數碼聲音廣播的前景

1998-04-15

  無可置疑,資訊科技將會領導人類進入廿一世記。而數碼化已經成為科技的潮流,並繼續向前邁進,為將來的資訊社會奠下根基。

  廿世紀的末期,我們見證了多項模擬 (Analogue) 技術給數碼技術所取代,塑膠唱片差不多在市場絕跡,而其他的模擬式影音產品也逐漸給日趨成熟的數碼式產品,包括:多媒體光碟 (CD)、數碼影碟 (DVD)、數碼聲帶 (DAT) 和數碼照相機等取代。至於廣播方面,數碼衛星電視和數碼有線電視在歐洲、美洲和日本等地方也開始普及。

  在香港,隨著互動電視 (VOD) 服務的引入,數碼多媒體的技術將推到每個家庭和每個人的日常生活裡。

  不過,使人出其意表的是——跟我們接觸最頻密,影響我們最深遠的電子媒介——傳統的電視和聲音廣播,對於普羅大眾來說,還停留在模擬技術的階段。為什麼呢?難道這些傳統的廣播系統沒有缺點嗎?還是人們滿足現狀呢?都不是!我想祇有一個解釋:就是這些技術的數碼化,將會帶來震憾性的改變。這意味著深入每個家庭的收音機和電視機將要逐步淘汰,取而代之的將是多功能、多頻道的接收器。這個轉變,對廣播界是一項重大的挑戰;對電器生產商是大展拳腳的機會;對於普羅大眾,將是改變他們生活習慣的一個元素。所以每個政府都必須慎重考慮,並待技術成熟才可引入這方面的服務。

數碼聲音廣播的發展

  調頻 (FM) 廣播技術已服務人類達半個世紀,它曾經是代表著良好的廣播質量。可是隨著科技的發展,我們的要求也提高了,FM 廣播的弱點就顯得難以接受。比如在香港,由於山多平地少,在不過一千平方公里的地方,我們竟要用上七個發射站和七組頻率,才能提供全地域的服務。於是我們祇能提供七個 FM 節目同時廣播。再說,香港不但山多,高數大廈也多,在建築物群中接收 FM 廣播,難免間中會受到「多徑傳播」(Multipath) 的干擾,在移動接收的情況下尤為嚴重。類似的情況在其他城市也一定會發生。所以聲音廣播的技術絕對需要一些重大的變革,而「數碼聲音廣播」(DAB, Digital Audio Broadcasting) 正好滿足這方面的需求。

  科技先進的國家在 DAB 方面的研究已開展了超過十年,而歐洲倡導的「尤里卡 147」(Eureka 147) 系統更是經過多方面的測試,證實技術上是可行的。多個國家,包括:英國、德國、法國和加拿大等已決定採用這個標準。歐洲以外地方的包括澳洲和中國等也會積極考慮採納這個標準。至於香港,我們現在計劃於今年年中進行一次 Eureka 147 的技術測試以確定這個技術是否適合多山、多高樓大廈,和人口稠密的城市。我們會選用 L 頻段 (L-Band),即 1.5 京赫頻段作測試。

  至於另一個系統,美國的 In-Band DAB 系統,由於技術的問題,發展比較 Eureka 147 緩慢,現在還沒有確定的技術標準。

數碼廣播的好處

  讓我們從下列各方面探討一下 DAB 所帶來的好處:

﹡音質

  經過多方面的測試,已經證實應用 Eureka 147 系統無論在固定或者移動的情況下接收,都可以確保音質達到接近 CD 的水平。

  一般 CD 立體聲的數據率為 1411 Kbps,Eureka 147 應用了「掩蔽型通用子頻帶集成編碼和複用」(MUSICAM, Masking Pattern Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing) 的編碼方法,除掉了語言和音樂訊號中的多餘的成份,使到立體聲的數據率可以降至 192 Kbps。這種編碼方法已經通過多重驗證。「金耳朵」也聽不出編碼與未經編碼壓縮的訊號的區別。

﹡防干擾

  FM 廣播最大的缺點是易受干擾,特別是同頻道的干擾。這個缺點使頻率難於重複使用。在香港,我們便要用上七組不同的頻率,才能提供全面覆蓋。在現代頻譜管理的角度來看,FM 廣播的頻譜使用效率的確很低。

  更重要的是:FM 廣播容易受到「多徑干擾」,「多徑干擾」的現象是源自建築物或地理環境對電波的反射,以致收音機同時收到兩個或以上的訊號,而產生同頻道的干擾。由於香港多山,高樓大廈也多,要避免「多徑干擾」並不容易,特別在移動接收的情況下。DAB 卻解決了這方面的問題。Eureka 147 巧妙地引入了「訊號保護間隔」的概念,讓多個帶相同資料的多徑訊號,祇要在到達接收器的時間間隔不超過設計的保護間隔,那兩個訊號不但不會互相干擾,而且會增強接收效果。在技術上,這正是 Eureka 147 的精髓所在。網絡設計者祇要適當地控制多徑的時間差,就能徹底解決窘擾 FM 廣播多年的「多徑干擾」的問題,這就間接保障了接收的音質。

﹡單頻網 (Single Frequency Network)

  由於傳統 FM 廣播容易受到同頻道干擾,在廣大範圍內都不能重複使用同一頻率,這是 FM 廣播技術上的另一個缺點。至於 Eureka 147,由於能抗拒同頻道干擾,所以祇要適當地設計發射站的距離,同一頻道是可以提供全地域的覆蓋。從「頻譜效益」的角度來說,DAB 是遠勝於 FM 系統的。再者,單頻網容許加入同頻率的低功率發射站,服務一些因山勢或建築物阻擋訊號傳播的盲點。這樣做,網絡設計者不需要再考慮額外的頻道,設計上就容易得多了。

﹡容量

  一般而言,在同寬度的頻帶上,DAB 可提供的頻道遠較 FM 多,DAB 每 1.5 兆赫的頻帶可供傳送六個 CD 音質的節目。至於 FM,由於需要多個頻道去傳送一個節目,以覆蓋全地域,在香港的情況下,同樣寬度的頻帶祇可供傳送約一個節目。再說,國際電訊聯盟 (ITU, International Telecommunication Union) 已在 L-頻段指配了 40 兆赫的頻帶供 DAB 使用。如果能盡量利用該頻帶,這頻帶已可傳送超過一百個 CD 音質的節目,這是傳統 FM 廣播望塵莫及的。

﹡移動和衛星服務

  正如前述,DAB 是適合移動接收的。駕駛人仕可以享受到接近 CD 音質的廣播服務。

  另外,DAB 日後還可推廣至衛星發射,以確保偏遠地區,即使遠離地面發射站的覆蓋範圍,也能接收到 DAB 的服務。當然這又是 DAB 比 FM 系統優勝之處。

﹡多元化服務

  上面所舉的幾點,都是從技術角度出發的。從服務提供的角度來說,DAB 具多方面的彈性。業界大可按不同的情況製作合適的節目,去迎合聽眾不同的口味和需求。由於可用的頻道增加了,DAB 也適用於區域性的廣播或對特別社群的廣播(或稱「窄播」),比方像海外地區的華語廣播。由於懂得華語的人口有限,作全國性或大範圍的廣播不一定合乎經濟效益。但華人很多情況下都聚居於某區域,區域性的廣播既可省卻巨額投資,又可以為華人提供所需的節目。同樣道理,一些宗教、藝術、體育、青年、老人福利等團體也可能擁有自己獨立的頻道,為他們的目標聽眾提供廣播服務。而傳統的 FM 廣播就很難提供足夠的頻道去「窄播」。

  DAB 的技術平台不但可以提供聲音廣播,也可以提供數據廣播。數據廣播可用於輔助聲音廣播,例如隨節目附上字幕,以方便弱聽人仕接收節目的信息;也可以隨節目附上圖片,以加強廣播的效果。試想如果在新聞報告時,能附上幾幀新聞現場照片,節目必定會生色不少;又如果在報導財經消息或賽馬結果的同時,那些令人興奮的數字能同時出現於聽眾的收音機的顯示屏時,該是多麼有趣。當你開啟了收音機,要選擇收聽那一個節目時。麻煩了!不是嗎?DAB 可同時提供數十甚至過百個節目。不過,你祇須按一兩個按鈕,顯示屏便會出現每個電台的節目表。還有甚麼文娛節目表、天氣消息、交通情況等資訊其實都可以利用 DAB 的平台作廣播。將來的收音機,極有可能亦是一台資訊機。聰明的生產商、廣播公司和提供資訊服務的公司必定會設計和提供具創意的產品和服務,為資訊科技添新姿彩。


科技發展與華語廣播息息相關,在「跨世紀華語廣播研討會」中,邀請了不同講者作出分析,其中包括探討數碼聲音廣播的前景及互聯網廣播的發展。

未來發展前景

  既然 DAB 有這麼多的優點,還要什麼的配合才可以廣泛應用呢?我認為主要有兩方面。第一是政府規管機制的配合。應否容許傳統的廣播機構提供數據廣播呢?可否發出傳送節目的執照,而讓執照持有人代多個廣播公司傳送節目呢?這些問題都牽涉到市場競爭、經濟效益等考慮。第二方面是產品的供應。市場上必需要有廉宜接收器的供應,DAB 才會普及。即使在歐洲,現時消費品類別的接收器仍然非常昂貴,所以 DAB 仍未能普及。但相信隨市場日益擴大,生產商便有機會大量生產接收器,因而令售價大幅度下降,從而使 DAB 更加普及。相信現今距離這個階段亦不會太遠。

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香港電台中文新聞部
2016-03-23