วิธีการทำงานของวิทยุ HD

วิทยุไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปมากนักในช่วง 80 ปีที่ผ่านมา "สิ่งที่ยิ่งใหญ่" ประการสุดท้ายคือการนำเอาการปรับความถี่ (FM) มาใช้อย่างแพร่หลายในทศวรรษที่ 1960 และ 70 ขณะนี้มีการตั้งค่ารูปแบบวิทยุใหม่เพื่อเพิ่มคุณสมบัติให้กับประสบการณ์การฟังวิทยุของคุณ: HD Radio เทคโนโลยีใหม่นี้รับประกันคุณภาพเสียงที่สูงขึ้น สถานีจำนวนมากขึ้นที่มีแบนด์วิดท์เท่ากันและข้อมูลพิเศษที่ส่งตรงไปยังวิทยุของคุณเป็นสัญญาณดิจิตอล วิทยุ HD ไม่ได้ปราศจากผู้ว่า อย่างไรก็ตาม ยังมีทางอีกยาวไกลกว่าจะถือว่าประสบความสำเร็จ

เมื่อคนส่วนใหญ่ได้ยิน HD Radio เป็นครั้งแรก พวกเขามักจะคิดว่ามันเหมือนกับHDTVแต่สำหรับวิทยุ อย่างไรก็ตาม HD Radio เป็นเทคโนโลยีที่แตกต่างกันมาก ต่างจาก "HD" ใน HDTV "HD" ในวิทยุ HD ไม่ใช่คำย่อของ "High Definition" แม้ว่าบางคนจะบอกว่ามันหมายถึง "Hybrid Digital" จริงๆ ตามiBiquity "HD" เป็นชื่อแบรนด์ที่เป็นเครื่องหมายการค้าและไม่ได้หมายถึงสิ่งใดเลย [ที่มา: Crutchfield Advisor ]

HD Radio จะไม่แทนที่การออกอากาศทางวิทยุแบบเดิม แต่จะนำเสนอควบคู่กันไป ดังนั้น หากคุณไม่มีความสนใจในสิ่งที่วิทยุ HD มีให้ คุณไม่ต้องกังวลว่าสักวันหนึ่งเครื่องรับสเตอริโอที่เชื่อถือได้ของคุณจะหยุดรับสถานีวิทยุ อย่างไรก็ตาม การซื้อเครื่องรับที่สามารถรับและตีความสัญญาณวิทยุ HD นั้นมีความจำเป็น หากคุณต้องการเพลิดเพลินกับคุณสมบัติพิเศษที่เทคโนโลยีใหม่อนุญาต

คุณสมบัติใหม่เหล่านั้นคืออะไร? คุณภาพของเสียงจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในทันที ความถี่วิทยุ FM สามารถรับข้อมูลได้เพียงบางส่วนเท่านั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณภาพเสียง FM จึงถือว่าต่ำกว่าคุณภาพซีดี ความถี่ Amplitude Modulation (AM)มีข้อมูลน้อยกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสถานี AM ทั้งหมดจึงออกอากาศแบบโมโน สัญญาณของพวกเขาไม่สามารถส่งข้อมูลสเตอริโอได้

HD Radio ส่งข้อมูลเพิ่มเติมผ่านความถี่วิทยุเดียวกันโดย แปลง สัญญาณเป็นดิจิทัล คอมพิวเตอร์สามารถบีบอัดสัญญาณดิจิทัลได้ เช่นเดียวกับ MP3 เวอร์ชันบีบอัดของไฟล์ WAV ที่ใหญ่กว่ามากซึ่งอยู่ในซีดี การแปลงเป็นดิจิทัลช่วยให้สถานี FM ออกอากาศด้วยเสียงคุณภาพใกล้เคียงกับ CD และสถานี HD Radio AM จะให้เสียงดีเท่ากับสถานี FM ในตอนนี้ เครื่องรับวิทยุ HD ยังสามารถเป็นศูนย์โดยตรงในการส่งสัญญาณดิจิตอล ขจัดสัญญาณรบกวนและ "การสะท้อน" ของสัญญาณออกจากอาคาร ผลลัพธ์ที่ได้คือเสียงที่ชัดใสไม่มีสถิตย์ ป็อป หรือฟ่อ

แอปพลิเคชั่นอื่นของ HD Radio คือความสามารถในการมัลติคาสต์หลายช่องสัญญาณบนสัญญาณเดียวกัน Multicasting ยังหมายถึงรูปแบบหนึ่งของสถาปัตยกรรมการกำหนดเส้นทางอินเทอร์เน็ต ดังนั้นการส่งสัญญาณหลายช่องสัญญาณที่อนุญาตโดยวิทยุ HD อาจอธิบายได้แม่นยำยิ่งขึ้นว่าเป็นมัลติเพล็กซ์ (iBiquity เลือกคำว่า "มัลติคาสติ้ง")

แบนด์วิดธ์เพิ่มเติมของสัญญาณวิทยุ HD ทำให้มีที่ว่างสำหรับช่องสัญญาณที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิงซึ่งทำงานบนความถี่เดียวกัน วิธีการทำงาน สมมติว่าสถานีวิทยุโปรดของคุณคือ 102.5 FM เมื่อคุณปรับจูน คุณจะได้รับการออกอากาศปกติ - ร็อคคลาสสิค เครื่องรับวิทยุ HD ของคุณระบุว่าสถานีเป็นแบบมัลติคาสต์ คุณหมุนแป้นหมุนเพื่อเลือกช่องสัญญาณสำรอง โดยที่พวกเขาไม่ได้เล่นอะไรนอกจากเพลงบลูส์ หรือสถานีวิทยุพูดคุยที่คุณชื่นชอบอาจมีการออกอากาศที่แยกจากกันซึ่งนำเสนอข่าวสารและสภาพอากาศ การพูดคุยด้านกีฬา และการแสดงความคิดเห็นทางการเมือง

เทคโนโลยี HD ปัจจุบันอนุญาตให้เพิ่มช่องเพลงพิเศษหนึ่งช่องและช่องสนทนาพิเศษอีกสามช่องก่อนที่คุณภาพเสียงจะเริ่มลดลง สถานีพิเศษเรียกว่าสถานีHD2 หากเครื่องรับวิทยุ HD สูญเสียสัญญาณดิจิตอล เครื่องจะค่อยๆ เลือนหายไปเป็น FM แบบแอนะล็อกจนกว่าสัญญาณดิจิตอลจะกลับคืนมา

เครื่องรับวิทยุ HD สามารถแสดงข้อมูลข้อความที่ส่งไปพร้อมกับสัญญาณเสียง ข้อมูลนี้อาจอยู่ในรูปของข้อมูลศิลปินและเพลงเกี่ยวกับเพลงที่กำลังเล่นหรือกีฬา สภาพอากาศ หรือการอัปเดตหุ้น

ไม่มีสถานีวิทยุใดวางแผนที่จะใช้งานแบบ HD ทั้งหมด พวกเขาจะออกอากาศสัญญาณแอนะล็อกปกติพร้อมกับสัญญาณ HD ต่อไป ดังนั้นวิทยุเก่าจะสามารถรับสถานีวิทยุ AM และ FM ได้โดยไม่มีปัญหาในอนาคตอันใกล้

ขอบคุณ

ขอบคุณDaniel Guzmanสำหรับความช่วยเหลือในบทความนี้

คลื่นวิทยุที่นำสัญญาณ AM และ FM แบบแอนะล็อกนั้นจำกัดปริมาณข้อมูลที่สามารถถ่ายทอดได้ ทั้งเนื่องจากธรรมชาติของคลื่นเองและระยะห่างของสถานีบนแถบความถี่ สถานี FM คั่นด้วย 200 kHz ในขณะที่สถานี AM มีเพียง 10 kHz ระหว่างกัน ระยะห่างระหว่างช่องสัญญาณสำรองของสถานี FM ช่วยให้ใช้งานได้ 400 kHz สัญญาณที่ออกอากาศโดยสถานีวิทยุจริง ๆ แล้วกระจายออกไปที่ด้านใดด้านหนึ่งของความถี่เป็นUpper และ Lower Sidebands (USB และ LSB )

ระยะห่างระหว่างสถานี FM ที่ใหญ่ขึ้นทำให้มีพื้นที่เพียงพอในการถ่ายทอดเสียงคุณภาพสูงขึ้นในระบบสเตอริโอ แต่ไม่เพียงพอสำหรับเสียงคุณภาพระดับ CD อย่างแท้จริง สัญญาณ FM สามารถส่งข้อมูลได้เพียงพอสำหรับสัญญาณคุณภาพสูง แต่จะใช้แบนด์วิดท์มากจนจะมีที่ว่างสำหรับสถานีบนหน้าปัดน้อยกว่ามาก

HD Radio แก้ปัญหานี้ด้วยการบีบอัดสัญญาณดิจิตอลเพื่อให้สามารถส่งข้อมูลได้มากขึ้นตามแบนด์วิดท์วิทยุในปริมาณเท่ากัน เริ่มแรก iBiquity ใช้อัลกอริทึมการบีบอัดที่เรียกว่าPAC (Perceptual Audio Coding ) อย่างไรก็ตาม เสียงที่บีบอัดด้วยวิธีนี้ทำให้เกิดการร้องเรียนเกี่ยวกับคุณภาพเสียงที่ไม่ดี ดังนั้นในปี 2546 iBiquity จึงเปลี่ยนเป็นHDC (High-Definition Coding)ซึ่งเป็นวิธีการบีบอัดแบบอื่นที่ช่วยให้ได้คุณภาพเสียงที่สูงขึ้น

แม้ว่า HD Radio จะได้รับการขนานนามว่าให้เสียงคุณภาพซีดีบนคลื่นวิทยุ FM การบีบอัดสัญญาณดิจิตอลเป็นวิธีที่ "สูญเสีย" ซึ่งหมายความว่าจะทิ้งข้อมูลบางส่วนในสัญญาณ ส่งผลให้ความเที่ยงตรงโดยรวมของเสียงต้นฉบับลดลง ข้อมูลที่ถูกทิ้งส่วนใหญ่ไม่สามารถรับรู้ได้ต่อหูของมนุษย์ และผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอาจฟังดูใกล้เคียงกับคุณภาพซีดีมาก แต่ในทางเทคนิคแล้วเสียงจะไม่เหมือนกับในซีดี

สัญญาณดิจิตอลจะถูกส่งแบบ piggybacked ไปยังสัญญาณอนาล็อกบนคลื่นพาหะ เดียวกัน (คลื่นที่ส่งโดยตัวส่งที่ให้ความถี่สถานีวิทยุบนหน้าปัด) คุณสามารถเพิ่มสัญญาณที่สามได้ - ซึ่งจะมีข้อมูลข้อความ เป็นระบบin-band on-channel (IBOC)เนื่องจากสัญญาณจะถูก piggybacked ลงบนสัญญาณอนาล็อกและไม่ใช้แบนด์วิดท์ส่วนเกิน หากระบบเป็นระบบช่องสัญญาณที่อยู่ติดกันในแถบความถี่ (IBAC)แบนด์วิดท์จะเพิ่มขึ้นโดยใช้พื้นที่บนช่องสัญญาณใกล้เคียง (และทำให้เกิดการรบกวนหากสถานีอื่นพยายามออกอากาศที่นั่น)

การนำ HD Radio ไปใช้ที่ฝั่งสถานีจำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนและอัปเกรดที่สำคัญ โดยประเมินค่าใช้จ่ายตั้งแต่ 30,000 ถึง 200,000 เหรียญสหรัฐ [ที่มา: Crutchfield Advisor and Wired ] เนื่องจาก HD Radio เป็นระบบที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ iBiquity สถานีจึงต้องชำระค่าธรรมเนียมใบอนุญาตรายปี 5,000 ดอลลาร์

HD เทียบกับต้นทุนวิทยุดาวเทียม

คู่แข่งสำคัญของ HD Radio คือวิทยุดาวเทียมซึ่งให้เสียงคุณภาพสูงกว่าและมีตัวเลือกการฟังที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากค่าใช้จ่ายของเครื่องรับแล้ว วิทยุดาวเทียมยังต้องเสียค่าธรรมเนียมการสมัครสมาชิกรายเดือน

เนื่องจาก HD Radio ออกอากาศทางคลื่นวิทยุ จึงไม่เสียค่าใช้จ่าย ไม่จำเป็นต้องสมัครสมาชิกรายเดือน ในตอนแรก สถานี HD2 จำนวนมากจะออกอากาศแบบปลอดโฆษณา แต่เมื่อมีผู้ฟังเพิ่มขึ้น สถานีจะแทรกโฆษณาเหมือนกับช่องมาตรฐาน รายได้จากโฆษณาเพิ่มเติมเหล่านี้จะช่วยให้สถานีชำระค่าอัปเกรด HD และค่าธรรมเนียมใบอนุญาต

จนถึงปัจจุบัน จำนวนเครื่องรับวิทยุ HD ในบ้านหรือรถยนต์มีน้อย ประมาณ 100,000 เครื่อง iBiquity หวังว่าจะขายได้มากเป็นสี่เท่าก่อนสิ้นปี 2549 เหตุผลหนึ่งที่ทำให้การเจาะตลาดต่ำคือเครื่องรับวิทยุ HD รุ่นแรกมีราคาแพงมาก โดยมีราคาสูงกว่า 1,000 ดอลลาร์ วันนี้ คุณสามารถซื้อสเตอริโอติดรถยนต์ที่รองรับวิทยุ HD ได้ในราคาประมาณ 200 ดอลลาร์ และเครื่องรับโฮมเธียเตอร์ที่สามารถรับวิทยุ HD ได้นั้นไม่แพงมากไปกว่าเครื่องรับระดับไฮเอนด์อื่นๆ นอกจากนี้ยังมีรายงานเกี่ยวกับเครื่องรับบ้าน Kenwood ที่มีราคา 100 เหรียญ

เมื่อวันที่ตุลาคม 2549 HDRadio.comรายงาน 609 สถานีในสหรัฐอเมริกาที่แพร่ภาพวิทยุ HD บางรูปแบบ ประมาณครึ่งหนึ่งของสถานีเหล่านั้นเป็นแบบมัลติคาสต์ และมีเพียงไม่กี่แห่งที่ใช้การแคสต์ข้อมูล

HD Radio ไม่ได้มีการนั่งที่ราบรื่น นอกจากการเปลี่ยนแปลงวิธีการบีบอัดและปัญหาด้านต้นทุนแล้ว เทคโนโลยียังต้องจัดการกับข้อโต้แย้งเกี่ยวกับการตัดสินใจของ FCC ในการตั้งชื่อให้เป็นมาตรฐานหลักสำหรับวิทยุดิจิทัลในสหรัฐอเมริกา การแข่งขันจากรูปแบบวิทยุดิจิทัลอื่นๆ การร้องเรียนว่าคุณภาพเสียงและการรับสัญญาณ ไม่เป็นไปตามความคาดหวังและปัญหาการรบกวนสัญญาณอื่นๆ

หลายคนในอุตสาหกรรมวิทยุแสดงความกังวลว่าระบบของ iBiquity ได้รับสถานะหลักจาก FCC เนื่องจากรูปแบบวิทยุดิจิทัลรูปแบบอื่นอาจทำงานได้ดีกว่า บางคนอ้างว่าผู้ที่รับผิดชอบในการตัดสินใจว่า HD Radio ควรเป็นระบบวิทยุดิจิทัลหลักของสหรัฐฯ ก็เป็นคนกลุ่มเดียวกันที่ลงทุนอย่างหนักในเทคโนโลยีทำให้เกิดความขัดแย้งทางผลประโยชน์ [ที่มา: Wired ]

Eureka-147 ซึ่งเป็นรูปแบบวิทยุดิจิทัลที่ได้รับความนิยมในยุโรป ใช้แถบความถี่แยกต่างหากสำหรับการออกอากาศแบบดิจิทัล แทนที่จะใช้สัญญาณดิจิทัลในการออกอากาศแบบแอนะล็อก มีการพยายามให้ FCC เปิดแบนด์นั้นเพื่อออกอากาศแบบดิจิทัลในสหรัฐอเมริกา Kahn Communicationsรายงานการพัฒนาระบบเพื่อนำเสนอวิทยุ AM ที่มีแบนด์วิดท์สูงกว่าโดยไม่มีปัญหามากมายที่ HD Radio เผชิญบนย่านความถี่ AM และไม่ต้องการเครื่องรับใหม่เพื่อรับฟัง

แม้ว่า HD Radio ควรจะใช้แบนด์วิดท์ในปริมาณเท่ากันกับสถานีแอนะล็อกดั้งเดิม แต่ก็มีการร้องเรียนเกี่ยวกับการรบกวนโดยเฉพาะกับ AM คลื่น AM เดินทางได้ไกลกว่ามากในตอนกลางคืนเนื่องจากการโก่งตัวของคลื่นในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ (ดูเพิ่มเติมว่าทำไมคุณถึงได้ยินสถานีวิทยุบางแห่งในตอนกลางคืนได้ดีกว่าในตอนกลางวัน ) ด้วยเหตุนี้ FCC จึงไม่อนุญาตให้ออกอากาศ HD Radio ในเวลากลางคืนทางสถานี AM ในช่วงกลางวัน ไม่อนุญาตให้ออกอากาศสถานีที่อยู่ติดกันในรูปแบบ HD เนื่องจากสร้างการรบกวนมากเกินไป แม้แต่ในย่านความถี่ FM สัญญาณดิจิตอลในบางครั้งจะสร้างเสียงที่ได้ยินบนช่องสัญญาณที่อยู่ติดกัน

ผู้ที่ซื้อเครื่องรับวิทยุ HD ได้แจ้งปัญหาบางอย่าง ในบางครั้ง การบีบอัดเสียงทำให้คุณภาพเสียงลดลงอย่างเห็นได้ชัด สถานีวิทยุบางแห่งประมวลผลสัญญาณสำหรับส่งสัญญาณดิจิตอลไม่ถูกต้อง ทำให้เกิดเสียงผิดเพี้ยน ในบางครั้ง ระดับเสียงหรือจังหวะเวลาของสัญญาณดิจิทัลจะแตกต่างจากเวอร์ชันแอนะล็อก ส่งผลให้เกิดปัญหาเมื่อเครื่องรับต้องสลับไปมาระหว่างทั้งสอง [ที่มา: Crutchfield Advisor ] ผู้ใช้รายอื่นพบว่าสัญญาณดิจิทัลปรับจูนได้ยาก มัลติคาสต์ส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อคุณภาพเสียง หรือสถานีที่ออกอากาศในวิทยุ HD จะสูญเสียคุณภาพของสัญญาณแอนะล็อก

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมมากมายเกี่ยวกับ HD Radio และหัวข้อที่เกี่ยวข้อง โปรดดูลิงก์ในหน้าถัดไป

ราคาและ HD เทียบกับดาวเทียม

คู่แข่งสำคัญของ HD Radio คือวิทยุดาวเทียมซึ่งให้เสียงคุณภาพสูงกว่าและมีตัวเลือกการฟังที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากค่าใช้จ่ายของเครื่องรับแล้ว วิทยุดาวเทียมยังต้องเสียค่าธรรมเนียมการสมัครสมาชิกรายเดือน

เนื่องจาก HD Radio ออกอากาศทางคลื่นวิทยุ จึงไม่เสียค่าใช้จ่าย ไม่จำเป็นต้องสมัครสมาชิกรายเดือน ในตอนแรก สถานี HD2 จำนวนมากจะออกอากาศแบบปลอดโฆษณา แต่เมื่อมีผู้ฟังเพิ่มขึ้น สถานีจะแทรกโฆษณาเหมือนกับช่องมาตรฐาน รายได้จากโฆษณาเพิ่มเติมเหล่านี้จะช่วยให้สถานีชำระค่าอัปเกรด HD และค่าธรรมเนียมใบอนุญาต

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม

แหล่งที่มา