Stanovisko k zaváděnému omezení modulačního výkonu na hodnotu 0 dBr |
V současných dnech vchází v platnost omezení relativního modulačního výkonu veškerých českých FM stanic na maximální hodnotu 0 dBr. Proti novému opatření nepomohl ani návrh na zrušení podaný několika velkými rozhlasovými provozovateli k Nejvyššímu správnímu soudu, který jej v květnu 2012 zamítl. Nové pravidlo je nyní zaváděno do praxe a od 1. ledna 2013 bude vyžadováno a kontrolováno ČTÚ. Zmíněná úprava nejen že bude mít dalekosáhlé důsledky, ale proces jejího zavedení navíc přináší mnohé otazníky i varování. Celá problematika je poněkud komplexnější než je možné vecpat do jednoho článku, proto budou některé pasáže zjednodušeny.
Co je to modulační výkon?
Modulační výkon a jeho limit 0 dBr původně vychází z dokumentů, které mají formu doporučení a které se týkají problematiky plánování, nikoli provozu FM vysílačů. Nyní se tento plánovací parametr stává závazný i v oblasti provozní. Nově tak vyvstává nutnost sledovat dodržování maximálního modulačního výkonu. Označení modulační výkon (z anglického „modulation power“) není zcela jednoznačné. Nejedná se o jakýsi výkon samotného procesu modulace, ale o relativní výkon modulačního signálu, kterým je vysílač modulován. Tento signál je běžně označován zkratkou MPX a skládá se ze součtového (L+P) a rozdílového (L-P) zvukového kanálu, pilotního kmitočtu a signálu RDS. Není zde tedy ani žádná souvislost s výstupním výkonem vysílače.
V poslední době se velmi rozšířilo zpracování zvukového signálu modulačními procesory. Tato zařízení měla zpočátku pouze zabraňovat překračování maximálního frekvenčního zdvihu 75 kHz. Postupně se ale dospělo do stavu, kdy modulační procesory zásadním způsobem mění původní charakter zvukového signálu, přičemž se využívá velmi silná komprese dynamiky. Jinými slovy, v rámci snahy o maximální „hlasitost“ vysílání je frekvenční zdvih co nejčastěji „tlačen“ ke hranici 75 kHz. Tím ovšem narůstá rušení kmitočtově blízkých stanic. Uvádí se, že vzhledem ke stále rostoucímu počtu vysílačů se toto rušení stalo významné a je proto třeba jej omezit. Omezení spočívá ve stanovení maximální efektivní hodnoty modulačního signálu. Frekvenční zdvih bude tedy ve špičkách stále zasahovat až k 75 kHz, ale v průměru se bude pohybovat na daleko nižších úrovních.
Je požadováno, aby výkon, nesený úplným zakódovaným stereofonním signálem MPX, nepřekračoval hodnotu 0 dBr. Hodnota 0 dBr je přitom definována výkonem kontinuálního sinusového signálu, který vyvolává po modulaci špičkový zdvih 19 kHz (nehledejte souvislost s pilotním kmitočtem 19 kHz). Zachování této podmínky je definováno pro 60sekundové průměry.
Relativní výkon integrovaný přes 60 sekund modulačního signálu se tedy vypočítá podle vzorce:
kde
t je čas,
Δf(t)
je okamžitá hodnota frekvenčního zdvihu (v kHz) v čase t,
t0 je jakýkoli zvolený časový okamžik, definující začátek
minutového intervalu, ve kterém měříme.
Pro rozhlasové stanice z toho vyplývají některé významné skutečnosti. Předně budou muset investovat do nových modulačních procesorů nebo upgradovat stávající tam, kde je to možné. Pomocí zpětné vazby pak bude regulována úroveň komprese a zdvih v závislosti na aktuálním výkonu MPX (zjednodušeně řečeno). Jelikož nejde o zcela triviální záležitost, lze vysledovat, že se nejznámější výrobci modulačních procesorů předhánějí v kvalitě její implementace. Staré nebo jednoduché modulační procesory patrně nebude možné dále používat, neboť u nich neexistuje možnost sledovat modulační výkon a tak by musely být s velkou rezervou nastaveny na neakceptovatelně nízkou výstupní úroveň.
Situace dnes
Požadovaná hodnota 0 dBr je velmi nízká. Do hodnoty 0 dBr se „s odřenýma ušima“ vejdou pouze stanice vysílající mluvené slovo či vážnou hudbu, které navíc ani naplno nevyužívají frekvenční zdvih 75 kHz. Běžné komerční stanice překračují tuto hodnotu až o 8 dBr, tedy přibližně sedminásobně. Jelikož na subjektivním vjemu hlasitosti se podílí zejména efektivní hodnota signálu, požadavek modulačního výkonu 0 dBr by znamenal pro tyto stanice velmi výrazné snížení hlasitosti. Ruku v ruce s tím bude samozřejmě snížen také odstup signálu od šumu.
Jelikož většina našich stanic dnes moduluje relativním výkonem modulačního signálu MPX v rozmezí 5 až 8 dBr, výjimečně i více, opatření bude subjektivně vnímáno jako velmi významné snížení hlasitosti vysílání. Komprese dynamiky, která dnes zajišťuje hutnost, hlasitost, ale i osobitost a vyrovnanost vysílání, bude muset být prakticky vypuštěna. To sice někteří posluchači vítají v očekávání lepší kvality a věrnosti zvuku, ale zde platí stejně jako jinde, že kdo chce příliš, nemusí mít nakonec nic. Někteří provozovatelé již naznačili, že namísto komprese dynamiky jen prostě omezí zdvih. Absence kvalitní hudby s kvalitní reprodukcí je v českém éteru spíše důsledkem absence stanic, které by se tímto směrem specializovaly.
Je třeba si uvědomit, že dokumenty, na základě kterých je omezení modulačního výkonu zaváděno, vznikly v době, kdy se FM rozhlas využíval poněkud odlišným způsobem. Málokdo dnes disponuje poslechovou místností a kvalitním vybavením pro příjem FM vysílání. Není k tomu ani mnoho důvodů. Dnes se FM rozhlas typicky poslouchá v automobilu nebo na přijímač nevalných zvukových kvalit. V těchto případech přináší zvukový procesing a komprese dynamiky prokazatelně lepší výsledky. Zejména u mobilního příjmu bude po zavedení opatření bohužel třeba počítat s výrazným omezením dosahu vysílání a vysokým podílem šumu a rušení při poslechu. Je tomu tak proto, že pro stejnou hlasitost reprodukce jako nyní bude muset posluchač otočit knoflíkem hlasitosti o velký kus doprava, čímž dojde k zesílení všech nežádoucích projevů analogového příjmu. Dosah vysílačů bude tedy značně omezen, přičemž jejich nežádoucí schopnost rušit příjem jiných stanic na stejných frekvencích bohužel nikoli. Udává se, že pro zajištění dnešního pokrytí by při modulačním výkonu 0 dBr musel být vysílací výkon trojnásobný.
Obvyklý argument, že stanice mají garantováno jen pokrytí dané licencí a kvalitu pokrytí mimo tuto oblast není třeba řešit, nemá valného významu a je spíše alibismem. Platil by v případě, kdy by počet přidělených frekvencí byl ustálený, je však irelevantní v případě, kdy stanice kontinuálně poptávají a dostávají značný počet nových dokrývacích kmitočtů nad rámec původních licencí. Navíc jsou zde stanice (typicky stanice Českého rozhlasu), jejichž vysílací sítě jsou i po letech úsilí o získání kmitočtů nekompletní. Jejich pokrytí mimo vypočtenou oblast lze proto jen stěží považovat za bezvýznamné. Nakonec vzhledem k charakteru našeho území, šíření signálu a rušivým vlivům neexistuje přesná shoda mezi plánovaným a skutečným pokrytím, místa s problémovým přijmem budou vždy existovat i v oblastech teoreticky bezvadně pokrytých.
Jakkoli lze omezení modulačního výkonu považovat za přínosné z pohledu zastavení nesmyslného soupeření rádií v tom, které bude řvát hlasitěji, zvolený limit 0 dBr je příliš nízký, neodpovídá potřebám dnešní doby a jeho nucené dodržování významně poškodí nejen rozhlasové stanice, ale podepíše se i na obecném vnímání rádia jakožto technického prostředku a uměle jej znevýhodní v konkurenci jiných technologií. Je snad právě toto záměrem (DAB)? Absurditu omezení dobře demonstruje například skutečnost, že dnes vydávaná hudba (ať už se za tímto označením skrývá cokoli) mívá poměrně velkou kompresi dynamiky i v originálním znění. Aby bylo možné takové skladby v rádiích dále hrát, bude muset modulační procesor namísto komprese provádět expanzi (!) dynamiky, nebo bude omezen frekvenční zdvih hluboko pod povolenou úroveň. Obojí je z pohledu poměru signál/šum velice nešťastné.
Nabízí se paralela s rychlostním omezením automobilů. Je zřejmě racionální zavést nějaký rychlostní limit, ale má být tento limit plošně 15 km/h jen proto, že to v době koňských povozů bylo optimální a i když to tak dnes téměř nikdo nechce?
Odůvodnění ČTÚ připomíná frašku
Zavedení limitu modulačního výkonu v ČR odůvodňuje ČTÚ v dokumentu PV-P/22/06.2011-9. Odůvodnění můžeme shrnout do těchto bodů:
Jednoduchým rozborem však dojdeme k tomu, že tato odůvodnění jsou spíše účelová. Navíc v rozporu s obvyklými postupy a přes značnou závažnost některých argumentů chybí odkaz na prameny, které by tvrzení Úřadu podepřely.
Odůvodnění ČTÚ předložené veřejnosti je tudíž nedostatečné. Spíše připomíná snahu najít dodatečné zdůvodnění pro něco, čemu se ČTÚ neuměl nebo nechtěl postavit. Relevantnost předložených argumentů je zhruba stejná, jako by omezení modulačního výkonu bylo zdůvodněno globálním oteplováním.
Pro zájemce o bližší informace doporučuji text rozsudku Nejvyššího správního soudu [3]. I přes nepřesnosti v textu a některé sporné výroky (kouzelná je například věta: "Na otázku, zda je pravděpodobné, že německý vysílač byl opatřen modulátorem, znalec odpověděl kladně.") dané vysokou specifičností dané problematiky jde o vcelku zajímavé čtení.
Navrhovaná řešení
Jsem pro omezení modulačního výkonu, ovšem s limitem v rozsahu +3 až +4 dBr, a to z toho prostého důvodu, že typický obsah vysílání je dnes schopen při stanoveném frekvenčním zdvihu generovat tuto hodnotu i bez dodatečného processingu. Vysílání s tímto limitem modulačního výkonu již má rádiový charakter a žádoucí technické vlastnosti, zvuková věrnost je s ohledem na typický obsah vysílání stále vysoká. Stanice se samozřejmě nemusí povinně držet tohoto limitu, tedy pokud její provozovatel průzkumem mezi posluchači zjistí, že je výhodnější vysílat s menším modulačním výkonem, nic mu v tom nebrání a zároveň má jistotu, že okolní stanice nebudou řvát až příliš. Myslím, že spousta stanic by takový limit s úlevou přivítala, neboť by učinil konec nesmyslnému a mnohdy i nedobrovolnému soupeření o hlasitost, ale pozitiva vyššího modulačního výkonu by zůstala zachována.
Na mezinárodním poli se diskutuje i možnost stanovit nižší kmitočtový zdvih pro FM vysílání než je dnes platných 75 kHz a naopak navýšit hranici pro hodnotu modulačního výkonu. Již při malém snížení kmitočtového zdvihu je možné významně navýšit modulační výkon a tím i efektivitu využití rádiového kanálu, aniž by došlo k narušení původně uvažovaných ochranných poměrů. Ostatně někteří provozovatelé tak činí již dnes, ale je jim to houby platné. Kdyby se chtělo, řešení by se našlo. A Němec by nemohl říct ani die Asche. Je třeba si uvědomit některé zcela zásadní skutečnosti:
Nyní zase zpět do hořké reality. Lze s omezením na 0 dBr něco dělat? Ano, ale žádná sláva to není. V tuto chvíli může situaci částečně zachránit stanovení větší měřicí tolerance (např. +/- 3 dBr), která by provozovatelům poskytla alespoň malý prostor. Oni i ti Rakušáci často hrají přes +2 dBr. Určitým přínosem by mohlo být interpretování hodnoty 0 dBr jako hodnoty průměrné např. za dobu jedné hodiny. Tedy bylo by dovoleno jít krátkodobě přes 0 dBr například po dobu několika minut.
Provozovatelé jistě vědí nebo brzy zjistí, že existují i jiné způsoby, jak mírně zvýšit subjektivní hlasitost vysílání bez překročení limitu 0 dBr. Bohužel ani zde není důvod k oslavě. Principem je potlačit v signálu MPX všechno, co se v přijímači nepřeměňuje na zvuk buď vůbec nebo jen s mizernou účinností, a vytvořit tak více prostoru pro vlastní zvukovou informaci. Mezi tyto způsoby patří zvýraznění středů (takže to bude hrát jako pouliční tlampač), snížení úrovně RDS (takže pokud jste si oblíbili zobrazování právě hrané skladby, budete potřebovat perfektní příjem; v případě stanice, která je nadvakrát ballována, se s RDS můžete rozloučit úplně), potlačení stereofonního efektu (takže v reprodukci bude stereofonní hlavně šum) nebo úplné vypnutí pilotního tónu a přechod na monofonní vysílání (extrémní řešení).
Samozřejmě bude snaha pomocí zpětné vazby držet vysílání celou dobu na limitní hranici. A v tom je další háček. Není-li stanoven limit, hodnota modulačního výkonu přirozeně kolísá. Bude-li snaha držet ji konstantní na hranici limitu, bude se běžně stávat, že opakující se části skladeb budou reprodukovány pokaždé s jinou hlasitostí, v závislosti na obsahu vysílání, který jim předcházel. Zde samozřejmě záleží na nastavení a algoritmu modulačního procesoru. Je však jisté, že z hlediska vjemu hlasitosti bude vysílání nekonzistentní.
Doslov
Chceme pozvednout obecnou úroveň FM vysílání? Fajn. Tak to udělejme tak, že usnadníme vstup dalších provozovatelů do tohoto odvětví. Přestaňme s nesmyslným a bezkoncepčním plýtváním kmitočty pro stále stejné stanice. Diskutujme, hledejme kompromisy, které vyhoví všem stranám, či alespoň většině.
Ale plošně vyžadovat dodržování parametru na nesmyslně nízké hodnotě, která nemá žádné opodstatnění a která poškodí jak provozovatele, tak posluchače, v tom cosi zapáchá. Je na místě se ptát, zda vůbec žijeme v suverénním demokratickém státě nebo se stáváme onucí jakéhosi nového zlobbovaného nadnárodního systému. Náhlé zavedení limitu o hodnotě 0 dBr nemá objektivní příčiny. Jde o rozhodnutí nikoli odborné, ale politické, prosazované z německé a rakouské strany skrze mocenské nástroje Evropské unie a českou stranou přijaté s obvyklou mírou servility. Opatření není v zájmu žádné rozhlasové stanice, ani v zájmu drtivé většiny posluchačů. Navíc je minimálně slušností neměnit pravidla v průběhu hry. Obávám se, že limit modulačního výkonu je zde zneužíván způsobem, který ani nemohl být původním záměrem, neboť tehdy neexistoval technický prostředek, který by stanicím umožnil mít v reálném čase pod kontrolou svůj modulační výkon. Tento benefit přinesly až (ony proklínané) moderní modulační procesory.
Zavedení limitu 0 dBr je samozřejmě velmi nepříjemné, na druhou stranu svět se kvůli tomu nezboří. Jde hlavně o princip. Ač to možná souvisí jen okrajově, poslední dobou je alarmující, jak do našich věcí permanentně strkají rypák nějací nevolení byrokrati z cizí mocnosti a my jim vše odkýveme jako stádo, jen aby nevyschly dotace na parkové lavičky za 60 tisíc či cyklostezky za desítky milionů vedoucí odnikud nikam. Představa některých jedinců, že pokud si u nás nedokážeme zjednat pořádek, udělá to za nás někdo z venčí a všechno bude ok, je zcela lichá. Tohle nám v ničem nepomůže, jen to odhaluje naši vlastní neschopnost. Za většinou takovýchto rozhodnutí je skrytý boj o moc a peníze.
Je žádoucí, aby současná úprava nebyla brána jako definitivní, a aby v této věci nadále probíhala diskuze a snaha o nalezení optimálního řešení.
Pira.cz, 5.9.2012
Autor vystudoval obor Telekomunikace a
multimedia na FEL ZČU, v současné době se profesně zabývá mj. vývojem zařízení
pro monitorování modulačních parametrů FM vysílání.
Napsáno s použitím materiálů, které byly podkladem pro dříve vydané
články v měsíčníku Radio Revue.
Informační zdroje
[1] http://www.google.cz/search?q=%220+dBr%22+site:ctu.cz
[2] http://www.phobosaudio.cz/documents.html
[3] http://www.nssoud.cz/files/SOUDNI_VYKON/2011/0005_2Ao__110_20120607032117_prevedeno.pdf (příp. spisová značka 2 Ao 5/2011 - 204)
[4] Modulační procesory, zvuk a parametry modulačního výkonu u VKV stanic, Parabola.cz, 3.2.2013
Situaci na vybraných FM vysílačích můžete sledovat online zde: http://pira.cz/monitor/.