Le Telecomunicazioni introduzione del DRM+ nelle bande FM

La Comunicazione NR&N
Pier Vincenzo Giudici
vice chairman RAG
(Radiocommunication Advisory
Group) ITU
Alfredo Magenta
member RRB (radio regulation
Board) ITU
Le Telecomunicazioni
introduzione del DRM+ nelle bande FM
Telecommunications
introduction of DRM+ in FM band
Sommario
L’articolo, fa seguito all’altro pubblicato recentemente [La Comunicazione NR&N
2012] con il titolo “Le Telecomunicazioni e le trasmissioni in Onde Medie con il DRM”.
Nell’introduzione si ribadisce la necessità del passaggio ai sistemi digitali in tutte le
bande usate dalla radiodiffusione.Vengono quindi analizzati brevemente i sistemi DRM
e si procede all’analisi dei benefici che il DRM+ offre.
Nelle Conclusioni si riassumono i risultati dell’analisi.
Tutto l’articolo è orientato verso una Società Globale dell’Informazione. (GIS - Global
Information Society).
Abstract
The article is follows by another recently published [La Comunicazione NR&N 2012]
with the title “The Telecommunications and medium wave broadcasts with DRM.” In the
introduction reiterates the necessity of transferring to digital systems in all bands used
by the broadcaster. Are then analyzed briefly DRM systems and analyzes the benefits
that DRM + offers.
In the Conclusions summarizing the results of the analysis.
The whole article is geared towards a Global Information Society. (GIS - Global
Information Society).
1. Introduzione
Una panoramica sulla Numerizzazione dei Servizi di Radiocomunicazione ci
consente di evidenziare una serie di tappe che sono state seguite nello sviluppo
tecnologico dei sistemi di radiodiffusione, che comprende sia lo sviluppo di nuovi
Standard, sia la produzione di Apparati in grado di utilizzarli.
Le prime numerizzazioni furono realizzate negli studi e nelle regie per
migliorare la qualità dei programmi audio e video, con le cosiddette isole digitali di
produzione. Da tutto questo processo è rimasta ancora fuori la numerizzazione
della trasmissione dei programmi radiofonici di terra in alcune bande.
Occorre ora che sia fatto l’ultimo passo della digitalizzazione delle trasmissioni
audio oggi in Modulazione di Ampiezza ed in Modulazione di Frequenza per
armonizzare i sistemi di trasmissione e ricezione.
La numerizzazione dei collegamenti per la distribuzione dei segnali ai centri
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trasmittenti era stata attuata da tempo.
Il passo successivo è consistito nella numerizzazione delle trasmissioni
televisive per e da satellite e, recentemente, delle trasmissioni dei programmi
televisivi di terra.
Questa nuova situazione richiederà una radicale revisione dell’occupazione
delle frequenze, una ridefinizione dei SERVIZI, e forse una nuova pianificazione
delle frequenze che, almeno per la parte trasmissiva, non avrà più le distinzioni
attuali, essendo costituita da una serie di bit trasmessi con gli stessi sistemi, ma
con modalità e scopi diversi.
Sarà compito dei sistemi, usati per il confezionamento dei programmi, e delle
apparecchiature riceventi, di tipo intelligente, scegliere il programma richiesto e
presentarlo al fruitore nella forma desiderata.
Per consentire una Convergenza tecnologica occorrerà colmare il “digital
dividend” consentendo lo sviluppo dei sistemi di accesso mobile a larga banda
(UMTS, LTE e la futura quinta generazione di telefonia mobile 5G).
2. I sistemi DRM
I sistemi DRM per la radiodiffusione sono stati progettati dai radiodiffusori per
i radiodiffusori, ma con l’assistenza e la partecipazione attiva delle industrie dei
trasmettitori e dei ricevitori e di alcuni organismi interessati allo sviluppo delle
telecomunicazioni come, ad esempio, vari enti responsabili della regolamentazione.
I sistemi DRM sono stati specificamente progettati come sistemi di alta qualità
digitale in grado di rimpiazzare i sistemi attuali di radiodiffusione analogica nelle
bande AM ed FM/VHF e come tali operare nelle stesse attribuzioni di spettro
impiegate attualmente per la radiodiffusione analogica.
Gli standards DRM, descrivono un numero di modi differenti di operare, che
possono essere raggruppati in due:
- il modo ‘DRM (30)’ che è progettato per essere utilizzato nelle bande
di radiodiffusione in AM sotto i 30 MHz, come descritto nel precente
articolo.del.-. [inserire la data del precedente articolo];
- il modo ‘DRM+’ che utilizza lo spettro sopra i 30MHz nella Banda VHF,
centrato però sulla banda II di radiodiffusione attuale in FM.
I sistemi DRM sono stati standardizzati dall’ITU (InternationalTelecommunication
Union, il massimo organo dell’ONU per le Telecomunicazioni) e dall’ETSI
(European Telecommunication Standardization Institute, il massimo organo di
standardizzazione governativo dell’Europa per le Telecomunicazioni).
Per il DRM+ vedi le Raccomandazioni ITU-R BS 1114, ITU-R BS 1660, ITU-R
BS 1894 ed il Rapporto ITU-R BS 2280.
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3. Vantaggi e svantaggi del sistema DRM+
Il sistema DRM+, che opera nelle bande sopra i 30 MHz, gode dei seguenti
vantaggi:
- è progettato per coesistere anche con le emissioni analogiche attualmente
in uso;
- è configurato per usare molto meno spettro di quello usato per le trasmissioni
stereo analogiche in FM, aumentandone: robustezza (resistenza agli errori),
qualità, prestazioni, servizi;
- è dotato di codifiche-compressioni tipo MPEG4, incluse nello standard, e
di un‘ampia varietà di bit-rates, che consentono di trattare programmi, di
parlato, di musica (mono o stereo), di dati, ecc., aumentandone la robustezza;
- è in grado di operare con reti sincronizzate e non, in frequenza, multiple o
singole (MFN/SFN);
- consente la riduzione della potenza di trasmissione a parità di area di
servizio;
- facilita la riutilizzazione degli apparati usati per le trasmissioni analogiche;
- non richiede interventi sulle antenne trasmittenti e riceventi;
- è un sistema aperto e non proprietario;
- nella banda 87.5-108 MHz, con un raster di 100 KHz possono allocarsi oltre
200 canali (per esempio audio – video) od oltre 800 canali da 25 KHz per
audio e dati (vedi Report ITU-R BS 2208).
Tali vantaggi sono stati valutati grazie a trasmissioni sperimentali effettuate
da diversi radiodiffusori, es. Radio Vaticana (RV), Tele Diffusion de France (TDF)
ed altri. Misure congiunte Italia (I) – Vaticano (CVA), hanno evidenziato che la
103,8 MHz (a CVA da GE-84), con 10 KW su Roma, ha il servizio analogico
distrutto da un interferente a 0,1 MHz: riducendo di 13 dB la potenza della 103,8
MHz e passandola a DRM+ si ha un buon servizio su Roma, fermo restando le
caratteristiche dell’interferente analogico.
Tra gli svantaggi, dobbiamo annoverare un problema tecnico - economico
rilevante, legato all’attuale assenza sul mercato, di ricevitori a basso costo in
grado di effettuare la ricezione del sistema DRM+. Tale svantaggio potrebbe
essere facilmente ridotto con eventuali interventi politico-economici come fatti
per altri sistemi digitali.
E’ necessario inoltre approfondire la sperimentazione sull’auto - fading, o ‘Fading
Plat’, creato dalle riflessioni elettromagnetiche dei segnali ricevuti dall’antenna
dei mezzi mobili che si spostano ad alta velocità, la cui influenza dipende dal
grado di “Robustezza” del segnale DRM+ emesso.
Anche questi due problemi troverebbero una positiva soluzione grazie alla
decisione di completare la digitalizzazione del servizio di radiodiffusione terrestre:
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si aprirebbe un nuovo vasto mercato e, di conseguenza, si spingerebbero
le industrie ad investire in nuove tecnologie con riduzione dei costi grazie
all’ampiezza di tale mercato.
Si sta diffondendo la ricezione di programmi di radiodiffusione con l’uso della
parte ricevente dei telefonini cellulari: questa ricezione diviene “capillare su
larghissime aree geografiche” (micro diffusione su macro aree).
Durante la ricezione dei programmi Radio il cellulare non emette radiofrequenza,
non sottrae un canale telefonico al traffico: é senza costi.
Quando arriva una telefonata il cellulare emette un segnale verso l’utente, che
può passare dalla ricezione “programmi Radio” alla “telefonata”.
L’ascolto con gli auricolari non disturba i circostanti, è ecologico.
Conclusioni
L’analisi dei vantaggi e svantaggi del DRM+ appena descritti, ci porta
ad approfondire i diversi punti dandone una spiegazione più orientata a
considerazioni di tipo economico, sociale.normativo (pianificazione).
La coesistenza delle emissioni è resa possibile grazie alla quantificazione,
in ambito internazionale, dei parametri che assicurano la mutua compatibilità
analogico / digitale, per cui il changeover da analogico a digitale può essere
programmato su un periodo di tempo tale da permettere di spegnere le
trasmissioni analogiche, in maniera oculata, che tenga conto delle costrizioni
economiche e tecniche degli operatori ed utenti.
La coesistenza consente inoltre di semplificare la problematica legata alla
pianificazione delle nuove emissioni: producendo una cospicua riduzione del
‘‘digital dividend’’ consentirebbe alle Amministrazioni di disporre di maggior
spettro da assegnare o da riusare nella maniera più consona alle esigenze nazionali.
L’ammontare del minor spettro necessario è calcolabile, per esempio, in base al
Rapporto ITU-R BS.2208, dove si indica che in una larghezza di banda di 100 KHz
possono esser trasmessi quattro programmi stereo full-audio digitali (oppure un
canale video con qualità proporzionata alle modeste dimensioni del ricevitore).
Per quanto attiene all’area di servizio, occorre notare che se si usa per la
trasmissione digitale con il DRM+ la stessa potenza delle trasmissioni analogiche,
in condizioni orografiche ideali, l’area di servizio può aumentare in maniera
considerevole.
La relativamente facile modifica dei trasmettitori lineari da analogici a digitali,
ha una rilevanza economica modesta per quanto attiene alle spese da sostenere
da parte degli attuali radiodiffusori che operano nella banda FM.
Infatti i trasmettitori lineari non richiedono che piccole modifiche, relativamente
poco costose, rispetto al costo dell’apparato, e nessuna modifica alle antenne
trasmittenti e riceventi. I trasmettitori non lineari possono essere linearizzati
accettando una riduzione di potenza emessa.
Il fatto che i sistemi DRM sono sistemi aperti e non proprietari, riduce
ulteriormente i costi di investimento e cresce la libertà di accesso al canale/
programma. Non è trascurabile neanche il fatto che tale sistema consente, agli
attuali radiodiffusori, di continuare a disporre di un canale già assegnato loro, che
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non richiede accordi con nessun altro ente o gruppo, tranne l’autorizzazione
degli enti designati alla concessione dei diritti, come è avvenuto per i canali
analogici FM.
L’analisi fatta finora fa subito nascere la domanda ovvia: a chi conviene
trasmettere in digitale nella banda FM?
La risposta più ovvia è: alle Amministrazioni interessate a risolvere il problema
dell’affollamento degli utilizzatori della banda, alla riduzione delle interferenze
ed al grande vantaggio di facilitare un servizio Nazionale poco costoso, molto
vantaggioso ed affidabile: cioè ai Cittadini ed al loro STATO.
Il servizio è importante per tutti gli utenti e specialmente adatto per i cittadini
che non hanno grande dimestichezza con le tecnologie da computer, ma che
sono in grado di gestire “per esempio” un cellulare.
La riduzione della potenza irradiata, facendo lo stesso servizio con apparati
digitali, porta alla riduzione della spesa di energia elettrica, dei disturbi, e
dell’inquinamento elettromagnetico, e consente di avere un maggior rispetto per
i cittadini e per l’ecologia ambientale.
Infine, a causa delle caratteristiche insite nei sistemi digitali, il servizio per
gli utenti diventa “Ottimo” includendo quello per gli automobilisti in SFN ed
utilissimo anche per la ricezione con i cellulari. Si ha il roaming broadcasting.
La Convergenza dei diversi servizi, che la tecnologia digitale consente, e la
fattibilità di un singolo ricevitore intelligente che copra tutte le bande della
radiodiffusione e tutti i sistemi, ad un prezzo accettabile, può dare l’impulso ad
un nuovo modo di concepire le Telecomunicazioni.
Un alto numero di ricevitori venduti può ridurne drasticamente il costo,
incrementando le facilities e le possibilità degli utenti ed aprendo le porte al
Sistema Mobile Universale delle Telecomunicazioni (UMTS) integrato con tutti gli
altri servizi, che potrebbe creare una nuova generazione di sistemi ed una nuova
generazione di servizi.
In tutte le transizioni vi sono un gran numero di attori, ma il passato ha mostrato
che l’attore principale è l’utente. La sua decisione è in ogni caso orientata dalla
forza del mercato, guidato dalle Amministrazioni e dalle Industrie sostenute dai
Radiodiffusori, che possono promuovere l’opinione di cambiare i vecchi sistemi
analogici e comprare le nuove apparecchiature digitali.
Ciò che è veramente importante ed urgente è il coordinamento tra i diversi
attori.
Infatti, se gli utilizzatori sono pronti a comprare i nuovi apparati e le industrie
hanno prodotto le apparecchiature, è veramente importante avere un programma
dell’uso delle frequenze, preparato dalle Amministrazioni, e contemporaneamente
un sufficiente numero di programmi irradiati con contenuti interessanti per
attirare l’attenzione degli utenti e promuovere il cambiamento.
Questi sviluppi ed azioni coordinate condizionerebbero il periodo di transizione
e guiderebbero la scelta dei consumatori con una competizione avanzata.
E’ molto importante avere “un Ricevitore poco costoso ed una Convergenza
tecnologica”.
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Quando il ponte del “digital dividend” sarà completato ed i milioni di
ricevitori saranno totalmente sostituiti, allora la reale convergenza tra i servizi
sarà completa.
Questa sarà la base per il vero sviluppo del “UMTS”, di conseguenza
avremmo a disposizione la possibilità di inviare e ricevere informazioni in ogni
punto della Terra, a qualsiasi ora, fermi o in movimento, in qualsiasi lingua,
mantenendo la protezione ecologica del consumatore e delle informazioni da
lui trasferite, e disponendo del controllo remoto del dispositivo d’utente che
fornisce il servizio d’informazione.
Tutto questo pone le basi per una Società Globale dell’Informazione (GIS Global Information Society).
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