วิทยุในระบบ Digital (DAB+)

ปัจจุบันประเทศไทยมีการออกอากาศด้วยความถี่วิทยุ ระบบ AM, FM และในอนาคตนั้นจะมีการออกอากาศในระบบ Digtial ซึ่งน่าจะเป็นระบบ DAB+ วิทยุทั้ง 3 ประเภทนี้แตกต่างกันอย่างไร

  • วิทยุ AM ใช้ความถี่ช่วง 530 – 1600 kHz (กิโลเฮิรตซ์) เป็นการผสมคลื่นเสียงเข้ากับคลื่นวิทยุเรียกว่า “คลื่นพาหะ” โดยแอมพลิจูด (Amplitude) ของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงความสูง ตามความถี่ของสัญญาณคลื่นเสียง (ความถี่เสียงสูง Amplitude ของคลื่นพาร์จะสูง เสียงความถี่ต่ำความสูงคลื่นพาห์จะต่ำลง) ทางเทคนิคเรียกการ Modulation แบบ (Amplitude modulation : AM) สัญญาณ AM เดินทางไปได้ระยะทางไกล แต่ได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนต่างๆ มากมายทำให้คุณภาพการรับฟังลดลงไปมากเสียงไม่ชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมในเมืองที่หนาแน่น
ภาพเครื่องรับวิทยุระบบ AM (ภาพจาก Tarad.com)

  • วิทยุ FM บนคลื่นความถี่ VHF Band II (88-108MHz) เป็นความถี่ที่สูงขึ้น ให้คุณภาพเสียงที่ดีขึ้นแก่ AM (Frequency modulation : FM) เป็นการผสมคลื่นเสียงเข้ากับคลื่นพาหะ โดยความถี่ของคลื่นพาหะ จะเปลี่ยนแปลงตามคลื่นเสียง (ความถี่เสียงสูงคลื่นพาห์จะมีความถี่สูง ความถี่เสียงต่ำคลื่นพาห์จะมีความถี่ต่ำลง) วิทยุแบบ FM จะมีสัญญาณรบกวนต่ำกว่าระบบ AM ทำให้มีความคมชัดสูงกว่าระบบ AM แต่การส่งสัญญาณไปได้ไม่ไกลเหมือนกับระบบ FM
ภาพเครื่องรับวิทยุระบบ AM-FM (ภาพจาก https://biggo.co.th)

ภาพจาก https://ham.stackexchange.com/
ข้อมูล https://en.wikipedia.org/wiki/FM_broadcasting#/media/File:Amfm3-en-de.gif
  • วิทยุในระบบดิจิทัล (Digital) ระบบ ISDB-TSB (Integrated Services Digital Broadcasting) ของประเทศญี่ปุ่น ระบบ DAB (Digital Audio Broadcasting) เข้ารหัสสัญญาณเสียงแบบ MPEG-2 Layer-II , แบบ DAB+ เข้ารหัสสัญญาณเสียงแบบ MPEG-4 HE-AACv2 ซึ่งเป็นเทคนิคที่ทำให้คุณภาพเสียงสูง โดยมีบิตเรตต่ำ พัฒนามาจาก DAB ทั้ง DAB และ DAB+ ทั้งสองระบบมีการใช้งานแพร่หลายในประเทศแถบ ยุโรป แอฟริกา เอเซีย และออสเตรเลีย คาดว่าเป็นระบบของประเทศไทยในอนาคตอีกด้วย การส่งวิทยุระบบ Digital นั้น 1 คลื่นความถี่วิทยุ สามารถส่งรายการวิทยุได้หลายรายการ (หลายสถานี) เป็นระบบที่มีคุณภาพความคมชัดเสียงสม่ำเสมอ สัญญาณรบกวนต่ำเหมือนฟังเสียงจากเครื่องเล่น เช่นพวก MP3 ในประเทศออสเตรเลียใช้ความถี่ VHF Band III (174-230MHz.) สำหรับประเทศไทยอยู่ในช่วงทดลอง (2565) โดยใช้ความถี่ช่วงนี้
ภาพเครื่องรับวิทยุระบบ Digital DAB+ (ภาพจาก https://www.sony-mea.com)

เปรียบเทียบวิทยุแบบ Analog กับระบบ Digial

แบบเดิมแอนะล็อก (Analog) ข้อเปรียบเทียบแบบดิจิทัล (Digital) ระบบ DAB+
ความคมชัดขึ้นอยู่กับความแรงของสัญญาณ ไม่สม่ำเสมอ อาจมีคลื่นแทรกได้บางเวลาคุณภาพเสียงคุณภาพเสียงคมชัดกว่ามาก และคมชัดสม่ำเสมอ
1 ความถี่/ 1 สถานีวิทยุการใช้งานความถี่1 ความถี่ (MUX) ได้หลายสถานีวิทยุ (1.536 MHz)
ระบบข้อมูล RDS เครื่องรับต้องมีจูนเนอร์ FM RDSการสนับสนุนการให้บริการข้อมูล (Data Service)บริการ EPG (Electronic Program Guide) บริการข้อมูลการจราจร
และการเดินทาง บริการข้อมูลประเภท audio-related data เช่น ชื่อเพลง ชื่อคนแต่งเพลง แสดงบนเครื่องรับ
ชนิดมีหน้าจอแสดงผล
เครื่องวิทยุเดิมที่มีจำหน่ายในท้องตลาดทั่วไปเครื่องรับวิทยุต้องเป็นเครื่องรับวิทยุที่มีระบบ DAB+ ไม่สามารถใช้วิทยุ Analog เดิมรับได้

ย่านความถี่ใช้งาน

VHF Band-I,VHF Band-II และ VHF Band-III (174-230 MHz) และรวมทั้งส่งสัญญาณผ่านระบบเคเบิ้ลด้วย

ลักษณะโครงข่ายที่รองรับ DAB+ รองรับการส่งได้ในโครงข่าย 2 รูปแบบ

  • โครงข่ายแบบภาคพื้นดิน (Terrestrial)
  • โครงข่ายสายเคเบิ้ล (Cable)

ภาพ Diagram การทำงานของการส่งวิทยุในระบบ DAB+

จากภาพข้างบนเป็นการอธิบาย Block Diagram ของการส่งสัญญาณโทรทัศน์ในระบบ Digital (DVB+) เริ่มจากสัญญาณเสียงและข้อมูลเข้ามาในสวนของการบีบอัดข้อมูล Audio Encoder และ Data Encoder สัญญาณเสียงถูกบีบอัดในรูปแบบ MPEG-4 HE-AAC V2 จากนั้นเข้าสู่ระบบเข้ารหัสช่อง Channel Encoder หรือ Robustness เพื่อทำให้สัญญาณมีความทนต่อสัญญาณรบกวน แล้วเข้าสู่การ Multiplex (MUX) เพื่อรวมหลายช่องรายการเป็น 1 Stream แล้วเข้าสู่การมอดูเลต แบบ COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) และจากนั้นก็เข้าสู่การแปลงสัญญาณเป็นความถี่วิทยุ แล้วก็ขยายสัญญาณความถี่วิทยุ และส่งออกอากาศต่อไป

ข้อมูลบางส่วนจาก สำนักเทคโนโลยี DAB+ (ข้อมูลจาก : กสทช. https://broadcast.nbtc.go.th/data/academic/file/610600000001.pdf)

ภาพ Block diagram ของระบบส่ง DAB (ข้อมูลจาก ETSI EN 300 401 V2.1.1)
ภาพ Block diagram ของเครื่องรับ DAB (ข้อมูลจาก ETSI EN 300 401 V2.1.1)

การทดลองส่งวิทยุระบบ DAB+ เสียงระบบ Stereo Bitrate 64 kbps ความถี่ 185 MHz มีรายการวิทยุดังต่อไปนี้ NBTCtest, RadioThailand, COOLfahrenheit, FM 94(TV5), LTM FM 95, HITZ 955, JS.100, RROne ,FM 101, 103.5 dab+ RADIO, GreenWave 106.5, MET 107, Thai PBS, KU RADIO และ Looktung Network รูป Pie Chart แสดง Sevice หรือรายการวิทยุใน MUX พร้อมแสดงรายละเอียดของ ฺBitrate ในแต่ละรายการ

ตัวอย่าง พารามิเตอร์ Greenwave 16.5

  • ความถี่ 185.0 MHz
  • Mode : DAB+
  • Constallation : DQPSK (Differential Quadrature Phase Ding)
  • Bitrate 64 kbps
  • เสียงแบบ Stereo