Bij seriële communicatie worden de bits (de enen en nullen) één voor één, dus na elkaar, verstuurd over een transmissiekanaal (bijvoorbeeld een kabel of draadloze verbinding).
De ontvanger moet deze bits op precies hetzelfde tempo lezen als de zender ze verstuurt. Dat noemen we synchronisatie. Als die synchronisatie verloren gaat, kan de ontvanger de data niet meer correct interpreteren.
Om dat te voorkomen, voegt de zender op regelmatige tijdstippen een codewoord toe aan de datastroom. Dat codewoord dient als herkenningspunt zodat de ontvanger opnieuw “in de pas” kan lopen met de zender.
Omdat het codewoord niet mag voorkomen in de echte data, wordt de datastroom op een bepaalde manier gecodeerd. Hierdoor wordt het code woord dat dient als erkenningspunt voor de synchronisatie uniek en kunnen er geen misinterpretaties zijn bij het detecteren van het codewoord.
Het geheel van het codewoord met de bijhorende databytes wordt een frame genoemd.
Synchroon versus asynchroon
Wanneer deze frames ononderbroken — dus zonder pauzes — na elkaar worden verstuurd, spreken we van synchrone transmissie. Zelfs bij het ontbreken van data blijft men (lege) frames met het synchronisatiewoord versturen. Zo blijft de synchronisatie te allen tijde behouden.
Bij asynchrone transmissie daarentegen kunnen er pauzes of blanco periodes tussen de frames voorkomen.
Een belangrijk verschil tussen beide types is dus dat bij een synchrone transmissie de tijd tussen het verzenden en ontvangen constant blijft.
Bij asynchrone transmissie kan die tijd variëren, afhankelijk van de lengte van de pauzes tussen de frames.
Deze variatie in timing noemt men jitter.
De problematiek bij DAB+
Bij DAB+ wordt de data (de muziek bits) synchroon en serieel verstuurd tussen de zender en de ontvanger. De ontvanger synchroniseert op de korte pauzes van ongeveer 1,5 ms tussen ieder frame. Deze pauzes noemt men het NULL-signaal (soort codewoord) en dient als baken om de ontvanger te laten gelijklopen met de uitgezonden frames.
De datastroom bestaat uit zogenaamde transmissieframes, die synchroon na elkaar worden uitgezonden.
Het probleem: asynchrone toevoer
De moeilijkheid ontstaat aan de ingang van de zender, waar het DAB+-signaal meestal via het publieke internet wordt aangevoerd.
De zender ontvangt daar een datastroom via ETI of EDI:
- ETI staat voor Ensemble Transport Interface (de oorspronkelijke standaard).
- EDI (Encapsulated DAB Interface) is een moderne variant die het ETI-signaal verpakt in IP-pakketten via het internet, gebaseerd op het DCP-protocol.
Het probleem is dat die internetverbindingen asynchroon zijns: de TCP/IP-pakketten komen niet altijd op exact regelmatige tijdstippen aan.
Wanneer de inkomende datasnelheid tijdelijk lager wordt dan de snelheid waarmee de zender zijn transmissieframes uitzendt, heeft de zender geen data om uit te zenden.
Om dit op te vangen, beschikt de zender over een buffer. Die buffer slaat tijdelijk data op zodat kleine vertragingen geen probleem vormen.
Maar als de vertragingen te groot worden (bijvoorbeeld door netwerkcongestie of jitter op het internet), kan die buffer leeglopen, waardoor de uitzending haperingen of onderbrekingen vertoont.
De oplossing: een synchrone verbinding
Een aantal DAB+-zenders beschikken meestal ook over een zogenaamde E1-ingang (volgens ITU-norm G.703)of ETI-NI (RJ45 of BNC).
In tegenstelling tot ETI of EDI is een E1-verbinding een synchrone 2,048 Mbps verbinding de timing tussen zender en bron blijft perfect constant.
Dat maakt E1-verbindingen betrouwbaarder voor een operationeel DAB+-systeem, vooral in SFN-architectuur met meerder zenders die perfect synchroon moeten lopen.
De BBC gebruikt bijvoorbeeld dergelijke E1-verbindingen in de UK.
In de praktijk zijn ze echter moeilijk te verkrijgen bij operatoren, en ze worden vandaag vaak geëmuleerd via synchrone glasvezelnetwerken zoals SDH (Synchronous Digital Hierarchy).
Samenvattend
| Type communicatie | Kenmerk | Toepassing bij DAB+ |
| Synchroon | Geen pauzes tussen frames, vaste timing | Transmissieframes van de zender |
| Asynchroon | Pauzes of variabele timing (jitter) | EDI/ETI-invoer via internet |
| E1 (synchroon) | Constant getimede verbinding | Betrouwbare professionele oplossing (zoals bij BBC) |
Samenvatting
De communicatie tussen DAB MUX en DAB-zender speelt een belangrijke rol in de synchronisatie van de zender en in het bijzonder wanneer meerdere zenders gebruikt worden in SFN-configuratie.
De beste oplossing is dus een synchrone datatransmissie tussen DAB-MUX en DAB-Zender. Deze zijn gelijkwaardig aan het synchrone zendsignaal aan de uitgang van de zender.
Als DAB-zenders uit synchronisatie geraken dan worden ze plots een zware stoorzender voor de andere DAB-zenders die op hetzelfde kanaal uitzenden.
In grote delen van het zendgebied kan de ontvangst onmogelijk worden wanneer één zender uit synchronisatie gaat).
Om praktische redenen is het gebruik van synchrone transmissie soms niet mogelijk (ook grotere investering voor de radio’s). Publieke netwerken (Internet) kunnen onverwachte vertragingen veroorzaken als gevolg van overbelasting.
Daarom moet men rekening houden met belangrijke risico’s die kunnen optreden in wat men aanduidt met “best effort” netwerken zoals het publieke Internet.
Draadloze verbindingen zijn eveneens het best te vermijden. Uit ervaring weten we dat als synchronisatie uitvalt, dit meestal voorkomt bij zenders die een draadloze verbinding hebben met de DAB-MUX. Dit heeft meestal te maken met meteorologische storingen die een belangrijke invloed hebben op draadloze verbindingen.
Een goede stap voorwaarts is het gebruik van VPN-netwerken (bv. MPLS) met gegarandeerde bandbreedte.