Телевизионное вещание в диапазоне УВЧ — это использование радиосвязи сверхвысокой частоты (УВЧ) для передачи телевизионных сигналов по воздуху . Частоты УВЧ используются как для аналогового , так и для цифрового телевизионного вещания. Каналам УВЧ обычно присваиваются более высокие номера каналов, как в США, где каналы УКВ (первоначально) имеют номера от 1 до 13, а каналы УВЧ (первоначально) имеют номера от 14 до 83. По сравнению с эквивалентным телевизионным передатчиком УКВ, для покрытия той же географической области Передатчик УВЧ требует более высокой эффективной излучаемой мощности , что подразумевает более мощный передатчик или более сложную антенну. [ нужна цитата ] Однако дополнительные каналы позволяют большему количеству вещателей в данном регионе, не вызывая нежелательных взаимных помех.
УВЧ-вещание стало возможным благодаря внедрению новых высокочастотных электронных ламп , разработанных компанией Philips непосредственно перед началом Второй мировой войны . Они использовались в экспериментальных телевизионных приемниках в Великобритании в 1930-х годах и стали широко использоваться во время войны в качестве приемников радаров . Излишки трубок наводнили рынок в послевоенное время. В то же время делалось первые шаги в развитии цветного телевидения , первоначально основанного на несовместимых системах передачи. Федеральная комиссия связи США выделила блок неиспользованных тогда и ныне практичных частот УВЧ для использования в цветном телевидении. Введение обратно совместимого стандарта NTSC привело к тому, что в 1952 году эти каналы были выпущены для любого телевизионного использования.
Ранние приемники, как правило, были менее эффективны при приеме в диапазоне УВЧ, а сигналы также подвергались большему воздействию помех из окружающей среды. [1] Кроме того, сигналы менее восприимчивы к эффектам дифракции, что может улучшить прием на большом расстоянии. [2] УВЧ, как правило, имел менее четкие сигналы, и на некоторых рынках он стал домом для более мелких вещательных компаний, которые не желали участвовать в торгах за более желанные участки УКВ. Эти проблемы значительно уменьшаются благодаря цифровому телевидению, и сегодня большая часть эфирного вещания ведется на УВЧ, а каналы УКВ выводятся из эксплуатации. Чтобы не создавать впечатления исчезновения каналов, в системах цифрового вещания используется концепция виртуальных каналов , позволяющая станциям отображать исходный номер канала УКВ во время фактического вещания на частоте УВЧ.
Со временем ряд бывших телевизионных каналов в верхнем диапазоне УВЧ были переименованы для других целей. Канал 1 и канал 37 никогда не использовались в США и некоторых других странах во избежание помех радиоастрономии . В 1983 году Федеральная комиссия связи США переназначила каналы с 70 по 83 наземной мобильной радиосистеме . В 2009 году, когда в США завершился переход на цифровое телевидение, каналы с 52 по 69 были перераспределены в полосу 700 МГц для сотовой телефонной связи. В 2011 году канал 51 был удален, чтобы предотвратить помехи диапазону сотовой связи 700 МГц. Кроме того, в 2019 году США удалили каналы с 38 по 50, чтобы использовать их для обслуживания сотовой связи. Таким образом, УВЧ-телевидение в США теперь включает только каналы с 14 по 36.
Самый распространенный тип антенн основан на принципе резонанса . Проводники, обычно металлические проволоки или стержни, обрезаются до такой длины, чтобы нужный радиосигнал создавал внутри них стоячую волну электрического тока. Это означает , что антенны имеют естественный размер, обычно равный 1/2 длины волны, что максимизирует производительность. Антенны, предназначенные для приема одного и того же сигнала, почти всегда будут иметь одинаковые размеры.
Поскольку размер антенны зависит от длины волны, радиовещание в диапазоне УВЧ можно принимать с помощью антенн гораздо меньшего размера, чем в диапазоне ОВЧ, при том же усилении . Например, канал 2 на частотах североамериканского телевидения находится на частоте 54 МГц, что соответствует длине волны 5,5 м, и, следовательно, требует дипольной антенны диаметром около 2,75 м. Для сравнения, самый нижний канал в диапазоне УВЧ, канал 14, имеет частоту 470 МГц, длину волны 64 см или длину диполя всего 32 см. Мощная УКВ-антенна, использующая логопериодическую конструкцию, может иметь длину до 3 м, тогда как перед ней часто располагается УВЧ- антенна Яги с аналогичным усилением, занимающая примерно 1 м. Современные антенны только для УВЧ часто используют пружинную решетку и имеют длину стороны менее метра.
Другой эффект, связанный с более короткой длиной волны, заключается в том, что сигналы УВЧ могут проходить через меньшие отверстия, чем сигналы УВЧ. Эти отверстия представляют собой промежутки между любым металлом в этом районе, включая линии гвоздей или шурупов в крыше и стенах, электропроводку, а также рамы дверей и окон. Окно в металлической рамке почти не будет препятствовать сигналу УВЧ, в то время как сигнал УКВ может быть ослаблен или сильно дифрагирован. Для станций с сильным сигналом относительно полезны УВЧ-антенны, установленные рядом с телевизором, а сигналы среднего расстояния на расстоянии 25–50 километров (16–31 миль) часто могут быть приняты антеннами, установленными на чердаке. [1]
С другой стороны, более высокие частоты менее подвержены дифракции. Это означает, что сигналы не будут так легко огибать препятствия, как сигнал УКВ. Это особая проблема для приемников, расположенных во впадинах и долинах. Обычно верхний край рельефа действует как острие и вызывает дифрагацию сигнала вниз. Сигналы УКВ будут восприниматься антеннами в долине, тогда как УВЧ изгибается примерно в 1/10 раза сильнее, и сигнала будет принято гораздо меньше. Тот же эффект затрудняет прием сигналов УВЧ вокруг препятствий. УКВ будет быстро дифрагировать вокруг деревьев и столбов, и полученная энергия сразу после него будет составлять около 40% от исходного сигнала. Для сравнения, блокировка УВЧ тем же препятствием приведет к получению порядка 10%. [2]
Другое различие заключается в природе электрических и радиошумов, возникающих в двух диапазонах частот. Диапазоны УВЧ подвержены постоянным уровням низкоуровневого шума, который на аналоговом экране выглядит как «снег». В диапазоне ОВЧ чаще всего наблюдается импульсный шум , который производит резкий «всплеск» шума, но в других случаях оставляет сигнал чистым. Обычно это происходит от местных электрических источников, и их можно смягчить, отключив их. [3] Это означает, что при заданной принимаемой мощности аналоговый сигнал УВЧ будет выглядеть хуже, чем УКВ, часто значительно. [1]
По этим причинам, чтобы позволить станциям УВЧ обеспечивать такое же наземное покрытие, как и УКВ, в идеале около 60 миль (97 км), FCC разрешила радиовещателям УВЧ работать на гораздо более высоких уровнях мощности. Что касается аналоговых сигналов в Соединенных Штатах, сигналы ОВЧ на каналах 2–6, низкочастотный диапазон ОВЧ, были ограничены до 100 кВт, высокочастотные сигналы ОВЧ на каналах с 7 по 13 до 316 кВт и УВЧ до 5 МВт, что значительно более чем в 10 раз. мощность нижнего предела мощности передатчика УКВ. Это значительно увеличило стоимость передачи на этих частотах, как с точки зрения стоимости электроэнергии, так и первоначальных затрат на оборудование, необходимое для достижения этих уровней мощности. [2]
Внедрение цифрового телевидения (ЦТВ) изменило относительный результат этих эффектов. В системах цифрового телевидения используется система, известная как прямая коррекция ошибок (FEC), которая добавляет к сигналу дополнительную информацию, позволяющую исправлять ошибки. Это хорошо работает, если частота ошибок хорошо известна, и в этом случае к сигналу добавляется фиксированное количество дополнительной информации для исправления этих ошибок. Это хорошо работает с постоянными низкоуровневыми помехами, встречающимися в УВЧ, которые FEC может эффективно устранить. Для сравнения, шум УКВ в значительной степени непредсказуем и состоит из периодов небольшого шума, за которыми следуют периоды почти полной потери сигнала. Прямое исправление ошибок не может легко решить эту ситуацию. По этой причине изначально вещание ЦТВ планировалось полностью вести на УВЧ. [3]
В США FCC изначально хотела перевести все станции на УВЧ. Это потребовало бы, чтобы большое количество станций отказалось от своих текущих назначений каналов УКВ. [3] Переключение с одного канала УВЧ на другой — довольно простое занятие, и его выполнение обычно требует небольших затрат. Переход с ОВЧ на УВЧ — гораздо более дорогостоящее предложение, обычно требующее совершенно нового оборудования и резкого увеличения мощности для поддержания той же зоны обслуживания. ЦТВ в значительной степени компенсирует последнее: текущие ограничения мощности FCC составляют 1 МВт для УВЧ, что составляет 1/5 прежнего ограничения .
Тем не менее, переход от аналогового сигнала низкой УКВ мощностью 100 кВт к сигналу УВЧ мощностью 1 МВт по-прежнему является значительным изменением, которое, по оценкам некоторых вещательных компаний, может стоить до 4 миллионов долларов на станцию (хотя большинство оценок были намного ниже, порядка 400 000 долларов США). . По этой причине каналы в диапазоне высоких ОВЧ были сохранены для использования на телевидении. Мощность станций на этих каналах также была снижена до 160 кВт, что составляет примерно треть прежнего предела. Станции, осуществляющие переход, обычно приобретали второй канал в верхнем диапазоне УВЧ для тестирования своего нового оборудования, а затем переходили в диапазон низких УВЧ или высоких УКВ после окончания периода перехода. Это добавляет некоторую сложность системе в целом, поскольку антенны, необходимые для приема ОВЧ и УВЧ, сильно различаются.
В Австралии УВЧ впервые ожидалось в середине 1970-х годов на телеканалах 27–69. Первые телепередачи в диапазоне УВЧ в Австралии осуществлялись Специальной радиовещательной службой (SBS) на канале 28 в Сиднее и Мельбурне , начиная с 1980 года, а также станциями-переводчиками Австралийской радиовещательной корпорации (ABC). Диапазон УВЧ в настоящее время широко используется по мере расширения услуг ABC , SBS, коммерческого телевидения и общественного телевидения , особенно в региональных регионах.
Первой канадской телевизионной сетью была государственная Radio-Canada, Канадская радиовещательная корпорация . Его станции, как и станции первых частных сетей ( CTV и TVA , созданных в 1961 году), преимущественно УКВ. Более поздние операторы третьей сети, которые первоначально присоединились к сети в 1970-х или 1980-х годах, часто переводились на УВЧ или (если они пытались развернуться на УКВ) сокращали мощность или работали станции в отдаленных районах . Канадский УКВ-спектр уже был переполнен как внутренними радиостанциями, так и многочисленными американскими телеканалами вдоль границы.
Использование УВЧ для предоставления программ, которые в противном случае были бы недоступны, например, общепровинциальные образовательные услуги (канал BC's Knowledge: или TVOntario - первая станция, исходящая из УВЧ в Канаде), Теле-Квебек , программы на французском языке за пределами Квебека и этнические /многоязычные телевизионные услуги), поэтому стало обычным явлением. Третьи сети, такие как Quatre-Saisons или Global, часто в значительной степени полагаются на станции УВЧ в качестве ретрансляторов или в качестве местного присутствия в крупных городах, где спектр УКВ в значительной степени уже заполнен. Все первоначальные станции цифрового наземного телевидения вещали в диапазоне УВЧ, хотя некоторые цифровые передачи вернулись на каналы УКВ после завершения перехода на цифровое телевидение в августе 2011 года. [4]
Цифровое аудиовещание , развернутое в очень ограниченных масштабах в Канаде в 2005 году и практически заброшенное, использует частоты УВЧ в диапазоне L от 1452 до 1492 МГц. В настоящее время в Канаде нет цифровых радиостанций VHF Band III, поскольку, в отличие от большей части Европы, эти частоты являются одними из самых популярных для использования телевизионными станциями. [5]
В Ирландской Республике УВЧ был введен в 1978 году для дополнения существующих 625-строчных передач RTÉ One VHF и обеспечения дополнительных частот для нового канала RTÉ Two . Первым местом передатчика УВЧ был Кэрн-Хилл в графстве Лонгфорд , за ним последовала гора Три-Рок в Южном графстве Дублин . За этими сайтами последовали Клермон-Карн в графстве Лаут и Холиуэлл-Хилл в графстве Донегол в 1981 году. После отключения аналогового телевидения 24 октября 2012 года все цифровое наземное телевидение работает только на УВЧ, хотя существуют распределения УКВ. Диапазон УВЧ использовался в некоторых частях Ирландии для телевизионных дефлекторных систем, доставляющих британские телевизионные сигналы в города и сельские районы, которые не могут принимать эти сигналы напрямую. Однако с момента введения бесплатного спутникового вещания британских телеканалов эти дефлекторы практически перестали работать.
В Японии независимая станция УВЧ ( ja:全国独立UHF放送協議会, Zenoku Dokuritsu Yū-eichi-efu Hōsō Kyōgi-kai , буквально Национальный независимый форум УВЧ-вещания) является одной из сплоченной группы бесплатных коммерческих наземных телевизионных станций, которые не является членом крупных национальных сетей, базирующихся в Токио и Осаке .
Первыми вещателями Японии были ОВЧ. Хотя некоторые экспериментальные передачи были сделаны еще в 1939 году, NHK (основанная в 1926 году как радиосеть по образцу BBC) начала регулярное телевизионное вещание в диапазоне УКВ в 1953 году. Две ее наземные телевизионные службы ( NHK General TV и NHK Educational TV ) появляются на УКВ. 1 и 3 соответственно в регионе Токио. Частные японские телевизионные станции УКВ чаще всего строились крупными национальными газетами, а токийские станции осуществляли значительную степень контроля над национальными программами.
Количество радиостанций УКВ варьировалось в зависимости от префектуры. Например, в регионе Канто было доступно семь каналов УКВ. За исключением Токио, Осаки , Нагои и Фукуоки , в большинстве префектур было четыре частных телевизионных станции, три из которых вещали на УВЧ. Почти во всех префектурах была хотя бы одна частная телевизионная станция УКВ (за исключением Саги ).
Независимые станции вещают в аналоговом диапазоне УВЧ, в отличие от крупных сетей, которые исторически вещали в основном в аналоговом диапазоне УКВ . Свободная коалиция независимых представителей UHF управляется в основном местными органами власти или столичными газетами с меньшим внешним контролем. По сравнению с крупными сетевыми станциями, независимые станции УВЧ Японии имеют более ограниченные бюджеты на приобретение программ и более низкие средние рейтинги; они также с большей вероятностью будут транслировать отдельные эпизоды или короткие сериалы УВЧ-аниме (многие из которых служат для продвижения DVD или других сопутствующих продуктов) и при посредничестве программ , таких как религиозные и рекламные ролики .
Японское наземное телевидение было полностью переведено на цифровое УВЧ, начиная с декабря 2003 года, при этом все аналоговые телевизионные сигналы (как УКВ, так и УВЧ) были прекращены в период с 2010 по 2012 год. Аналоговые переводчики на северо-востоке префектуры Исикава были отключены в рамках технических испытаний 24 декабря 2003 года. июль 2010 г.; аналоговые сигналы в остальной части этой префектуры и 43 других префектурах были прекращены 24 июля 2011 года. Аналоговые передатчики в префектурах Иватэ , Мияги и Фукусима были отключены 31 марта 2012 года.
Радиовещание в диапазоне УВЧ использовалось за пределами Куала-Лумпура и долины Кланг частной телестанцией TV3 в конце 1980-х годов, при этом правительственные станции вели передачу только в диапазоне ОВЧ (диапазоны 1 и 3), а диапазон 450 МГц был занят службой сотовой связи ATUR, управляемой Телеком Малайзия . Служба ATUR прекратила работу в конце 1990-х годов, освободив частоту для других целей. УВЧ обычно не использовался в долине Кланг до 1994 года (несмотря на то, что сигнал TV3 также был доступен по 29-му каналу УВЧ, поскольку TV3 передавался по 12-му каналу ОВЧ в долине Кланг). В 1994 году был открыт канал MetroVision (который прекратил вещание в 1999 году, был куплен материнской компанией TV3 - System Televisyen Malaysia Berhad - и перезапущен как 8TV в 2004 году). За этим последовал Ntv7 в 1998 году (также приобретенный материнской компанией TV3 в 2005 году), а недавно Channel 9 (который начал свою работу в 2003 году, прекратил вещание в 2005 году, вскоре после этого также был приобретен материнской компанией TV3 и вернулся под названием TV9 в начале 2006 года). ). По текущим подсчетам аналоговый телевизор в долине Кланг принимает 6 различных сигналов УВЧ: канал 27 (8TV), канал 29 (передача UHF TV3), канал 37 (NTV7), канал 42 (TV9), канал 55 ( TV Alhijrah) и Channel 39 (WBC). Канал 35 обычно выделяется для видеомагнитофонов, декодеров (например, приставок ASTRO и MiTV ) и других устройств, имеющих генератор радиочастотных сигналов (например, игровых приставок).
Для получения дополнительной информации обратитесь к телевизионным частотам Австралии и Новой Зеландии .
УВЧ-вещание было введено на Филиппинах в начале 1960-х годов, когда FEN Philippines начала вещание на канале 17 в Пампанге и Замбалесе (как на базах Субик и Кларк), а также на канале 43 в Булакане , а также в метро Манилы на канале 50 до 1991 года (большая часть его программы и выпуски новостей поступают со спутников непосредственно с их военных баз США в Японии) в то время, когда произошло извержение горы Пинатубо , и она стала заброшенной. Коммерческие станции УВЧ появились в мае 1992 года, когда DWCP-TV на канале 21 стала первой местной телевизионной станцией УВЧ в Метро Маниле Южной радиовещательной сети под названием SBN-21 (тогда Talk TV ) и начала бесплатное вещание второго канала, DWKC. -TV (на канале 31) сети Radio Mindanao было запущено 31 октября того же года, что и CTV-31 с 1992 по 2000 год (затем E! с 2000 по 2003 год и BEAM в 2011 году). Третий канал, DZRJ-TV (канал 29), также был запущен в 1993 году для компании Rajah Broadcasting Network, Inc., которая специализируется на нишевых программах (в основном рекламные ролики, зарубежные шоу и мультфильмы). Еще два канала включают DWDB-TV (канал 27) компании GMA Network, Inc. (как Citynet Television с 1995 по 1999 год и EMC с 1999 по 2001 год) и DWAC-TV (канал 23) компании ABS-CBN (как Studio 23 ) между 27 августа 1995 г. и 12 октября 1996 г. как четвертая и пятая станции УВЧ, а также шестая и последняя, DWDZ-TV (канал 47) Associated Broadcasting Company в 1999 году, но в 2003 году он молчал. Каналы УВЧ в метро. Манила использовалась как альтернатива кабельному телевидению , которое предлагало бесплатные программы для домохозяйств на целевых рынках и стало популярным в 1990-х годах. Аналогичным образом, платные услуги были также введены в конце 1992 года, когда DWBC-TV на канале 68 начал первые передачи, поскольку платная станция УВЧ предлагала иностранные программы, не показанные по местному телевидению, и начала регулярное вещание в январе 1993 года, но в результате была закрыта. от острой конкуренции со стороны конкурента Sky Cable . С 2001 года по настоящее время было создано больше каналов, в провинциях созданы региональные станции, специализирующиеся на новостях, общественных услугах и бесплатных программах.
С введением цифрового телевидения всем каналам УВЧ будут выделены свои частоты и они смогут обслуживаться такими вещательными компаниями, как ABS-CBN, GMA Network и TV5 , в частности, поскольку Национальная комиссия по телекоммуникациям планирует перевести все каналы УВЧ на цифровые каналы УВЧ до декабря. 31 декабря 2015 года, хотя это было отложено до 2020 или 2023 года. Услуги цифрового наземного телевидения в настоящее время находятся в стадии разработки крупными телерадиокомпаниями, прежде чем Правила и положения реализации (IRR) будут приняты законом.
Южная Африка получила услуги аналогового телевидения только в 1970-х годах. Было четыре телеканала: TV1 (ныне SABC1), TV2 (ныне SABC2), TV3 (ныне SABC3), а позже появился Etv.
В Великобритании телевидение УВЧ началось в 1964 году после плана Главпочтамта выделить наборы частот для 625-строчного телевидения по регионам по всей стране, чтобы охватить четыре национальные сети с региональными различиями (распределение ОВЧ допускало только две такие сети, использующие 405 линий ). Количество каналов УВЧ в Великобритании будет варьироваться от 21 до 68 (позже расширено до 69), а региональные распределения, как правило, были сгруппированы близко друг к другу, чтобы можно было использовать антенны, предназначенные для приема определенного поддиапазона с большей эффективностью, чем антенны с более широким диапазоном. Поэтому производители антенн разделили бы диапазон на перекрывающиеся группы; A (каналы 21–34), B (39–53), C/D (48–68) и E (39–68). Первой службой, использовавшей УВЧ, была BBC2 в 1964 году, за ней последовали BBC1 и ITV (обе уже транслировались на УКВ) в 1969 году и Channel 4 / S4C в 1982 году. Цвет PAL был представлен на УВЧ только в 1967 году (для BBC2) и 1969 году (для BBC1). и ИТВ).
В результате достижения максимального национального покрытия сигналы из одного региона обычно перекрывались с сигналами из другого, что достигалось путем выделения разного набора каналов в каждой прилегающей зоне, что часто приводило к большему выбору для зрителей, когда сеть работала. один регион транслировал разные программы в соседний регион.
Первоначальное внедрение УВЧ-телевидения было очень медленным: различия в характеристиках распространения между ОВЧ и УВЧ означали, что необходимо было построить новые дополнительные передатчики, часто в разных местах по сравнению с созданными тогда станциями УКВ, и, как правило, с большим количеством ретрансляционных станций для заполнения большее количество пробелов в освещении появилось с появлением новой группы. Это привело к ухудшению качества изображения в зонах с плохим покрытием, и за много лет до того, как услуга достигла полного покрытия по всей стране. В дополнение к этому, единственная служба, работающая исключительно в УВЧ, BBC2, будет работать всего несколько часов в день и транслировать альтернативные программы для аудитории меньшинства, в отличие от более популистских программ BBC1 и ITV. Однако в 1970-е годы наблюдался значительный рост просмотра ТВ в диапазоне УВЧ, в то время как в диапазоне УВЧ произошел значительный спад: привлекательность цвета, который никогда не был представлен в УКВ (несмотря на предварительные планы сделать это в конце 1950-х и начале 1960-х годов), и падение цен на телевидение. К концу того же десятилетия большинство домохозяйств использовали комплект УВЧ. После запуска второй и последней службы телевидения УКВ в 1955 году, телевидение УКВ было окончательно выведено из эксплуатации в 1985 году, и никаких планов по его возвращению в эксплуатацию не было.
Запуск Канала 5 в 1997 году добавил к УВЧ пятую национальную телевизионную сеть, что потребовало отклонения от первоначального плана распределения частот начала 1960-х годов и выделения частот УВЧ, ранее не использовавшихся для телевидения (например, британские каналы 35 и 37, ранее зарезервированные для телевидения). для радиочастотных модуляторов в таких устройствах, как домашние видеомагнитофоны , требующие дорогостоящей программы перенастройки видеомагнитофонов, финансируемой новой сетью). Недостаточная пропускная способность полосы для поддержки пятой службы со сложным перекрытием привела к тому, что пятая и последняя сеть имела значительно уменьшенное национальное покрытие по сравнению с другими сетями, с пониженным качеством изображения во многих областях и использованием широкополосной связи. часто требуются ленточные антенны.
С запуском цифрового наземного телевидения в 1998 году для телевидения продолжилось использование УВЧ, при этом для этой услуги было выделено шесть мультиплексов , все в диапазоне УВЧ. Аналоговые передачи полностью прекратились с 2012 года [6], после чего освободившаяся емкость была использована для дополнительных услуг цифрового телевидения и введена в альтернативное использование, такое как мобильная связь или интернет-услуги. [7]
Пропускная способность телевидения в США была выделена Федеральной комиссией по связи (FCC) в 1937 году исключительно в диапазоне ОВЧ (очень высоких частот) по 18 каналам. [8] Американское телевещание началось экспериментально в 1930-х годах с регулярного коммерческого вещания в таких городах, как Нью-Йорк и Чикаго, в 1941 году. Усилия по телевещанию на любом канале были резко сокращены с началом Второй мировой войны , в основном из-за отсутствия доступных приемников. Пять верхних каналов УКВ были исключены из списка распределения FCC во время войны, и эти частоты были перераспределены для использования в военных целях, в результате чего по состоянию на май 1945 года осталось тринадцать каналов (с 1 по 13). [9]
Окончание войны привело к быстрому развитию зарождающейся индустрии телевещания. Было обнаружено, что тринадцати каналов УКВ недостаточно для поддержки желаемого расширения вещательного телевидения на территории Соединенных Штатов. Особой проблемой были помехи и перегруженность каналов в густонаселенных районах (таких как восточные среднеатлантические штаты). Этот дефицит пропускной способности усугубился необходимостью перераспределить канал 1 УКВ для наземных мобильных радиосистем в 1948 году из-за проблем с радиопомехами. Чтобы проиллюстрировать проблему переполненности каналов, следующим городам вообще никогда не выделялись какие-либо станции УКВ-телевидения по техническим причинам, установленным FCC: Хантсвилл, Алабама ; Пеория, Иллинойс ; Форт-Уэйн, Индиана ; Саут-Бенд, Индиана , Лексингтон, Кентукки ; Спрингфилд, Массачусетс ; Эльмира, Нью-Йорк ; Янгстаун, Огайо ; Скрэнтон / Уилкс-Барре, Пенсильвания ; и Якима, Вашингтон . Другие города смогли принять только одну станцию УКВ-вещания. Весь штат Нью-Джерси получит только одну собственную станцию УКВ-вещания (которая в конечном итоге станет WNET 13 Newark ). Точно так же в Делавэре также была только одна станция УКВ.
Между тем УВЧ-вещание до 1949 года было обозначено как экспериментальное. Осенью 1944 года Columbia Broadcasting System предложила черно-белую систему высокой четкости в диапазоне УВЧ, использующую 750–1000 строк развертки, что давало возможность монохромного и цветного вещания более высокой четкости, которые затем были исключены из диапазона УКВ. из-за их требований к пропускной способности; что еще более важно, это дало возможность использовать достаточное количество обычных каналов 6 МГц для поддержки целей FCC по созданию «по-настоящему общенационального и конкурентоспособного обслуживания». CBS не пыталась максимизировать конкуренцию в сфере вещания (или сети) за счет более свободного входа на рынок. Вместо этого каналы CBS с полосой пропускания 16 МГц позволяли бы использовать только 27 каналов УВЧ по сравнению с 82 каналами, возможными при стандартной полосе пропускания 6 МГц. Вице-президент CBS Адриан Мерфи заявил FCC: «Я бы сказал, что было бы лучше иметь две цветные сети» вместо возможных четырех или более сетей с более узкой полосой пропускания в УВЧ. [9]
В октябре 1948 года Федеральная комиссия по связи прекратила прием заявок на новые станции, и ожидается, что заморозка продлится «от шести месяцев до года». [8] Замораживание даст Федеральной комиссии по связи и радиовещанию время для решения таких вопросов, как выделение дополнительных частот каналов и выбор стандарта цветного телевидения . На момент заморозки в эфире работало менее 100 станций, но уже строящимся станциям будет разрешено завершить работу. Все, кроме одного, работали в диапазоне УКВ; 29 декабря 1949 года KC2XAK из Бриджпорта, штат Коннектикут , стала первой и единственной телевизионной станцией УВЧ до 1950 года, которая работала по регулярному ежедневному графику. Существующие правила FCC на момент замораживания определяли 42 канала УВЧ, обозначенные как 14–55, в диапазоне 475–890 МГц.
В конечном счете, решение вопроса, с которым столкнулась Федеральная комиссия по связи о том, как распределить полосу пропускания для новых телевизионных лицензий, займет не «месяцы», а несколько лет. Для новых участников телевещания, таких как American Broadcasting Company и DuMont Television Network , потребность в дополнительных телеканалах на основных рынках была острой. [10] Для сторонников образовательного телевещания проблемой также были трудности конкуренции с коммерческими вещателями за все более дефицитные каналы УКВ. [11]
Выделить большую часть диапазона УКВ (от 30 до 300 МГц ) за счет удаления существующих пользователей радиосвязи казалось невозможным. FM- радиовещание уже потерпело серьезную неудачу после принудительного перехода от распределения 42–50 МГц к распределению 88–108 МГц в 1946 году . сопротивление перемещению ФМ во второй раз. Воздушная радиостанция расположена выше 108 МГц; военная авиационная радиостанция использовала частоту 225–400 МГц. Дополнительные службы общественной безопасности, коммерческая наземная мобильная связь и любительская радиосвязь имели распределение в диапазоне II . Было непрактично и неэкономично требовать от этих хорошо зарекомендовавших себя пользователей УКВ перехода на другие частоты, например, на диапазон УВЧ 300 МГц – 3 ГГц.
Все это сделало неизбежным расширение вещательных телевизионных каналов в диапазон УВЧ, хотя технология и характеристики вещания УВЧ в то время в значительной степени не были проверены. Даже телевизионный стандарт, который можно было бы использовать для вещания на УВЧ, находился под вопросом во время замораживания FCC в 1948 году.
Зная, что для расширения телевизионного покрытия потребуется выделение каналов УВЧ, а также зная, что к 1949 году телевидение УКВ стало укоренившимся стандартом, FCC предложила смешать , лицензируя станции УКВ и УВЧ в одном городе. Intermixture будет полагаться на то, что потребители быстро примут на вооружение телевизоры с возможностью настройки УВЧ, а также на базовое предположение, что телевизионная станция УВЧ функционально эквивалентна станции УКВ. Выделение от четырех до семи каналов ОВЧ каждому из крупнейших городов означало бы принуждение меньших, промежуточных городов полностью к каналам УВЧ, в то время как схема распределения, которая стремилась назначить один или два канала ОВЧ в каждом меньшем городе, вынудила бы ОВЧ и Станции УВЧ смогут конкурировать на большинстве рынков. Крупнейшие города с наибольшим количеством используемых аппаратов больше всего выиграли от распределения ОВЧ. Например, Нью-Йорк, Вашингтон-Балтимор, Лос-Анджелес и Сан-Франциско получили по семь станций УКВ, а Чикаго было выделено пять, а два других из этих каналов пошли в Милуоки, Висконсин и Рокфорд, Иллинойс .
Правила FCC, опубликованные 11 апреля 1952 года, определили окончательное современное распределение УВЧ 70 каналов, с 14 по 83, с разделением 6 МГц. Он использовал стандартные стандарты NTSC. [13] Это позволит прекратить замораживание лицензий, введенное в действие в 1949 году. На протяжении всего периода заморозки, длившегося три с половиной года, KC2XAK оставалась единственной регулярно работающей телевизионной станцией УВЧ. [14]
Когда в 1952 году закончилось замораживание телевизионных лицензий Федеральной комиссии по связи (FCC), появилось огромное количество потенциальных станций, многие из которых были переведены в диапазон УВЧ, как это определено правилами 1952 года. Первой телевизионной станцией УВЧ с коммерческой лицензией была WWLP в Спрингфилде, Массачусетс ; [15] однако первой коммерческой телевизионной станцией УВЧ, вышедшей в эфир, был KPTV , канал 27, в Портленде, штат Орегон , 18 сентября 1952 года. В начале 1953 года 35% проданных телевизоров содержали тюнер УВЧ, соответствующий правилам 1952 года, надеюсь на идею, что смешение станций УВЧ и УКВ может оказаться успешным.
Стало очевидным несколько проблем с ранними тюнерами УВЧ. Одним из них было плохое подавление частоты изображения в супергетеродинных приемниках со стандартной промежуточной частотой 45,75 МГц. Другой проблемой было очень плохое подавление соседнего канала и избирательность каналов у ранних разработчиков и производителей тюнеров. Эти проблемы были настолько серьезными, что станциям УВЧ-телевидения в одном и том же географическом районе обычно выделялось как минимум шесть каналов друг от друга. Технические проблемы с конструкцией электронных ламп для работы на высоких частотах УВЧ начали решаться в 1954 году [16] , но в то же время эти недостатки привели к «табу УВЧ», которые фактически ограничивали каждый мегаполис лишь умеренно более высокими частотами. Станции УВЧ, чем УКВ, несмотря на гораздо большее количество каналов. [17]
Телевизоры в Соединенных Штатах не были обязаны включать тюнеры УВЧ до 1964 года. Из-за репутации УВЧ из-за проблем с приемом доля новых телевизионных приемников, оснащенных на заводе всеканальными тюнерами, упала с 35% в начале 1953 года до 9% к 1953 году. 1958 г., падение, которое было лишь частично компенсировано модернизацией на местах или наличием внешних преобразователей УВЧ для отдельной покупки. Резкое сокращение количества тюнеров УВЧ в комплектах поставило смесь ОВЧ-УВЧ под серьезный риск отказа.
Что касается передачи, у станций УВЧ также были обнаружены проблемы, связанные с расстоянием и мощностью передачи. FCC попыталась решить эту проблему, разрешив станциям УВЧ с меньшей мощностью вести вещание с большей мощностью, но станций УКВ по-прежнему было больше. Рекламодатели вскоре это уловили и стали вести большую часть своего бизнеса с УКВ-станциями, поскольку распространение УВЧ-тюнеров шло на убыль. [18] В то время как более авторитетные вещательные компании прибыльно работали на каналах УКВ в качестве филиалов двух крупнейших телевизионных сетей (в то время NBC и CBS), большинство первых местных УВЧ-станций 1950-х годов вскоре обанкротились, ограниченные диапазоне, в котором могут распространяться их сигналы, отсутствием УВЧ-тюнеров в большинстве телевизоров и нехваткой рекламодателей, готовых тратить на них деньги. Станции УВЧ быстро отстали от станций УКВ, потеряв в 1953 году 10 500 000 долларов. Больше станций покинуло эфир, чем открылось, и шестьдесят процентов убытков телеиндустрии с 1953 по 1956 год пришлось на станции УВЧ. [9] Во многих местах было трудно получить доступ к телевизионным сетям; станции УВЧ, связанные с основной сетью, часто теряли эту принадлежность в пользу любой жизнеспособной новой телевизионной станции УКВ, вышедшей на тот же рынок. Из 82 новых станций УВЧ-телевидения в США, вещавших по состоянию на июнь 1954 года, год спустя осталось только 24. [19]
Большинство из 165 станций УВЧ, начавших вещание в период с 1952 по 1959 год, не сохранились. Лишь после принятия в 1962 году Закона об общеканальных приемниках правила FCC требовали, чтобы все новые телевизоры, продаваемые в США, имели встроенные тюнеры УВЧ, способные принимать каналы 14–83. Несмотря на то, что это требование вступило в силу 30 апреля 1964 года, в 1971 году действовало всего около 170 станций УВЧ с полным спектром услуг. [20]
В Соединенных Штатах станции УВЧ завоевали репутацию благодаря местной собственности, непрофессиональной деятельности, небольшой аудитории и слабому распространению сигнала.
В то время как УВЧ-телевидение было доступно американским телевещательным компаниям в сегодняшнем виде с 1952 года, филиалы четырех крупнейших американских телесетей 1950-х годов ( NBC , CBS , ABC и DuMont ) преимущественно вели передачу на УКВ везде, где это было доступно. Все доступные распределения VHF-TV уже использовались на большинстве крупных телевизионных рынков к середине 1950-х годов из-за правил FCC по размещению каналов, позволяющих избежать помех на совмещенном и соседнем каналах между телевизионными станциями VHF в одном и том же или близлежащих городах. Две телевизионные станции УКВ на одном и том же канале должны были находиться на расстоянии 160 или более миль друг от друга, а две телевизионные станции УКВ на соседних частотах канала должны были находиться на расстоянии 60 или более миль друг от друга.
Станции УВЧ в крупных населенных пунктах США обычно представляли собой либо образовательную сеть, либо независимые телестанции. [21] Фильм «УВЧ» (в главных ролях «Странный Эл» Янкович и Майкл Ричардс ) пародировал феномен независимых станций УВЧ; [22] вымышленная УВЧ-станция также пародировалась в фильме 1980 года « Pray TV» . В некоторых городах действительно были созданы успешные независимые станции УВЧ, многие из которых расположены в столицах штатов или вблизи них или обслуживаются близлежащими крупными сельскими регионами. В их число входили Монтгомери , Алабама ; Франкфорт , Кентукки ; Довер , Делавэр ; Линкольн , Небраска ; Топика , Канзас ; Джефферсон-Сити , Миссури ; Лансинг , Мичиган ; Гаррисберг , Пенсильвания ; Мэдисон , Висконсин ; и Спрингфилд , штат Иллинойс . В Соединенных Штатах телевизионные станции в столицах штатов или вблизи них важны, поскольку они внимательно освещают деятельность правительств штатов и распространяют информацию среди жителей по всему штату.
Производители телевизионных антенн часто оценивали свои лучшие модели антенн с «глубокой полосой» такими фразами, как «100 миль УКВ / 60 миль УВЧ», если антенна вообще обеспечивала прием УВЧ. (В практике электротехники важным фактором при ее проектировании является диапазон частот, в котором предполагается использовать антенну.)
Производители телевизоров часто рассматривали УВЧ-тюнеры как дополнительные элементы, требующиеся за дополнительную плату, пока они не стали необходимыми. Различные попытки FCC защитить станции УВЧ дали неоднозначные результаты.
Ситуация начала улучшаться в 1960-х и 1970-х годах, но прогресс был медленным и трудным.
В то время как более мелкие ABC-TV и DuMont Networks имели ряд филиалов UHF, [27] National Educational Television и ее преемник PBS имели еще больше.
Оригинальная SIN (Испанская международная сеть) была создана в 1962 году как предшественница современной сети Univision . Его строили в основном станции УВЧ, такие как KWEX-TV , Channel 41 в Сан-Антонио и KMEX-TV , Channel 34 в Лос-Анджелесе .
В 1970 году Тед Тернер приобрел испытывающую трудности независимую станцию на канале 17 в Атланте , штат Джорджия, приобретая повторы популярных телешоу , бейсбольную команду «Атланта Брэйвз» и баскетбольную команду «Атланта Хокс» .
Эта станция, переименованная в WTBS , в 1976 году была подключена к спутнику наряду с новыми премиальными каналами, такими как HBO , получив доступ к отдаленным рынкам кабельного телевидения и став первой из различных суперстанций , получившей национальное покрытие. В 1986 году Тернер приобрел всю фильмотеку MGM . Доступ Turner Broadcasting System к правам на фильмы оказался коммерчески ценным, поскольку в 1980-х годах прокат домашних видеокассет стал повсеместным.
В 1986 году группа станций Metromedia , принадлежащая и управляемая DuMont , была приобретена News Corporation и использована в качестве основы для перезапуска четвертой коммерческой сети , которая получила связи со многими бывшими независимыми станциями большого города, такими как Fox TV .
Первоначально Fox объединила бывшие независимые станции и станции УВЧ. У него были большие бюджеты на программирование, которых не хватало оригинальному DuMont. В конечном итоге на некоторых рынках ей удалось отвлечь существующие филиалы VHF от существующих сетей «большой тройки», перебив цену CBS за программы Национальной футбольной конференции в 1994 году и привлекая многие филиалы этой сети. Различные более мелкие сети были созданы с намерением пойти по его стопам, часто путем присоединения к разрозненному набору ранее независимых станций УВЧ, которые в противном случае не имели бы сетевых программ.
К 1994 году New World Communications перевела свои существующие станции с CBS на филиалы Fox на нескольких рынках , включая WJBK-TV 2 Detroit . Во многих случаях это подтолкнуло CBS к использованию УВЧ; «U-62», новый дом CBS в Детройте, в 1995 году стал принадлежащей и управляемой CBS станцией WWJ-TV , получив доступ к аудитории за тысячи миль через спутниковое и кабельное телевидение .
Концентрация собственности СМИ , распространение кабельного и спутникового телевидения и переход на цифровое телевидение способствовали выравниванию качества вещания в диапазонах УКВ и УВЧ. Различие между характеристиками УВЧ и УКВ уменьшилось с появлением дополнительных сетей вещательного телевидения (Fox, The CW , MyNetworkTV , Univision , Telemundo и UniMás ) и упадком прямого приема OTA . Число крупных независимых станций в крупных городах также сократилось, поскольку многие из них присоединились к новым сетям или сформировали их.
Большинство цифровых телестанций в настоящее время вещают в диапазоне УВЧ, как потому, что УКВ уже были в основном заполнены аналоговым телевидением, когда были построены цифровые объекты, так и из-за серьезных проблем с импульсным шумом на цифровых каналах с низким УВЧ . Хотя схемы нумерации виртуальных каналов обычно отображают номера каналов, такие как «2.1» или «6.1», для отдельных наземных передач HDTV в Северной Америке , чаще всего это на самом деле сигналы УВЧ. Поэтому многие поставщики оборудования используют «антенну HDTV» или аналогичный бренд как почти синоним «антенны УВЧ». [ оригинальное исследование? ]
Наземное цифровое телевидение основано на схеме прямого исправления ошибок , в которой предполагается, что канал имеет случайную частоту ошибок по битам , и могут быть отправлены дополнительные биты данных, чтобы позволить исправить эти ошибки в приемнике. Хотя эта коррекция ошибок может хорошо работать в диапазоне УВЧ, где помехи состоят в основном из белого шума , она в значительной степени оказалась неадекватной на нижних каналах ОВЧ, где всплески импульсного шума нарушают работу всего канала на короткие промежутки времени. Короткий всплеск импульсного шума может незначительно раздражать зрителей аналогового телевидения, но из-за фиксированного времени и повторяющегося характера синхронизации аналогового видео обычно можно устранить. Те же помехи могут оказаться достаточно серьезными , чтобы помешать надежному приему более хрупкого и более сильно сжатого цифрового телевидения ATSC . Пределы мощности также ниже на низких УКВ; цифровая станция УВЧ может иметь лицензию на передачу эффективной излучаемой мощности до мегаватта . Очень немногие станции вернулись на каналы 2–6 УКВ после завершения перехода в 2009 году и в основном были сосредоточены в регионах Юго-запада пустыни и Запада гор , где существует мало географических препятствий и прилегающих станций совмещенного канала. По крайней мере, три четверти всех полномасштабных цифровых передач продолжали использовать передатчики УВЧ, а большинство остальных располагались на каналах высокой ОВЧ . На некоторых американских рынках, таких как Сиракузы, Нью-Йорк , не осталось телевизионных станций УКВ с полным спектром услуг. [ нужна цитата ]
Единственное остающееся ограничение УВЧ — это значительно уменьшенная дальность действия при наличии препятствий на местности. Это продолжает отрицательно влиять на прием цифрового УВЧ-телевидения. Это ограничение потенциально может быть преодолено за счет использования распределенной системы передачи . Несколько цифровых передатчиков УВЧ в тщательно выбранных местах могут быть синхронизированы как одночастотная сеть для создания индивидуальной схемы зоны покрытия, конкурирующей с таковой у одного передатчика УКВ полной мощности.
Из-за неполноценности УВЧ-вещания по сравнению с аналоговым телевидением FCC подсчитывает аудиторию УВЧ-станций вдвое для целей своей доли на национальном рынке в 39% - политика, известная как скидка УВЧ . Правило было ненадолго отменено в сентябре 2016 года, когда Федеральная комиссия связи заявила, что оно устарело, поскольку почти все цифровые телевизионные каналы работают в диапазоне УВЧ, и что вещательные компании злоупотребляли этой политикой как лазейкой для увеличения своей доли на рынке. [28] [29] [30] Однако в апреле 2017 года при новом комиссаре FCC Аджите Пае скидка была восстановлена. [31] [32]
Одним заметным исключением из исторических закономерностей, благоприятствующих ОВЧ-вещателям, существовали телевизионные рынки, которые не могли претендовать на свои собственные УКВ-станции, поскольку были зажаты между внешними окраинами УКВ-станций на двух или более крупных рынках. Такие города получили только лицензии УВЧ.
Поскольку все станции (включая филиалы сети) работали на УВЧ, всеканальные приемники и антенны стали обычным явлением на местном уровне, и станции УВЧ, подписавшиеся на них еще в 1953 году, часто могли получать программы и аудиторию, необходимые для того, чтобы оставаться жизнеспособными в современную эпоху. [33]
Эти сообщества, известные как острова УВЧ , включали такие города, как Янгстаун, штат Огайо ; Три-Ситис, Вашингтон ; Спрингфилд, Массачусетс ; Эльмира, Нью-Йорк ; Саут-Бенд, Индиана ; Форт-Уэйн, Индиана ; Пеория, Иллинойс ; Хантсвилл, Алабама ; Солсбери, Мэриленд ; Лексингтон, Кентукки ; и Скрэнтон, Пенсильвания . Другие небольшие города, такие как Мэдисон, Висконсин ; Бейкерсфилд, Калифорния ; Фресно, Калифорния ; Форт-Майерс, Флорида ; Манкато, Миннесота ; Уотертаун, Нью-Йорк ; Эри, Пенсильвания ; Колумбия, Южная Каролина ; и Гаррисберг, штат Пенсильвания, получили только одну лицензию на УКВ, а это означает, что любые дополнительные программы должны будут обеспечиваться либо УВЧ, удаленными станциями, либо радиовещанием с низким энергопотреблением . На рынках Бейкерсфилда и Фресно изначально были станции, работавшие на канале УКВ ( KERO-TV на канале 10 и KFRE-TV на канале 12); эти рынки стали островами УВЧ в период с 1961 по 1963 год после того, как FCC инициировала процесс устранения смешения: KERO-TV перешел на канал 23, а KFRE-TV - на канал 30. [34] [35] Распределение двух освободившихся каналов было перераспределен на близлежащие рынки; канал 10 будет перераспределен на рынок Лас-Вегаса, штат Невада, в качестве пятого канала УКВ (который будет использоваться KLVX при подписании контракта в 1968 году), а канал 12 будет перераспределен на рынок Санта-Барбары, штат Калифорния, в качестве третьего канала УКВ. (который будет использоваться KCOY-TV после подписания контракта в 1964 году).
Очень маленькие телевизионные передатчики УВЧ продолжают работать без каких-либо программ или коммерческой идентичности, вместо этого ретранслируя сигналы существующих станций полной мощности на меньшую территорию, плохо покрытую основным сигналом УКВ. Такие передатчики называются « переводчиками », а не «станциями». Самые маленькие из них, принадлежащие местным группам муниципального уровня или исходным телестанциям, нумеруются последовательно - W или K, за которым следует номер канала, за которым следуют две последовательно написанные буквы, что дает «позывной переводчика» в общем формате, который выглядит как K14AA. через W69ZZ. На каналах УКВ также существуют переводчики и ретрансляторы, но нечасто и со строго ограниченной мощностью.
Диапазон переводчиков, телеканалы УВЧ 70–83, состоял в основном из этих небольших ретрансляторов; его исключили из использования на телевидении в 1983 году, когда крошечные ретрансляторы были переведены в основном на нижние каналы УВЧ. Сегмент диапазона 806–890 МГц сейчас используется преимущественно мобильными телефонами . Многие из этих передатчиков, если они еще работали, были снова перемещены в 2011 году, поскольку каналы УВЧ 52–69 были потеряны в основном для мобильных телефонов во время перехода на цифровое телевидение, и в третий раз к 2020 году, когда на аукционе беспроводного спектра в 2016 году были исключены каналы 38–51. .
Поскольку усовершенствования исходных станций уменьшают потребность в этих переводчиках, небольшие передатчики и выделенные им частоты часто перепрофилировались для вещания с низким энергопотреблением; вместо повторения удаленного сигнала крошечный передатчик будет использоваться для создания программ для небольшой локальной территории.