L’evoluzione della radio digitale terrestre (DAB+), in Italia, sta affrontando una fase di profonda ridefinizione, con le unità di capacità trasmissiva (CU) al centro di un intenso dibattito.
Da parametro minimo, i 36 CU si profilano, in prospettiva e quantomeno per molti bouquet locali, come lo standard massimo conseguibile (con opzioni a 24, 18 ed anche 12 CU), in un contesto in cui l’equilibrio tra qualità audio, limitazioni economiche delle piccole emittenti socie degli enti consortili e ridotta capacità disponibile sui mux assegnatari dei diritti d’uso e le innovazioni tecnologiche, si fa sempre più complesso.
Le soluzioni emergenti e le sfide normative sottolineano una convergenza inevitabile verso un compromesso che ridefinirà il concetto stesso di qualità trasmissiva nel panorama radiofonico europeo seguendo, pedissequamente, il percorso del DTT.
Newslinet fa il punto, sfatando alcuni luoghi comuni.
Sintesi
Quando, quasi due anni fa, paventammo che i 36 CU (a 48 kbps con EEP 3A) sarebbero diventati la regola per il DAB, molti lettori considerarono l’eventualità poco più che una boutade.
La successiva posizione possibilista assunta dal Consiglio di Stato e da Agcom sul tema, fece, tuttavia, presagire come la nostra uscita non fosse, in realtà, così peregrina.
Ora, però, quei 36 CU, da minima provvista possibile, si profilano in diversi casi come il massimo ottenibile, stante la necessità di conciliare i diritti (quali soci dei consorzi) delle piccole emittenti (spesso comunitarie) di trovare allocazione su mux di dimensioni regionale o pluriprovinciale (non splittabili salvo nei rarissimi casi di reti composte da due o più frequenze) pur con ridotte disponibilità economiche.
Una contingenza che sta spingendo diversi consorzi a proporre ai fornitori di contenuti una veicolazione con 24 CU, 18 CU ed addirittura 12 CU, agendo parallelamente su bitrate e livelli di protezione EEP dei singoli contenuti del mux (qui un simulatore di unità capacitive DAB+).
Si tratta, a ben vedere e come ampiamente previsto, del remake del film sul DTT. In tutto e per tutto (comprese le prospettive di ibridazione DTT/jump HBBTV e DVB-I, lato tv e RadioDNS, lato radio).
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La coperta troppo corta
Si tratta dell’effetto coperta troppo corta per un comparto che deve fare i conti con l’elevato numero di soci dei consorzi destinatari dei pochi diritti d’uso in alcune aree tecniche, con lievitati costi di trasporto a regime – cioè dopo l’attivazione di tutti gli impianti che compongono le reti autorizzate, spesso estremamente articolate per garantire coperture di territori orograficamente complessi – e con le ridotte risorse finanziare delle piccole stazioni (quasi sempre di carattere comunitario).
24 CU
Va detto, da subito, però, che i CU non sono un elemento sufficiente (di per sé) per determinare la qualità di un contenuto. Prendiamo, per esempio, il caso di emittenti basate essenzialmente su contenuti parlati, con ridotta od assente componente musicale, che possono accettare anche una trasmissione monofonica: in tale prospettazione, 24 CU non comportano un degrado evidente e concretamente percepibile dall’utente.
Diverso, però, è il caso di emittenti che basano la propria programmazione sulla musica, dove, in effetti, la diminuzione di unità capacitive diventa rilevante, quantomeno se non adeguatamente compensata da altri fattori.
Livello di protezione dagli errori
La valutazione dei CU sconnessa dai livelli di protezione degli errori (EEP) disegna, infatti, una visione parziale della questione.
EEP
Cerchiamo quindi di mettere ordine, sfatando una serie di, purtroppo, diffusissimi luoghi comini.
Ogni multiplex DAB+ utilizza dati aggiuntivi per rendere la trasmissione di ogni servizio di trasmissione robusta contro le interferenze, utilizzando quella che è nota come EEP (acronimo di Equal Error Protection). I livelli di protezione dagli errori per i servizi DAB+ sono dettagliati (dal più fragile al più robusto) EEP 5A, EEP 4A, EEP 3A, EEP 2A ed EEP 1A.
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Livelli individuali di bit rate e di protezione degli errori
Proprio come ogni singolo programma (marchio/palinsesto, altrimenti detto fornitore di servizi di media radiofonici) può funzionare con un bit-rate individuale, esso può operare con un livello specifico di protezione dagli errori. Per essere ancora più netti: come le emittenti del medesimo mux come possono avere CU differenti tra loro, altrettanto possono fare in termini di EEP.
Il compromesso
Il compromesso da conseguire, pertanto, è quello tra velocità di trasmissione dati del programma, livelli di protezione dagli errori e numero totale di servizi trasportati.
I servizi con qualità audio più elevata e/o quelli con livelli di protezione dagli errori più elevati necessitano ciascuno di una maggiore quantità totale di dati rispetto ai programmi con qualità audio inferiore e/o che utilizzano un livello inferiore di protezione dagli errori.
Livelli fragili e livelli robusti
Il livello standard di protezione dagli errori normalmente utilizzato è EEP 3A; tuttavia, i singoli servizi di programma su un multiplex possono rendere i loro segnali più robusti utilizzando la soglia EEP 2A o addirittura la EEP 1A. Va da sé che l’utilizzo di livelli di protezione dagli errori più elevati richiede l’utilizzo di quantità aggiuntive di dati. E quindi più CU.
Bilanciamento
In altre parole, se vengono utilizzati livelli di protezione dagli errori più elevati, rimane disponibile una minore capacità di dati per altri impeghi.
La tabella esplicativa
Pertanto, come illustrato nella tabella in apertura d’articolo, l’utilizzo di livelli di protezione dagli errori più elevati significa che, poiché ha una capacità di dati finita (e quindi insuperabile), il multiplex è in grado di trasportare un numero totale di programmi inferiore.
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Contromisure possibili
Posta una premessa di questo tipo, quali contromisure potrebbero pertanto essere adottate da stazioni musicali che, giocoforza, dovranno accettare, per esempio, 24 CU con 48 kbps ed un livello di protezione EEP 4A? E non citiamo a caso questa configurazione, ritenendo essa quella che – con ogni probabilità – sarà la più diffusa tra le radio comunitarie minori (segnatevi questa considerazione nel calendario e settatelo a dicembre 2025!).
Fare di necessità virtù
Con la precisazione che quanto segue fa di necessità virtù, osserviamo come, secondo alcuni specialisti, i fatti (cioè l’orecchio medio) dimostrerebbero che alla presenza di una perfetta catena audio (partendo naturalmente da file musicali di buona qualità, possibilmente non compressi), di un buon processamento sonoro, accompagnato da un codec evoluto – come quello di Fraunhofer (organizzazione tedesca membro ETSI che raccoglie 76 istituti di scienza applicata in Germania al 2023 ed è intitolata al fisico e astronomo Joseph von Fraunhofer), al netto di pregiudizi puristi e dall’accettazione (obtorto collo) di artifizi ricostruttivi, 36 CU con 48 kbps ed un EEP 3A sarebbero sufficienti per veicolare un prodotto radiofonico DAB di buona qualità.
40 kbps HE-AAC v2 = 128 kbps MPEG Audio Layer II
E ciò – smentendo il primo dei luoghi comuni – considerando che un programma da 40 kbps HE-AAC v2 fornisce una qualità audio simile (o leggermente migliore, nella maggior parte dei casi) a 128 kbps MPEG Audio Layer II (cfr. sul punto WorldDMB: 2012:1).
Fraunhofer
Fraunhofer IIS, tra i principali elaboratori del formato mp3 ed accreditato per il co-sviluppo del formato AAC – Advanced Audio Coding, propone decodificatori HE-AAC v2 ottimizzati per il livello di trasporto DAB+, con capacità di super-framing e supporto PAD completo. L’organizzazione fornisce software per varie piattaforme, un’ampia gamma di DSP e processori embedded, tra cui il noto codec ad alta qualità installato (su richiesta) sugli encoder DAB+ della ITEL, azienda italiana di broadcast equipment per la radio digitale via etere DAB+.
Ricostruzione artificiale
Molto banalmente, il codec agisce su elementi di psicoacustica, dando all’orecchio la percezione di un suono molto più dinamico di quello effettivo, limitato dalla scarsa disponibilità di capacità trasmissiva, rielaborando artificialmente porzioni dello spettro acustico.
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Cenni sul campionamento
“La conversione di un qualsiasi segnale analogico in digitale passa attraverso il processo di “campionamento”, attraverso il quale, ad intervalli regolari, ne viene estrapolato il valore”, spiega Alessandro Tomassini della ITEL.
“Il teorema di Nyquist dice che possiamo avere una ricostruzione matematicamente corretta del segnale analizzato nel momento in cui quest’ultimo venga campionato un numero di volte pari ad almeno il doppio della massima frequenza che contiene.
Il CD
“Nel caso di un CD audio la frequenza di campionamento utilizzata è di 44100Hz, che permette di rappresentare correttamente una banda di 44100 / 2 = 22050Hz, ma al prezzo di avere un flusso di dati pari a:
44100 (campioni al secondo) x 2 (canali) x 16 (bit per canale) = 1,4112 Megabits/secondo
Considerando che la capacità totale di un sistema DAB+ è di circa 1,5Mb/s, il trasmettere un segnale audio che possa essere ricostruito in maniera matematicamente corretta, occuperebbe praticamente la totalità della capacità del sistema per un singolo programma!”.
La psicoacustica, oltre il rigore matematico
Avverte Alessandro Tomassini: “Per comprimere efficacemente l’audio, va abbandonato il concetto di ricostruzione matematicamente corretta ed adottato un sistema che sia stato studiato appositamente per le caratteristiche della destinazione: l’orecchio umano.
Spunti
La psicoacustica, la scienza che studia come il suono venga percepito, ha dato interessanti spunti a tal fine:
– l’orecchio è meno sensibile alle frequenze acute, pertanto queste si possono riprodurre in maniera più approssimativa.
– alcuni suoni possono, in alcune circostanze essere “mascherati” da altri, quindi possono essere eliminati senza che questo venga notato.
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Modello psicoacustico
Considerando questi aspetti, il codificatore prevede al suo interno un cosiddetto modello psicoacustico, componente che in seguito deciderà cosa venga percepito, cosa no, cosa debba essere riprodotto fedelmente, cosa possa essere riprodotto grossolanamente.
La “codifica percettiva” o “con perdita”
Nella codifica percettiva, quindi, il segnale da comprimere viene tradotto nel suo spettro, confrontato col modello psicoacustico, e, in base alla risposta di questo, compresso nel risultato finale. Si è quindi superato il concetto di ricostruzione “matematicamente corretta” di Nyquist, giungendo alla ricostruzione “percettivamente corretta”, dove i dati prodotti possono essere sensibilmente ridotti, pur cercando di mantenere la stessa fedeltà iniziale”.
La codifica AAC
La codifica AAC già permetteva una miglior qualità audio, a parità di bitrate, se confrontata al formato MP3. Viene definita AAC LC, dove LC sta per Low Complexity.
SBR (HE-AAC v1 o AAC+)
Alla codifica AAC, nella successiva versione 1, si è aggiunto il sistema Spectral Band Replication (o SBR) che permette un’ulteriore riduzione dei dati.
Il sistema SBR codifica accuratamente una sola parte di banda; della parte superiore viene preso l’inviluppo (la “forma” dello spettro in quella banda), ne viene calcolata l’energia e queste informazioni vengono inviate al decodificatore.
Banda inferiore e superiore
All’atto della decodifica, il segnale viene ricostruito, nella banda inferiore, utilizzando la maggior parte dell’informazione codificata in precedenza, mentre nella banda superiore esso viene ricostruito leggendo le informazioni SBR inviate.
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PS (HE-AAC-v2)
La successiva implementazione della codifica AAC+ v2, introduce il sistema “Parametric Stereo” (PS) che utilizza la maggior parte della banda in uscita per codificare il canale mono, mentre utilizza solo 2/3 Kbps per codificare la differenza fra i canali. Il “PS” è utile solo nel caso in cui si desideri trasmettere un segnale a bassi bitrates, sotto ai 48Kbps.
Le “CU” (Capacity Units)
Una volta codificato in AAC+, il segnale viene inviato al multiplexer (il quale assembla tutti i canali in un unico flusso)”, conclude Tomassini.
Must carry
Sul piano giuridico la questione dei CU è stata oggetto di argomentazione nella sentenza del Consiglio di Stato sull’obbligo di must carry di RAI (sul proprio mux DAB), dove è stato dato risalto alla determinazione della qualità minima sufficiente in termini di unità capacitive per un prodotto radiofonico considerabile di sufficiente qualità.
I CU secondo il Consiglio di Stato
Sul punto, il CdS aveva, in tale occasione, osservato come gli appellanti il provvedimento di primo grado (sentenza TAR Lazio) non avessero “dimostrato né allegato dati tecnici con riguardo alle affermazioni (…) che il numero medio di 54 CU (unità di capacità trasmissiva) a programma sia sufficiente a garantire trasmissioni di qualità“.
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Soggettività
In altri termini, allo stato, non era stato dimostrato che sotto i 54 CU si potesse definire di buona qualità un contenuto radiofonico.
I CU secondo il legislatore
Viceversa, il legislatore, all’art. 12 comma 5 della Legge n. 14/2023 di conversione, con modificazioni, del decreto legge n. 198/2022 (cd. Milleproroghe 2023), pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n. 49 del 27/02/2023, ha definito il numero minimo di CU. Con un dato specifico.
36 sono sufficienti
In questo caso, la qualità minima (necessaria) è stata individuata in “una capacità trasmissiva di un modulo da almeno 36 unità di capacità trasmissiva su un multiplex DAB con copertura nazionale” e ciò nell’ambito del procedimento per l’esecuzione dell’Accordo tra l’Italia e la Santa Sede in materia di radiodiffusione televisiva e sonora del 14 e 15/06/2010.
L’accordo col Vaticano
In quest’ultimo caso stabilendo che “il Ministero delle imprese e del made in Italy predispone entro trenta giorni dalla data di entrata in vigore del presente decreto una procedura di gara con offerte economiche al ribasso per selezionare un operatore di rete titolare di diritto d’uso radiofonico nazionale in tecnica DAB che renda disponibile, senza oneri, per la Città del Vaticano, per un periodo pari alla durata dell’Accordo”.
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Chi ha ragione?
In realtà, l’esperienza televisiva ci insegna che il concetto di sufficiente qualità trasmissiva è estremamente soggettivo e comunque destinato a modificarsi nel tempo e sempre in riduzione, alla luce dell’evoluzione tecnologica e di una minore sensibilità dell’utenza (soprattutto sulla componente audio). Basti, sul punto, osservare all’evoluzione assunta dagli encoder DTT solo dall’ultimo switch-off (2022) ad oggi e la bassa attenzione rivolta alla qualità audio (sia dagli ascoltatori che dei produttori di device).
36 CU parametro di riferimento standard
La nostra sensazione è che si andrà ad uniformare i CU standard nella direzione dei 36 con 48 kbps e livello di protezione EEP-3A, con rare escursioni superiori e frequenti inferiori, nella specie, 24 CU, 48 kbps, EEP-4A.
Librerie
Conseguentemente, al netto, come detto, di preconcetti audiofili, l’immediato porterà le emittenti ad investire sull’adozione di librerie di codifica alta qualità e sulla cura della catena audio fino ad un processo sonoro che possano, per quanto possibile, ottimizzare al massimo la ridotta capacità trasmissiva disponibile.
Distributori italiani
Tra le opzioni disponibili, quelle più quotate ed ampiamente utilizzate riconducono ai processori Orban (distribuiti in Italia da BVMedia) ed Omnia (distribuito da Funky Junk). (…segue 2^ parte…) (M.R. per NL)
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