디지털 오디오 방송

디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting, DAB)은 디지털 라디오 기술로서 유럽을 비롯하여 여러 나라 라디오방송국에서 사용되고 있다(2006년 기준으로 전 세계적으로 약 1,000개의 방송국이 사용하고 있다.). DAB 표준은 1980년대에 고안되었고, 오디오 음질이 우수하고, 동일한 방송 스펙트럼으로 여러 방송을 송출할 수 있으며 잡음과 다중경로, 페이딩, 채널 간 간섭에 강한 점 등, 기존의 아날로그 FM 라디오에 비해 여러가지 장점을 갖는다. 다만 영국의 사례처럼 방송국 수를 늘리기 위해 비트레이트를 낮추는 경우 오히려 FM보다 음질이 떨어질 수도 있다.
2007년에는 DAB+라는 업그레이드 버전이 발표되었다. DAB+는 AAC+ 오디오 코덱을 적용하여 DAB보다 약 네 배 가량의 효율을 가지며, 64kbit/s로도 CD 수준의 음질을 제공할 수 있다. 리드 솔로몬 에러 정정 코딩을 추가하여 체감 음질은 더욱 뛰어나다. 그러나 DAB와의 역호환성은 없다.
이탈리아에서 DAB+를 시작했고, 몰타, 스위스, 헝가리, 호주, 이이서 독일, 영국 등이 2008~2010년 정도에 DAB+를 시행코자 계획하고 있다.

역사

DAB는 1981년부터 시작되어 1988년, 독일에서 처음 전송이 이루어졌다. 후에 EU의 연구 프로젝트로 개발되어 Eureck-147이라고도 불린다. MPEG-1 오디오 계층 II (MP2) 코덱이 EU147 프로젝트의 일환으로 개발되었다. DAB는 OFDM에 근간한 최초의 표준이다. OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 변조 기술은 이후 현대 광대역 디지털 통신 시스템에서 가장 널리 쓰이는 전송 스키마가 되었다.
1990년에는 오디오 코덱과, 변조 및 에러 정정 코딩 스키마를 선택하였고, 첫 시험방송이 이루어졌다. 프로토콜 명세는 1993년 확정되었고, ITU-T, EC, ETSI 등에서 표준안으로 채택하였다. 영국은 최초로 DAB를 사용하여 라디오 방송을 실시하였고, 2001년에는 BBC를 비롯하여 50개 이상의 상업적인 서비스가 수행되었다. 2006년에는 5억명 이상이 DAB 방송을 들었고, 전 세계적으로는 1000여 개의 방송국에서 DAB 포맷으로 방송을 송출했다. 1997년 출범한 WorldDAB 포럼은 2006년, WorldDMB 포럼으로 바뀌어 DAB, DAB+, DMB 표준을 관장한다.
World DMB Forum 은 AAC+ 오디오 코덱과 보다 강한 에러 정정 코딩을 채택하여 DAB+ 시스템을 만들었다.

DAB와 FM/AM 비교

전통적인 라디오 프로그램들은 FM과 AM을 통해 다른 주파수로 방송되고, 라디오는 특정 방송을 듣기 위해서는 각 주파수에 맞게 튜닝해야 했다. 적은 수의 방송을 위해서도 많은 양의 주파수 스펙트럼을 필요로 하여 사용자들의 선택의 폭이 좁았다. DAB는 디지털 라디오 방송 시스템으로, 다중화 (multiplexing)와 압축 기술을 통해 여러 오디오 스트림을 DAB 앙상블이라 불리는 하나의 방송 주파수에 보낼 수 있다.
DAB 앙상블 내에서 각 방송사는 상이한 비트 레이트를 할당받을 수 있고, 평균 비트 레이트를 낮춘다면 하나의 앙상블 내에서 채널 수를 늘릴 수 있다. 그러나 이때 스트림의 품질은 낮아지는 것을 감수해야 한다. DAB 표준에서의 에러 정정은 신호를 보다 강건하게 해 주지만 스트림을 위해 사용할 수 있는 총 비트 레이트는 감소하게 된다.
DAB는 스펙트럼 효율을 상당히 높여준다. spectral efficiency는 MHz 당 프로그램 수로 측정된다. DAB는 이 효율이 아날로그 통신에서보다 높아 (특히 주요 도시 밖의 지역에서) 사용자가 들을 수 있는 방송 수가 늘어난다.

음질

라디오 방송을 디지털화하는 원래의 목적은 신뢰도를 높이고 잡음이나 채널 간 간섭, 다중경로에 보다 강하게 하기 위함이었다. 그러나 영국, 덴마크, 노르웨이, 스위스 등, DAB 선두 그룹들은 98%의 스테레오 라디오 방송이 FM보다 음질이 떨어지는 것을 경험했다. 이는 그들이 사용하는 비트 레이트 수준이 (128kbit/s) MPEG-1 Layer 2 오디오 코덱으로 쓰기에 너무 낮았기 때문이다. MP3 코덱조차 완성되지 않았던 DAB 개발 당시에는 MP2 코덱를 채택할 수 밖에 없었는데, 현재 기준에서 보면 대단히 낡은 코덱으로 최신의 압축 코덱에 비해 효율성이 크게 떨어지는 편이다. BBC는 2006년 전송 비트 레이트를 192에서 160 kbit/s로 낮추었는데, 이로 인해 음질이 떨어졌다는 불평을 사기도 했다. 한편, 영국 정부는 한정된 주파수 스펙트럼에 가능한 한 많은 방송국을 유치하여 (squeeze in) 라이센스 수입을 늘리고자 했다. 이를 위해, 최소한의 음질 수준까지 비트 레이트를 낮추고나 고도의 압축을 사용하는 것, 스테레오 방송 채널 수를 줄이는 방법 들을 사용했다. 이로 인해 음질이 많이 낮아졌지만, 현재는 94%정도가 FM과 비교하여 동일하거나 더 나은 음질이라고 인식한다. 하지만 최신 코덱인 HE-ACC를 채용한 DAB+의 경우 위와 같은 불만이 줄어들 것으로 보인다.

DAB+

Eureka 147은 여러 DAB 버전의 인프라스트럭쳐를 제공하는데, DAB의 발전된 형태가 DMB와 DAB+이다.
DAB+: WorldDMB는 2006년, 역호환성이 없는 업그레이드 표준으로 DAB+를 발표함.
DAB+의 특징은 HE-AAC v2 audio codec (AAC+)을 채택하고, MPEG Surround 오디오 포맷과 보다 강한 error correction coding인 Reed-Solomon 코딩을 채택했다. 역호환성이 없으므로 DAB 수신기들이 DAB+ 표준의 방송을 수신하기 위해 2007년 펌웨어 업그레이드를 실시했다. 업그레이드 가능한 수신기는 제품에 표시가 되어 있다. 2010년 이후로 DAB+를 지원하는 수신기가 점차 늘어나고 있다.

DMB

DAB 관련 표준인 Digital Multimedia Broadcasting (DMB)과 DAB-IP는 비디오 코덱으로 각각 MPEG 4 AVC와 WMV9를 지원하므로 모두 모바일 라디오와 TV에 적합하다. 그러나 DMB 비디오 서브채널은 어떤 DAB 전송에도 쉽게 추가될 수 있다. DMB는 DAB 서브채널에 전송되도록 설계되었기 때문이다. 한국의 DMB 방송은 전통적인 MPEG1 Layer II DAB 오디오 서비스와 DMB 비디오 서비스를 전송한다.

Digital Radio Receiver Profile

WorldDMB는 DAB, DAB+, DMB 등 규격 및 기술적 용어로 인한 사용자들의 혼란을 줄이고 이 규격들을 사용한 사업의 활성화를 위해 2008년 9월, "One Digital Radio Receiver for Europe"이라는 목표로 디지털 라디오 수신기 프로파일을 발표하였다. 최소 사양의 수신기에서부터 화면이 비교적 큰 수신기에 이르기까지, 필수, 선택 기능을 명시하여 Profile 1, 2, 3로 나누었다.

DAB 구현 지역

전 세계 20개국 이상이 DAB 방송을 제공한다. 영국, 덴마크, 노르웨이, 벨기에, 스위스, 대한민국 등이 대표 주자이며, 대한민국은 DMB방송과 DAB방송을 동시실시하고 있다.
영국은 최근 여러 난제들로 인해 채널4 운영을 취소하였다.
대한민국은 지상파DMB의 개국과 함께 실시했으나 현재는 방송중인 채널이 없다.