广播技术回顾与展望

1998-07-15

  自马可尼 (Marconi) 于十九世纪末发明无线电,将人类讯息以电报方式传递;及后发展至声音广播的电台服务,迄今已大半世纪。而香港的广播事业,今年亦步入七十周年。

  早期电台广播,使用调幅 (AM) 技术;发射方面以短波或高频传送。AM 制式利用载波的幅度变化来表达讯号,极易受到周遭环境所产生的电波噪音影响,传真度较低。

大气电波极其珍贵

  三、四十年代发展的调频 (FM) 技术,提供一个较诸 AM 优胜制式,传真度大幅提高。由于 FM 广播要求较大的频宽,故主要利用超短波传送,发射频率较 AM 为高。由于无线电传输的特性,超短波传送的距离较短。

  五、六十年代 FM 制式更演进成立体声广播。香港亦于七六年引入此种服务,现时超短波立体声调频制式,已成为广播的主流。而八、九十年代亦有进行 AM 制式立体声广播的研究,但后来因为各种原因,发展慢了下来。

  上述两种制式,各有优点。AM 系统较为简单,传输距离较远,可惜传真度低,对音乐传送,效果明显和 FM 相距甚远。但无论 AM 或 FM,均借助载波的物理参数,比如幅度或频率 的变化,代表声音讯号的内容,此等统称模拟调制 Analogue Modulation,较易受到相同频率讯号的干扰,导致相同频率,极难重复使用。而超短波讯号因使用较高频率,容易受建筑物反射,令接收者容易受到多径传输所造成的干扰。再者因 FM 覆盖范围较小,导致香港弹丸之地,竟要动用七组共四十九个频率,来提供七个 FM 电台。大气电波是极其珍贵的社会资源,我们未能有效率使用,极其可惜。

开发数码广播

  近来,随着数码科技的急速发展,无论硬件、软件的开发,均一日千里。广播电台内的各类系统,亦引入不少数码技术。CD、DAT 及 MD 等,差不多取代了以往的录音媒体。而目下广播电台业界的焦点,均集中在数码声音广播 (DAB, Digital Audio Broadcasting)。DAB 基本上采用了大量数据处理技术,来针对并改善 AM 和 FM 所存在的缺点。 欧美基于不同的考虑,分别发展出两个 DAB 方案。美国的带内系统 In-Band DAB 包括 IBOC 及 IBAC,而欧洲方面则发展成 Eureka 147 系统。

  美式的 IBOC 及 IBAC 系统,均采取利用现存的 FM 频道,加以辅助性讯号,从而提供数码化服务。相关的广播电台无需斥巨资添置全新的发射系统,而听众亦可购置新的 DAB 接收机,或保留沿用的收音机。情况有如现时彩色电视和黑白电视互相兼容的安排。而广播管理局亦无需费神,重新安排频谱分配。这种安排对于频谱缺乏的地区,相当吸引。所需投入的资金亦较少,亦为另一吸引之处。但此方案的卖点,亦是它未能成功的因由。由于要建基于现行 FM 之平台上,必须顾及兼容现在制式,限制较多,故未能全面引入数码化的优点,仍需面对若干程度的多径干扰,而新引入的数码讯号亦会对现存 FM 服务造成干扰。

  至于 Eureka 147 系统则采纳全新频道,不受现存制式限制,故可以给予广播工程师无限空间,大量借助数码科技。此系统可提供基本六个接近 CD 音质的节目。而低干扰及单频网 (Single Frequency Network) 亦是其优胜之处。再者,此系统还可以提供数据服务,将来听众除了听电台广播,还会看广播,包括歌曲字幕、交通、财经、图片以及各式各样有创意的服务。

  而本港于本年度进行的 DAB 系统测试,亦主要建基于 Eureka 147。

提高资讯传送

  利用电台广播传送资讯,DAB 并非首创。现时 FM 系统上的 RDS (Radio Data System),基本上已能提供某程度上的资讯,包括电台频率资料(电子追台),与及其他的文字讯息,如新闻、交通等。但由于早期数码科技只能给 RDS 提供比较低的传输速度 1200 bps,导致 RDS 的应用受到局限。

  近年,亦有研究利用副载波技术于 FM 系统中来提供高速资讯服务。其中一例子是美国的 Digital DJ,其所发展的系统,传输速度达 16K bps,较现行 RDS 快十三倍,能利用附有 LCD 屏幕的收音机,显示大量资料、包括图片。据了解,DDJ 正和日本 NHK 合作开发此种技术。

  以笔者看,无论 RDS、DDJ 或 DAB,必须要有各方良好的配合,方可成功。其中一方面是要有大量价格合理的接收器,方可普及。香港处于中西交界,电台广播需要顾及两文三语。要成功推行数据服务,上述系统必须提供中文显示功能,方能成功。

  另外,不能不提随着国际互联网的日渐普及,网上技术发展渐趋成熟。电台网上广播亦大行其道,成为网播 (Webcasting),从而打破地域界限,令本地电台节目,得以带给各地的听众。香港电台除率先于九四年底开始作互联网电台及电视广播外,更是使用网上直播之先驱。此外,为了照顾各类不同的听众需要,港台亦于九六年开始,利用电话网络,提供新闻通及节目通服务。

研究测试电视新系统

  数码科技,现在亦被大量应用于电视广播服务。各地的电视机构,正进行一连串的研究、开发及测试新的数码电视 DTV (Digital TV) 制式,从而希望逐步取代采用已久的模拟系统,比如 PAL、NTSC 等。

  一如其他广播科技的发展过程,DTV 于欧美亦产生两套不同的系统模式。欧洲方面为 DVB (Digital Video Broadcasting) 而美国则为 ATSC (Advanced TV Systems Committee)。基本上,藉着数码科技,DTV 能提供高解像电视 HDTV,传送清晰画面和近乎 CD 质素的音响效果。一般而言,DTV 除可传输画面、声音外,更可提供图片、文字和资讯服务。与 DAB 类似的是,DTV 亦可应用单频网 SFN,提供多频道电视节目。

  最近日本方面,更参照上述系统,自行研究另一标准,名为 DTTV (Digital Terrestrial TV),和 DVB 类似,但可提供更佳的流动接收效果。日本更希望藉着这个模式,推动一名为 ISDB (Integrated Service Digital Broadcasting) 的服务,希冀将各式的广播,用单一系统连贯起来,可提供电视画面、电台声音、图片、文字和数据服务。用家只需购买单一接收机,便可接收不同的广播。再者,接收机更可内藏大容量记忆体,利用现在日趋成熟的下载技术,使用家可随时、随意收看、收听自动收录的节目和资讯,情况和现在利用 Internet 进行网播类似。

  上述所提的 DVB、ATSC 及 DTTV,现已在欧、美、日本和亚洲各地进行试点服务,预计于公元二千年会大规模推出正式服务。据了解,本港的电视传媒正考虑进行 DTV 的测试。


传讯科技一日千里,不断开发、研究及测试崭新系统和服务。


  预计未来广播会趋向综合服务,有多媒体功能,除却声音外,文字和图像亦是重要服务,互动形式的服务会更趋盛行,提供随时、随地的 on-demand 服务。而网上广播及新闻通,正是这方面的雏形。相信随着数码科技的急促发展,这多媒体的服务离今不远。当然,现行的广播制式亦会并存一个颇长时间。

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