廣播技術回顧與展望

1998-07-15

  自馬可尼 (Marconi) 於十九世紀末發明無線電,將人類訊息以電報方式傳遞;及後發展至聲音廣播的電台服務,迄今已大半世紀。而香港的廣播事業,今年亦步入七十週年。

  早期電台廣播,使用調幅 (AM) 技術;發射方面以短波或高頻傳送。AM 制式利用載波的幅度變化來表達訊號,極易受到周遭環境所產生的電波噪音影響,傳真度較低。

大氣電波極其珍貴

  三、四十年代發展的調頻 (FM) 技術,提供一個較諸 AM 優勝制式,傳真度大幅提高。由於 FM 廣播要求較大的頻寬,故主要利用超短波傳送,發射頻率較 AM 為高。由於無線電傳輸的特性,超短波傳送的距離較短。

  五、六十年代 FM 制式更演進成立體聲廣播。香港亦於七六年引入此種服務,現時超短波立體聲調頻制式,已成為廣播的主流。而八、九十年代亦有進行 AM 制式立體聲廣播的研究,但後來因為各種原因,發展慢了下來。

  上述兩種制式,各有優點。AM 系統較為簡單,傳輸距離較遠,可惜傳真度低,對音樂傳送,效果明顯和 FM 相距甚遠。但無論 AM 或 FM,均借助載波的物理參數,比如幅度或頻率 的變化,代表聲音訊號的內容,此等統稱模擬調制 Analogue Modulation,較易受到相同頻率訊號的干擾,導致相同頻率,極難重複使用。而超短波訊號因使用較高頻率,容易受建築物反射,令接收者容易受到多徑傳輸所造成的干擾。再者因 FM 覆蓋範圍較小,導致香港彈丸之地,竟要動用七組共四十九個頻率,來提供七個 FM 電台。大氣電波是極其珍貴的社會資源,我們未能有效率使用,極其可惜。

開發數碼廣播

  近來,隨著數碼科技的急速發展,無論硬件、軟件的開發,均一日千里。廣播電台內的各類系統,亦引入不少數碼技術。CD、DAT 及 MD 等,差不多取代了以往的錄音媒體。而目下廣播電台業界的焦點,均集中在數碼聲音廣播 (DAB, Digital Audio Broadcasting)。DAB 基本上採用了大量數據處理技術,來針對並改善 AM 和 FM 所存在的缺點。 歐美基於不同的考慮,分別發展出兩個 DAB 方案。美國的帶內系統 In-Band DAB 包括 IBOC 及 IBAC,而歐洲方面則發展成 Eureka 147 系統。

  美式的 IBOC 及 IBAC 系統,均採取利用現存的 FM 頻道,加以輔助性訊號,從而提供數碼化服務。相關的廣播電台無需斥巨資添置全新的發射系統,而聽眾亦可購置新的 DAB 接收機,或保留沿用的收音機。情況有如現時彩色電視和黑白電視互相兼容的安排。而廣播管理局亦無需費神,重新安排頻譜分配。這種安排對於頻譜缺乏的地區,相當吸引。所需投入的資金亦較少,亦為另一吸引之處。但此方案的賣點,亦是它未能成功的因由。由於要建基於現行 FM 之平台上,必須顧及兼容現在制式,限制較多,故未能全面引入數碼化的優點,仍需面對若干程度的多徑干擾,而新引入的數碼訊號亦會對現存 FM 服務造成干擾。

  至於 Eureka 147 系統則採納全新頻道,不受現存制式限制,故可以給予廣播工程師無限空間,大量借助數碼科技。此系統可提供基本六個接近 CD 音質的節目。而低干擾及單頻網 (Single Frequency Network) 亦是其優勝之處。再者,此系統還可以提供數據服務,將來聽眾除了聽電台廣播,還會看廣播,包括歌曲字幕、交通、財經、圖片以及各式各樣有創意的服務。

  而本港於本年度進行的 DAB 系統測試,亦主要建基於 Eureka 147。

提高資訊傳送

  利用電台廣播傳送資訊,DAB 並非首創。現時 FM 系統上的 RDS (Radio Data System),基本上已能提供某程度上的資訊,包括電台頻率資料(電子追台),與及其他的文字訊息,如新聞、交通等。但由於早期數碼科技只能給 RDS 提供比較低的傳輸速度 1200 bps,導致 RDS 的應用受到局限。

  近年,亦有研究利用副載波技術於 FM 系統中來提供高速資訊服務。其中一例子是美國的 Digital DJ,其所發展的系統,傳輸速度達 16K bps,較現行 RDS 快十三倍,能利用附有 LCD 屏幕的收音機,顯示大量資料、包括圖片。據了解,DDJ 正和日本 NHK 合作開發此種技術。

  以筆者看,無論 RDS、DDJ 或 DAB,必須要有各方良好的配合,方可成功。其中一方面是要有大量價格合理的接收器,方可普及。香港處於中西交界,電台廣播需要顧及兩文三語。要成功推行數據服務,上述系統必須提供中文顯示功能,方能成功。

  另外,不能不提隨著國際互聯網的日漸普及,網上技術發展漸趨成熟。電台網上廣播亦大行其道,成為網播 (Webcasting),從而打破地域界限,令本地電台節目,得以帶給各地的聽眾。香港電台除率先於九四年底開始作互聯網電台及電視廣播外,更是使用網上直播之先驅。此外,為了照顧各類不同的聽眾需要,港台亦於九六年開始,利用電話網絡,提供新聞通及節目通服務。

研究測試電視新系統

  數碼科技,現在亦被大量應用於電視廣播服務。各地的電視機構,正進行一連串的研究、開發及測試新的數碼電視 DTV (Digital TV) 制式,從而希望逐步取代採用已久的模擬系統,比如 PAL、NTSC 等。

  一如其他廣播科技的發展過程,DTV 於歐美亦產生兩套不同的系統模式。歐洲方面為 DVB (Digital Video Broadcasting) 而美國則為 ATSC (Advanced TV Systems Committee)。基本上,藉著數碼科技,DTV 能提供高解像電視 HDTV,傳送清晰畫面和近乎 CD 質素的音響效果。一般而言,DTV 除可傳輸畫面、聲音外,更可提供圖片、文字和資訊服務。與 DAB 類似的是,DTV 亦可應用單頻網 SFN,提供多頻道電視節目。

  最近日本方面,更參照上述系統,自行研究另一標準,名為 DTTV (Digital Terrestrial TV),和 DVB 類似,但可提供更佳的流動接收效果。日本更希望藉著這個模式,推動一名為 ISDB (Integrated Service Digital Broadcasting) 的服務,希冀將各式的廣播,用單一系統連貫起來,可提供電視畫面、電台聲音、圖片、文字和數據服務。用家只需購買單一接收機,便可接收不同的廣播。再者,接收機更可內藏大容量記憶體,利用現在日趨成熟的下載技術,使用家可隨時、隨意收看、收聽自動收錄的節目和資訊,情況和現在利用 Internet 進行網播類似。

  上述所提的 DVB、ATSC 及 DTTV,現已在歐、美、日本和亞洲各地進行試點服務,預計於公元二千年會大規模推出正式服務。據了解,本港的電視傳媒正考慮進行 DTV 的測試。


傳訊科技一日千里,不斷開發、研究及測試嶄新系統和服務。


  預計未來廣播會趨向綜合服務,有多媒體功能,除卻聲音外,文字和圖像亦是重要服務,互動形式的服務會更趨盛行,提供隨時、隨地的 on-demand 服務。而網上廣播及新聞通,正是這方面的雛形。相信隨著數碼科技的急促發展,這多媒體的服務離今不遠。當然,現行的廣播制式亦會並存一個頗長時間。

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