数码声音广播的前景

1998-04-15

  无可置疑,资讯科技将会领导人类进入廿一世记。而数码化已经成为科技的潮流,并继续向前迈进,为将来的资讯社会奠下根基。

  廿世纪的末期,我们见证了多项模拟 (Analogue) 技术给数码技术所取代,塑胶唱片差不多在市场绝迹,而其他的模拟式影音产品也逐渐给日趋成熟的数码式产品,包括:多媒体光碟 (CD)、数码影碟 (DVD)、数码声带 (DAT) 和数码照相机等取代。至于广播方面,数码卫星电视和数码有线电视在欧洲、美洲和日本等地方也开始普及。

  在香港,随着互动电视 (VOD) 服务的引入,数码多媒体的技术将推到每个家庭和每个人的日常生活里。

  不过,使人出其意表的是——跟我们接触最频密,影响我们最深远的电子媒介——传统的电视和声音广播,对于普罗大众来说,还停留在模拟技术的阶段。为什么呢?难道这些传统的广播系统没有缺点吗?还是人们满足现状呢?都不是!我想只有一个解释:就是这些技术的数码化,将会带来震憾性的改变。这意味着深入每个家庭的收音机和电视机将要逐步淘汰,取而代之的将是多功能、多频道的接收器。这个转变,对广播界是一项重大的挑战;对电器生产商是大展拳脚的机会;对于普罗大众,将是改变他们生活习惯的一个元素。所以每个政府都必须慎重考虑,并待技术成熟才可引入这方面的服务。

数码声音广播的发展

  调频 (FM) 广播技术已服务人类达半个世纪,它曾经是代表着良好的广播质量。可是随着科技的发展,我们的要求也提高了,FM 广播的弱点就显得难以接受。比如在香港,由于山多平地少,在不过一千平方公里的地方,我们竟要用上七个发射站和七组频率,才能提供全地域的服务。于是我们只能提供七个 FM 节目同时广播。再说,香港不但山多,高数大厦也多,在建筑物群中接收 FM 广播,难免间中会受到「多径传播」(Multipath) 的干扰,在移动接收的情况下尤为严重。类似的情况在其他城市也一定会发生。所以声音广播的技术绝对需要一些重大的变革,而「数码声音广播」(DAB, Digital Audio Broadcasting) 正好满足这方面的需求。

  科技先进的国家在 DAB 方面的研究已开展了超过十年,而欧洲倡导的「尤里卡 147」(Eureka 147) 系统更是经过多方面的测试,证实技术上是可行的。多个国家,包括:英国、德国、法国和加拿大等已决定采用这个标准。欧洲以外地方的包括澳洲和中国等也会积极考虑采纳这个标准。至于香港,我们现在计划于今年年中进行一次 Eureka 147 的技术测试以确定这个技术是否适合多山、多高楼大厦,和人口稠密的城市。我们会选用 L 频段 (L-Band),即 1.5 京赫频段作测试。

  至于另一个系统,美国的 In-Band DAB 系统,由于技术的问题,发展比较 Eureka 147 缓慢,现在还没有确定的技术标准。

数码广播的好处

  让我们从下列各方面探讨一下 DAB 所带来的好处:

﹡音质

  经过多方面的测试,已经证实应用 Eureka 147 系统无论在固定或者移动的情况下接收,都可以确保音质达到接近 CD 的水平。

  一般 CD 立体声的数据率为 1411 Kbps,Eureka 147 应用了「掩蔽型通用子频带集成编码和复用」(MUSICAM, Masking Pattern Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing) 的编码方法,除掉了语言和音乐讯号中的多余的成份,使到立体声的数据率可以降至 192 Kbps。这种编码方法已经通过多重验证。「金耳朵」也听不出编码与未经编码压缩的讯号的区别。

﹡防干扰

  FM 广播最大的缺点是易受干扰,特别是同频道的干扰。这个缺点使频率难于重复使用。在香港,我们便要用上七组不同的频率,才能提供全面覆盖。在现代频谱管理的角度来看,FM 广播的频谱使用效率的确很低。

  更重要的是:FM 广播容易受到「多径干扰」,「多径干扰」的现象是源自建筑物或地理环境对电波的反射,以致收音机同时收到两个或以上的讯号,而产生同频道的干扰。由于香港多山,高楼大厦也多,要避免「多径干扰」并不容易,特别在移动接收的情况下。DAB 却解决了这方面的问题。Eureka 147 巧妙地引入了「讯号保护间隔」的概念,让多个带相同资料的多径讯号,只要在到达接收器的时间间隔不超过设计的保护间隔,那两个讯号不但不会互相干扰,而且会增强接收效果。在技术上,这正是 Eureka 147 的精髓所在。网络设计者只要适当地控制多径的时间差,就能彻底解决窘扰 FM 广播多年的「多径干扰」的问题,这就间接保障了接收的音质。

﹡单频网 (Single Frequency Network)

  由于传统 FM 广播容易受到同频道干扰,在广大范围内都不能重复使用同一频率,这是 FM 广播技术上的另一个缺点。至于 Eureka 147,由于能抗拒同频道干扰,所以只要适当地设计发射站的距离,同一频道是可以提供全地域的覆盖。从「频谱效益」的角度来说,DAB 是远胜于 FM 系统的。再者,单频网容许加入同频率的低功率发射站,服务一些因山势或建筑物阻挡讯号传播的盲点。这样做,网络设计者不需要再考虑额外的频道,设计上就容易得多了。

﹡容量

  一般而言,在同宽度的频带上,DAB 可提供的频道远较 FM 多,DAB 每 1.5 兆赫的频带可供传送六个 CD 音质的节目。至于 FM,由于需要多个频道去传送一个节目,以覆盖全地域,在香港的情况下,同样宽度的频带只可供传送约一个节目。再说,国际电讯联盟 (ITU, International Telecommunication Union) 已在 L-频段指配了 40 兆赫的频带供 DAB 使用。如果能尽量利用该频带,这频带已可传送超过一百个 CD 音质的节目,这是传统 FM 广播望尘莫及的。

﹡移动和卫星服务

  正如前述,DAB 是适合移动接收的。驾驶人仕可以享受到接近 CD 音质的广播服务。

  另外,DAB 日后还可推广至卫星发射,以确保偏远地区,即使远离地面发射站的覆盖范围,也能接收到 DAB 的服务。当然这又是 DAB 比 FM 系统优胜之处。

﹡多元化服务

  上面所举的几点,都是从技术角度出发的。从服务提供的角度来说,DAB 具多方面的弹性。业界大可按不同的情况制作合适的节目,去迎合听众不同的口味和需求。由于可用的频道增加了,DAB 也适用于区域性的广播或对特别社群的广播(或称「窄播」),比方像海外地区的华语广播。由于懂得华语的人口有限,作全国性或大范围的广播不一定合乎经济效益。但华人很多情况下都聚居于某区域,区域性的广播既可省却巨额投资,又可以为华人提供所需的节目。同样道理,一些宗教、艺术、体育、青年、老人福利等团体也可能拥有自己独立的频道,为他们的目标听众提供广播服务。而传统的 FM 广播就很难提供足够的频道去「窄播」。

  DAB 的技术平台不但可以提供声音广播,也可以提供数据广播。数据广播可用于辅助声音广播,例如随节目附上字幕,以方便弱听人仕接收节目的信息;也可以随节目附上图片,以加强广播的效果。试想如果在新闻报告时,能附上几帧新闻现场照片,节目必定会生色不少;又如果在报导财经消息或赛马结果的同时,那些令人兴奋的数字能同时出现于听众的收音机的显示屏时,该是多么有趣。当你开启了收音机,要选择收听那一个节目时。麻烦了!不是吗?DAB 可同时提供数十甚至过百个节目。不过,你只须按一两个按钮,显示屏便会出现每个电台的节目表。还有什么文娱节目表、天气消息、交通情况等资讯其实都可以利用 DAB 的平台作广播。将来的收音机,极有可能亦是一台资讯机。聪明的生产商、广播公司和提供资讯服务的公司必定会设计和提供具创意的产品和服务,为资讯科技添新姿彩。


科技发展与华语广播息息相关,在「跨世纪华语广播研讨会」中,邀请了不同讲者作出分析,其中包括探讨数码声音广播的前景及互联网广播的发展。

未来发展前景

  既然 DAB 有这么多的优点,还要什么的配合才可以广泛应用呢?我认为主要有两方面。第一是政府规管机制的配合。应否容许传统的广播机构提供数据广播呢?可否发出传送节目的执照,而让执照持有人代多个广播公司传送节目呢?这些问题都牵涉到市场竞争、经济效益等考虑。第二方面是产品的供应。市场上必需要有廉宜接收器的供应,DAB 才会普及。即使在欧洲,现时消费品类别的接收器仍然非常昂贵,所以 DAB 仍未能普及。但相信随市场日益扩大,生产商便有机会大量生产接收器,因而令售价大幅度下降,从而使 DAB 更加普及。相信现今距离这个阶段亦不会太远。

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两会采访手记

香港电台中文新闻部
2016-03-23