a technické zprávy EBU uveden níže.

Srovnání kvality přeneseného audia pro rodinu kodeků AAC v závislosti na bitové rychlosti podle poslechových testů IRT

Z uvedených grafů je možno odečíst při jakém druhu použitého kodeku dojde k nejmenší ztrátě kvality přenosem. Nejnižší datová rychlost (40 kbit/s) v komerčních sítích je po 3 programech celoplošné síti B a regionální 15 operátora CDG, při tom 2 programy jsou mono. Zde je však nutno ještě upozornit, že 40 kbit/s je celkový datový tok, vlastní audio bude ještě o 5–10 % nižší. Ty totiž zabírají doplňkové datové služby, jak nás čtenář upozornil.

Dá se rozpoznat kvalita s různým datovým tokem?

Některé stanice jsou zastoupeny ve dvou sítích a s různými datovými toky. Ze středočeské oblasti jsme našli takových stanic šest. Jsou v následující tabulce.

Tabulka dvojic stanic s různými datovými toky ve středočeských DAB+ sítích

Byli jsme zvědaví, zda rozdíly v poslechové kvalitě se projeví u extrémních rozdílů datových toků stanic Radio 1 nebo Clasic Praha. Na přenosném přijímači, který jsme používali na našich cestách tento extrémní rozdíl jsme poslechem nevnímali, a to ani přes připojená sluchátka. Ani u stanice Clasic, kde je tento rozdíl ještě výraznější a podle grafu by měl být slyšet, u přenosného přijímače žádný rozdíl v kvalitě nebyl patrný. Jiná situace však nastala, když jsme v podstatě DAB+ tuner Digitradio 1S připojili přes zesilovač aktivní reprosoustavy 2+1. Rozdíl v kvalitě byl slyšet a podobně tomu bylo i u Radia 1, což odpovídá teoretickým křivkám.

Takže ano, kvalita se dá rozpoznat, ale rozhodující roli hraje druh reprodukční soustavy. A vzhledem k tomu, že jen málo rádií na trhu by mohlo být označováno jako HiFi, je přesto dobře, že některé sítě upřednostňují vyšší datové toky pro audiofily, zatímco multiplexy s mnoha stanicemi seznámí běžného posluchače informacemi o každodenních událostech a se situací na naších dálnicích.

Další faktory ovlivňující kvalitu

Při tom je dobré si uvědomit, že zmíněné faktory úroveň ochrany EEP, použité verze kodeků jsou vlastně poslední fází, kterou ovlivňuje provozovatel sítě. Podstatný je celý řetězec, který začíná kvalitní nahrávkou (nejlépe v nekomprimovaném formátu wav) v odbavovací režii stanice, nastavení výstupního procesoru a následnou dopravou modulace do headendu multiplexu.

Dnes je vysílací řetězec již kompletně digitalizován a automatizován. V případě, že rozhlasová stanice odehraje nahrávku v mp3 (128-320 kbit/s), prošla již tato nahrávka kompresí a zvuková kvalita se již snížila. Následný processing na výstupu studia může opět ovlivnit další kvalitu nahrávky (např. procesorem zvýraznit frekvence, které již byly ořezány komprimací do mp3) a následuje např. audio kodek pro dopravu modulace, který zakóduje signál a následně rozkóduje, např. u operátora. což může také ovlivnit výslednou kvalitu poslechu.

Pro dopravu modulace k multiplexu je to o tom nepoužívat streamy internetových rádií nebo ze satelitu, jak se někdy dělo v době dočasných sítí. Dnes již existuje řada kodeků pro kvalitní a bezztrátovou dopravu modulace a volba kvalitní linky s dostatečnou šířkou pásma je pak zárukou toho, že kvalitní signál v multiplexu umožní vysílání i s nižším datovým tokem a běžný posluchač nic nepozná.

A ještě z ohlasu čtenářů

Spousta lidí poslouchá rádio jako kulisu doma, v práci nebo v autě a priorita je, že program nevypadává a nešumí, což nám čtenář potvrdil u stanice Radiožurnál, kdy jel z Plzně na dovolenou k Ostravě a rádio hrálo celou cestu bez výpadku a jestli poslouchá 40 nebo 96 kbit/s mu bylo úplně jedno.

Při jiné příležitosti měl možnost porovnávat datové toky 48 kbit/s HE-AAC2 a 128 kbit/s AAC-LC při běžném poslechu v autě po dálnici skoro neměl šanci poznat rozdíl, snad jen proto, že věděl, co poslouchá. Pouze při zvýšení hlasitosti nad běžnou úroveň byl rozdíl slyšitelný s lepší dynamikou a lepším stereem.

Úvodní foto: Václav Udatný: DAB+ anténní systémy v Ládví (Broadcast Services a GG Omikron)

Štítky