Радиовещание — это трансляция аудио (звука ) , иногда с соответствующими метаданными , посредством радиоволн на радиоприемники , принадлежащие общественной аудитории . При наземном радиовещании радиоволны передаются наземной радиостанцией, а при спутниковом радиоволны передаются спутником, находящимся на околоземной орбите. Для приема контента у слушателя должен быть вещательный радиоприемник ( радио ). Станции часто связаны с радиосетью , которая предоставляет контент в общем радиоформате либо в виде широковещательной синдикации , либо одновременной передачи , либо и того, и другого. Радиостанции вещают с несколькими различными типами модуляции : радиостанции AM передают в AM ( амплитудная модуляция ), радиостанции FM передают в FM ( частотная модуляция ), которые являются старыми стандартами аналогового звука , а новые цифровые радиостанции передают в нескольких стандартах цифрового звука . : DAB ( цифровое аудиовещание ), HD-радио , DRM ( Всемирное цифровое радио ). Телевещание — отдельная услуга, которая также использует радиочастоты для трансляции телевизионных ( видео ) сигналов.
Самые ранние радиостанции представляли собой радиотелеграфные системы и не передавали звук. Для того чтобы аудиотрансляция стала возможной, необходимо было использовать электронные устройства обнаружения и усиления.
Термоэмиссионный клапан (разновидность вакуумной трубки) был изобретен в 1904 году английским физиком Джоном Амброузом Флемингом . Он разработал устройство, которое назвал «колебательным клапаном» (поскольку он пропускает ток только в одном направлении). Нагретая нить, или катод , была способна к термоэлектронной эмиссии электронов, которые текли к пластине (или аноду ), когда она находилась под более высоким напряжением. Электроны, однако, не могли пройти в обратном направлении, поскольку пластина не была нагрета и, следовательно, не способна к термоэлектронной эмиссии электронов. Позже известный как клапан Флеминга , он мог использоваться как выпрямитель переменного тока и как детектор радиоволн . [2] Это значительно улучшило набор кристаллов , который выпрямлял радиосигнал с помощью раннего твердотельного диода на основе кристалла и так называемого кошачьего уса . Однако что еще требовалось, так это усилитель.
Триод (ртутно-паровой заполненный управляющей сеткой) был создан 4 марта 1906 года независимым от этого австрийцем Робертом фон Либеном [3] [4] [5] 25 октября 1906 года [ 6] [7 ] Ли Де Форест запатентовал свой трехэлементный Audion . Он не использовался на практике до 1912 года, когда исследователи признали его усиливающую способность. [8]
Примерно к 1920 году ламповая технология достигла такой степени, что радиовещание быстро стало жизнеспособным. [9] [10] Однако ранняя аудиопередача, которую можно было бы назвать трансляцией, возможно, произошла в канун Рождества в 1906 году Реджинальдом Фессенденом , хотя это оспаривается. [11] В то время как многие первые экспериментаторы пытались создать системы, подобные радиотелефонным устройствам, с помощью которых должны были общаться только две стороны, были и другие, которые намеревались передавать информацию более широкой аудитории. Чарльз Херролд начал вещание в Калифорнии в 1909 году, а уже в следующем году уже начал вести аудиовещание. (Станция Херролда в конечном итоге стала KCBS ).
В Гааге, Нидерланды, PCGG начала вещание 6 ноября 1919 года, став, возможно, первой коммерческой радиовещательной 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 станцию перенесли на верх здания фабрики Westinghouse в Восточном Питтсбурге, штат Пенсильвания . 2 ноября 1920 года Westinghouse перезапустила станцию под названием KDKA как первую радиостанцию с коммерческой лицензией в Соединенных Штатах. [12] Обозначение коммерческого вещания произошло от типа лицензии на вещание ; реклама вышла в эфир лишь спустя годы. Первая лицензионная трансляция в США произошла от самой KDKA: результаты президентских выборов Хардинга/Кокса . Станция в Монреале , которая стала CFCF , начала вещание 20 мая 1920 года, а станция в Детройте , которая стала WWJ, начала вещание программ, начиная с 20 августа 1920 года, хотя ни одна из них в то время не имела лицензии.
В 1920 году в Великобритании началось беспроводное развлекательное вещание из Исследовательского центра Маркони 2MT в Риттле недалеко от Челмсфорда, Англия . Знаменитая передача с фабрики Маркони New Street Works в Челмсфорде была сделана знаменитой сопрано дамой Нелли Мельба 15 июня 1920 года, где она спела две арии и свою знаменитую трель. Она была первой артисткой с мировым именем, участвовавшей в прямых радиопередачах. Станция 2MT начала регулярно транслировать развлекательные программы 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 последовало Чешское радио и другие европейские вещательные компании в 1922 году. 1923 год.
Радио Аргентины начало регулярные передачи из театра Колизео в Буэнос-Айресе 27 августа 1920 года, заявив о своем приоритете. Станция получила лицензию 19 ноября 1923 года. Задержка была связана с отсутствием до этой даты официальных процедур лицензирования в Аргентине. Эта станция продолжала регулярно транслировать развлекательные и культурные мероприятия в течение нескольких десятилетий. [15]
Вскоре последовало радио в образовании, и колледжи по всей территории США начали добавлять курсы радиовещания в свои учебные программы. Колледж Карри в Милтоне, штат Массачусетс, представил одну из первых специальностей радиовещания в 1932 году, когда колледж объединился с WLOE в Бостоне, чтобы студенты транслировали программы. [16] К 1931 году большинство семей в США владели хотя бы одним радиоприемником . [17]
В соответствии с Регламентом радиосвязи МСЭ (статья 1.61) каждая радиовещательная станция классифицируется по службе, в которой она работает постоянно или временно.
Радиовещание принимает 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 , радиостанции кампуса , управляемые студентами , и больничные радиостанции , которые можно найти по всему миру. Многие станции вещают в коротковолновых диапазонах, используя технологию AM, прием которой возможен на расстоянии тысяч миль (особенно ночью). Например, BBC , VOA , VOR и Deutsche Welle ведут передачу 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 сообщает о радиоаудитории, определяет «радиостанцию» как лицензированную правительством станцию AM или FM; станция HD Radio (основная или многоадресная); интернет-поток существующей станции, имеющей государственную лицензию; один из спутниковых радиоканалов XM Satellite Radio или Sirius Satellite Radio ; или, возможно, станция, не имеющая государственной лицензии. [18]
AM-станции были самыми ранними радиовещательными станциями, которые были разработаны. AM относится к амплитудной модуляции , режиму радиовещания радиоволн путем изменения амплитуды несущего сигнала в ответ на амплитуду передаваемого сигнала. Средневолновый диапазон используется во всем мире для AM-вещания. Европа также использует длинноволновый диапазон. В ответ на растущую популярность FM- стереорадиостанций в конце 1980-х и начале 1990-х годов некоторые станции Северной Америки начали вещание в формате AM-стерео , хотя это так и не завоевало популярность, и было продано очень мало приемников.
Сигнал подвержен помехам от гроз ( молний ) и других электромагнитных помех (EMI). [19] Одним из преимуществ радиосигнала AM является то, что его можно обнаружить (преобразовать в звук) с помощью простого оборудования. Если сигнал достаточно сильный, даже источник питания не требуется; Создание кварцевого радиоприемника без питания было обычным детским проектом в первые десятилетия AM-радиовещания.
AM-передачи происходят на радиоволнах Северной Америки в диапазоне средних частот от 525 до 1705 кГц (известном как «стандартный диапазон вещания»). Полоса была расширена в 1990-х годах за счет добавления девяти каналов от 1605 до 1705 кГц. Каналы располагаются через каждые 10 кГц в Америке и, как правило, через каждые 9 кГц везде.
AM-передачи не могут распространяться по ионосфере в течение дня из-за сильного поглощения в D-слое ионосферы. В условиях переполненного канала это означает, что мощность региональных каналов, которые используют одну и ту же частоту, должна быть уменьшена в ночное время или направленно направлена, чтобы избежать помех, которые уменьшают потенциальную ночную аудиторию. Некоторые станции имеют частоты, не используемые совместно с другими станциями Северной Америки; они называются станциями со свободным каналом . Многие из них можно услышать по всей стране в ночное время. Ночью поглощение в значительной степени исчезает и позволяет сигналам перемещаться в гораздо более отдаленные места посредством отражений от ионосферы. Однако затухание сигнала может быть серьезным в ночное время.
Радиопередатчики AM могут передавать звуковые частоты до 15 кГц (сейчас в США они ограничены 10 кГц из-за правил FCC, направленных на уменьшение помех), но большинство приемников способны воспроизводить только частоты до 5 кГц или меньше. В то время, когда в 1920-х годах началось AM-вещание, это обеспечивало достаточную точность воспроизведения для существующих микрофонов, записей со скоростью 78 об / мин и громкоговорителей. Впоследствии качество звукового оборудования значительно улучшилось, а вот ресиверы - нет. Уменьшение полосы пропускания приемников снижает стоимость производства и делает их менее подверженными помехам. Станциям AM никогда не назначаются соседние каналы в одной и той же зоне обслуживания. Это предотвращает влияние мощности боковой полосы, генерируемой двумя станциями, друг на друга. [20] Боб Карвер создал стереотюнер AM , использующий режекторную фильтрацию , который продемонстрировал, что вещание AM может соответствовать или превышать полосу пропускания основной полосы частот 15 кГц, выделенную для FM- станций, без нежелательных помех. Через несколько лет тюнер был снят с производства. Боб Карвер покинул компанию, и позже Carver Corporation сократила количество выпускаемых моделей, а затем полностью прекратила производство. [ нужна цитата ]
Помимо средневолновых диапазонов, амплитудная модуляция (АМ) используется также на коротковолновых и длинноволновых диапазонах. Короткие волны используются в основном национальными вещательными компаниями, международной пропагандой или религиозными вещательными организациями. Коротковолновые передачи могут иметь международный или межконтинентальный диапазон в зависимости от атмосферных условий. [21] Длинноволновое AM-вещание происходит в Европе, Азии и Африке. На распространение земных волн на этих частотах ежедневные изменения в ионосфере мало влияют, поэтому радиовещательным компаниям не нужно снижать мощность в ночное время, чтобы избежать помех другим передатчикам.
FM относится к частотной модуляции и встречается в эфире ОВЧ 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 полосу частот от 76 до 90 МГц.
Эдвин Говард Армстронг изобрел широкополосное FM-радио в начале 1930-х годов, чтобы решить проблему радиочастотных помех (RFI), которые мешали приему AM-радио. В то же время большая точность стала возможной за счет разнесения станций дальше друг от друга в радиочастотном спектре. Вместо 10 кГц, как в диапазоне AM в США, FM-каналы расположены на расстоянии 200 кГц (0,2 МГц). В других странах иногда требуется больший интервал, например, в Новой Зеландии, где используется интервал 700 кГц (ранее 800 кГц). Доступная улучшенная точность воспроизведения намного превосходила аудиооборудование 1940-х годов, но широкое межканальное расстояние было выбрано, чтобы воспользоваться преимуществами функции шумоподавления широкополосной FM.
Полоса пропускания 200 кГц не требуется для приема аудиосигнала: для узкополосного FM-сигнала достаточно диапазона от 20 до 30 кГц. Полоса пропускания 200 кГц допускала отклонение сигнала ±75 кГц от назначенной частоты, а также защитные полосы для уменьшения или устранения помех в соседнем канале. Большая полоса пропускания позволяет транслировать аудиосигнал с полосой пропускания 15 кГц плюс стерео «поднесущую» 38 кГц — дополнительный сигнал, который передается на основном сигнале. Дополнительная неиспользуемая мощность используется некоторыми вещательными компаниями для передачи служебных функций, таких как фоновая музыка для общественных мест, вспомогательные сигналы GPS или данные финансового рынка.
Проблема помех АМ-радио в ночное время решалась по-другому. На момент создания FM доступные частоты в спектре были намного выше, чем те, которые использовались для AM-радио, - примерно в 100 раз. Использование этих частот означало, что даже при гораздо более высокой мощности диапазон данного FM-сигнала был намного короче; таким образом, его рынок был более местным, чем рынок AM-радио. Дальность приема ночью такая же, как и днем. Все передачи FM-вещания осуществляются в пределах прямой видимости, и отскок от ионосферы невозможен. Гораздо более широкая полоса пропускания по сравнению с AM и SSB более подвержена фазовой дисперсии. Скорость распространения самая высокая в ионосфере на самой низкой частоте боковой полосы. Разница в скорости между самой высокой и самой низкой боковой полосой вполне очевидна для слушателя. Такие искажения возникают до частот примерно 50 МГц. Более высокие частоты не отражаются ни от ионосферы, ни от грозовых облаков. Отражения Луны использовались в некоторых экспериментах, но требуют непрактичных уровней мощности.
Первоначальной службой FM-радио в США была сеть Yankee Network , расположенная в Новой Англии . [22] [23] [24] Регулярное FM-вещание началось в 1939 году, но не представляло существенной угрозы для индустрии AM-вещания. Это потребовало покупки специального ресивера. Используемые частоты от 42 до 50 МГц не были теми, которые используются сегодня. Переход на нынешние частоты с 88 на 108 МГц начался после окончания Второй мировой войны и был в некоторой степени навязан вещательными компаниями AM как попытка нанести вред тому, что к настоящему времени считалось потенциально серьезной угрозой.
FM-радио на новом диапазоне должно было начинаться с первого этажа. Как коммерческое предприятие, оно оставалось малоиспользуемым средством аудиоэнтузиастов до 1960-х годов. Более преуспевающие AM-станции или их владельцы приобретали FM-лицензии и часто транслировали на FM-станции одни и 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 в себя как AM, так и FM-тюнеры, FM стал доминирующим средством передачи информации, особенно в городах. Из-за более широкого распространения АМ оставался более распространенным в сельской местности.
Пиратское радио – это незаконная или нерегулируемая радиопередача. Чаще всего его используют для описания незаконного вещания в развлекательных или политических целях. Иногда он используется для незаконной двусторонней радиосвязи. Его историю можно проследить до нелицензионного характера передачи, но исторически время от времени использовались морские суда – что соответствует наиболее распространенному представлению о пирате – в качестве баз вещания. Правила и положения сильно 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 законны там, где сигнал передается, но незаконны там, где сигналы принимаются, особенно когда сигналы пересекают национальную границу. В других случаях трансляция может считаться «пиратской» из-за типа контента, формата его передачи или мощности передачи (мощности) станции, даже если передача не является технически незаконной (например, веб-трансляция или любительская трансляция). радиопередача). Пиратские радиостанции иногда называют контрафактными радиостанциями или подпольными радиостанциями.
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 ( цифровое аудиовещание) и использует общедоступную систему EUREKA 147 (диапазон III). DAB используется в основном в Великобритании и Южной Африке. Германия и Нидерланды используют системы DAB и DAB+, а Франция использует систему L-диапазона цифрового радио DAB.
Регуляторы вещания США и Канады решили использовать HD-радио — внутриполосную одноканальную систему, которая осуществляет цифровое вещание на частотах, смежных с аналоговым вещанием. HD Radio принадлежит консорциуму частных компаний iBiquity . Международный некоммерческий консорциум Digital Radio Mondiale (DRM) представил общедоступную систему DRM, которая используется относительно небольшим количеством вещательных компаний во всем мире.
У вещателей в одной стране есть несколько причин обратиться к аудитории в других странах. Коммерческие вещатели могут просто увидеть деловую возможность продавать рекламу или подписку более широкой аудитории. Это более эффективно, чем вещание на одну страну, поскольку отечественные развлекательные программы и информацию, собранную отечественными новостными службами, можно дешево переформатировать для зарубежной аудитории.
Правительства обычно имеют разные мотивы для финансирования международного вещания. Одна из очевидных причин – идеологические или пропагандистские причины. Многие государственные станции изображают свою нацию в позитивном, не угрожающем ключе. Это может быть направлено на поощрение деловых инвестиций или туризма в стране. Другая причина – борьба с негативным имиджем, созданным другими странами, внутренними диссидентами или повстанцами. Радио RSA , радиовещательное подразделение южноафриканского правительства апартеида, является примером этого. Третья причина – продвижение идеологии вещателя. Например, программа на Московском радио 1960-1980-х годов называлась «Что такое коммунизм?».
Вторая причина заключается в продвижении внешнеполитических интересов и повестки дня страны путем распространения ее взглядов на международные дела или события в определенных частях мира. Во время « холодной войны» были основаны американские «Радио Свободная Европа » и «Радио Свобода » , а также индийское радио AIR для трансляции новостей «из-за железного занавеса », которые в противном случае подвергались цензуре, и пропаганды инакомыслия, а иногда и для распространения дезинформации . В настоящее время в США действуют аналогичные службы, нацеленные на Кубу ( Radio y Televisión Martí ) и Китайскую Народную Республику , Вьетнам , Лаос и Северную Корею ( Radio Free Asia ).
Помимо идеологических соображений, многие станции принадлежат религиозным вещателям и используются для передачи религиозного образования, религиозной музыки или программ богослужений. Например, такие передачи транслирует Радио Ватикана , созданное в 1931 году. Другая станция, такая как HCJB или Trans World Radio, будет транслировать программы евангелистов при посредничестве. В случае Службы вещания Королевства Саудовская Аравия предоставляются как правительственные, так и религиозные программы.
Расширения традиционного радиовещания для аудиовещания в целом включают кабельное радио , местные сети проводного телевидения , цифровое ТВ-радио , спутниковое радио и интернет-радио через потоковое мультимедиа в Интернете .
Огромные затраты на приобретение спутниковых передатчиков космического базирования и ограничения на доступные лицензии на радиочастоты ограничивают рост спутникового радиовещания. В США и Канаде существуют только две службы: спутниковое радио XM и спутниковое радио Sirius . И XM, и Sirius принадлежат компании Sirius XM Satellite Radio , которая была образована в результате 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, и МобаХО! в Японии и Южной Корее были два неудачливых оператора спутниковой радиосвязи, которые обанкротились.
Форматы радиопрограмм различаются в зависимости от страны, законодательства и рынков. Например, Федеральная комиссия по связи США определяет диапазон 88–92 МГц в США для некоммерческих или образовательных программ, при этом реклама запрещена.
Кроме того, популярность форматов меняется с течением времени и совершенствованием технологий. Раннее радиооборудование позволяло транслировать программный материал только в режиме реального времени, что называлось прямым вещанием. По мере совершенствования технологии звукозаписи все большая часть радиовещательных программ использовала заранее записанный материал. Современная тенденция – автоматизация радиостанций. Некоторые станции теперь работают без прямого вмешательства человека, используя полностью заранее записанный материал, секвенированный с помощью компьютерного управления.
