Digitalradio

Unter Digitalradio versteht man die Übertragung von Hörfunkprogrammen mit digitalen Sendeverfahren.^[1] Geplant ist, analoge Verfahren weitgehend durch digitale zu ersetzen. Prinzipiell könnte Digitalradio deutlich mehr Programme, störungsfreien Empfang und eine verbesserte Wiedergabequalität ermöglichen (siehe Digitaler Rundfunk). Der Erfolg des UKW-Hörfunks und Misserfolge bei der Einführung digitaler Übertragungsverfahren (insbesondere DAB) haben in der Vergangenheit mehrfach dafür gesorgt, dass Abschalttermine für den UKW-Hörfunk nicht eingehalten werden konnten.

Die Bezeichnung „Digital Radio“ (Englisch, zwei Wörter) ist seit 2001, zusammen mit einem Logo, für den technischen Standard Digital Audio Broadcasting (DAB) eingetragen. Die Bezeichnungen „DAB“ und „Digital Radio“ werden oft synonym verwendet, obwohl es für das Digitalradio zahlreiche weitere Standards gibt. In diesem Artikel geht es allgemeiner um verschiedene Arten des digitalen Hörfunks, zu dem unter anderem auch DAB gehört.

Die EU-Kommission schlug vor, den analogen Rundfunk (Fernsehen und Hörfunk) bis spätestens 2012 abzuschalten.^[2] Nachdem Norwegen den Beginn gesetzt hat und daraufhin die Radionutzung deutlich zurückgegangen ist, haben die meisten Länder in der EU vorerst auf einen Abschalttermin verzichtet.

Für die digitale Übertragung von Hörfunkprogrammen wurden in den vergangenen Jahren mehrere meist inkompatible Verfahren entwickelt, die für verschiedene Empfangssituationen optimiert sind.

DAB wurde als „Digital Radio“ beworben. Bislang wurden in einigen Ländern DAB-Senderketten auf zusätzlichen Frequenzen (im TV-Band 3 und im L-Band) aufgebaut. Die größte Auswahl gab es zeitweise in Berlin, DAB galt bis Mitte 2011 als das am weitesten fortgeschrittene aller terrestrischen Digitalhörfunkverfahren. Das Verfahren wurde zum europäischen Standard gewählt. Grundsätzlich werden mehrere Sender als „DAB-Ensemble“ übertragen. Ein Nachteil ist der Musicam-Audiocodec (MPEG-1 Audio Layer 2 bzw. MP2), der für vergleichbare Qualität eine höhere Bitrate als das Advanced Audio Coding (HE-AAC bzw. MP4) benötigt. (Zieht man auch den zusätzlich für AAC benötigten Fehlerschutz mit in die Rechnung ein, kommt man je nach kodiertem Inhalt auf den Faktor 1,2 bis 2) Zur Ergänzung wurde HE-AAC für DAB+ (s. u.) als AAC+ v1 bzw. AAC+ v2 inzwischen spezifiziert.

Digital Radio Mondiale (DRM) ist ein schmalbandiges digitales Rundfunksystem zur weltweiten, nationalen, überregionalen und regionalen/lokalen Verbreitung von bis zu vier Angeboten (Hörfunkprogramme mit MPEG-4 HE-AAC v2 oder xHE-AAC sowie Datendienste und Videoformate) in einem Multiplex.

DRM umfasst die digitale Verbreitung von Rundfunkangeboten über OFDM/COFDM-Sender im AM-Bereich, also auf Lang-, Mittel- und Kurzwelle (genannt „DRM30“), mit den vier OFDM-Übertragungsmodi A-D und einer Bandbreite von 4,5 kHz bis 20 kHz, sowie in den VHF-Bändern bis 300 MHz mit dem OFDM-Übertragungsmodus E (genannt „DRM+“) und einer Bandbreite von 96 kHz; damit kann DRM rasterkonform im UKW-Bereich (87,5–108 MHz) und, gemeinsam mit DAB/DAB+, auch im VHF-Band III (174–230 MHz) eingesetzt werden. DRM ist ein offener ETSI-Standard und bei der ITU als digitales Rundfunksystem für den weltweiten Einsatz in ihren technischen Empfehlungen aufgenommen.

Die Entwicklung und die weltweite Markteinführung von DRM wird vom DRM-Konsortium^[3] unterstützt, das am 4. März 1998 mit der Unterzeichnung eines MoU durch zwanzig der weltweit wichtigsten internationalen Rundfunksender, führenden Unternehmen und Organisationen der Medienbranche sowie Hersteller von Empfangsgeräten in Guangzhou/China gegründet wurde.

Eine über diesen Artikel hinausgehende ausführliche Beschreibung über die Einführung und Implementierung von DRM ist im DRM Introduction and Implementation Guide^[4] des DRM-Konsortiums zu finden.

Digitales Antennenfernsehen (DVB-T) ist nach der ursprünglichen Norm für Fernsehen konzipiert. Von Beginn an war die zusätzliche Übertragung für Hörfunk (für den stationären Empfang) optional vorgesehen. Erst die aktuell entwickelte Nachfolgenorm DVB-T2 ermöglicht es im Rahmen seiner Spezifizierung senderseitig, Sendeparameter so festzulegen, dass auch der mobile Empfang sinnvoll möglich wird, wie er für Hörfunk vorausgesetzt wird. Beide Normen eignen sich für die Übertragung von bis zu 50 Radioprogrammen im Paket auf einem Fernsehkanal. Hierfür lief bis Januar 2014 ein Test in Berlin auf dem TV-Kanal 59, wo ein Fernsehsendeplatz durch acht Hörfunkprogramme belegt war. Aufgrund der hohen UHF-Frequenz und der geringen Sendeleistung waren allerdings relativ ungünstige Rahmenbedingungen für diesen ersten DVB-T-Hörfunktest gegeben. Im Januar 2014 wurde die DVB-T-Verbreitung in Berlin beendet.^[5]

Problematisch ist bei herkömmlichem DVB-T der Empfang bei hohen Geschwindigkeiten (z. B. im Autoradio außerhalb geschlossener Ortschaften), da das System dafür nicht ausgelegt wurde. Störungsfreier Empfang wäre ohne großen Aufwand durch sogenannte „Diversity-Antennensysteme“ nur bis 80 km/h gewährleistet.^[6] Die Weiterentwicklung für den mobilen Empfang (DVB-T2) ist zwar inzwischen abgeschlossen, das neue System wird aber von den vorhandenen Geräten nicht unterstützt. Weiter gibt es heute bislang keine speziellen Radioempfänger für DVB-T. Der Radioempfang erfolgt über die reguläre Set-Top-Box oder einen mobilen DVB-T-Fernsehempfänger. Eine Set-Top-Box lässt sich nicht nur am Fernsehgerät betreiben, sondern ebenfalls an einer normalen Stereoanlage zusätzlich oder anstelle eines UKW-Tuners.

Einige europäische Länder nutzen DVB-T zum Radioempfang, in Großbritannien sogar parallel neben DAB.^[7] (Zum Radioempfang über DVB-T international: siehe Liste der Länder mit DVB-T-Betrieb) In Österreich wurde mit der dritten DVB-T-Senderkette in urbanen Gebieten Regionalfernsehen eingeführt. Mit Radio Soundportal in der Oststeiermark (Region Mur-Mürztal) und Radio Maria Österreich (Region Wien) sind seit Dezember 2009 die ersten Radioprogramme über diesen Sendeweg zu empfangen.^[8] In einigen Ländern sind noch einzelne Radioprogramme über DVB-T empfangbar.

Die Direktorenkonferenz der Landesmedienanstalten hat dem flächendeckenden Radio über DVB-T eine Absage erteilt. Zitat: „Die Realisierung einer flächendeckenden Hörfunkversorgung für Inhouse-Empfang über landesweite bzw. bundesweite DVB-T-Netze ist eher auszuschließen.“^[9] Mit dem erfolgreichen Sendestart des bundesweiten DAB-Plus-Multiplex im August 2011 und dem raschen Nachziehen der Landesmedienanstalten im Winter 2011/12 scheinen die Würfel endgültig gefallen zu sein: DVB-T hat sich als digitales Fernsehmedium etabliert, im Radiobereich wird DVB-T aller Voraussicht nach keine Rolle spielen.

In den USA wurde, anders als ansonsten weltweit, statt des DAB-Standards die IBOC-Technik (In-Band-On-Channel) eingeführt. Standardisiert wurde das proprietäre System HD-Radio der Firma Ibiquity. Hierbei wird im Simulcasting gleichzeitig ein analoges und digitales Signal abgestrahlt. Es wurden Verfahren für FM und AM entwickelt. In beiden Fällen steigt der Bandbreitenbedarf um 50 bzw. 100 %.^[10] Der Vorteil: Alte Empfänger können für eine Übergangszeit weiterhin das analoge Signal nutzen, während neuere das digitale Signal auswerten. IBOC bietet mehrere Modi, die entweder dem digitalen oder dem analogen Signal ein größeres Spektrum einräumen. Dabei wird wahlweise das digitale Signal in guter Tonqualität und das analoge mit Einbußen ausgestrahlt oder umgekehrt. Nach einer Übergangszeit ist geplant, in den „All Digital Mode“ zu wechseln und das analoge Signal ganz entfallen zu lassen.

Der Schweizer Privatsender Radio Sunshine betreibt seit April 2006 in der Zentralschweiz Versuche mit HD-Radio.^[11] Tests sind auch in Paris seit Anfang 2006 mit zwei Frequenzen durchgeführt worden. Ein Test von Gleichwellennetzen (SFN, single frequency network) wurde für Juli 2006 geplant.

Anders arbeitet das Verfahren FMeXtra. Bei FMeXtra handelt es sich um eine digitale Technologie, bei der über Unterträger der bestehenden analogen UKW-Sender weitere digitale Programmsignale verbreitet werden, die nur mit speziellen Empfängern wiedergegeben werden können. Tests haben in Norwegen und den Niederlanden begonnen.^[12]

In vielen Ländern, darunter auch einigen Ländern, die das analoge Fernsehen schon längst abgeschaltet haben, ist bis auf Weiteres keine Einführung einer von den LTE/5G-Mobilfunknetzen unabhängigen terrestrischen Digitalradio-Plattform geplant.

DAB+ ist die Weiterentwicklung von DAB mit dem verbesserten AAC-Codec. Damit ist die Verbreitung von mehr Programmen mit besserer Tonqualität möglich. Die meisten älteren DAB-Empfangsgeräte können DAB+ allerdings nicht verarbeiten. Einzelne Anbieter^[13] stellen bisher Software-Upgrades in Aussicht. Neuere DAB+-Empfänger (ab 2010) sind abwärtskompatibel, können also auch das ältere DAB-Format empfangen. Die Europäische Rundfunkunion hat den Standard inzwischen spezifiziert.^[14]

DMB ist eine Erweiterung auf Grundlage des DAB-Basissystems für bewegte Bilder (Video). Damit können integriert in DAB-Ensembles geringauflösende (QVGA) Fernsehbilder übertragen werden. Eine Sonderform wird dabei auch als „Visual Radio“ bezeichnet, besteht aber technisch in einer DMB-Audio- und Videoübertragung mit sehr geringem Datenratenanteil für die Videoübertragung. Konzeptionell ist „Visual Radio“ jedoch kein Radio, da es keinerlei Radiofunktionalität (z. B. Verkehrsdurchsagen) erlaubt. Hier kursieren im Moment viele ungenaue Gerüchte und Missverständnisse. Bisher verkaufte DAB-Empfangsgeräte können DMB nicht verwerten. Die Möglichkeit zur Übertragung von Datendiensten (Slideshow, MOT Broadcast Websites, EPG, TPEG …) ist bereits im DAB-Basissystem und darauf basierenden Standards spezifiziert und kann auch von DMB-Empfängern leicht übernommen werden. Die vier norddeutschen Länder setzen jedoch auf DVB-H, wie auch 16 andere europäische Länder, drei asiatische Länder und die USA. Österreich, die Schweiz und Südtirol setzen neben DVB-H ebenfalls auf DMB und schließen sich dem Projekt „Mi Friends“ in Bayern an. Aufgrund unterschiedlicher technischer Parameter und Konzepte sind in Zukunft Szenarien wahrscheinlich, in denen verschiedene Standards (DAB, DMB, DVB-H, DVB-T, DRM …) koexistieren, miteinander verschmolzen werden oder zumindest mit Universalempfängern gleichermaßen nutzbar sind.

Dieser Standard wurde für die IP-basierte Übertragung gering auflösender Fernsehbilder und multimedialer Inhalte auf Handys entwickelt. Eine Kombination mit einem Mobilfunkzugang zur Übertragung interaktiver Anwendungen über IP Datacast ist möglich. DVB-H kann auf TV-Kanälen mit DVB-T kombiniert ausgestrahlt werden. Es wurden in Testnetzen bereits viele Radioprogramme übertragen. DVB-T-Geräte können DVB-H nicht verwerten. DVB-H wird bereits in über 30 Ländern weltweit erprobt und noch im Jahr 2006 in den USA, Italien und Finnland in den Regelbetrieb überführt.

DVB-H startete in Deutschland nicht und wurde 2010 auch in der Schweiz und in Österreich eingestellt, so dass DVB-H im deutschsprachigen Raum als gescheitert gilt. Der Fokus bei den bisherigen Bemühungen lag zudem klar auf der Übertragung von Fernsehprogrammen auf Mobiltelefone, und nicht von Radioprogrammen auf Autoradios und tragbare Geräte.

DRM+ ist eine geplante Weiterentwicklung von Digital Radio Mondiale für UKW. Das System arbeitet mit dem AAC-Codec frequenzökonomisch, ermöglicht also viele Programme und eine besonders gute Wiedergabequalität. DRM+ positioniert sich damit als Alternative zum schleppend anlaufenden DAB. Der Standard eignet sich im Gegensatz zu den anderen Techniken auch für Einzelaussendungen, ist also für lokale Stationen vorteilhaft. Allerdings befindet sich DRM+ erst in der Entwicklung. DRM+ käme für den bisher analogen UKW-Funk (87,5–108 MHz) in Frage. Im Gegensatz zu DAB wäre hier eine Koexistenz analoger und digitaler Signale möglich. Auch über eine Anwendung im bald nicht mehr genutzten TV-Band I oder im BOS-4m-Band wird nachgedacht.

Auch über DVB-T2 ist eine Ausstrahlung von Radiokanälen möglich, in einigen Ländern sind oder waren Hörfunkprogramme in Betrieb. Seit dem 24. März 2021 strahlt der NDR alle seine Radioprogramme über DVB-T2 aus,^[15] auch in Österreich gibt es noch ein DVB-T-Hörfunkprogramm.

Mit dem weltweiten Standard für digitales Satellitenfernsehen DVB-S kommen auch mehr als 100 Radioprogramme ins Haus. Hierzu muss lediglich der digitale Satellitenempfänger an eine Stereoanlage angeschlossen werden. Alternativ kann der Radioton auch über den Fernsehlautsprecher laufen. Fast alle deutschsprachigen Hörfunkprogramme und viele Privatradios sowie ein Paket aus privaten und öffentlich-rechtlichen Hörfunkprogrammen aus Frankreich werden über die Satelliten Astra oder Eutelsat Hotbird verbreitet.

Das Radioangebot über Satellit wird in vielen Haushalten nicht direkt genutzt. Da die Satellitenabstrahlung in fast allen Fällen auch Quelle der Kabelnetzeinspeisungen ist, nutzen jedoch auch alle via Kabelnetz digital Radiohörer unbewusst die Satellitenverbreitung der Programme. Bei der „meistgenutzten Empfangsart“ dominieren eindeutig die mobil nutzbaren Empfangswege UKW, DAB+ und zunehmend IP. Hörfunknutzung via Satellit bzw. Kabel ist prinzipiell stationärer Empfang und dient oft der hochqualitativen, gezielten Nutzung einzelner Programmangebote.

In Europa sind mit einer drehbaren Satellitenantenne sogar mehr als 1000 Radioprogramme frei zu empfangen. Hinzu kommen mehr als 100 gebührenpflichtige Programme. Bislang gibt es kaum DVB-S/S2-Tuner, die für den ausschließlichen Hörfunkempfang ausgelegt sind, aber zahlreiche Modelle, deren Anzeige im Frontpanel für die Grundfunktionen wie z. B. Senderwechsel ausreichend sind. Zur Weiterleitung an einen Verstärker sollte falls möglich das digitale S/PDIF verwendet werden.

Die ARD schaltete ihre Radioprogramme am 30. Juni 2021 zusätzlich auf zwei vorhandene DVB-S2-Transponder auf.^[16] Auf den neuen Transpondern wird für die meisten Programme nur noch 128 kbit/s LC-AAC genutzt, resultierend in einer Brutto-Bitrate von ca. 144 kbit/s je Programm auf den Transpondern. Ausnahmen sind einige Kulturprogramme mit 160 kbit/s LC-AAC (Bayern 2, BR-Klassik), 256 kbit/s LC-AAC (SR 2, SWR 2, WDR 3, hr2, MDR Kultur, MDR Klassik, rbb Kultur) oder 320 kbit/s LC-AAC (BR-Klassik, zweite Audiospur). Einige dieser Programme bieten zeitweise Surroundinhalte an, konfigurieren ihre AAC-Audiospur also temporär von Stereo auf 5.1 um. BR-Klassik verwendet für die zeitweise Surround-Konfiguration die zweite Audiospur mit hoher Bitrate, um einerseits auch während Surround-Sendungen die dedizierte Stereo-Mischung parallel anbieten zu können (auf der ersten Audiospur) und andererseits qualitativen Beeinträchtigungen bei 5.1-Konfiguration durch zu niedrige Bitrate entgegenzuwirken.

Seitdem ist nur noch die Nutzung der AAC-Versionen bzw. der AC-3-Version von NDR Kultur möglich. Neben sämtlichen ausschließlich DVB-S-tauglichen SD-Satellitenreceivern sind auch zahlreiche DVB-S2-taugliche HDTV-Satellitenreceiver für AAC nicht geeignet und bleiben stumm. Mit der Abschaltung von UKW in Kabelnetzen nicht mehr für die Umsetzung geeignet sind zahlreiche DVB-UKW-Umsetzer, die in Kabelnetzen die Einspeisung von DVB-Hörfunk als UKW-Programme ermöglicht haben und auch DVB-Kabelempfänger, die AAC nicht decodieren können. Die Nutzung von AAC-Surround setzt außerdem geeignete DVB-Empfänger voraus, die nicht nur LC-AAC in 5.1-Konfiguration korrekt decodieren können, sondern auch anschließend in 5.1 AC-3 umwandeln (transcodieren) und als solches via S/PDIF-Schnittstelle oder HDMI ausgeben müssen, da es keinen direkten Weg für AAC-Audio in typische Heimkino/Surround-Anlagen gibt.

ADR war eine Sonderform, die nur über den Satelliten Astra abgestrahlt wurde. Diese Technik wurde fast ausschließlich in Deutschland genutzt. Etwa 50 Programme waren zu hören. Da ADR lediglich die Tonunterträger analog ausgestrahlter Fernsehprogramme nutzte (statt eines eigenen exklusiven Transponders), wurde mit deren Abschaltung im April 2012 auch die Ausstrahlung von ADR beendet.

Ein früher und nur auf Deutschland begrenzter Standard für Digitales Satellitenradio war DSR, das einen Block mit 16 Radioprogrammen mit hoher Datenrate ohne Datenreduktion übertrug. Das System war gemeinsam vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem Institut für Rundfunktechnik (IRT), der Deutschen Bundespost und der deutschen Industrie entwickelt worden. Die Verbreitung erfolgte über die Satelliten DFS-Kopernikus und TV-Sat 2. Die Verbreitung erfolgte über das Breitbandnetz der Deutschen Bundespost auf den Sonderkanäle S2 und S3 (Frequenzbereich 111…125 MHz).

Der offizielle Start erfolgte anlässlich der IFA Berlin 1989; es wurde Mitte Januar 1999 in Deutschland abgeschaltet.

Diese Systeme sind in Gebieten mit geringer Bevölkerungsdichte geeignet, für Europa jedoch eher ungeeignet. Probleme entstehen durch die relativ geringe Sendeleistung. In Strahlungsschatten (z. B. Inhouse, Häuserschluchten, Unterführungen, Tunnel) ist der Empfang meist nur noch eingeschränkt bis gar nicht mehr möglich.

Diese beiden ehemals konkurrierenden Systeme bieten in den USA und Kanada gegen Bezahlung rund 140 Radioprogramme über Satellit an, die mit mobilen Empfängern, also z. B. Autoradios, empfangbar sind.

Auch für Europa sind Satellitensysteme für den mobilen Empfang von Digitalradio in der Diskussion. Im oberen L-Band sind dafür Kanäle reserviert worden. Ob und wann diese Technik zum Einsatz kommt, ist noch unklar.

Südkorea ist hier Vorreiter. Das Land nutzt für sein kostenpflichtiges Satellitensystem bereits die DMB-Technik. Auf 144° Ost ist MBSat1 positioniert, der mit einer Zwölf-Meter-Antenne und 2400 Watt gezielt Korea mit 50 Radio- und Fernsehkanälen bestrahlt.

Aufgrund finanzieller Probleme wurde der Betrieb eingestellt und der Satellit auf 75 Grad Ost verschoben.

Über DVB-C werden eine Vielzahl von Radioprogrammen übertragen, darunter viele mit Einspeisung aus der Satellitenverbreitung. Zum Empfang muss die Set-Top-Box an die Stereoanlage angeschlossen werden oder über das Fernsehgerät wiedergegeben werden.

Prinzipiell lässt sich auch DAB im Kabel übertragen. Es gibt hierfür jedoch keinen gesonderten Standard, sondern man würde (vollkompatibel) ein Standard-DAB-Signal übertragen, bei dem die Parameter entsprechend sinnvoll gewählt sind. Jedoch ist DAB nicht in allen Punkten für das Kabelnetz ausgelegt; dies äußert sich zum Beispiel darin, dass der Fehlerschutz für eine Kabelübertragung besser als notwendig wäre. Entsprechende Versuche wurden bereits 1998 mit großem Erfolg durchgeführt.

Als einer der ersten Kabelnetzbetreiber kündigte UPC Schweiz Ende September 2016 an, die Radiosender neben DVB-C zukünftig auch mittels DAB+ in das Kabelnetz einzuspeisen.^[17] Ein Regelbetrieb von DAB und DAB+ über das Kabelfernsehnetz ist nicht beabsichtigt.

Beim Rundfunk werden die Signale als Broadcast verbreitet, während bei Streaming Media, auch kurz genannt Streaming (z. B. beim Webradio) in der Regel die Daten nur nach einer Aufforderung (Request) des Empfängers für diesen direkt adressiert ausgesendet werden. Jedoch wird auch das Internetradio häufig als Digitalradio bezeichnet. Die Verbreitung findet sowohl terrestrisch (WLAN, WiMAX, UMTS) als auch über Kabel (Kupfer, Glasfaser), als auch über Satellit statt. Das Format für die Übertragung ist nicht festgelegt. Die Verbreitung ist praktisch gleich der Verbreitung des Internets, was die „Ausstrahlung“ für Radiosender denkbar einfach gestaltet. Der technische Aufwand zum Betrieb eines „Internetradiosenders“ ist sehr gering. Durch diese Faktoren könnte das sogenannte Internetradio als Digitalradio große Bedeutung erlangen. Reine Internetradiogeräte sind bereits im Handel.^[18] Im Jahr 2006 hören bereits mehr als 20 Millionen Menschen in Europa Internetradio.^[19]

Außerdem plant die Deutsche Telekom AG im Rahmen ihres Produkts Telekom Entertain neben digitalem Fernsehen nach DVB-IPI-Standard ab Dezember 2008 auch 2500 digitale Radiosender anzubieten.^[20]

Siehe auch: Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren

Legende:

m. E. = mit Einschränkungen, ++ = sehr gut, + = gut, o = durchschnittlich, − = schlecht

Bandbreite von DVB-T und DVB-H: Tabellenwerte gelten für 8k-Modus, im 2k-Modus wegen anderer Trägerabstände minimal anders: 6661 bzw. 7612 kHz.^[22]

Die Angaben zu DRM+ sind Schätzungen, da sich die Technik noch nicht als Standard durchgesetzt hat.

Commons: Digitalradio – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Digitalradio – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen