Digital Radio DAB - Die ewige Ablösung

Digital Radio DAB - Die ewige Ablösung Mario Gongolsky 13 April, 2007 - 01:00

Wenn von der Ablösetechnik für den herkömmlichen UKW-Rundfunk die Rede ist, fiel in den zurückliegenden Jahren immer wieder das Kürzel DAB. Mit dem Codenamen „Eureka 147” startete ein Firmenkonsortium 1987 die Entwicklung von DAB, mit dem Ziel ein digitales Hörfunksystem mit einem einheitlichen Standard in ganz Europa zu etablieren. Inzwischen hat DAB den Sprung zum Weltstandard schon geschafft. Einzig die USA halten noch an ihrem Konkurrenzsystem IBOC fest. Weltweit wurden zwei Frequenzbereiche für DAB ausgewiesen. Nun soll DAB in Europa laufen lernen.

Was man sich da etwa 1987 ausgedacht hat, ist technisch durchaus richtungsweisend. Annähernd CD-reine Klangqualität, einfachste Bedienbarkeit, optimaler, störungsfreier, mobiler Empfang und genügend Kapazität für programmbegleitende Datenanwendungen. Auch die Industrie der Gerätehersteller stieg mit in den DAB-Zug und produziert die Endgeräte nunmehr in der zweiten Generation. Während die ersten Radios an die Teilnehmer der Pilotprojekte ausgegeben wurden, sind die heutigen DAB-Empfänger frei im Handel erhältlich, wobei die Einstiegspreise für DAB-Autoradios bei derzeit 370 Euro angesiedelt sind. In etlichen Bundesländern wurde der Regelbetrieb ausgerufen und um Verwechslungen mit der Biermarke zu vermeiden, wurde das System zum Digital Radio umgetauft. Die Programme sind heute tatsächlich empfangbar. Die Senderabdeckung gleicht zwar noch einem Flickenteppich, soll aber schon ab 2003 flächendeckend entlang der Hauptverkehrsachsen sein.

Das leistet DAB

DAB erlaubt pro Senderblock die Übertragung von fünf bis sechs Hörfunkprogrammen in bester Klangqualität oder von bis zu zwanzig Programmen in einfacher Monoqualität.

Weil praktisch keine Frequenzen auf dem UKW Band mehr verfügbar sind, ist der TV Kanal 12 (223 - 230 MHz) für DAB vorgesehen. Da aber mit Sicherheit nur ein Kanal für die DAB-Zukunft nicht ausreichen wird, wurde bereits der Frequenzbereich von 1.452 – 1.467,5 MHz (L-Band) für terrestrische (z. B. Autoradio) DAB-Sendungen international reserviert.

Interessant ist die Möglichkeit für den Gleichwellenbetrieb, das heißt ein Senderblock mit seinem Programm- und Datenensemble könnte regional und überregional immer auf dem gleichen Kanal zu finden sein. Das sich ergebende Problem eines störenden Mehrwegeempfangs, der zum Beispiel in Überlappungsgebieten zwischen zwei Sendern entsteht oder durch die Reflexion von Radiowellen an Bergen oder hohen Gebäuden, wird vom DAB-Empfangssystem erkannt und ausgeglichen. Selbst in engen Häuserschluchten gewährleistet DAB somit einen klaren, störungsfreier Empfang.

Die Sendetechnik im Detail

Um Töne bis zu 20 kHz zu digitalisieren, wird nach dem Abtasttheorem eine Abstastfrequenz von mindestens 40 kHz benötigt. Um Rauschanteile des Signals unterhalb der Hörbarkeitsgrenze zu halten, ist eine Auflösung von 16 Bit notwendig. Für ein Stereokanalpaar ergibt sich hierdurch eine Abtastfrequenz von 44,1 kHz. Zwei Kanäle zu je 44.1 kHz mal 16 Bit ergibt wiederum einen Datenstrom von 1,41 Mbit/s. Um ein solches Signal zu übertragen, wäre eine Frequenzbandbreite von 1 MHz erforderlich.

Die Klangdaten werden auch bei DAB komprimiert. Hierfür wird das Musicam-Verfahren eingesetzt, inzwischen besser bekannt als MPEG 1 Layer II, einer Entwicklung des deutschen Fraunhofer-Instituts und gleichwohl die Grundlage für das Internetradio und jene Internetmusikdateien, die als MP3 für Furore sorgen. Die Datenbreite zwischen 8 kbit pro Sekunde und 192 kbit pro Sekunde und Stereokanal bezeichnet zugleich die Qualitätsstufe für den Klang. Schon mit 32 kbit/s klingt ein solches Signal wesentlich besser als Mittelwelle und etwa bei 100 kbit/s kann man getrost von CD-naher Klangqualität sprechen.

Das Quellcodierungsverfahren MPEG-1172-3 Layer II zur Datenreduktion berücksichtigt psychoakustische Phänomene der Wahrnehmung. Trotz einer 80 % geringeren Bitrate ist das komprimierte Signal akustisch nicht vom Quellsignal zu unterscheiden.

Zur Quellcodierung kommt die Kanalcodierung, die für eine störungsfreie Funkübertragung des digitalen Sendesignals sorgt. Dabei wird das COFDM-Verfahren zur Vermeidung von Datenfehlern durch Mehrwegeempfang eingesetzt.

Im Sendebetrieb spricht man von Sendeblöcken. Ein Sendeblock hat eine Mittenfrequenz und eine Gesamtbreite von 1,536 MHz auf der 1,536 Trägerfrequenzen mit kleinstmöglichem Abstand zueinander Platz finden. Auf einem solchen Block werden sechs Hörfunkprogramme übertragen.

COFDM ist ein recht breitbandiges Verfahren. Die Bruttobitrate eines DAB-Blocks liegt bei 2,4 Mbit/s, die nutzbare Signalbreite für die Musikübertragung hingegen nur 1,5 Mbit/s

Die codierten Musikquelldaten werden zusammen mit dem Fehlerschutz und den integrierten Datendiensten über einen Multiplexer zu einem Datenstrom zusammengepackt.

DAB arbeitet mit einem Gleichwellennetz. Ein Frequenzwechsel bei mobilem Empfangsbetrieb ist somit nicht erforderlich.

Datendienste

Neben der Tonübertragung finden im DAB-System auch Datenanwendungen Platz. Derartige Anwendungen können grob in programmbegleitende Datendienste und unabhängige Datenkanäle unterteilt werden. Die programmbegleitenden Daten (PAD = Programm Associated Data) beinhalten etwa das, was vom Radio-Daten-System auf UKW bereits bekannt ist, allerdings mit deutlich mehr Kapazität und Geschwindigkeit, also Musiktitel, Programmhinweise, Telefonnummern und dergleichen mehr. Die programmbegleitenden Daten sind in die Tonübertragung mit eingebunden. Bei den unabhängigen Daten (IDS) gibt es Anwendungen wie die Textübertragung von Verkehrsnachrichten, die Übermittlung von GPS-Korrekturdaten zur Fahrzeugnavigation, Personenrufdienste und elektronische Zeitungen. Diese Datendienste bekommen auf einem DAB-Kanal eine eigene Kapazitätszuweisung, sind also unabhängig vom eigentlichen Radiodatenangebot. Mit der Funktion Service-Information (SI) kann ein Rundfunkveranstalter den Hörer in die Lage versetzen, auf bestimmte Datenangebote zuzugreifen.
Radioprogramme und Datendienste zusammen bilden einen Sendeblock oder ein Ensemble.

DAB? Noch nie gehört.

Falls Sie noch niemals von DAB gehört haben, sind wir dem Hauptproblem schon auf der Spur. Ein neues Rundfunksystem kann nicht staatlich verordnet werden. Es hat sich mit seinen technischen und praktischen Vorzügen seinen Platz auf dem Markt zu erkämpfen. Die bevorzugt mit DAB-Kapazitäten gesegneten öffentlich- rechtlichen Rundfunkanstalten scheinen nicht im Stande zu sein, das Produkt DAB zu promoten. Die Industrie informiert Händler und Messebesucher, erzeugt damit aber eigentlich kaum Außenwirkung. Die Presse ist dem Thema DAB weitgehend abgeneigt. Wenn eine Technik so wenig Publicity bekommt, ist das Thema für Publikumszeitschriften nicht weiter von Interesse. Die Händler verkaufen nur Geräte, für die eine Nachfrage besteht. Insgesamt gibt es weder in Deutschland, noch in der Schweiz, Frankreich oder Großbritannien eine wirklich koordinierte und erfolgreiche Öffentlichkeitsarbeit zu sehen.

Kein Interesse

Die Veranstalter sind sich einig, dass das Radio eine technische Frischzellenkur brauchen könnte. Die sehr interessierten privaten Veranstalter sind in einigen Bundesländern bei der Vergabe von DAB-Plätzen leer ausgegangen, weil der Ausbau der Senderkapazitäten schon jetzt finanziell auf schwachen Füßen steht, heißt es offiziell zur Begründung. Nach diesem politischen Laienspiel und nicht einmal 23.000 verkauften DAB-Endgeräten bis Herbst 1999 in ganz Europa, sind einige namhafte Privatrundfunkveranstalter schon auf Distanz zu DAB gegangen und setzen eher auf DVB-T als digitale Verbreitungsmöglichkeit ihrer Programme.

Nicht einmal bei den ARD-Rundfunkanstalten oder bei den Landesmedienanstalten ist ein einheitliches Vorgehen in der DAB-Einführung erkennbar. Der Hessische Rundfunk machte zum Start des DAB-Regelbetriebes Mitte 2001 in Hessen nicht mit, der Norddeutsche Rundfunk zeigte ebenso eine regelrechte DAB-Lustlosigkeit, die in der Idee einiger Bundesländer mündete, ein Moratorium für DAB bis 2003 zu erlassen. Im Süden der Republik, allen voran in Bayern, sendet man auf DAB und bewirbt dieses neue Rundfunksystem sogar. In Sachsen-Anhalt beschloss die Landesmedienanstalt bis zum 1.1.2010 ausschließlich digital senden zu wollen und herkömmliche UKW-Frequenzen sukzessiv abzuschalten.

Systemkritik?

Auf der Vermarktung von Mehrwertdiensten (Datendienste) lagen große Hoffnungen zur Teilrefinanzierung des Sendernetzes. Ob eine Vermarktung dieser Plattform im Internetzeitalter erfolgreich sein kann, darf bezweifelt werden.

Bei der zur Verfügung stehenden Frequenzkapazität und der Geschwindigkeit des Sendernetzausbaus wird DAB kurzfristig keine ausreichende Kapazität bieten können, das bisherige UKW-Rundfunkband abzubilden und zeitgleich Platz für neue Programme zu schaffen.

Ein Problem stellt aus meiner Sicht auch die mögliche Zerschneidung lokaler Kommunikationsräume dar. In Rheinland-Pfalz könnte man keine regionalen Programme aus Nordrhein-Westfalen empfangen und umgekehrt. Das System verhält sich wie man es vom Mobiltelefon her kennt: Nur wenige hundert Meter hinter der Landesgrenze wird man auf einen neuen Netzbetreiber umgebucht. Was zwischen einzelnen Bundesländern per Absprache zu lösen wäre, wird aber an Staatsgrenzen gewiss ein Problem. Keine deutschen DAB-Programme in Ostbelgien, keine belgischen DAB-Programme in der Eifel? Wird der akustische Blick über den Gartenzaun des Nachbarn mit „Digital Radio” erschwert?

Für die Veranstalter hat diese Systemeigenschaft den Vorteil, dass sie ihr Verbreitungsgebiet ganz klar umreißen können. Doch gerade im Narrowcasting-Bereich, das betrifft Sender mit einer lokalen, kleinen Zielgruppe, ist die Platzierung der Angebote zur Erlangung einer DAB-Frequenzzuweisung derzeit gefährdet. Nationale, landesweite und schließlich lokale Radioangebote durch DAB empfangbar zu machen erfordert so gesehen eine dreifache Flächenabdeckung, doch die erforderlichen Frequenzkapazitäten sind erst gar nicht in Sichtweite.

Alle technischen Probleme gelöst?

Zum DAB-Empfang benötigen Sie einen speziellen DAB-Empfänger und zumindest für L-Band-Übertragungen eine besondere Empfangsantenne. Nähere Auskünfte sollte Ihr Radiohändler liefern können. Falls nicht, hilft eine Anfrage bei den Herstellern, wie zum Beispiel Blaupunkt, Grundig oder Sony.

Für DAB ist ein Fernsehkanal bei 225 Mhz und das besagte L-Band vorgesehen. Das L-Band liegt in einem Frequenzbereich von 1,5 Ghz und somit auf einer deutlich höheren Frequenz als das bisherige UKW-Rundfunkband. Dabei sind besonders hohe Frequenzen nicht ganz unproblematisch beim Radioempfang in geschlossenen Räumen: Je höher die Sendefrequenz, desto kleiner ist die Wellenlänge. Kleine Wellenlängen neigen dazu, stärker von Mauern und Fenstern reflektiert zu werden. In der Folge werden Radiowellen in ihrer Stärke gedämpft, was den Empfang mit kleinen Teleskop- oder Drahtantennen innerhalb der Wohnung negativ beeinflusst.

Worin liegt der Anreiz, sein Radio zu wechseln?

Darüber rätseln die Verantwortlichen offenbar selbst noch. Der Empfangsbetrieb im Fahrzeug soll Lust machen, auch zu Hause auf DAB-Empfang zu wechseln. Im Auto ermöglicht DAB glasklaren Empfang ohne lästiges Sendersuchen und verspricht bestmöglichen, störungsfreien Empfang, selbst in dicht bebauten Gebieten. Die Zusatzdienste, wie zum Beispiel Stauwarnkarten und lokale Verkehrsinformationen, die das künftige DAB-Autoradio vorlesen kann, zielen auf einen Mehrwert im Auto. Dumm nur, monieren Kritiker, dass man ausgerechnet im Auto mit den Fahr- und Nebengeräuschen nur wenig von dem tollen CD-reinen Klang profitieren kann.

Worin der Reiz liegen soll, die heimische Stereoanlage auf DAB-Empfang umzustellen, ist auch den Herstellern nicht recht klar. Außer einer besseren Klangqualität können kaum Argumente ins Feld geführt werden. Ob das allerdings zum großen Durchbruch reichen wird? Die meisten Radiohörer nutzen das Radio nicht so sehr zur Befriedigung audiophiler Gelüste, sondern mehr nebenbei als Informations- und Unterhaltungsmedium.

Solche Zweifel sind auch am Gerätemarkt leicht abzulesen. Tatsächlich spielen DAB-Radios derzeit allenfalls im Segment der hochwertigen Autostereoanlagen eine Rolle, die Suche nach passenden Heimempfängern ist schwierig. Bei Sony ließ sich 2001 ein passender Tuner finden, weitere Hersteller zogen mit einzelnen Modellen nach. Die meisten Heimgeräte werden von kleinen Audioschmieden für den britischen Markt gefertigt, denn Großbritannien verfügt als einziges Land in Europa über so etwas wie einen Markt für DAB. Firmen wie TAG oder Robertson sind auf alle Fälle hierzulande nicht eben bekannt.

In die Lücke springen eher Hersteller von PC-Peripherie, wie der deutsche Soundkartenhersteller Terratec oder der Palmtop-Hersteller Psion mit seinem Wavefinder. Keine Produkte für einen breiten Markt also.

Trotzdem, eine gute, komfortable Programm- auswahl, bessere Klangqualität und sinnvolle Zusatzdatendienste können DAB sehr wohl attraktiv machen. Doch bis einfache DAB-Radios für Küche und Bad auf dem Markt sind, wenn solche Geräte überhaupt ernsthaft geplant sind, werden wohl noch etliche Jahre ins Land gehen.

Die Konkurrenz schläft nicht

Heute, wo das L-Band fest für Rundfunkaussendungen vorgesehen ist, ohne das der DAB-Markt in Europa richtig in Schwung kommt, wittern Industriekonsortien neue Marktchancen. Ausgerechnet der Satellit wird zum Erzrivalen von DAB. Worldspace und Alcatel haben einen Vertrag geschlossen, der die Einführung eines Radiosatellitensystems ab 2003 vorsieht. Dabei wird das System um bodengebundene Sendernetze ergänzt und ungenutzte DAB-Kapazitäten kämen da gerade recht. Zusammen mit dem Fraunhofer-Institut in Erlangen wird daran gearbeitet, den Empfang des Satellitensignals auch im Fahrzeugbetrieb zu ermöglichen. Während normalerweise Bäume und Brücken beim Satellitenempfang für Empfangsaussetzer sorgen würden, soll die Systemerweiterung weitgehend ausfallsichere Signalversorgung gewährleisten. Von Luxemburg aus versucht die Firma Global Radio ebenfalls ein satellitengestütztes Radiosystem aus der Taufe zu heben. Gleich drei kleine Satelliten sollen Mittel- und Osteuropa mit Radioprogrammen versorgen.

Getreu dem Motto: „Wo sich zwei streiten, freut sich der Dritte”, wird auch der Hinweis des internationalen DRM-Konsortiums lauter, dass an Stelle des DAB-Systems auch das DRM-Verfahren für UKW genutzt werden könnte. DRM soll dem AM-Rundfunk, also Lang-, Mittel- und Kurzwelle zur digitalen Renaissance verhelfen. Das System hat den Vorteil, wesentlich weniger Frequenzen zu verbrauchen als DAB. Zugleich wäre ein neuer Frequenzbereich, wie das L-Band, nicht wirklich erforderlich. Ebenfalls sinnvoll erscheint die Umsetzung eines digitalen Modulationsverfahrens für alle Wellenbereiche, würde es doch den technischen Aufwand in der Geräteproduktion deutlich reduzieren. Selbst bestehende Sendeanlagen ließen sich auf DRM-Betrieb umrüsten.

Prognose

Noch zum Start der Pilotprojekte 1995 als Ablöse des UKW-Rundfunks gefeiert, werden die Töne nun immer leiser. Dass DAB seinen Platz auf dem Markt erstreitet, halte ich bislang für unwahrscheinlich. Eine vollständige digitale Ablösung des UKW-Radios erfolgt durch DAB jedenfalls sicher nicht. So viel Dilettantismus bei der Vermarktung kann nur zu einem Totalversagen des DAB-Systems führen. Zu oft als die Radiozukunft zitiert, entpuppt sich DAB als Radioflop Nummer zwei des Digitalzeitalters und droht in die Fußstapfen des wenig rühmlich verblichenen Digitalen-Satelliten-Radio (DSR) zu treten.

Eigentlich schade, denn der DAB-Standard bietet aus heutiger Sicht alle technischen Merkmale, die an ein richtungsweisendes Rundfunksystem zu stellen sind. Es funktioniert auf verschiedenen Verbreitungswegen (Satellit, Kabel, Ätherwelle), bietet ein hohes Maß an Klangqualität, ist uneingeschränkt für den mobilen Empfang geeignet, arbeitet mit geringem Sendeenergieaufwand, bietet Mehrwertdienste, die durch unterschiedliche Sendeformate sogar noch technische Möglichkeiten zu einer Crossover-Nutzung mit dem Internet denkbar erscheinen lassen.

Hätte man 1995 den Marktstart geschafft und nicht erst mit sinnlosen Pilotprojekten Geld und Zeit verschwendet, DAB hätte schon längst Fakten in der Radiolandschaft schaffen können. Statt dessen wird das hämische Gelächter der Beobachter zu jeder Funkausstellung in Berlin lauter, wenn einmal mehr die Radiozukunft über DAB eingeläutet werden soll. Das System ist, staatlicher Regelungswut und förderaler Uneinigkeit sei Dank, technisch angestaubt, bevor der Hörer auch nur Notiz davon genommen hat.

Aus der Beobachtung der vergangenen Jahre lässt sich ablesen, dass die Konkurrenz dem Hörer schneller ein attraktives, marktfähiges Angebot machen wird. Das Resultat ist eine weitere Aufsplitterung von Verbreitungswegen. Eine Aufsplitterung, die immer höhere Kosten nach sich zieht, um den Hörer auch morgen zu erreichen.