Digital Audio Broadcasting

DAB, DAB+, DMB wereldwijd

Digital Audio Broadcasting (DAB) is een Europees systeem dat sinds 1993 gedigitaliseerde radiouitzendingen mogelijk maakt, als alternatief voor analoge radiosignalen.

DAB maakt een storingsvrije ontvangst mogelijk, waarbij ook meer zenders een etherfrequentie geboden kan worden. Dit kan een oplossing bieden voor de huidige capaciteitsproblemen op de FM-band. Bovendien is het mogelijk om tijdens de uitzendingen meer randinformatie door te sturen en (voor de luisteraars) de radioreclames weg te filteren.

Een nadeel van DAB is echter wel dat de luisteraar de digitale radioprogramma's alleen kan ontvangen met een speciaal, duurder, DAB-radiotoestel. Massaproductie moet de prijs gaan drukken, maar huidige ontvangers zijn nog duurder dan analoge ontvangers. Op termijn zou DAB de uitzendingen van de FM-band moeten vervangen.

In Nederland is momenteel alleen de publieke omroep via DAB te beluisteren, maar uiterlijk in 2013 starten de DAB+ uitzendingen van landelijke commerciële radiostations. Ook in België zenden alleen de openbare omroepen VRT, RTBF en BRF uit.

Geschiedenis

DAB is in ontwikkeling sinds 1981 aan het Institut für Rundfunktechnik (IRT). In 1985 werden de eerste DAB-demonstraties gehouden op het WARC-ORB in Genève en in 1988 werden de eerste DAB-transmissies uitgevoerd in Duitsland. Latere versies van DAB (of Eureka-147) werden ontwikkeld als een onderzoeksproject van de Europese Unie (Eureke Project nummer EU147), welke gestart is in 1987 als initiatief van een consortium samengesteld in 1986. De MP2 (MPEG-1 Layer-2) audiocodering is ontwikkeld als deel van het EU147-project. DAB was de eerste standaard gebaseerd op de modulatietechniek orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) en is sindsdien een van de meest populaire transmissieprotocollen geworden voor moderne breedband digitale communicatie systemen.

DAB technologie

De belangrijkste technologieën waarvan DAB gebruikmaakt zijn MPEG1, Layer 2, COFDM en Unequal Error Protection (UEP).

Verschillende radiozenders worden gebundeld in één multiplex en samen uitgezonden op één frequentie. De radio ontvanger splitst dit signaal weer op in de verschillende stations.

DAB werkt bovendien met een 'Single-Frequency Network' waardoor meerdere zendantennes in een land dezelfde frequentie gebruiken voor de zelfde multiplex zonder last te hebben van interferentie bij overlappende signalen. Bij FM moeten sommige regio's bepaalde frequenties vrij houden omdat een zender in een naburige regio deze al gebruikt. Bij DAB is overlappende ontvangst juist een voordeel. Een radio kan zwak signaal van meerdere verschillende zendantennes ontvangen en daar een beter signaal uit samenstellen.

DAB+ technologie

Na de ervaringen en kritiek op de oorspronkelijke versie van DAB in de pionier landen is in 2005 de Technical Committee van WorldDMB gevraagd te gaan studeren op verbeteringen. Een opgewaardeerde versie, met de naam DAB+, is door WorldDMB (vaststeller van DAB standaarden) in 2007 gepubliceerd. De basis is onveranderd, er wordt nog steeds gebruik gemaakt van multiplexen en een Single-Fequency Network maar in plaats van MPEG1, Layer 2, wordt gebruik maakt van de MPEG 4/AAC+-codering, ook bekend als HE-AAC, waardoor op veel lagere bitrates al een goede geluidskwaliteit gehaald kan worden. Daarnaast is de foutcorrectie dankzij het gebruik van Reed-Solomon verbeterd zodat ook bij mindere ontvangst een betere geluidskwaliteit gegarandeerd kan worden. Door de fors hogere efficiëntie van AAC+ kunnen aanzienlijk meer radiozenders gebruik maken van dezelfde frequentieruimte in vergelijking met de oude DAB standaard. Praktijktests in Australië suggereren dat DAB+ ongeveer drie maal zo efficiënt is als DAB.

Oudere DAB-ontvangers zijn niet in staat om DAB+ te decoderen, nieuwe DAB+ontvangers kunnen beide standaarden aan. Hierdoor zal de oude DAB-standaard in het Verenigd Koninkrijk en Denemarken, waar al relatief veel DAB-ontvangers verkocht zijn, niet snel door DAB+ vervangen worden. Landen waarin DAB tot nu toe niet of zeer beperkt is ingevoerd en waar dus weinig ontvangers zijn verkocht, zullen bij de (her)invoering direct DAB+ gaan gebruiken. DAB+ is inmiddels in onder andere Australië, Duitsland, Italië, Malta en Zwitserland in gebruik genomen. In onder andere België, Maleisië, Polen en Zweden lopen DAB+ proefprojecten. In onder andere Denemarken en Hongkong zijn migratietrajecten van DAB naar DAB+ gestart.

Een migratie van DAB naar DAB+ is betrekkelijk eenvoudig. Bestaande DAB infrastructuur is te gebruiken voor DAB+ uitzendingen en DAB+ en DAB stations kunnen naast elkaar worden uitgezonden. Oudere DAB radio’s negeren het DAB+ signaal, modernere radio’s die beide kunnen ontvangen zullen de voorkeur geven aan het DAB+ signaal. In sommige landen worden dezelfde zenders daarom in zowel DAB (voor luisteraars met oudere ontvangers) als DAB+ (in hogere kwaliteit) uitgezonden.

Geluidskwaliteit

Bij DAB wordt op 48 kHz bemonsterd stereogeluid gecomprimeerd volgens MPEG1, Layer 2, in de volksmond MP2 Audio genoemd. Een andere naam voor de techniek is Musicam. De gebruikte bitsnelheid voor DAB is doorgaans 128 kbps, maar hogere bitsnelheden zijn mogelijk; incidenteel komt men 160- en 192 kbps-uitzendingen tegen. MP2 Audio op 128 kbps kan een sterk hoorbaar kwaliteitsverlies ten opzichte van ongecomprimeerd geluid veroorzaken.

De analoge FM-band heeft een frequentiebereik van 0-15 kHz. De frequentiemodulatie onderdrukt stoorsignalen; FM is normaal gesproken ruisvrij waardoor het geluid vrijwel verliesvrij overgebracht wordt. Nadeel van FM is dat tonen hoger dan 15 kHz door FM worden verwijderd en ontbreken. Jongere mensen, die signalen boven de 15 kHz kunnen horen, ervaren dit als een kwaliteitsverlies. Bij MP2 Audio zijn deze tonen door de hoge bemonsteringsfrequentie wel aanwezig, wat het vergelijken van de geluidskwaliteit van FM en DAB daardoor moeilijk maakt. FM heeft vergeleken met een 128 kbps datastroom duidelijk minder vervorming en kan hierom als beter beschouwd worden, maar als men bijvoorbeeld muziek luistert waar relatief veel hoge tonen in komen, dan valt DAB te verkiezen. Zeker is dat de veelgebruikte 128 kbps bitsnelheid onvoldoende is om de veelvuldig beloofde CD-kwaliteit waar te maken. Bij hogere bitsnelheden wordt de geluidskwaliteit op reguliere ontvangers (niet-Hifi) transparant met een CD-opname.

FM haalt in de ether bij voldoende ontvangst een signaal-ruisverhouding van ongeveer 50 dB, als de ontvanger vlak bij de zender staat is meer dan 80dB haalbaar. Een CD-opname haalt zo'n 90 dB. DAB haalt de 10 dB nog niet, maar dit komt voornamelijk omdat weggelaten tonen wel meetellen in de signaal-/ruisverhouding, maar volgens het psychoakoestische model waarop de compressie gebaseerd is gemaskeerd zijn door andere tonen. Overigens wordt de kwaliteit van popstations doorgaans meer beperkt door de extreme dynamiekcompressie die in de studio wordt toegepast dan door de mogelijkheden van de gebruikte zendtechniek. Dynamiekcompressie is het kunstmatig verkleinen van het verschil tussen harde en zachte passages, niet te verwarren met datacompressietechnieken zoals MPEG 1 laag 2.

Moderne compressietechnieken bieden aanzienlijk betere geluidskwaliteit dan MP2 Audio op 128 kbps. De reden dat DAB gebruik maakt van een achterhaalde compressietechniek schuilt in de leeftijd van de techniek, toen DAB in 1993 gelanceerd werd was er niet veel beters beschikbaar. Daarnaast is er minder rekenkracht nodig om MP2 Audio te decoderen, wat zowel de prijs als de energiebehoefte van de ontvangers ten goede komt. Ook speelt mee dat MP2 Audio licentievrij kan worden gebruikt in zowel encoders als decoders en beter bestand is tegen fouten bij de ontvangst (met andere woorden: geeft minder hoorbare storing).

Tijdens het ontwikkelen van de DAB+ standaard is gekozen voor een forse sprong voorwaarts ten opzichte van MPEG 1, Layer 2 (MP2) en MPEG1, Layer 3 (MP3) met de keuze voor een sub-variant van de moderne MPEG4/AAC standaard. HE-AACv2, ook wel AAC+ genoemd, is een onderdeel van de AAC familie die speciaal is geoptimaliseerd voor muziek met een hoge geluidskwaliteit bij lage (<96kbps) bitrates.

Bij gestandaardiseerde dubbelblinde MUSHRA luistertests van de European Broadcasting Union (EBU) gaf het luisterpanel HE-AAC op 48kbps een waardering van “Good to Excellent” en op 64kbps een waardering “Excellent”. In de praktijk wordt er in landen die DAB+ gebruiken voor spraak veelal gekozen voor 48kbps, en voor muziek 64kbps of 96kbps.

De nieuwe vergunningen voor digitale radio die in 2011 zijn uitgegeven bevatten een kwaliteitsnorm zodat een geluidskwaliteit ten minste gelijk aan of beter dan FM gewaarborgd zal zijn. De Minister schrijft: "Een geluidskwaliteit die ten minste vergelijkbaar is met de geluidskwaliteit die kan worden behaald met een MPEG2 192 kb/s of AAC+ 48 kb/s stereo-uitzending". De vergunning vereist geluidskwaliteit als criterium en niet bitrate zodat bijvoorbeeld het uitzenden van een 64 kb/s MP3 stream via een 48 kb/s AAC+ kanaal niet als voldoende wordt beschouwd. Een 64 kb/s MP3 stream zal immers aanzienlijk slechter klinken dan een 48 kb/s AAC+ stream.

Frequenties

Er zijn in Europa twee banden gedefiniëerd voor DAB-uitzendingen:

• TV-band III (174–240 MHz) (VHF)
• L-Band (1452–1492 MHz) (UHF)

In Nederland en België wordt momenteel alleen in band III uitgezonden, maar er zijn in Nederland tests geweest in de L-band.

In de TV-band III is er normaal gezien plaats voor 8 analoge TV-kanalen, nl. kanaal 5-12. Een DAB-Multiplex gebruikt slechts 1/4 van de capaciteit van een analoog TV-kanaal. Daarom is voor de nummering van de DAB-kanalen elk tv-kanaal in 4 gesplitst met een bijkomende letter A, B, C of D, gerangschikt volgens frequentie. Kanaal 12 is dus opgesplitst in DAB-kanaal 12A, 12B, 12C en 12D.

Voor de L-band was dit geen probleem en heeft men de kanalen verdeeld in LA, LB, ... tot LW. In totaal 23 kanalen, waarvan op dit moment de hoogste 7 voorbehouden zijn voor S-DAB (via satelliet, maar is nooit gebruikt).

Een voordeel van DAB ten opzichte van AM en FM is de mogelijkheid om met Single Frequency Networks (SFN) te werken. Dit zijn netwerken waarbij de Multiplex door meerdere zenders op dezelfde frequentie wordt uitgezonden. Deze techniek is mogelijk omdat DAB gebruik maakt van OFDM, net zoals DVB-T en Digital Radio Mondiale. Door deze SFN's is er minder frequentieruimte nodig om hetzelfde aantal radiozenders te kunnen uitzenden en is het betrekkelijk eenvoudig om steunzenders te zetten om het zendbereik te vervolledigen.

Overigens zij opgemerkt dat deze eigenschap voor lokale omroepen een groot nadeel is. Voor uitzendingen op de FM-band kunnen lokale omroepen gewoon een frequentie aanvragen bij het Agentschap Telecom en vervolgens een zender met een beperkt vermogen ergens in een hoog gebouw midden in hun verzorgingsgebied neerzetten. Door de tijdmultiplexing moeten bij DAB voor een efficiënt gebruik van de beschikbare band verschillende omroepen dezelfde zender gebruiken, wat voor lokale omroep bijzonder onpraktisch is.

Invloed van DAB op het zenderaanbod

De praktijk in onder andere het Verenigd Koninkrijk en Australië heeft uitgewezen dat twee technische voordelen van DAB over FM een invloed blijken te hebben op het zenderaanbod.

Door de grotere capaciteit zijn er theoretisch honderden radiostations mogelijk. In Londen waren bijvoorbeeld in mei 2011 meer dan 60 DAB radiostations in de lucht. Dit heeft als gevolg dat er meer ruimte is voor zenders met een niche of specialistische doelgroep die in een vol spectrum nooit rendabel zouden zijn.

Bij DAB hoeft de luisteraar geen frequenties meer te onthouden, radiostations worden geselecteerd uit een rij met namen van beschikbare stations. Hierdoor hoeven er geen campagnes gevoerd te worden om de bekendheid van een specifieke frequentie te verhogen. Dit maakt het opzetten van tijdelijke radiostations veel eenvoudiger en in onder meer het Verenigd Koninkrijk en Australië zijn er tijdelijke radiostations rond grote sportevenementen of tijdelijke themazenders te horen.

DAB en DVB-T

DAB mag niet verward worden met Digital Video Broadcast (DVB-T), eveneens een digitale techniek voor etheruitzendingen, maar uitgevonden voor digitale televisie. Ook op DVB-T kunnen radioprogramma's uitgezonden worden. Op dit moment zendt de VRT in Vlaanderen de radiouitzendingen zowel op DAB als DVB-T uit.In Nederland is Digitenne de (commerciële) aanbieder van DVB-T-uitzendingen, die eveneens radiokanalen bevat. Maar Digitenne zendt niet uit in DAB.

Nederland

In Nederland is DAB te ontvangen in de Randstad, Gelderland en Noord-Brabant. Door de NOS worden sinds februari 2004 over één multiplex (kanaal 12C) negen uitzendingen van de publieke omroep verspreid: Radio 1, Radio 2, 3FM, Radio 4, Radio 5, Radio 6, 24Nieuws, Radio Top 2000 en FunX. Vanaf september 2012 zal de Publieke Omroep in DAB+ uitzenden.

Daarnaast was er in 2005 en 2006 een tijdelijke proef in Amsterdam in verband met het bereik van lokale multiplexen, uitgevoerd door de Universiteit Twente. Over deze zenders (kanalen 12B en LH) worden Radio Noord-Holland, City FM, een aantal kanalen met testmuziek en een kanaal met DMB-video uitgezonden. Begin 2007 was er een test met geautomatiseerde verkeersinformatie, gebaseerd op een systeem dat al in Duitsland wordt gebruikt.

In 2006 vroeg de Nederlandse Tweede Kamer toenmalig Minister Brinkhorst om de verdere uitrol van DAB op een laag pitje te zetten in afwachting van de op hande zijnde verbeteringen in de vorm van DAB+.

Onafhankelijk van de officiële proef met DAB heeft een aantal commerciële radiostations in de zomer van 2007, uit ongeduld over het trage beschikbaar komen van extra frequenties, de digitale FMeXtra-techniek in gebruik genomen op de FM-band, maar de tests werden in november dat jaar al weer beëindigd.

Aanvankelijk zag de regering DAB als opvolger van de analoge FM-uitzendingen. Omdat er in de loop van de tijd betere alternatieven zijn ontwikkeld, zoals bijvoorbeeld DAB+, is men men daar op terug gekomen. DAB wordt ingevoerd, maar naast de FM, en voorlopig niet in plaats van. Verder wordt de DAB-frequentieruimte technologieneutraal, dat betekent dat op de frequenties ook modernere technieken dan DAB gebruikt mogen worden, zoals DMB en DAB+.

Vergunningen

Begin 2009 zijn er door het Agentschap Telecom twee pakketten geveild:

- Eén landelijk dekkend pakket in band III is gewonnen door Mobiele TV Nederland, dat het pakket wil gebruiken voor TV-programma's voor mobiele telefoons in DMB-formaat. Het pakket bestaat dat uit 9 regionale multiplexen:

5A - Friesland

5B - Zuid-Holland en Zeeland

5C - Noord-Brabant en noord-Limburg

5D - Flevoland

7C - Groningen en Drenthe

8C - zuid-Limburg

11A - Noord-Holland

11B - Overijssel

12B - Gelderland en Utrecht

- Eén landelijk dekkend pakket in de L-band is gewonnen door Callmax, dat lokale radio in DAB+ en tv in DMB-formaat wil aanbieden. Vanwege tegenvallende belangstelling van lokale omroepen zijn de plannen voorlopig in de ijskast gezet. Het pakket bestaat uit 141 lokale multiplexen, waarvoor de kanalen LA t/m LP gebruikt worden.

In April 2011 zijn de FM-vergunningen van de commerciële radiostations verlengd, onder voorwaarde dat zij hun programma's ook via digitale radio gaan uitzenden. Hiervoor krijgen zij de beschikking over twee multiplexen:

- De commerciële landelijke FM-omroepen krijgen één landelijk dekkende multiplex op kanaal 11C.

- De commerciële regionale FM-omroepen en de commerciële AM-omroepen krijgen een 'bovenregionaal' pakket, dat uit vijf multiplexen bestaat:

6B - Oost (Groningen, Drenthe, Overijssel, Gelderland)

7A - Zuid (Noord-Brabant en Limburg)

8A - West (Noord-Holland zuid, Zuid Holland, Utrecht, Flevoland)

9D - Noordwest (Noord-Holland noord en Friesland)

9D - Zuidwest (Zeeland)

Alle landelijke commerciële vergunninghouders krijgen de verplichting hun bestaande FM uitzendingen ook digitaal uit te zenden, ook wel "simulcasting" genoemd. Daarnaast krijgen zij capaciteit voor een tweede kanaal voor digitale radio voor programma's die momenteel nog niet landelijk via de FM worden uitgezonden. Hierdoor ontstaat de mogelijkheid voor nieuwe zenders die alleen via digitale radio te ontvangen zijn. De vergunning staat het toe om, onder voorwaarden, dit tweede kanaal door te verhuren aan een andere partij.

Hoewel de vergunningen in principe techniekneutraal zijn en dus voor zowel DAB als DAB+ gebruikt mogen worden, hebben de Nederlandse commerciële omroepen gekozen voor DAB+ en zullen ze gezamenlijk één ensemble exploiteren.

Dekking

• De Publieke Omroep zendt momenteel uit met DAB in de provincies Noord-Holland, Zuid-Holland, Flevoland, Gelderland en Noord-Brabant en streeft naar een landelijke dekking van 95% met DAB+ in 2017.
• De nationale commerciële omroepen zijn volgens de vergunning verplicht per 1 september 2013 in ten minste 40% en per 1 september 2015 in ten minste 80% van Nederland geografische dekking gerealiseerd te hebben.
• De bovenregionale omroepen zijn verplicht per 1 januari 2017 een dekking van 80% gerealiseerd te hebben binnen hun toegewezen bovenregionaal gebied.

Aangezien Nederland zeer ongelijkmatig bevolkt is lopen geografische dekking en populatie dekking cijfers sterk uiteen. Het overgrote deel van de Nederlandse bevolking is al te bereiken met een geografische dekking van 50%. Geografische dekkingscijfers zijn daarom voornamelijk van belang voor het luisteren in de auto.

België

In Vlaanderen heeft de VRT sinds 1997 een multiplex (kanaal 12A) waarin, naast de bestaande analoge FM en AM radiostations van de VRT (Radio 1, Radio 2, Studio Brussel, Klara en MNM), ook nog 3 stations zitten die enkel digitaal te ontvangen zijn, namelijk MNM hits (non-stop hits), Nieuws+ (continu herhaling van het nieuws) en Klara continuo (non-stop klassiek). Al deze radiostations worden ook via DVB-T en het Internet uitgezonden. In Wallonië zendt de RTBF ook een simulcast uit van hun FM-zenders (La Première, Vivacité, Pure FM, Musiq3 en Classic 21), BRF 1, BRF 2, en 4 DAB+ testzenders.

Denemarken

Danmarks Radio heeft in Denemarken de mogelijkheid om 17 zenders uit te zenden op kanaal 11C en 12C, maar op dit moment zijn er nog maar 10 zenders via DAB. DR zendt samen met 100 fm uit op DAB in Denemarken. Veel van deze zenders zijn alleen op DAB te ontvangen. De digitale vorm van radio is dan ook vrij bekend aan het worden in Denemarken. DR heeft plannen om nog vijf zenders toe te voegen, zodat DR vijftien verschillende zenders heeft en 100 fm twee. Dit zal zo blijven totdat de commerciële zenders zich gaan interesseren voor een plekje op de DAB-kanalen.

Zie ook

• Digitale radio
• Digitale uitzending

Externe links

• Digitale radio in België
• Webportal over digitale radio
• Informatie site over digitale radio in Nederland
• Actueel wereldwijd overzicht van verkrijgbare DAB+ ontvangers
• DAB-dossier op radio.nl
• NL Agentschap Telecom - Veiling frequentieruimte voor digitale omroep

Bronnen, noten en/of referenties

Bronnen, noten en/of referenties:

WorldDMBForum country profile (via webarchive)
WorldDMB - Outline of the DAB+ System
MPEG-4 HE-AAC v2 — audio coding for today's digital media world
NRC Handelsblad: "Invoering digitale radio uitgesteld" - 31 maart 2006
European Telecommunications Standards Institute (ETSI) "Digital Audio Broadcasting (DAB); Transport of Advanced Audio Coding (AAC) audio" - februari 2007
NL Agentschap Telecom - Ontwerpvergunning DAB-frequenties
Radio.nl: "Radio 538 digitaliseert zonder hulp van Den Haag" - 18 mei 2007
Radio.nl: "Radiostations staken testuitzendingen FMeXtra" - 13 november 2007
Radio.nl: "Eerste commerciële stations Zwitserland via DAB+" - 19 oktober 2009
Radio.nl: "Goede start voor DAB+ in Australië" - 1 april 2010
Rapport "Waarde commerciële radiovergunningen" - SEO Economisch Onderzoek - 18 mei 2010
Radio.nl: "Italiaanse radiostations slaan handen ineen voor DAB" - 20 mei 2010
Rijksoverheid.nl "Voorgenomen verlenging FM-radiostations" - 9 november 2010
Rijksoverheid.nl "Toezending advies Raad van State over verlengings- en digitaliseringsbeleid commerciële etherradio" - 20 december 2010
Rijksoverheid.nl "Uitkomst consultaties verlenging en verlening vergunningen" - 13 januari 2011
Radio.nl: "Duitsland: Uitrol landelijk DAB+net start deze zomer" - 24 februari 2011
UK Department for Environment, Food and Rural Affairs: "Research Study on Energy Consumption of Digital Radios: Phase 2" - maart 2011
Agentschap Telecom: "Agentschap Telecom verlengt FM-vergunningen landelijke commerciële radio-omroepen" - 26 april 2011
Agentschap Telecom: "Vragen en antwoorden uitrolverplichting" - 25 mei 2011
Radio.nl: "Duitsland: ook regionalen over op DAB+" - 5 augustus 2011
Radio.nl: "Hongkong krijgt vanaf november radio via DAB" - 17 augustus 2011
Staatscourant: "Vergunning voor digitale radio-omroep onder dossiernummer 6634718" - 29 augustus 2011
Radio.nl: "Duitsland plant tweede landelijk DAB-net" - 14 november 2011
Telecompaper: "NPO wants 95% DAB+ coverage by 2017" - 21 november 2011
Radio.nl: "NPO start aanbesteding DAB-zenderpark" - 21 november 2011