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 Tecnica e modifiche - Che cos'è l'RDS

RDS - Radio Data System

Testo originale di Paolo Romani
Articolo integrato ed aggiornato da Elio Antonucci
e tratto dal sito dell'Associazione Marconi

Perché l’RDS ?

Il concetto nasce in Svezia nel 1974. L’ente radiofonico svedese sfruttava un sistema di cercapersone tramite le portanti delle stazioni in FM per inoltrare messaggi che potevano essere letti su display o tramutati in semplici avvisi acustici. L’utilità era evidente: nessuna necessità di attrezzare nuovi sistemi di radiodiffusione ma sfruttare le possibilità dei network già esistenti su tutto il territorio ed oltre. Dieci anni dopo alla riunione dell’EBU (European Broadcasting Union) i paesi membri fanno il punto della situazione sui sistemi di trasmissione dati che dovranno essere adottati per radiofonia FM.

La Svezia naturalmente propone il suo sistema, ma anche diversi altri paesi affrontano l’argomento con le soluzioni tecniche più diverse. Tuttavia quello vincente sarà quello svedese, forte di un decennio di sperimentazione.

Vale la pena ricordare alcuni altri validi concorrenti, che però sono stati via via sostituiti dall’RDS. Il sistema ARI utilizzato in Svizzera, Germania e Austria per la trasmissione di informazioni sul traffico ad appositi ricevitori che sono attivati solamente nelle aree in cui l’automobilista si sta recando, ignorando le altre.

Il sistema CARFAX utilizzato in Inghilterra, è caratterizzato da una estrema selettività delle aree nelle quali diffondere i comunicati informativi, tuttavia richiedeva un sintonizzatore aggiuntivo da collegare all’automobile.

Come funziona?

L’RDS funziona abitualmente con trasmissioni stereo ma anche con quelle monofoniche. Per trasmettere i segnali digitali è necessario utilizzare una sottoportante aggiuntiva perché impossibile modulare i dati digitali direttamente in modulazione di frequenza. Inizialmente si pensò di utilizzare per la trasmissione dei dati sia la frequenza pilota stereo originale a 19 kHz, sia una sottoportante generata a 57 kHz, quindi di alcuni kHz al di sopra della banda audio stereofonica (composta da 38 kHz + la banda passante di 15 kHz per un totale di 53 kHz). Prove effettuate in tutta Europa dimostrarono che la sottoportante a 57 kHz era sufficiente e ben più affidabile di quella a 19 kHz, e così venne adottata. La profondità di modulazione dell'RDS è di circa ± 2 kHz. E qui nacque il problema in alcuni paesi con il sistema ARI, perché utilizzavano esattamente la stessa frequenza di sottoportante. Per consentire compatibilità tra i due sistemi la trasmissione RDS venne sfasata di 90° rispetto a quella ARI.

La trasmissione dati che effettivamente possiamo sfruttare per l'RDS è di 730 bit/sec, totalmente sincrona. Il gruppo dati di base trasmesso dall'RDS al ricevitore è composto da 4 blocchi da 26 bit, per un totale di 104 bit. In questo gruppo sono trasmessi tutti i dati identificativi dell'emittente, più gli "interruttori" digitali per attivare alcune prestazioni previste dal sistema. Ciascuno dei blocchi è diviso in due parti: la prima composta da 16 bit con le informazioni vere e proprie, la seconda di 10 bit con i codici di correzione degli errori di trasmissione. Graficamente si può riassumere con il seguente grafico:


I gruppi predisposti e le applicazioni dell’RDS si possono così classificare:

  • 0 A/B INFORMAZIONI BASE SINTONIA E COMMUTAZIONI (TA,M/S,DI,AF,PS)
  • 1 A PIN E ALTRI CODICI (RP,ECC-Extended Country Code)
  • 1 B PIN
  • 2 A RADIO TEXT (RT 64 caratteri)
  • 2 B RADIO TEXT (RT 32 caratteri)
  • 3 A/B NON DEFINITO
  • 4 A CLOCK TIME (CT) e DATA
  • 4 B RIFERIMENTO A DAB
  • 5 A/B CANALE DATI TRASPARENTE (TDC)
  • 6 A/B APPLICAZIONI IN-HOUSE (IH)
  • 7 A PAGING (RP)
  • 8 A TRAFFIC MESSAGE CHANNEL (TMC)
  • 9 A/B EMERGENCY WARNING SYSTEM (EWS)
  • 10 A TIPO DI PROGRAMMA - DISPLAY (PTY)
  • 11 A/B DGPS (usato negli USA)
  • 12 A/B NON DEFINITO
  • 13 A PAGING ESTESO
  • 14 A/B ENHANCED OTHER NETWORKS (EON)
  • 15 A FAST SWITCHING (PS) (usato negli USA)
  • 15 B FAST SWITCHING (TA,M/S,DI)

Cosa offre l’RDS?

Le funzioni e i servizi offerti sono diversi, tuttavia ben pochi di questi sono applicati o lo sono in maniera corretta. Il panorama italiano non è dei più rosei: moltissime emittenti lo utilizzano già da tempo ma senza una "cultura" adatta allo scopo per cui è nato. Così funzioni basilari quali l’AF (frequenze alternative), che permetterebbero di seguire una certa stazione radio su buona parte del territorio durante il viaggio, non sempre sono attribuite correttamente creando così disagi più che servizi. Lo stesso vale nell’impiego "saltuario" delle informazioni automatiche sul traffico. Ma ecco in dettaglio tutte le potenzialità del servizio:

PI PROGRAM IDENTIFICATION

-1a La stazione radio possiede un PI che la identifica in modo inequivocabile. Il codice consente al sintonizzatore di riconoscere automaticamente l'emittente anche su frequenze diverse. In teoria la codifica dovrebbe riflettere la nazione di origine del segnale radio, l'area coperta e il numero di riferimento della stazione.

PS PROGRAM SERVICE

-1a É la funzione più evidente che ci permette di identificare sul display di 8 caratteri il nome dell’emittente o altro testo. E' possibile sostituire ciclicamente questi 8 caratteri simulando un effetto scorrimento o facendo comparire in sequenza più nomi o informazioni. E' il metodo più semplice per trasmettere messaggi generalizzati a tutti gli ascoltatori.

PTY PROGRAM TYPE

-2a Il formato a 5 bit consente di identificare fino a 32 diversi tipi di programma, ovvero di generi musicali, o di identificare il notiziario e così via. Così avremo: News, Affairs, Info, Sport, Educate, Drama, Culture, Science, Varied, Pop Music, Rock Music, MORM (Middle Of the Road Music), Light Music, Classic Music, ecc...

TP TRAFFIC PROGRAM IDENTIFICATION

-1a É una estensione, sofisticata, della funzione PTY. Il codice, quando presente, indica se la stazione trasmette informazioni sul traffico. Il ricevitore predisposto può interrompere l'ascolto di una qualunque fonte (es. CD, lettore di cassette,) per proporre il bollettino il cui livello di ascolto può abitualmente essere predefinito (vedi funzione TA).

AF ALTERNATIVE FREQUENCIES

-1a Permette di impostare una lista fino a 25 frequenze alternative che verranno comunicate dal trasmettitore al ricevitore. Quando una delle frequenze alternative risulterà più forte di quella attualmente in ascolto, avverrà la commutazione automatica. Il difetto che spesso si verifica, dovuto alla grande quantità di emittenti presenti, è che il ricevitore legge la prima frequenza della lista e commuta (in 16 msec.) ma poi spesso si accorge che non corrisponde all'emittente di origine (e qui ci vuole più di 1/2 sec) e quindi ritorna sulla frequenza di partenza dopo aver fatto ascoltare per 1/2 sec qualcosa che non c'entra nulla. L’inconveniente è risolto solo con l'utilizzo di due ricevitori nello stesso apparecchio. Il secondo ricevitore prima controlla che il PI corrisponda all'emittente selezionata e poi dà il consenso per la commutazione. Il ricevitore, quindi, cerca sequenzialmente tra tutte le frequenze della lista se ne è presente una più forte di quella d'ascolto nell'istante in cui essa scenda sotto una soglia di livello predeterminato. Di solito prova tutte le frequenze della lista, una dopo l'altra, a distanza di 1 secondo.

TA TRAFFIC ANNOUNCEMENT IDENTIFICATION

-1b Il formato del segnale è di un solo bit, in quanto è sufficiente informare il ricevitore dell'attivazione del servizio. Nell'istante in cui il programma sul traffico va in onda l'interruttore digitale attiva la prestazione sul ricevitore, che normalmente interrompe l'ascolto di eventuali fonti diverse dalla radio per fare ascoltare il bollettino. Nei ricevitori RDS tradizionali è però necessario essere sintonizzati sull'emittente in cui il bollettino sul traffico va in onda.

EON ENHANCED OTHER NETWORKS

-2b Con l'ultima generazione di ricevitori, si ottiene un monitoraggio continuo per eventuali emissioni di informazioni sul traffico su tutta la gamma e, quindi, anche non essendo sintonizzati in quel momento sulla stazione giusta, avviene la commutazione. La stessa cosa avviene disponendo di 2 ricevitori senza EON.

DI DECODER IDENTIFICATION

-2b Questa prestazione rende automatica la commutazione mono/stereo in coincidenza dei diversi programmi. Per esempio è inutile utilizzare il decoder stereo durante il giornale radio, visto che introduce rumore, ma non solo. Il servizio può riconoscere le trasmissioni Dolby o con DMX attivando automaticamente il ricevitore sui circuiti di decodifica corrispondenti.

MS MUSIC/SPEECH SWITCH

-2b Consente di fare una suddivisione di base tra stazioni in cui c'è musica o parlato, evitando alla ricerca automatica di fermarsi in presenza di una delle due possibilità.

PIN PROGRAM ITEM NUMBER

-2b Questo codice permette di attivare la ricezione in coincidenza con l'inizio di un determinato programma o a una determinata ora.

RT RADIO TEXT

-2c Inutilizzata, ma assai pratica, la funzione radio text viene tipicamente accoppiata a un ricevitore a sintesi vocale. Una frase lunga da 32 a 64 caratteri viene visualizzata e letta. Trattandosi di un segnale digitale basato nella gran parte dei casi su comunicazioni convenzionali non esistono restrizioni di lingua, nel senso che ad esempio il codice che significa "strada interrotta" viene letto in italiano dai ricevitori italiani, in francese da quelli francesi, ecc...

TDC TRANSPARENT DATA CHANNEL

-2c Questa funzione rende simile l'RDS al Televideo ma richiede un display addizionale. La disponibilità del sistema è elevata, arriva a 32 canali dati. E' inoltre possibile identificare ogni trasmissione in modo che solo un ricevitore riceva quel messaggio. In sostanza si ottiene un sofisticato cercapersone con messaggistica in tempo reale che può sfruttare tutta la copertura garantita dal network in FM.

IH IN HOUSE APPLICATION

-2c Permette di attivare e disattivare impianti di trasmissione a distanza, controllare automaticamente la qualità del segnale alla fine di una catena e così via. Ha applicazioni utili per il proprietario del network poiché gli consente di controllare gli impianti direttamente. Collocando un ritorno alla fine della catena si possono ottenere in tempo reale informazioni sullo stato del network, istante per istante.

CT CLOCK TIME

-2c É il sistema di controllo dell'ora basato sul "Calendario Giuliano Modificato" e le UTC (Coordinate Universali di Tempo). In sostanza è un riferimento di tempo uguale per tutti che prescinde dai fusi orari. Quasi totalmente inutilizzato non ha nulla a che vedere con l'ora che talvolta compare sul display.

RP RADIO PAGING

-3c Funzione dedicata alla ricerca delle persone; consente di trasmettere fino a 80 caratteri per messaggio.

NEWS

-2c Una delle ultime funzioni aggiunte ('94). Lavora come l'EON ma monitorizza le eventuali emissioni di notiziari, per poi tornare alla propria stazione preferita a fine bollettino.

TMC TRAFFIC MESSAGE CHANNEL

-3c Del tutto analogo alla funzione RT è un canale per la trasmissione di messaggi codificati sul traffico, che utilizza il gruppo (8 A) del sistema RDS presente nelle reti radiofoniche. In Italia la RAI effettua test di prova codificando i messaggi con il protocollo ALERT-C, secondo il quale ogni messaggio è costituito dai seguenti elementi essenziali: evento, località/tratto, durata.

Il sistema presuppone che il ricevitore possieda una copia dei database delle località e degli eventi utilizzati in fase di codifica del messaggio. Il database degli eventi è stato definito a livello europeo (e deve esser tradotto nelle diverse lingue), mentre il database delle località deve essere definito all'interno dei singoli paesi.

Caratteristiche:

    • messaggi codificati e indipendenza dalla lingua. L'utente riceve i messaggi nella propria lingua anche quando si trova in viaggio in un altro paese.
    • accesso immediato a un maggior numero di informazioni. Il canale consente la trasmissione di circa 200 messaggi/ora.
    • possibilità di "filtrare" i messaggi presentati all'utente. I messaggi vengono trasmessi solo nell'area in cui sono rilevanti. Il ricevitore seleziona solo i messaggi relativi al percorso interessato.
    • possibile integrazione con sistemi di navigazione di bordo. I messaggi possono referenziare un database ed essere presentati sul display grafico del sistema di bordo.
    • supporto per servizi a valore aggiunto: servizi con informazioni molto dettagliate sul traffico nelle grandi città, integrazione con informazioni relative ad altri mezzi di trasporto.

–legenda–

  • 1 = funzione primaria (in accordo con l'EBU)
  • 2 = " secondaria
  • 3 = " supplementare
  • a = servizi per la sintonia
  • b = segnali di commutazione
  • c = trasmissione di testi sul display e altro

Curiosità.

- L'ormai diffusissimo RDS, nato trent'anni fa, su iniziativa dell' EBU (European Broadcast Union), per rendere i ricevitori radio Fm molto più facili da utilizzare, soprattutto in automobile consentendo la miglior ricezione possibile e continuativa di una stazione che utilizza frequenze diverse in aree contigue. È in fase di adozione il servizio EON (Enhanced Other Networks) che permetterà all'utente di ricercare uno specifico programma, informativo o musicale: ad esempio, una stazione affiliata ad un network che trasmette info sul traffico, può indicare agli utenti quando sul network un'altra stazione le trasmette e, alla fine del programma, riottenere automaticamente la sintonia. L'Unione europea finanzia ed auspica l'introduzione del Traffic Message Channel (TMC) che permette di fornire informazioni estremamente dettagliate in forma digitale sullo stato del traffico: però, saranno necessarie autoradio molto più potenti e sofisticate di quelle attuali.
Nonostante siano passati moltissimi anni da quando sono state codificate a livello internazionale tutte le prestazioni che il sistema può offrire, in Italia il panorama resta ancora caotico e l’RDS alquanto sottoutilizzato. Tra tutte spicca una lungimirante società bolognese, che intuendo le potenzialità del servizio, ha collegato una regia automatica che gestisce la messa in onda di brani musicali ad un sistema RDS. Il risultato è stato subito un successo: è possibile leggere per alcune volte sul display il titolo del brano e il nome dell’autore mentre si ascolta.

- Il decoder RDS lavora solamente sopra un livello di segnale minimo, che è necessariamente più alto di quello di un segnale stereo.

- Quando si riceve un segnale con molto fading (spesso durante l'E-sporadico) ci vuole molto più tempo per decodificare l'RDS e quando il segnale scende sotto il livello minimo non c'è più possibilità di agganciarlo.

- Durante fenomeni troposferici è spesso difficile decodificare l'RDS, come anche quando i segnali sono troppo forti!

- Nelle vicinanze del segnale (± 100/200 kHz) è molto difficile agganciare l'RDS che a volte impiega diversi minuti. Alcuni ricevitori possono ricevere l'RDS solamente sulla frequenza esatta dove la stazione trasmette, altri a ± 50 kHz. Quest'ultimo caso è molto interessante per l'FM-Dx.

- Altre interessantissime possibilità offerte dall’RDS (che in pochi conoscono!) sono quelle relative alla possibilità di controllo a distanza degli impianti di trasmissione, di attivazione di impianti d’emergenza in caso di anomalie, di trasmissione di messaggi personali. Ad esempio in Francia il sistema è utilizzato per il servizio di radioavviso su tutto il territorio nazionale: una rete VHF può servire circa 100.000 utenti.

- Con opportuno software è possibile interfacciare via RS-232 un computer con il "chip-RDS" e gestire completamente a video il sofisticato sistema. Interessantissimo per tutte le possibilità professionali d’analisi e con risultati in tempo reale sui segnali, dati e statistiche varie. Tra i software analizzati si può ricordare; RDS Software Decoder - Franken RDS Team, che potrete trovare all'indirizzo internet http://www.frankenteam.de e RDS Decoder - UKW/TV Arbeitskreis

É perfettamente normale che la ricerca (manuale ed automatica) in AF avvenga a passi di 100 kHz anzichè 50 kHz, perché le normative RDS sono state emesse in sede EBU per tutti i paesi europei, facendo seguito al Piano delle Frequenze di Ginevra del 1984 che abolì i passi a 50 kHz per la banda FM 87,5 - 108 MHz.
Solo in Italia le emittenti private, in assenza di una normativa nazionale, hanno scelto di propria iniziativa di utilizzare in alcuni casi frequenze a passi di 50 kHz; ma il sistema RDS non potrà mai considerare queste emittenti, perché le uniche frequenze da esso gestite (e trasmesse come frequenze alternative) sono quelle a passi di 100 kHz.
Invece, durante il funzionamento normale (non RDS), la ricerca manuale od automatica avviene come consuento a passi di 50 kHz.
Più che di "soglia di aggancio", è corretto parlare di "livello di soglia RF" al di sotto del quale il ricevitore RDS può iniziare la procedura di ricerca di una stazione alternativa.
Ogni modello di ogni costruttore adotta uno specifico livello di soglia, determinato dalla specifica circuitazione RDS e della logica di ricerca implementata.
Si fa presente comunque che il superamento della soglia RF non è sufficiente a stabilire se la ricerca AF debba iniziare, poichè a secondo delle marche e dei modelli possono venire presi in considerazione altri parametri: percentuale di rumore di fondo e/o di multipath e/o di interferenze dalle stazioni adiacenti...
In sintesi, tra un pò di tempo le emittenti si assesteranno ed il sistema RDS entrerà in piena maturità.


Si consiglia di consultare le specifiche RDS CENELEC/EBU European Standard EN 50067:1998

Buon ascolto con l’RDS.......


Data creazione : 28/12/2006 - 00:37
Ultima modifica : 28/12/2006 - 00:37
Categoria : Tecnica e modifiche
Pagina letta 6154 volte


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