Введение
Передача низкомощных радиосигналов через электрические проводники. Передача по несущей частоте, первоначально называемая «проводной беспроводной связью», использует направленные низкомощные радиочастотные сигналы, которые передаются по электрическим проводникам. Сигналы принимаются приемниками, подключенными к проводникам или расположенными на небольшом расстоянии от них. Передача по несущей частоте используется для передачи аудио и телеметрии в определенные места, а также для вещания малой мощности, охватывающего небольшую географическую область, например, кампус университета. Наиболее распространенная форма передачи по несущей частоте использует длинные или средние волны AM-радиосигналов, передаваемых по существующей электрической проводке, хотя могут использоваться и другие проводники, такие как телефонные линии.
Carrier current transmission, originally called wired wireless, employs guided low power radio frequency signals, which are transmitted along electrical conductors. The transmissions are picked up by receivers that are either connected to the conductors, or a short distance from them. Carrier current transmission is used to send audio and telemetry to selected locations, and also for low power broadcasting that covers a small geographical area, such as a college campus. The most common form of carrier current uses longwave or medium wave AM radio signals that are sent through existing electrical wiring, although other conductors can be used, such as telephone lines.
Технология
В основном, в системах передачи по несущему току используются передачи малой мощности. В случаях, когда сигналы передаются по электрическим проводам, необходимо принимать специальные меры для передачи на большие расстояния, поскольку сигналы не могут проходить через стандартные силовые трансформаторы. Сигналы могут преодолевать трансформаторы, если энергоснабжающая компания установила высокочастотные фильтры, что обычно уже сделано при эксплуатации систем передачи данных по несущему току. Сигналы также могут накладываться на нейтральный проводник трехфазной электрической сети, практика, известная как "нейтральная нагрузка", для уменьшения или устранения сетевого гула (60 Гц в североамериканских установках) и увеличения эффективной дальности передачи. Для вещательной установки типичный передатчик по несущему току имеет выходную мощность в диапазоне от 5 до 30 Вт. Однако электрическая проводка является крайне неэффективной антенной, что приводит к эффективной излучаемой мощности менее одного ватта, а расстояние, на котором сигналы могут быть приняты, обычно составляет менее 60 метров (200 футов) от проводов. Качество звука передачи может быть хорошим, хотя иногда в нем присутствуют низкочастотные помехи, создаваемые переменным током. Однако не все слушатели замечают этот гул, и не все приемники хорошо его воспроизводят. Разветвленные системы могут включать многоблочные установки с линейными усилителями и разветвителями для увеличения точек подключения к большой электрической сети (будь то кампус, высотный жилой комплекс или населенный пункт). Эти системы обычно требуют коаксиального кабеля для соединения передатчика с линейными усилителями. В 1990-х годах компания LPB, Inc., возможно, крупнейший производитель этих систем передачи, разработала и поставила несколько крупных систем для кампусов, которые включали волоконно-оптические линии связи между линейными усилителями для предотвращения гетеродинных помех.
Первоначальная разработка
Способность электрических проводников выступать в роли волноводов для радиосигналов была отмечена с первых дней радиоэкспериментов, а Генрих Герц опубликовал первый обзор этого явления в 1889 году. К 1911 году генерал-майор Джордж Оуэн Сквайер проводил одни из первых исследований, направленных на практическое применение передач по линиям электропередач, которые он назвал "проводным беспроводным". Для эффективности радиопередатчик должен был быть способен генерировать чистую непрерывную волну амплитудной модуляции. Таким образом, технология, необходимая для организации передач по линиям электропередач, стала доступна лишь к концу 1910-х годов, с разработкой вакуумных передатчиков и усилителей.
Дальнее общение
Первые коммерческие применения технологии передачи сигналов по линиям электропередач включали в себя организацию дальней телеграфной, телеметрической и телефонной связи электроэнергетическими компаниями по своим высоковольтным линиям электропередачи. Этот подход имел значительное преимущество перед обычными телеграфными и телефонными линиями, поскольку радиосигналы могли легко преодолевать небольшие разрывы в случае повреждения линии. В мае 1918 года Императорская японская электротехническая лаборатория в Токио успешно протестировала "волновой телефон" на линии электропередач компании Kinogawa Hydro Electric длиной 144 километра (90 миль). Летом 1920 года из Нью-Джерси поступили сообщения об успешной тестовой передаче по 19,2 километрам (12 миль) высоковольтных проводов, а к 1929 году в Соединенных Штатах и Европе было установлено 1000 таких систем. Однако, несмотря на оптимизм энергетических компаний относительно возможности общенационального внедрения системы, она не смогла конкурировать с бесплатными вещаниями обычных радиостанций. Генерал Скьер продолжал безуспешно продвигать эту технологию для домашнего использования до 1934 года, когда он помог основать компанию Muzak, ориентированную на корпоративный рынок.
Маломощные радиостанции
Технология несущего тока также используется для вещания радиопрограмм, которые можно принимать в небольшой зоне с помощью стандартных AM-радиоприемников. Чаще всего это связано с университетским и школьным радио, но также находит применение на радиостанциях больниц, военных базах, спортивных стадионах, конференц-залах, в психиатрических и исправительных учреждениях, трейлерных парках, летних лагерях, офисных зданиях и автокинотеатрах. Передатчики, использующие несущий ток, очень просты, что делает их эффективным вариантом для студентов, интересующихся радиовещанием. Вещание по несущему току началось в 1936 году, когда студенты Университета Брауна в Провиденсе, штат Род-Айленд, разработали станцию, работающую по этой технологии, первоначально названную «Сеть Брауна». Эта станция была основана Джорджем Абрахамом и Дэвидом В. Борстом, которые изначально установили систему внутренней связи между своими общежитиями. Связь междукомнатной связи была сначала расширена на дополнительные помещения, а затем система была заменена распределенными маломощными радиопередатчиками, которые подавали свои сигналы в электрическую проводку зданий, позволяя находящимся поблизости радиоприемникам принимать передачи. Идея станции, работающей по несущему току, вскоре распространилась на другие университетские городки, особенно на северо-востоке Соединенных Штатов. Межвузовская вещательная система (МВС) была создана в феврале 1940 года для координации деятельности между двенадцатью университетскими станциями, использующими несущий ток, и для привлечения рекламодателей, заинтересованных в спонсировании программ, ориентированных на их студенческую аудиторию. Это нововведение получило широкую огласку благодаря статье, опубликованной в журнале The Saturday Evening Post 24 мая 1941 года, и в конечном итоге было создано сотни университетских радиостанций. В ответ на это растущее явление, в 1941 году Федеральная комиссия по связи США (FCC) заявила, что из-за очень ограниченного радиуса действия этих станций она «не ввела никаких правил, регулирующих их работу». Следовательно, для законной работы американские станции, использующие несущий ток, должны соответствовать Правилам FCC Title 47 CFR Part 15 для нелицензионных передач.
Учреждения образования станции передатчика и кабельного вещания
Многие университетские радиостанции, впоследствии получившие лицензии на FM-вещание, начинали как станции, использующие передачу по линиям электропередач, благодаря низкой стоимости и относительной простоте запуска. Хотя университетские станции, использующие этот метод, существуют уже более 80 лет, их число неуклонно сокращается, уступая место другим способам передачи, включая FM с низкой мощностью (LPFM), вещание в закрытой сети по кабельным каналам, а также потоковое аудио и видео в интернете. Кроме того, используются простые презентации PowerPoint с новостями и информацией о жизни университета, транслируемые на недорогих потребительских телевизорах и мониторах. Как и большинство других студенческих организаций, эти станции часто работают по непостоянному графику. В Соединенных Штатах, в отличие от образовательных FM-станций, станции, использующие передачу по линиям электропередач, могут транслировать полную рекламную программу. В силу своей низкой мощности, эти станции не требуют лицензии FCC и не имеют официального позывного. Однако, следуя общепринятой практике в радиоиндустрии, они обычно используют собственные идентификаторы, имитирующие позывные.