Кіріспе
Радио хабар тарату жолағы
FM хабар тарату жолағы – радио станциялары FM хабар тарату үшін пайдаланатын радио жиіліктерінің диапазоны. Әлемнің әртүрлі бөліктерінде қолданылатын жиілік диапазоны әртүрлі. Еуропа мен Африкада (Халықаралық телекоммуникация одағының (ITU) 1-ші аймағы ретінде анықталған) және Австралия мен Жаңа Зеландияда ол 87,5-тен 108 мегагерцке (МГц) дейін, сонымен қатар VHF Band II жолағы ретінде танылады, ал Америкада (ITU 2-ші аймағы) ол 88-ден 108 МГц аралығында. Жапониядағы FM хабар тарату жолағы 76-дан 95 МГц, ал Бразилияда 76-дан 108 МГц қолданылады. Халықаралық радио және теледидар ұйымының (OIRT) Шығыс Еуропадағы жиілік жолағы 65,9-дан 74,0 МГц, бірақ бұл елдер қазір Ресейдегідей, негізінен 87,5-тен 108 МГц жолағын пайдаланады. Кейбір басқа елдер OIRT жолағын тоқтатып, 87,5-тен 108 МГц жолағына көшті. Тар диапазонды жиілік модуляциясын 1919 жылы Хансо Идзерда әзірлеп, көрсетті. Кең жолақты жиілік модуляциялау радиосы 1930 жылдары АҚШ-та пайда болды; жүйені американдық инженер-электрик Эдвин Говард Армстронг әзірледі. Дегенмен, FM хабарларын тарату 1960 жылға дейін Солтүстік Америкада кеңінен таралған жоқ. Жиілік модуляцияланған радио толқындар кез келген жиілікте туындатылуы мүмкін. Осы мақалада аталған барлық жолақтар 30-тан 300 МГц аралығында орналасқан өте жоғары жиілік (VHF) диапазонына жатады.
Орталық жиіліктер
Барлық елдер FM арнасының орталық жиіліктерін 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 және 0.9 МГц-те аяқтайды, бірақ кейбір елдер 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 және 0.8 МГц-те аяқталатын орталық жиіліктерді де қолданады. Тағы да бірнеше ел 0.05, 0.15, 0.25, 0.35, 0.45, 0.55, 0.65, 0.75, 0.85 және 0.95 МГц жиіліктерін қолданады. 1984 жылдың 7 желтоқсанында Женевада (Швейцария) өткен ITU конференциясы бүкіл Еуропа бойынша 50 кГц арналық аралықты қолдануды тоқтату туралы шешім қабылдады. Осы 1984 жылғы ITU конференциясынан бері көптеген елдер FM радио хабарларын тарату үшін 100 кГц немесе 200 кГц арналық аралықты пайдаланады. Кейбір цифрлық FM радиолары 50 кГц немесе тіпті 100 кГц қадамдарымен реттеуге қабілетсіз. Сондықтан, шетелге саяхаттағанда немесе қабылдағыштарды импорттағанда, мұндай қадамдарды пайдаланатын белгілі бір жиіліктерде хабар тарататын станцияларды анық естімеуіңіз мүмкін. Бұл мәселе аналогты радионың қабылдауына әсер етпейді. FM жолақтары тығыз толған Италия сияқты бірнеше елде 50 кГц-тің кез келген еселігінде станция орналастыруға рұқсат беріледі. 50 кГц арналық аралықтар бір-біріне кедергі келтірудің алдын алуға көмектеседі және FM-нің қабылдау әсері мен қабылдағыштың таңдаулылығын пайдаланады.
ITU 2-өңірінің жолақты жоспарлары мен арналарды нөмірлеу
Солтүстік Америкада Эдвин Армстронг қолданған бастапқы жиілік бөлу 42–50 МГц жиілік жолағын пайдаланды, бірақ 1945 жылдан бастап бұл бөлу жоғарырақ жолаққа өзгертілді. Канадада, АҚШ-та, Мексикада, Багам аралдарында және т.б. 200 (орталық жиілігі 87,9 МГц) мен 300 (орталық жиілігі 107,9 МГц) аралығында нөмірленген 101 FM арнасы бар, бірақ бұл нөмірлер радиоинженерия және үкімет салаларынан тыс жерлерде сирек қолданылады. FM арналарының орталық жиіліктері 200 кГц қадамдармен бөлінеді. Техникалық тұрғыдан 6-шы телеарнаның (82–88 МГц) бөлігі болып табылатын 87,9 МГц жиілігі АҚШ-та D класындағы екі FM станциясымен ғана пайдаланылады. Портативті радио қабылдағыштары көбінесе 87,5 МГц-қа дейін реттеледі, соның арқасында бірдей радиолар бүкіл әлемде өндіріліп сатылады. Автомобильдердегі FM радиолары әдетте 87,7 МГц-қа дейін реттеледі, осылайша жүргізу кезінде 6-шы арнаның аудиосын 87,75 МГц (±10 кГц) жиілігінде қабылдауға болады. 2009 жылғы цифрлық теледидарға көшуге байланысты бұл мүмкіндік енді көбінесе қолжетімді емес, бірақ 2023 жылы FCC он төрт төмен қуатты 6-шы арна телестанцияларына радио қызметтерін белгісіз мерзімге жалғастыруға рұқсат берді. АҚШ-та 87,9–91,9 МГц орталық жиіліктері бар жиырма бір арна (200-ден 220-ға дейін) коммерциялық емес білім беру (NCE) станциялары үшін арналған арнайы жолақты құрайды. Басқа арналарды (92,1 МГц-ден 107,9 МГц-ға дейін (221–300 арналары)) коммерциялық және коммерциялық емес станциялар пайдалана алады. (Канада мен Мексикада бұл резервтеу қолданылмайды; Мексика 2014 жылы 106,1–107,9 МГц жиіліктерін қауымдастық және үндістан станциялары үшін резервке енгізді, бірақ ондаған станциялар оларды ауыстыруға орын жетіспеуіне байланысты бұрынғы мәртебесін сақтап қалды.) Бастапқыда Американың Федералды байланыс комиссиясы (FCC) FM радиостанцияларын кез келген географиялық аймақта төрт арналық интервалмен (800 кГц аралық) тағайындауды көздейтін жолақ жоспарын жасады. Осылайша, бір аймақта станциялар 88,1, 88,9, 89,7 және т.б. жиіліктерде орналасуы мүмкін, ал көршілес аймақта 88,3, 89,1, 89,9, 90,7 және т.б. жиіліктерде орналасуы мүмкін. Кейбір жиіліктер тек А класына арналған деп белгіленді (FM хабар таратуды қараңыз), олардың тиімді сәулелену қуаты (ERP) үш киловатқа дейін және сәулелену орталығының антенна биіктігі орташа жер бетінен 300 фут (91,4 м) биіктікке дейін (HAAT) шектелген. Бұл жиіліктер 92,1, 92,7, 93,5, 94,3, 95,3, 95,9, 96,7, 97,7, 98,3, 99,3, 100,1, 100,9, 101,7, 102,3, 103,1, 103,9, 104,9, 105,5, 106,3 және 107,1 МГц-ты құрады. Басқа жиіліктерде станциялар B класы (50 кВт, 500 фут) немесе C класы (100 кВт, 2000 фут) болуы мүмкін, бұл олардың қай аймақта орналасқандығына байланысты. 1980-жылдардың соңында FCC қазіргі уақытта жұмыс істеп тұрған станцияларды пайдалана отырып, арақашықтықтарды бөлу кестесіне негізделген жолақ жоспарына көшті және қосымша сыныптар құру және антенна биіктігі шектерін метрге өзгерту үшін сыныптар кестесін бөлді. А класындағы қуат екі есеге артып, алты киловатқа дейін жетті және жоғарыда аталған жиілік шектеулері алынып тасталды. 2004 жылдың соңынан бастап станция FCC бөліну кестесіндегі ережелерге сәйкес келетін орынға және сыныпқа ие болса, кез келген жерде "сығылып" орналаса алады. 1964 жылға дейін лицензияланған станциялар үшін екінші жақын арна арақашықтығы туралы ережелер қолданылмайды. 2017 жылы Бразилия 5 және 6 (76,1–87,5 МГц) арналарын дыбыс тарату үшін қайтаруға негіз салды және жаңа кеңейтілген жолаққа (faixa estendida, қысқартылған eFM) қосылуға қабілетті жаңа радио қабылдағыштарды талап етті. 2021 жылдың 7 мамырында Бразилия Коммуникациялық компаниясының бес хабар тарату станциясы алғашқы кеңейтілген жолақты станциялар болды.
Ауысу және жолақтылық
Әдетте әр арнаның ені 200 кГц (0,2 МГц) болып келеді және 100 кГц-қа дейінгі аудио және субтасымалдаушы жиіліктерді өткізе алады. Ауытқу әдетте 150 кГц-қа дейін (±75 кГц) шектеледі, бұл жолақтағы көрші арналардың бұзылысын болдырмау үшін жасалады. АҚШ-тағы станциялар стерео емес субтасымалдаушыларды пайдаланса, бұл шектен 10%-ға дейін асып кетуі мүмкін, бұл субтасымалдаушылар пайдаланатын әрбір 1%-ға жалпы модуляцияны 0,5%-ға арттырады. Кейбір станциялар беріліс жолағын азайту үшін (±50 кГц) ауытқумен шектелуі мүмкін, соның арқасында қосымша станцияларды орналастыруға болады.
OIRT жолақты жоспар
OIRT FM радио тарату жолағы 65,8–74 МГц аралығын қамтиды. Ол Совет Одағында және Халықаралық радио және теледидар ұйымының (OIRT) Варшава шартының көптеген мүше елдерінде, Шығыс Германияны қоспағанда, қолданылған. Шығыс Германия Батыс Еуропамен үйлесімді 87,5–100 (кейін 104) МГц тарату жолағын пайдаланған. VHF жолағының төменгі бөлігі қысқа толқынды радио сияқты жұмыс істейді, себебі оның таралу қашықтығы VHF жолағының жоғарғы бөлігінен артық. Бұл FM радио қабылдауы нашар болатын ауданға сигнал жеткізуге мүмкіндік берді. FM осы жолаққа өте қолайлы болды, себебі FM-нің қабылдау әсері аспан толқындарынан туындаған кедергілерді азайтуға көмектеседі. 87,5–108 МГц жолағына көшу кейбір Шығыс Еуропа елдерінде 1980 жылдардың басында басталды. Коммунистік үкіметтердің құлауынан кейін, жеке станциялар ашылғаннан кейін бұл процесс жылдамдады. Бұған OIRT жолағына арналған жабдықтың жетіспеуі және қолданыстағы тарату желілерін жаңғырту қажеттігі себеп болды. Көптеген елдер OIRT FM жолағында хабар таратуды тоқтатты, бірақ басқаларында, әсіресе бұрынғы КСРО республикаларында, пайдалану жалғасуда. OIRT FM жолағында хабар таратудың болашағы шектеулі, себебі Ресейден тыс жерлерде осы жолақты қолдайтын қабылдағыштар жоқ. OIRT жолағын әлі де пайдаланатын елдер: Ресей (Калининград облысы қоса), Беларусь, Молдова, Украина және Түрікменстан. Чехословакияда 87,5–108 МГц жолағын 65,9–74 МГц жолағының орнына пайдалану туралы шешім 1980 жылдардың басында қабылданды. Жиілік жоспары жасалды және 1984 жылы Женевада өткен VHF жолағында FM дыбыс тарату жөніндегі аймақтық әкімшілік конференциясында халықаралық деңгейде келісілді. Бөлінген жиіліктер әлі де қолданыста және Чехия мен Словакияда пайдаланылады. Бірінші таратушы 1984 жылдың қараша айында Прага маңында 102,5 МГц жиілігінде іске қосылды. Үш жылдан кейін ел бойынша он бір таратушы жұмыс істеді, оның ішінде Праганың Жижков ауданында үш таратушы болды. 1988 жылы жоспар бойынша 45 жерде 270 таратушы орнатылмақ еді. Көшу 1993 жылы аяқталды. Польшада 1999 жылдың соңында барлық OIRT тарату станциялары жабылды. Венгрия 2007 жылы қалған тарату станцияларын жапты, ал сол жылдың шілде айында бірнеше венгр радио әуесқойлары 70–70,5 МГц жолағында таралу мен кедергілерді зерттеу үшін уақытша рұқсат алды. Беларусьте OIRT жолағында тек мемлекеттік радиостанциялар ғана жұмыс істейді. Беларусьтегі OIRT станциялары FM станцияларының көшірмесі болып табылады және ескі жабдықтармен үйлесімділікті қамтамасыз ету мақсатын көздейді. 2014 жылы Ресей OIRT жолақты таратушыларын CCIR жолақты ("батыс") FM таратушыларымен алмастыра бастады. CCIR FM-ге ауысудың басты себебі – көбірек тыңдаушыға жете білу. Батыс елдеріндегі практикадан айырмашылығы, OIRT FM жиіліктері 50, 100 немесе 200 кГц еселігіне емес, 30 кГц-қа негізделген. Бұл Sporadic E таралуы және осы жиіліктерде жиі кездесетін басқа атмосфералық құбылыстар тудыратын бір-біріне кедергі келтіруді азайту үшін жасалған болуы мүмкін. Алайда, CCIR жолағына қарағанда көп жолды бұрмалау әсері аз байқалады. Стерео дыбыс әдетте полярлық модуляция деп аталатын әдіс арқылы жүзеге асырылады, ол стерео айырмасын жіберуді қамтиды. Полярлық модуляция 31,25 кГц жиілігінде төмендетілген субтасымалдаушыны қолданады, ал аудио сигнал екі жақ жолақта да орналасқан. Бұл мынадай сигнал құрылымын береді: L + R > 31,25 кГц төмендетілген субтасымалдаушы L R.
Көптеген еуропалық елдерде қолданылатын 4 метрлік (70–70,5 МГц) радио әуесқойлар бөлігі OIRT FM жолағының ішінде толығымен орналасқан. Бұл жолақта және 6 метрлік жолақта (50–54 МГц) жұмыс істейтін операторлар хабар тарату станцияларының болуын Шығыс Еуропаға немесе Ресейге "ашық канал" бар екенін көрсетеді. Бұл жағдай жақсы да, жаман да болуы мүмкін, себебі 4 метрлік радио әуесқойлар бөлігінің ені 0,5 МГц немесе одан да аз, ал бір ғана хабар тарату станциясы жолақтың үлкен бөлігіне кедергі келтіруі мүмкін. System D телеарналары R4 және R5 87,5–108 МГц FM аудио тарату жолағының ішінде толығымен немесе жартылай орналасқан. Сондықтан System D жүйесін пайдаланатын елдер осы жолақты аудио тарату үшін толыққанды пайдалану үшін теледидар таратуын қайта ұйымдастыруды қарастыруы керек.
Жапондық топтың жоспары
Жапониядағы FM жолағы 76–95 МГц (бұрын 76–90 МГц). 90–108 МГц бөлігі аналогтық VHF телеарналары 1, 2 және 3 үшін пайдаланылды (әр NTSC телеарнасы 6 МГц енді). Жапондық жолақтың тарлығы (19 МГц, CCIR жолағына қарағанда шамамен 20 МГц-ден сәл артық) диалға орналастырылатын FM станцияларының санын шектейді, нәтижесінде көптеген коммерциялық радиостанциялар AM-ды пайдалануға мәжбүр болады. Көптеген жапондық радиолар жапондық FM және CCIR FM жолағын қабылдай алады, сондықтан бір модельді Жапонияда немесе экспортқа сатуға болады. Радио 76–108 МГц жиілік диапазонын қамтуы мүмкін, жиілікті пайдаланушы таңдауына болады немесе құрастыру кезінде радио арнайы орналастырылған диод немесе басқа ішкі компонент арқылы бір жолақта жұмыс істеуге бейімделуі мүмкін. Дәстүрлі аналогтық радиолар (диал және көрсеткіш) 76–88 бөлігінде «Теледидар дыбысы» деп белгіленген. Егер мұндай радиолар АҚШ-та сатылатын болса, мысалы, 76–88 бөлігі VHF 5 және 6 арналары үшін «Теледидар дыбысы» деп белгіленеді (екі 6 МГц енді NTSC телеарнасы ретінде), ал 88–108 бөлігі әдеттегідей FM ретінде белгіленеді. «Теледидар дыбысының» дәстүрлі FM радиомен үйлесімділігі 2009 жылы АҚШ-тағы цифрлық теледидарға көшумен аяқталды, тек 6-арнадағы аналогтық режимде жұмыс істейтін бірнеше аз қуатты станциялар ғана сақталды; бұл аз қуатты станциялар 2021 жылы цифрлық режимге ауысады. Жапониядан импортталған қолданылған автомобильдерде жапондық FM жолағына арналған радио орнатылған, ал импорттаушылар көбінесе 87,5–107,9 МГц жолағын радио қабылдай алатын жиілікке төмендету үшін «конвертер» орнатады. Дұрыс емес жиілікті көрсетуден басқа, нәтижесінде жағымсыз өнімділікке әкелетін тағы екі кемшілік бар: конвертер тұрақты халықаралық FM жолағын (20,5 МГц дейін) жапондық 14 МГц жолағына толық түрлендіре алмайды (егер конвертерде екі пайдаланушы таңдай алатын төмендету режимдері болмаса), сондай-ақ автомобильдің антеннасы жоғары FM жолағында нашар жұмыс істеуі мүмкін. Кейбір конвертерлер FM жолағын 12 МГц-қа төмендетеді, нәтижесінде логикалық жиіліктер пайда болады (мысалы, 90,9 үшін 78,9, 94,3 үшін 82,3 және т.б.), бірақ 102–108 МГц жолағы қалдырылмайды. Сонымен қатар, RDS Жапонияда қолданылмайды, ал Еуропадағы көптеген заманауи автомобиль радиоларында бұл жүйе бар. Конвертер сонымен қатар AM хабар тарату үшін қолданылатын MW жолағын өткізбеуі мүмкін. Жақсырақ шешім – радио мен антеннаны автомобиль пайдаланылатын елге арналғандарымен ауыстыру. Австралияда да 88 мен 108 МГц аралығындағы 3, 4 және 5 австралиялық телеарналарымен ұқсас жағдай болды және Жапонияны үлгі етіп алуға ниеттенді, бірақ соңында елге кірген CCIR радиоларының әсерінен батыс жолақ схемасын таңдады. Австралияда 76 мен 90 МГц аралығында сатылатын радиолар да болды.
АҚШ-тың тарихи оркестрлік планы
1930 жылдары 30 МГц-тен жоғары жиілікте ("өте жоғары жиілік" - VHF) хабар тарататын радиостанцияларды құру бойынша зерттеулер басталды. 1937 жылдың қазан айында Федералды байланыс комиссиясы (FCC) жаңа жиіліктерді бөлу туралы хабарлады, оған тәжірибелік және білім беру мақсатындағы "Apex" станцияларының тобы кірді. Бұл станциялар 41,02 мен 43,98 МГц аралығындағы 75 арнадан тұрды. Ағымдағы AM жолағындағы станциялар сияқты, бұл станциялар да амплитудалық модуляцияны қолданды. Дегенмен, жақын жиіліктер арасындағы 40 кГц арақашықтық стандартты AM хабар тарату жолағындағы 10 кГц арақашықтықтан төрт есе артық болды. Бұл жақын жиіліктердегі кедергіні азайтып, жоғары сапалы бағдарламалар үшін көбірек жолақ енін қамтамасыз етті. Сонымен қатар, 1930 жылдары Эдвин Говард Армстронг бәсекелес тарату технологиясын – "кені жолақты жиілік модуляциясын" (FM) әзірледі. Ол AM таратудан, әсіресе жоғары сапасы мен статикалық кедергіге төзімділігі жағынан артықшылықтары бар екенін жариялады. 1940 жылдың мамырында, негізінен Армстронгтың күш-жігерінің нәтижесінде, FCC "Apex" жолағын таратуға шешім қабылдады және 1941 жылдың 1 қаңтарынан бастап 42–50 МГц аралығындағы 40 арнада жұмыс істейтін FM жолағын бекітті. Алғашқы бес арна білім беру станцияларына арналды. Жаңа FM жолағына станция иелерінің қызығушылығы жоғары болды. Алайда, Екінші дүниежүзілік соғыс кезіндегі құрылыс шектеулері жаңа қызметтің өсуін тежеді. Соғыс аяқталғаннан кейін FCC жиіліктерді бөлуді стандарттауға кірісті. Мазақтаған мәселелердің бірі – тропосфералық және Sporadic E таралудың әсері болды. Олар кейде станциялардың сигналдарын үлкен қашықтыққа шағылыстырып, өзара кедергі тудырды. Америка радио корпорациясының (RCA) басшысы Дэвид Сарнофф бастаған әрі қарайғы ұсыныс FM жолағын осы мәселенің алдын алу үшін жоғары жиіліктерге көшіру қажеттігін көрсетті. Армстронг бұл қайта бөлудің FM радиосының дамуын бұзу мақсатында жасалғанын айыптады. Алайда, RCA ұсынысы қабылданды және 1945 жылдың 27 маусымында FCC FM жолағын 88–106 МГц аралығындағы 90 арнаға қайта бөлу туралы хабарлады. Кейіннен ол 88–108 МГц аралығындағы 100 арнаға дейін кеңейтілді, ал алғашқы 20 арна білім беру станцияларына арналды. Содан кейін FM станцияларына бастапқы "төмен" және жаңа "жоғары" FM жолақтарында хабар таратуға рұқсат берілді. Бұл 1949 жылдың 8 қаңтарында түн ортасында аяқталды, сол кезде барлық төменгі жолақты хабар тарату тоқтатылуы керек болды. 1978 жылы білім беру станцияларына арналған қосымша 87,9 МГц жиілігі бөлінді. 2008 жылдың наурыз айында FCC сандық теледидарға көшу 2009 жылдың ақпанында аяқталуы тиіс болған кезде, қазіргі уақытта 5 және 6 (76–88 МГц) аналогтық теледидар арналарын FM тарату жолағын кеңейту үшін беру туралы жұртшылықтың пікірін сұрады (кейіннен 2009 жылдың маусымына кейінге шегерілді). Бұл ұсыныс қолданыстағы жапондық FM радио қызметіне сәйкес келетін жиіліктерді (76 МГц-тан басталады) Солтүстік Американың FM радио тарату жолағын кеңейту ретінде пайдалануға мүмкіндік берген болар еді. 2009 жылдан 2021 жылға дейін "Франкен FM" деп белгілі бірнеше төмен қуатты теледидар станциялары негізінен 6-арнадағы радиостанциялар ретінде жұмыс істеді, олардың 87,7 МГц дыбыс тасымалдағышы II жолақты қамтуға конфигурацияланған көптеген FM қабылдағыштарында қабылданатын радиостанция ретінде пайдаланылды. Содан бері, аз ғана станциялар ATSC 3.0 сигналдарында арнайы дыбыс тасымалдағышын алып жүруге арнайы уақытша рұқсат алды.
FM радиосының өшіруі
Цифрлық радио хабарларын таратудың (мысалы, HD Radio, DAB+) біртіндеп енгізілуіне байланысты, кейбір елдер FM радиосын тоқтатуды жоспарлап, іске қосты. 2018 жылдың қаңтар айында Норвегия бұл мәселе бойынша алғашқы қадам жасады, FM радиосын толығымен тоқтатты.