Радиовещание — это трансляция аудио (звука), иногда с соответствующими метаданными , с помощью радиоволн на радиоприемники, принадлежащие публичной аудитории . В наземном радиовещании радиоволны транслируются наземной радиостанцией , в то время как в спутниковом радио радиоволны транслируются спутником на околоземной орбите. Для приема контента слушатель должен иметь вещательный радиоприемник ( радио ). Станции часто связаны с радиосетью , которая предоставляет контент в общем формате радио , либо в виде синдицированного вещания , либо в виде одновременной передачи , либо в обоих вариантах. Кодирование радиопередачи зависит от того, использует ли она аналоговый или цифровой сигнал . Аналоговые радиопередачи используют один из двух типов модуляции радиоволн : амплитудную модуляцию для AM-радио или частотную модуляцию для FM-радио . Более новые цифровые радиостанции передают в нескольких различных цифровых аудиостандартах , таких как DAB ( Digital Audio Broadcasting ), HD-радио или DRM ( Digital Radio Mondiale ).
Самые ранние радиостанции были радиотелеграфными системами и не передавали аудио. Для того, чтобы аудиопередачи стали возможными, необходимо было включить электронные устройства обнаружения и усиления.
Термоэлектронный клапан , разновидность вакуумной лампы , был изобретен в 1904 году английским физиком Джоном Амброузом Флемингом . Он разработал устройство, которое он назвал «колебательным клапаном», потому что оно пропускало ток только в одном направлении. Нагретая нить накала, или катод , была способна к термоэлектронной эмиссии электронов, которые текли бы к пластине (или аноду ), когда она находилась под более высоким напряжением. Электроны, однако, не могли проходить в обратном направлении, потому что пластина не была нагрета, и, таким образом, не могла производить термоэлектронную эмиссию электронов. Позже известный как клапан Флеминга , он мог использоваться как выпрямитель переменного тока и как детектор радиоволн . [2] Это значительно улучшило кристаллический набор , который выпрямлял радиосигнал с помощью раннего твердотельного диода на основе кристалла и так называемого кошачьего уса . Однако усилитель все еще требовался.
Триод (ртутный пар, заполненный управляющей сеткой) был создан 4 марта 1906 года австрийцем Робертом фон Либеном ; [3] [4] [ 5] независимо, 25 октября 1906 года, [6] [7] Ли Де Форест запатентовал свой трехэлементный Аудион . Он [ который? ] не использовался на практике до 1912 года, когда его усилительная способность была признана исследователями. [8]
Примерно к 1920 году технология ламп достигла такой степени зрелости, что радиовещание быстро стало жизнеспособным. [9] [10] Однако ранняя аудиопередача, которую можно было бы назвать трансляцией , могла произойти в канун Рождества 1906 года Реджинальдом Фессенденом , хотя это оспаривается. [11] В то время как многие ранние экспериментаторы пытались создать системы, похожие на радиотелефонные устройства, с помощью которых могли общаться только две стороны, были и те, кто намеревался передавать на более широкую аудиторию. Чарльз Герролд начал вещание в Калифорнии в 1909 году и уже в следующем году передавал аудио. (Станция Герролда в конечном итоге стала KCBS ). [ необходима цитата ]
В Гааге, Нидерланды, PCGG начала вещание 6 ноября 1919 года, что сделало ее, возможно, первой коммерческой вещательной станцией. В 1916 году Фрэнк Конрад , инженер-электрик, работавший в Westinghouse Electric Corporation , начал вещание из своего гаража в Уилкинсбурге, штат Пенсильвания, с позывными 8XK. Позже станция была перемещена на крышу здания фабрики Westinghouse в Ист-Питтсбурге, штат Пенсильвания . Westinghouse перезапустила станцию как KDKA 2 ноября 1920 года, как первую коммерческую лицензированную радиостанцию в Соединенных Штатах. [12] Обозначение коммерческого вещания произошло от типа лицензии на вещание ; реклама не выходила в эфир до тех пор, пока несколько лет спустя. Первая лицензированная трансляция в Соединенных Штатах была произведена самой KDKA: результаты президентских выборов Хардинга/Кокса . Станция в Монреале , ставшая CFCF, начала вещание 20 мая 1920 года, а станция в Детройте, ставшая WWJ, начала вещание программ с 20 августа 1920 года, хотя на тот момент ни у одной из них не было лицензии.
В 1920 году в Великобритании начались беспроводные передачи для развлечений из исследовательского центра Маркони 2MT в Риттле около Челмсфорда, Англия . Знаменитая передача с завода Маркони New Street Works в Челмсфорде была сделана знаменитой сопрано Дамой Нелли Мельбой 15 июня 1920 года, где она спела две арии и свою знаменитую трель. Она была первой артисткой с международной известностью, которая участвовала в прямых радиопередачах. Станция 2MT начала вещать регулярные развлекательные передачи в 1922 году. BBC была объединена в 1922 году и получила Королевскую хартию в 1926 году, что сделало ее первой национальной вещательной компанией в мире, [13] [14] за ней последовали Чехословацкое радио и другие европейские вещатели в 1923 году.
Радио Аргентина начало регулярные запланированные передачи из Teatro Coliseo в Буэнос-Айресе 27 августа 1920 года, заявив о своем приоритете. Станция получила лицензию 19 ноября 1923 года. Задержка была связана с отсутствием официальных аргентинских процедур лицензирования до этой даты. Эта станция продолжала регулярное вещание развлекательных и культурных программ в течение нескольких десятилетий. [15]
Вскоре последовало радио в образовании, и колледжи по всем США начали добавлять курсы радиовещания в свои учебные программы. Карри-колледж в Милтоне, Массачусетс, ввел одну из первых специальностей по радиовещанию в 1932 году, когда колледж объединился с WLOE в Бостоне, чтобы студенты могли транслировать программы. [16] К 1931 году большинство домохозяйств США имели по крайней мере один радиоприемник . [17]
В соответствии с Регламентом радиосвязи МСЭ (статья 1.61) каждая радиовещательная станция должна классифицироваться по службе, в которой она работает постоянно или временно.
Радиовещание имеет несколько форм. К ним относятся станции AM и FM . Существует несколько подтипов, а именно коммерческое вещание , некоммерческое образовательное (NCE) общественное вещание и некоммерческие разновидности, а также общественное радио , студенческие радиостанции кампуса и больничные радиостанции , которые можно найти по всему миру. Многие станции вещают на коротких волнах, используя технологию AM, которую можно принимать на расстоянии в тысячи миль (особенно ночью). Например, BBC , VOA , VOR и Deutsche Welle вели вещание на коротких волнах в Африку и Азию. Эти передачи очень чувствительны к атмосферным условиям и солнечной активности.
Nielsen Audio , ранее известная как Arbitron, американская компания, которая отчитывается о радиоаудитории, определяет «радиостанцию» как лицензированную правительством AM или FM станцию; HD Radio (первичную или многоадресную) станцию; интернет-поток существующей лицензированной правительством станции; один из спутниковых радиоканалов XM Satellite Radio или Sirius Satellite Radio ; или, потенциально, станцию, которая не имеет государственной лицензии. [18]
Станции AM были самыми ранними радиовещательными станциями, которые были разработаны. AM относится к амплитудной модуляции , режиму вещания радиоволн путем изменения амплитуды несущего сигнала в ответ на амплитуду передаваемого сигнала. Диапазон средних волн используется во всем мире для вещания AM. Европа также использует диапазон длинных волн . В ответ на растущую популярность стереорадиостанций FM в конце 1980-х и начале 1990-х годов некоторые североамериканские станции начали вещание в стерео AM , хотя это так и не приобрело популярности, и было продано очень мало приемников.
Сигнал подвержен помехам от электрических бурь ( молний ) и других электромагнитных помех (ЭМП). [19] Одним из преимуществ радиосигнала AM является то, что его можно обнаружить (превратить в звук) с помощью простого оборудования. Если сигнал достаточно сильный, даже источник питания не нужен; создание неактивного кристаллического радиоприемника было обычным детским проектом в первые десятилетия вещания AM.
AM-вещание происходит на североамериканских радиоволнах в диапазоне средних волн от 525 до 1705 кГц (известном как «стандартный вещательный диапазон»). Диапазон был расширен в 1990-х годах путем добавления девяти каналов с 1605 до 1705 кГц. Каналы расположены каждые 10 кГц в Америке и, как правило, каждые 9 кГц в других местах.
Передачи AM не могут распространяться ионосферно в течение дня из-за сильного поглощения в D-слое ионосферы. В переполненной среде каналов это означает, что мощность региональных каналов, которые совместно используют частоту, должна быть снижена ночью или направленно направлена, чтобы избежать помех, что уменьшает потенциальную ночную аудиторию. Некоторые станции имеют частоты, не используемые совместно с другими станциями в Северной Америке; они называются станциями с чистым каналом . Многие из них можно услышать на большей части страны ночью. Ночью поглощение в значительной степени исчезает и позволяет сигналам распространяться в гораздо более отдаленные места через ионосферные отражения. Однако затухание сигнала может быть сильным ночью.
Радиопередатчики AM могут передавать звуковые частоты до 15 кГц (теперь ограниченные 10 кГц в США из-за правил FCC, разработанных для уменьшения помех), но большинство приемников способны воспроизводить только частоты до 5 кГц или ниже. В то время, когда началось вещание AM в 1920-х годах, это обеспечивало достаточную точность для существующих микрофонов, записей на 78 об/мин и громкоговорителей. Точность звукового оборудования впоследствии значительно улучшилась, но приемники — нет. Уменьшение полосы пропускания приемников снижает стоимость производства и делает их менее подверженными помехам. AM-станциям никогда не назначаются соседние каналы в одной и той же зоне обслуживания. Это предотвращает помехи между мощностью боковой полосы, генерируемой двумя станциями. [20] Боб Карвер создал стереотюнер AM , использующий режекторную фильтрацию , которая продемонстрировала, что вещание AM может соответствовать или превышать полосу пропускания базовой полосы 15 кГц, выделенную для FM- станций, без нежелательных помех. Через несколько лет тюнер был снят с производства. Боб Карвер покинул компанию, и корпорация Carver Corporation впоследствии сократила количество выпускаемых моделей, прежде чем полностью прекратить производство. [ необходима цитата ]
Как и в диапазонах средних волн, амплитудная модуляция (АМ) также используется в диапазонах коротких и длинных волн . Короткие волны используются в основном для национальных вещателей, международной пропаганды или религиозных вещательных организаций. Коротковолновые передачи могут иметь международный или межконтинентальный диапазон в зависимости от атмосферных условий. [21] Длинноволновое АМ-вещание осуществляется в Европе, Азии и Африке. Распространение земной волны на этих частотах мало зависит от ежедневных изменений в ионосфере, поэтому вещателям не нужно снижать мощность ночью, чтобы избежать помех с другими передатчиками.
FM относится к частотной модуляции и встречается на УКВ- волнах в диапазоне частот от 88 до 108 МГц везде, кроме Японии и России . Россия, как и бывший Советский Союз , использует частоты от 65,9 до 74 МГц в дополнение к мировому стандарту. Япония использует диапазон частот от 76 до 90 МГц.
Эдвин Говард Армстронг изобрел широкополосное FM-радио в начале 1930-х годов, чтобы преодолеть проблему радиочастотных помех (RFI), которые мешали приему AM-радио. В то же время большая точность стала возможной за счет большего расстояния между станциями в радиочастотном спектре. Вместо 10 кГц друг от друга, как в диапазоне AM в США, каналы FM находятся на расстоянии 200 кГц (0,2 МГц). В других странах больший интервал иногда является обязательным, например, в Новой Зеландии, где используется интервал 700 кГц (ранее 800 кГц). Улучшенная доступная точность намного опережала аудиооборудование 1940-х годов, но широкий межканальный интервал был выбран, чтобы воспользоваться функцией подавления шума широкополосного FM.
Полоса пропускания 200 кГц не нужна для размещения аудиосигнала — 20 кГц-30 кГц — это все, что нужно для узкополосного FM-сигнала. Полоса пропускания 200 кГц оставляет место для отклонения сигнала ±75 кГц от назначенной частоты, а также защитные полосы для уменьшения или устранения помех соседнего канала. Большая полоса пропускания позволяет транслировать аудиосигнал с полосой пропускания 15 кГц и стерео «поднесущую» 38 кГц — сигнал-компенсатор, который идет поверх основного сигнала. Дополнительная неиспользуемая емкость используется некоторыми вещателями для передачи служебных функций, таких как фоновая музыка для общественных мест, вспомогательные сигналы GPS или данные финансового рынка.
Проблема помех в AM-радио ночью была решена другим способом. Во время создания FM доступные частоты были намного выше в спектре, чем те, которые использовались для AM-радио - примерно в 100 раз. Использование этих частот означало, что даже при гораздо большей мощности дальность данного FM-сигнала была намного короче; таким образом, его рынок был более локальным, чем для AM-радио. Дальность приема ночью такая же, как и днем. Все передачи FM-вещания осуществляются в пределах прямой видимости, и ионосферный отскок нежизнеспособен. Гораздо большие полосы пропускания, по сравнению с AM и SSB, более восприимчивы к фазовой дисперсии. Скорость распространения самая высокая в ионосфере на самой низкой частоте боковой полосы. Разница в скорости между самой высокой и самой низкой боковыми полосами вполне очевидна для слушателя. Такое искажение происходит вплоть до частот примерно 50 МГц. Более высокие частоты не отражаются ни от ионосферы, ни от грозовых облаков. Отражения от Луны использовались в некоторых экспериментах, но требуют непрактичных уровней мощности.
Первой службой FM-радио в США была Yankee Network , расположенная в Новой Англии . [22] [23] [24] Регулярное FM-вещание началось в 1939 году, но не представляло значительной угрозы для индустрии AM-вещания. Для этого требовалось приобрести специальный приемник. Используемые частоты, от 42 до 50 МГц, не были теми, которые используются сегодня. Изменение текущих частот, от 88 до 108 МГц, началось после окончания Второй мировой войны и в некоторой степени было навязано AM-вещателями в попытке парализовать то, что к настоящему времени осозналось как потенциально серьезная угроза.
FM-радио в новом диапазоне пришлось начинать с самого низа. Как коммерческое предприятие, оно оставалось малоиспользуемым средством аудиолюбителей до 1960-х годов. Более преуспевающие AM-станции или их владельцы приобретали лицензии FM и часто транслировали на FM-станции те же программы, что и на AM-станции (« одновременное вещание »). FCC ограничила эту практику в 1960-х годах. К 1980-м годам, поскольку почти все новые радиоприемники включали как AM-, так и FM-тюнеры, FM стал доминирующим средством, особенно в городах. Из-за своего большего диапазона AM оставался более распространенным в сельской местности.
Пиратское радио — это незаконная или нерегулируемая радиопередача. Чаще всего оно используется для описания незаконного вещания в развлекательных или политических целях. Иногда оно используется для незаконной двусторонней радиосвязи. Его историю можно проследить до нелицензируемого характера передачи, но исторически в качестве баз вещания иногда использовались морские суда, соответствующие наиболее распространенному восприятию пиратства. Правила и положения в значительной степени различаются от страны к стране, но часто термин «пиратское радио» описывает нелицензированную трансляцию FM-радио, AM-радио или коротковолновых сигналов в широком диапазоне. В некоторых местах радиостанции являются законными там, где передается сигнал, но незаконными там, где сигналы принимаются, особенно когда сигналы пересекают государственную границу. В других случаях трансляция может считаться «пиратской» из-за типа контента, формата передачи или мощности передачи (ватт) станции, даже если передача технически не является незаконной (например, веб-трансляция или любительская радиопередача). Пиратские радиостанции иногда называют контрабандными радиостанциями или подпольными станциями.
Цифровое радиовещание появилось сначала в Европе ( Великобритания в 1995 году и Германия в 1999 году), а затем в США, Франции, Нидерландах, Южной Африке и многих других странах мира. Самая простая система называется DAB Digital Radio, для Digital Audio Broadcasting , и использует общедоступную систему EUREKA 147 (Band III). DAB используется в основном в Великобритании и Южной Африке. Германия и Нидерланды используют системы DAB и DAB+, а Франция использует систему L-Band цифрового радио DAB.
Регуляторы вещания США и Канады решили использовать HD radio , внутриполосную систему на канале, которая размещает цифровые трансляции на частотах, смежных с аналоговой трансляцией. HD Radio принадлежит консорциуму частных компаний, который называется iBiquity . Международный некоммерческий консорциум Digital Radio Mondiale (DRM) представил систему DRM, находящуюся в открытом доступе , которая используется относительно небольшим числом вещателей по всему миру.
Вещатели в одной стране имеют несколько причин для охвата аудитории в других странах. Коммерческие вещатели могут просто увидеть бизнес-возможность в продаже рекламы или подписок более широкой аудитории. Это более эффективно, чем вещание на одну страну, поскольку отечественные развлекательные программы и информация, собранная отечественными новостниками, может быть дешево переупакована для не-домашней аудитории.
Правительства обычно имеют разные мотивы для финансирования международного вещания. Одна из очевидных причин — идеологические или пропагандистские . Многие государственные станции изображают свою страну в позитивном, неугрожающем ключе. Это может быть сделано для поощрения инвестиций в бизнес или туризма в страну. Другая причина — борьба с негативным имиджем, созданным другими странами или внутренними диссидентами или повстанцами. Радио RSA , вещательное подразделение правительства ЮАР в период апартеида, является примером этого. Третья причина — продвижение идеологии вещателя. Например, программа на Радио Москвы с 1960-х по 1980-е годы называлась « Что такое коммунизм?».
Вторая причина — продвижение интересов и повестки дня внешней политики страны путем распространения ее взглядов на международные дела или на события в определенных частях мира. Во время холодной войны были основаны американские Radio Free Europe и Radio Liberty и индийское Radio AIR для трансляции новостей из-за « железного занавеса », которые в противном случае подвергались цензуре, а также для пропаганды инакомыслия и, время от времени, для распространения дезинформации . В настоящее время США управляют аналогичными службами, нацеленными на Кубу ( Radio y Televisión Martí ) и Китайскую Народную Республику , Вьетнам , Лаос и Северную Корею ( Radio Free Asia ).
Помимо идеологических причин, многие станции управляются религиозными вещателями и используются для предоставления религиозного образования, религиозной музыки или программ богослужения. Например, Vatican Radio , основанное в 1931 году, транслирует такие программы. Другая станция, такая как HCJB или Trans World Radio, будет транслировать посреднические программы от евангелистов. В случае Broadcasting Services of the Kingdom of Saudi Arabia предоставляются как правительственные, так и религиозные программы.
Расширения традиционного радиовещания для аудиовещания в целом включают кабельное радио , местные проводные телевизионные сети , цифровое радио , спутниковое радио и интернет-радио через потоковое мультимедиа в Интернете .
Огромные затраты на вход космических спутниковых передатчиков и ограничения на доступные лицензии на радиоспектр ограничили рост спутникового радиовещания. В США и Канаде существуют только две службы: XM Satellite Radio и Sirius Satellite Radio . И XM, и Sirius принадлежат Sirius XM Satellite Radio , которая была образована путем слияния XM и Sirius 29 июля 2008 года, тогда как в Канаде XM Radio Canada и Sirius Canada оставались отдельными компаниями до 2010 года. Worldspace в Африке и Азии, а также MobaHO! в Японии и Южной Корее были двумя неудачливыми операторами спутникового радио, которые вышли из бизнеса.
Форматы радиопрограмм различаются в зависимости от страны, регулирования и рынков. Например, Федеральная комиссия по связи США выделяет диапазон 88–92 мегагерц в США для некоммерческих или образовательных программ, при этом реклама запрещена.
Кроме того, форматы меняются в популярности с течением времени и совершенствованием технологий. Раннее радиооборудование позволяло транслировать программный материал только в режиме реального времени, что известно как прямая трансляция. По мере совершенствования технологий звукозаписи все большая доля вещательных программ использовала предварительно записанный материал. Текущая тенденция — автоматизация радиостанций. Некоторые станции теперь работают без прямого вмешательства человека, используя полностью предварительно записанный материал, упорядоченный компьютерным управлением.
