Die langfristige Zukunft des UKW-Bandes (analog und digital) im Umfeld anderer digitaler Multiplex-Technologien

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1 Die langfristige Zukunft des UKW-Bandes (analog und digital) im Umfeld anderer digitaler Multiplex-Technologien Digitalradio Symposium Österreich am 29. März 2006 in Wien von Ing. Markus A. Ruoss für und

2 Übersicht Einleitung IST- Zustand und Trends Mögliche Verbreitungswege für Radio Mini- DAB-Ausflug in drei Länder Digitalisierung des UKW-BANDES HD-Radio und DRM+ Summarische Plattform- Vergleiche Schlussfolgerungen Fragen?

3 UKW-Technik und Empfangsgeräte sind (wieder) voll im Trend! UKW-Internet Handy mit LDIF-UKW- Radio Sony-Ericsson MP3-Player mit UKW-Radio DVB-H-Handy mit UKW- Empfänger (Nokia) WLAN-Radio MW-UKW-WLAN Rokulabs ipod mit FM FM-Ohrwurm WLAN-UKW Terratec

4 IST- Zustand und Trends I Radio- Empfangsgeräte-Bestand in der Schweiz, und Trend Was (per Ende 2005) Stückzahl Bemerkungen und Bestands-Trend Bestand UKW-Radios: Verkaufte UKW-Radios pro Jahr: Mio 600'000 +/- stabil, eher leicht zunehmend stabil bis zunehmend Bestand DAB-Geräte: Verkaufte DAB-Geräte pro Jahr: 10 bis 30' bis 20'000 stark steigend sehr stark steigend (Bewerbung E-05) Internet Radios PC-FIX: Internet Radios "Wirless": > >1 Million < 1000 steigend stark steigend Quellen: geschätzt aus BMWA-BRD05, Kommtechstudie CH05, RuossAG-Ablage, Publicadata AG

5 UKW-Technik und Empfangsgeräte sind (wieder) voll im Trend II Empfangseigenschaften und neue Technologie

6 Aktuelle Handy UKW-Empfängertechnologie Beispiel LDIF- UKW-Radio von SL Si4700/01: - Alles auf einem Chip! - Keine ZF Filter, keine Spulen etc - 4 mal 4 mm gross! - Kosten: $ 3, $ 3.45 inkl. RDS! (bei Stück) - Stromverbrauch : < 20mA Ganz NEU : -Von Broadcom, Blootooth + UKW-RX in einem Chip! -Ideale Lösung für Handys und Mediaplayer! Nur 35mm2

7 DIF (Digital Intermediate Frequency) UKW-Empfänger Beispiel für Car Radio Alte UKW- Hardware-Technik Neue UKW-Software-Technik + NEUES RF-FRONT-END 2mal für Diversity Verbesserungen durch SDR: Plattfrom Interoperabilität (Zukunft SDR+) - Mehrwegempfangsunterdrückung - Empfänger sucht und wechselt den Verbreitungsweg selbständig - Dynamische ZF-Bandbreitenanpassung - RDS-ähnliche Systeme sind in Entwicklung und Standardisierung - Kleiner und weniger Bausteine - UKW immer gesetzt, auch in DAB-Empfängern! - Billig und in Grosserie zu produzieren - Verbreitung der neuen Technik wird sehr lange dauern! - Software Update möglich - Marktabschottungs-Versuche nicht ausgeschlossen - SDR: (Software Defined Radio) Oberbegriff für DIF/LDIF/TSR

8 UKW-Technik und Empfangsgeräte sind (wieder) voll im Trend II Empfangseigenschaften und neue Technologie UKW-Audio-Qualität gut genug? Ausweitung des Radio-Angebotes dringlich? UKW-Abschaltung kaum mehr ein Thema, aber UKW-Digitalisierung! klassisches Radio wird des öfteren: - Mehrwert eines anderen Hauptnutzens des Endgerätes - Einbau-Entscheid fremdbestimmt

9 UKW-Abschaltung kaum mehr ein Thema, aber UKW- Digitalisierung! Aktuelle Einsicht : UKW noch lange! UKW-Band = Radio Neue Abschaltdiskussion wenn Nutzungsmarktanteil unter 1/3 gesunken ist. Das Interesse an UKW-Digitalisierung steigt. Hauptargument: für Lokal-Regional-Hörfunk und Ein-Programm-Veranstalter

10 Mögliche Verbreitungswege für Radio Verteilung auf viele Verbreitungswege Ende der Universal Verbreitungsformen Verbreitungskosten für Veranstalter steigen Aufwand steigt auch für die Nutzer Hätte jeder Nutzer einen All-Plattform-Empfänger, dann könnte der Veranstalter sich wieder auf einen einzigen Verbreitungsweg beschränken! Das ist aber ein sehr langfristiger Traum!

11 Personen Nutzungsreichweite > 12 Jahre % 100 Zeit-Horizonte - Radio Digitalisierung approximativ dargestellte Möglichkeit des Ablaufs optimistisch Haupt- Rundfunk Digital-Form optimistisch pessimistisch Σ aller anderen Nutzungsformen pessimistisch optimistisch UKW pessimistisch Jahre SDR off Start HD- Radio USA SRG K12 abgeschlossen Indoor Σ = Summe aller anderen Nutzungs-Formen (Internet, WiFi, DVB-T, HD-Radio etc. ca DAB Start BRD ca DAB Start SRG ADR- off Total >100% (mehrfach Nutzung der Plattformen)

12 DAB in der BRD BRD als einstiges DAB- Pionierland macht keine gute Falle. Nord Süd Debatte ( DVB-H contra DMB-/X ) ist nicht sehr hilfreich!?? Radio Empfänger- Bestand in der BRD, Ende bis 300 Millionen UKW-Radios (38 Mio HH) bis DAB Geräte Verkaufszahlen pro 2005: ca. 9 Millionen UKW und max DAB Empfänger

13 DAB- in England Haushalte mit einem DAB Empfänger Start Regelbetrieb: je nach Quelle 29.42% 20.38% 13.43% 7.99% 4.06% Verteilung der Radio- Nutzung auf die verschiedenen Verbreitungswege 86% Source: RAJAR Platform Study Nov 2005 / RAB 4% 5% 2% 11% FM/AM DTV DAB Internet Total Digital 3% Not stated England ist das digital Radio Land! J >400 Programme!! 37 DAB exclusive, Commercial Radio Share of Listening Hours Per Ende 2005 > 2 Mio verkaufte DAB-Empfänger! (25Mio HH) + >8MIO DTV-HH Digitalisierung in England, = günstige Konsolidierung der Privaten grossen Begeisterung bei den kleinen Regionalveranstaltern begrenzt UK-Marktmechanismen sind nicht auf die BRD oder die Schweiz direkt übertragbar!

14 DAB-147 in der Schweiz Aktuelles siehe DAB-Konsortium seit Juni 2005 SRG setzt voll auf DAB, investiert nicht mehr in UKW Werbekampagne Ende 2005 im Moment wieder eher Vermarktungs-Pause Leistungsanpassung auf Indoornoch nicht voll erfolgt Private haben- Interesse am 2-T-DAB Multiplex, mit wenn und aber!

15 Digitalisierung des UKW Bandes HD-Radio (früher IBOC) HD-Radio= digitales Huckepack auf bestehendem analogen UKW-Signal Zusatzdienste und Programme auf der gleichen Frequenz Proprietärer Standard von Ibiquity Corporation. Europatauglichkeit gemäss ITU 107/10, aber Fragezeichen! Bei Einhaltung der ITU Richtlinien sind innerhalb des Versorgungsgebietes keine relevanten zusätzlichen gegenseitigen Störungen zu erwarten. 3 Betriebsarten

16 HD-Radio-Betriebsarten und netto-audio-datenraten Hybrid-Betrieb Extended Hybrid-Betrieb FM-HD-Radio Full-Digital-Mode Hybrid-Mode, 96kbs, Digital-PWR ca. 1/100 von UKW-analog Extended Hybrid Mode, 96 kbs -120kbs, 4 mal 6kbs Zusatzpakete dynamisch zu ab- schaltbar, Multicast dynamisch wählbar Full Digital Mode, > 200kbs, Leistung frei wählbar Typisches (CH) Hybrid-Multicast-Format: HD1: Hauptprogramm mit etwa 46 kbs Stereo HD2: Zweitprogramm mit ca. 32 kbs Stereo HD3: Voice/Talk ca. 16 kbs Mono + je 1 Extended Paket, 6kbs frei wählbar

17 Beispiel HD-Radio Zusammenschaltung Analog/Digital (MID-LEVEL COMBINED)

18 HD-Radio Spektrum und Empfängerverträglichkeit Spektrum und Schutzabstand FM-HD-Radio-Hybrid-Mode REF SMPL LOG 10 db/ 11.0 dbm ATT 30 db MKR Δ NRSC Mask khz db ITU AVG 15 WA SB SC FC CORR CENTER Mhz #RES BW 1.0 khz #VBW 1 khz SPAN 1 MHz SWP 300 msec Die USA NRSC- Maske (ROT) ist etwas weniger streng als die ITU Anforderung Alle eingetragenen Werte so gut wie möglich in die Diagramme übertragen!

19 Stand der HD-Radio-Markteinführung in den USA > 700 Veranstalter haben HD-Radio in Betrieb, davon etwa 50 Multicast + viele Tausend in den kommenden Jahren Multicast wird zur Killer Applikation werden! HD-Radio-Vermarktungs-Budget 2006: 200 Millionen USD Keine digitale terrestrische Radio-Alternative (in USA) vorhanden! Markterfolg in USA wird zur existentiellen Frage der Branche werden. Trotzdem nur langsame Evolution geplant

20 HD-Radio Empfänger HD-Radio-Empfängerangebot noch mickrig (etwa wie bei DAB vor > 5J) Weitere Empfängerentwicklung geht viel schneller (als zb. Bei DAB-147) 40 Mio HD-Radio Empfänger bis erwartet Rund eine halbe Milliarde UKW-Empfänger zu ersetzten werden bis Full Digital Mode Bis zu einer möglichen operationellen HD-Radio-Einführung in Europa gibt es keine Empfänger Preis- und Produktions- Problematik mehr! Aktuelle Hersteller: Alpine Electronics -Audio Design Associates -Boston Acoustics Renaissance- Day Sequerra -Delphi -Dension USA -Fujitsu Ten -Kenwood USA -Panasonic PhilipsCE- Polk Audio -Sangean America Inc. -Visteon -Yamaha Electronics

21 Abschätzung der HD-Radio- Einführungskosten Für konkrete Abschätzung zu früh HD-Radio-Lizenz (USA) kostet zur Zeit zwischen $ und $ Erst- Investion (1.Sender) rund $ bis $ Vermarktungs-Massnahmen für die HD-Radio-Empfänger ähnlich wie für andere Verbreitungswege auch.

22 Feldversuch Die Sponsoren Stand 21. März 2006

23 HD-Radio-Feldversuch Phase I 1. Sendeausrüstung + RXe im Haus März/April 06 : Labor-Messungen April/Mai: Installation auf Sunshine Hauptsender JUNI 2006: 1. Medienkonferenz, Phase I Danach: Umsetzer, Messkampagnen und viele Geräte im Feldtest. Alles aktuelle siehe Weitere Sponsoren willkommen!

24 Digitalisierung des UKW Bandes DRM + Einbettung DRM+ in UKW Band Datenrate in Abhängigkeit der Kanalbreite Quelle: UNI-Hannover

25 Digitalisierung des UKW Bandes DRM + DRM+ = Digital Radio Mondiale auf UKW, MHz Ende 2004 gestartetes Projekt der DRM Organisation Grosses Potenzial, aber Ausgestaltung noch wenig konkret Kein Hybridbetrieb vorgesehen Vorgesehener Projekt- Fahrplan: 2006 : System Verifikations-Tests 2008 : DRM+ Pilot-Versuche 2010 : Empfänger im Verkauf

26 Die summarischen Schlüsselvorteile einer UKW-Digitalisierung: Gleiche Frequenz, gleiche Infrastruktur wie bisher NISV- Problematik nicht vorhanden (EMV) Guter Indoor- Portabel- Empfang machbar Zusatz-Programme auf gewohnter Frequenz möglich Digital UKW ist ein selbstständiger, sicherer und krisenfester Radio-Verbreitungs-Weg Nur kleine Planungsmassnahmen nötig, keine UKW-Neuplanung Rückwärtskompatibel zu UKW und einfach zu kommunizieren! Langsame Evolution ohne grosse Kosten möglich Deutlich günstigste Lösung bei kleinen Verbreitungsgebieten. Weiterverbreitung in Kabelfernsehnetzen auf UKW möglich

27 Summarische (vereinfacht!) Plattform-Vergleiche Datenrate / Anzahl Programme / Frequenzband/ Streckendämpfung/ Building-Loss Übertragungssystem DAB DMB / DXB DVB-T DVB-H HD-Radio/DRM+ Datenrate für gute Stereo-Qualität kbit/s / Max. Anzahl Programme pro Multiplex 9 16 / "übliches" Frequenzband III / L III / L IV / V IV / V UKW Quelle: Weissbuch Hörfunk BRD 05, Ruoss AG GSM DVB-T/H DVB-T/H DAB HD Radio FM-Radio Frequency Range D-Net (900 MHz) E-Net (1800 MHz) VHF ( MHz) UHF ( MHz) VHF ( MHz) UHF ( MHz) VHF ( MHz) L-band ( MHz) FM MHz Hybrid MP1 mode FM analog Modulation GMSK 16 QAM QPSK QPSK QPSK / OFDM FM Bandwidth (dbhz) Noise Figure (db) SYS Requiement (db) Sensitvity (dbm) Delta (db) (+12.2*) -1.8 Tiefe Frequenzen können zusätzliche (Streckendämpfung und Gebäudedämpfung) Vorteile haben. Nachteil: grosse Antennen * 1/100 Digital PWR of FM Quelle: EBU TECHNICAL REVIEW July 2004 A.Sieber and C.Weck, ergänzt MRU

28 Welche digitale Plattform für welche Veranstalter? Ziele aus Sicht des Veranstalters Aktuelle Nutzer behalten Wenig Verbreitungswege, keine Fehlinvestitionen Rundfunkprivileg erhalten Mind. ein Verbreitungsweg unter eigener Kontrolle Günstige Investitions- und Betriebs Kosten für kurz und langfristige Betrachtung Je nach Art des Veranstalters, des Verbreitungsgebietes der Anzahl Programme, ist die Frage nach dem besten Verbreitungsweg anders zu beantworten.

29 Welche digitale Plattform für welche Veranstalter? Prioritäten für Lokal-Regionale Ein-Programm - Veranstalter: 1. UKW-Analog, 2. IP-Radio, 3. UKW-Digital, 4. DXB Prioritäten für Mehrprogrammveranstalter mit nationaler Verbreitung: 1. UKW-Analog, 2. IP-Radio, 3. DXB, 4. UKW-Digital 5. Satellit Prioritäten für Neue Veranstalter mit nationaler Verbreitung 1. IP-Radio, 2. DXB, 3. DVB-H

30 Schlussfolgerungen I Die UKW Verbreitung (digital oder analog) kann sich (vor allem für regionale Veranstalter) als langfristig und gesamthaft betrachtet günstigste und sinnvollste Lösung für Nutzer und Veranstalter herausstellen. Nutzer werden auf mehrere Verbreitungswege aufgeteilt Radio wird zu Multi-Plattform-Empfänger, mit Inhalts- vor Plattform-Wahl, UKW-Empfangsteil noch lange gesetzt! Digitale Verbreitung ausserhalb UKW nötig DXB vor DVB-H, kein DMB (aus Rundfunksicht!)

31 Schlussfolgerungen II Die Verbreitung wird für lange Zeit, für alle bestehenden Veranstalter, deutlich teurer. Erst sehr langfristig ist eine Trend- Umkehr möglich. Der Konsument will Radio, nicht Plattform! Inhalt wählen, nicht Verbreitungsweg! Bei allem High-Tech-Potential sei auch die Frage erlaubt: Sollen sich nun die zukünftigen Inhalte nach den verfügbaren (in den Markt gedrückten) Verbreitungswegen richten? oder wäre es nicht doch zielführender, wenn sich die Verbreitungswege -an den Inhalten -den Nutzer-Präferenzen und -an den realen Markt-Möglichkeiten orientieren würden?

32 FRAGEN? Danke.

33 RESERVE

34 Einige Erkenntnisse aus den Messungen in den USA Das digitale Versorgungsgebiet, wird nicht kleiner als analog Blend to analog Feature erst unterhalb ca dBuV nötig Im Hybrid Betrieb keine messbaren negativen Rückwirkungen auf das analog Host-Signal Wenn Nebenkanal-Störungen, dann ist auch das analoge Signal betroffen Im Bereich von Mehrwegempfang wird das Versorgungsgebiet gegenüber analog erweitert Ausserhalb der Versorgung geht analog weiter als Digital Über Indoor-Portabel gibt es noch keine konkreten Messresultate.

35 DRM Digital Radio Mondiale + SDARS Satellite Digital Audio Radio System DRM DRM = Ersatz für Mittelwelle (MW) und Kurzwelle (KW) Kein Simulcast-Betrieb möglich Als UKW Ersatz oder Nachfolge kommt DRM nicht in Frage! SDARS Kein relevanter Markt-Einfluss zu erwarten Frühestens zwischen 2008 und 2010 ist mit einem Start von ESDR (European Satellite Digital Radio) zu rechnen

36 Digitalisierung des UKW Bandes Andere? Vorerst keine weiteren Digital-UKW-Systeme zu erwarten IBAC (In Band Adjacent Channel) wird in DRM+ integriert FM-Extra - Erweitertes Unterträgerverfahren (SCA) -100% UKW-Kompatibel - Kein Full Digitalmode möglich - Feldtests und erste Anwendungen in Entstehung

37 HD-Radio Spektrum und Empfängerverträglichkeit Potenzielle Auswirkungen des HD-Radio-Signals auf typische UKW-Empfänger (alle RX aus BAKOM-RX-Studie) Alle Empfänger mit schlechterer Selektion als ITU werden mehr durch Nebenkanäle als durch das HD-Signal gestört! (im Bild alle Linien oberhalb blaue ITU- Referenz!) Empfänger mit deutlich besserer Selektion bei KHz als ITU-412 können durch HD-Signal eher eine Verschlechterung erfahren, als durch Nebenkanäle, welche ITU verletzen.

38 Prinzip-Darstellung der kompatiblen IP-Brücke für 3 Plattformen (DVB/DAB/UMTS) Quelle: IRT Präsentation Dosch Dietmeyer MTM05 ergänzt durch M. Ruoss 3 Infrastrukturen (DAB-147/UMTS/DVB) können sehr effizient kompatible Inhalte für unterschiedliche Nutzersegmente verbreiten

39 UKW-Spektrumsdifferenz USA- Europa? 20 db (relative to 0 khz) FREQUENCY (khz from center frequency) Hybrid signal of interest 100 khz spaced interferer (-25 db) 300 khz spaced interferer (+10 db) USA hat anderes Raster und etwas andere Audio-Vorentzerrung