רדיו
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
רדיו הוא שמה של הטכנולוגיה המאפשרת העברה של אותות בין שתי נקודות מרוחקות על ידי איפנון גלים אלקטרומגנטיים בתדירות הנמוכה מתדירות האור הנראה.
תוכן עניינים |
[עריכה] מקור השם
את השם "רדיו" הגה הפיזיקאי הצרפתי אדוארד בראנלי (Edouard Branly). שם זה מגיע במקור מהמונח "radioconductor" , אשר מבוסס על הפועל להקרין "to radiate".
[עריכה] גלי רדיו
גלי רדיו, ככל קרינה אלקטרומגנטית, עוברים דרך האוויר והריק ומפוזרים בחלל באופן שווה, ואינם זקוקים לכל "כלי תחבורה". כאשר גלי רדיו נעים בתיל (אנטנה), תנועת השדות המגנטיים והחשמליים שלהם, גורמים לזרם חילופין ומתח בתיל. אלה יכולים להפוך לשמע או לאותות אחרים הנושאים מידע, והם הבסיס לטכנולוגיית הרדיו. למרות שהמילה "רדיו" משמשת לתיאור תופעה זו, המכשירים שידועים לנו כטלוויזיה, רדיו, מכ"ם וטלפון סלולרי פועלים כולם באמצעות גלי רדיו.
הספקטרום האלקטרומגנטי ודיאגרמה הממחישה שליחת אות רדיו.
[עריכה] היסטוריה
הבסיס התאורטי להמצאת הרדיו הונח כבר ב־1873 על ידי ג'יימס קלרק מקסוול. הראשון שיישם את הטכנולוגיה היה דייוויד יוז (David E. Hughes) שב־1878 ביצע שידור ראשון של צלילים לאחר שגילה כי גלים אלקטרומגנטיים הופכים לצלילים באמצעות מכשיר טלפון ביתי, אך ההוכחה האמיתית הראשונה של התאוריה שהציג מקסוול הוצגה רק במהלך השנים 1886-1888 עת אישר היינריך רודולף הרץ את התאוריה באמצעות ניסוי.
הרדיו כמכשיר תקשורת המונים הוא פרי המצאתו של ג'וליילמו מרקוני, אשר מימש את התאוריה של הרץ, על התפשטות גלים אלקטרומגנטיים. הוא נכנס להיסטוריה, כראשון אשר יצר קשר אלחוטי (במורס) בין צרפת לאנגליה,וזכה לתהילת עולם כאשר, שידר ב־12 בדצמבר 1901 מסר אלחוטי ראשון, שחצה את האוקיינוס האטלנטי - ובכך פורץ דרך לשידור הרדיו הטראנס־אטלאנטי הראשון, בהוכיחו כי קימור כדור הארץ לא משפיע על גלים אלו. אט אט הפכה ההמצאה החדשה להיות מכשיר בידור ומידע בו מעבירים סוגי שידור שונים (בעיקר חדשות ומוזיקה) למאזינים בביתם.
שנות העשרים היו תקופת הפריחה של הרדיו שהפך להיות מכשיר בידור להמונים רבים ועוצמתו התגלתה בשידור "מלחמת העולמות", תסכית של אורסון וולס, שבו הודיע כאילו במסגרת שידור חדשות רגיל על פלישת בני המאדים לארץ , דבר שגרם לפאניקה המונית בארצות הברית. (סצינה זו מתוארת יפה בסרטו של וודי אלן "ימי הרדיו").
המצאת הטרנזיסטור ב־1948 הייתה "מהפך" בתולדות הרדיו, שכן היא הפכה אותו ממכשיר מסורבל ויקר למכשיר נייד וזול, דבר שסייע לו בעתיד בהתמודדותו עם מדיית הטלוויזיה.
[עריכה] שימושים
לגלי הרדיו מספר שימושים, הנפוצים ביניהם -
- שמע - מהשימושים הנפוצים לגלי רדיו, אחדות מהטכנולוגיות המשמשות להעברת גלי קול באמצעות גלי רדיו הן - AM, FM,
- טלפוניה - טלפונים סלולריים משתמשים בגלי רדיו על מנת להתחבר לרשת הטלפונים ללא צורך בכבלים.
- תמונה - שידורי טלוויזיה (בלוויין או באמצעות אנטנות) משתמשים בגלי רדיו על מנת להעביר קול ותמונה.
- רשת מחשבים - חיבור רשת מחשבים אלחוטית באמצעות גלי רדיו. Wi-Fi.
- חיבור אביזרים הקפיים ומכשירי חשמל - חיבור אביזרים הקפיים כמו דיבורית לטלפון סלולרי או חיבור מקלדת ועכבר למחשב באמצעות טכנולוגיית שן כחולה.
- ניווט - הן באמצעות לווינים (דוגמת GPS) והן באמצעות מערכות מיושנות יותר (דוגמת מערכת לורן או VOR).
- מכ"ם (RADAR / ראדאר) - על ידי שליחת גלי רדיו למרחב ופיענוח האותות המוחזרים ניתן לאתר את מיקומם וכיוון תנועתם של גופים הנעים במרחב.
- בישול - חימום ובישול אוכל באמצעות גלי רדיו בתנור מיקרוגל.
- רשת חיישנים - קריאת נתונים אלחוטית מחיישנים ביתיים, רפואיים, חיישני סביבה ואחרים למרכז בקרה מקומי. לדוגמה רשת מבוססת זיגבי ZigBee או שן כחולה.
[עריכה] חלוקת סקלת גלי רדיו
- גלים בינוניים (MW) בתחום 1600 - 500 קילו הרץ, בהם מקובלת שיטת האפנון AM, שהיא שיטה אנלוגית.
- גלים קצרים (SW) בתחום 1.7-30 מגה הרץ, בהם מקובלות שיטות שידור מגוונות. משמשים בדרך כלל לשידורי תחנות רדיו לטווח רחוק במיוחד (מדינות רבות) ולתקשורת בין חובבי רדיו
- טלוויזיה אנלוגית - בתחומים 70-88 מגה הרץ, 108-200 מגה הרץ (VHF) וכן 200-700 מגהרץ (UHF)
- תחום 88-108 מגהרץ השייך לתחום הכללי VHF ומשמש לרדיו אנלוגי בשיטת איפנון FM
- רדיו דיגיטלי - בתחום 174-218 מגהרץ (Band III) ב- VHF וכן בתחום 1.454-1.492 גיגההרץ ב- L-Band
- טלפון סלולרי אנלוגי ודיגיטלי- בסביבות 800-900 מגה הרץ וכן בסביבות 1800-1900 מגה הרץ
- שן כחולה, Wi-Fi, תנור מיקרוגל - 2.45 גיגה הרץ
- לווין ומכ"ם - סביבות 10 גיגה הרץ ומעלה
- שידורי רדיו דרך האינטרנט - רק כהשאלה לשונית, "שידור" באינטרנט אינו נעשה באמצעות גלי רדיו.
גלי הרדיו מעל 1 גיגה הרץ (1000 מגה הרץ) מתאפיינים בדרך כלל בעבירות הדומה מאוד לעבירות של קרני אור, כלומר כל דבר החוסם אור חוסם אותם במידה רבה מאוד. תכונה זו מתגברת ככל שעולה התדירות.
[עריכה] טכנולוגיית שידור רדיו
רדיו אנלוגי מתאר מערכת אלקטרונית המשמשת להעברת מידע כאות רציף, כמו רדיו FM ו- AM ומערכות שידור מיקרוגל.
רדיו דיגיטלי מתאר מערכת אלקטרונית המשמשת להעברת מידע כאות קצוב ספרתי, כאשר המידע יכול להיות:
- חד-כיווני, כדוגמת שידורי הרדיו המוכרים לכל, או
- דו-כיווני, כדוגמת טלפון סלולרי.
המונח DAB (ראשי תיבות של Digital Audio Broadcasting) נקבע תחילה לתיאור שידורי רדיו דיגיטליים, אך כיום הוא מזוהה בעיקר עם התקן האירופאי אאורקה 147, תקן שאומץ לשימוש גם בארץ.
הרדיו הדיגיטלי החד-כיווני משמש לשידורי רדיו (Broadcasting) ומציע יתרונות רבים לאומת הרדיו האנלוגי, אשר היה בשימוש בלעדי עד לפני לא הרבה זמן. יתרונות אלו כוללים איכות שמע (צליל) משופרת, פחות הפרעות קליטה, הספקי שידור יותר נמוכים ויכולת העברת נתונים יחד עם השמע. למרות יתרונות אלו, השימוש בשידורי רדיו דיגיטלי קצב חדירת הרדיו הדיגיטלי איטי - בעיקר בשל חוסר האחידות שבשיטות הקיימות וחוסר ההסכמה לשימוש מאחת מהן.
השיטה הנפוצה ביותר מבוססת על תקן אאורקה 147 שפותח על ידי תאגיד הפיתוח האירופאי אאורקה (Eureka). זהו תקן פתוח, אשר אושר על ידי גופי התקינה העיקריים בעולם, ומגדיר הן שידורים קרקעיים והן שידורים לוויינים (אם כי עד סוף 2006 נעשה בו שימוש רק בשידורי קרקע). השיטה עושה שימוש בתדרי VHF אשר משמשים גם לתחנות שידור טלוויזיה או בתדרי L-Band. שידורים בשיטה זו מיועדים להחליף את שידורי ה- FM ויישומה בעולם מתואם על ידי הפורום WorldDMB, בו מיוצגים כ-30 מדינות ומספר יצרני ציוד.
תקן DAB הוגדר בסוף שנת 1980 ומאז אומץ על ידי מספר גדול של מדינות, כאשר בחלקן יש כבר שידורים מסחריים, ואילו באחרות, כדוגמת ישראל, יש בשלב זה רק שידורים ניסיוניים. מקלטים לקליטת שידורים בשיטה זו נמכרים לציבור מאז 1999. מעריכים שכיום, בשנת 2006, כ- 500 מיליון אנשים מכוסים על ידי שידורי DAB, כאשר המדינות המובילות, הן מבחינת כמות וכיסוי תחנות השידור, והן מבחינת כמות המקלטים שבשימוש, הן אנגליה וגרמניה. מאז פיתוח התקן, הטכנולוגיה של שידורים דיגיטליים התקדמה ובעקבות התקדמות זו, פותח תקן חדש ומשופר, המכונה DAB 2.
בנוסף ל- DAB, יש שיטות נוספות לשידורי רדיו דיגיטלי, ואלו מציעות תכונות דומות ל- DAB. חלקן מיושמות במספר מצומצם של מדינות, חלקן בגדר תקן בלבד:
- DMB (ראשי תיבות של Digital Multimedia Broadcasting) – תקן פתוח מבוסס על DAB, עם יכולות של תמונות ווידאו בנוסף לשמע, אומץ בשנת 2006 על ידי הפורום WorldDMB (אשר שינה בעקבות זאת את שמו מ- WorldDAB)
- DVB-H – תקן פתוח מבוסס על DVB (ראשי תיבות של Digital Video Broadcasting), עם יכולות דומות ל- DMB, בשימוש ניסיוני בדרום קוראה
- ISDB – תקן מסחרי פתוח לרדיו ולטלוויזיה, בשימוש ניסיוני ביפן
- XM Radio ו- Sirius – שרותי שידור באמצעות לוויינים מסחריים בשימוש בארצות הברית, המינוי בתשלום
- HD Radio – תקן קרקעי מסחרי, בשימוש בארצות הברית, עושה שימוש בתדרי תחנות שידור FM הקיימות, כך שכל תחנה שחפצה בכך, יכולה להוסיף שידור דיגיטלי בשיטה זו לשידור FM הקיים
תקנים אחרים לשידורי רדיו דיגיטלי, פחות רלוונטיים לישראל, מיועדים להחליף את השידורים האנלוגיים בשיטת AM אשר בתחום גלים ארוכים, בינוניים ובגלים קצרים או מציעים תכנים ייחודיים. אלו הם:
- DRM (ראשי תיבות של Digital Radio Mondiale) – תקן פתוח, אושר על ידי גופי התקינה העיקריים בעולם, עושה שימוש בתחומי התדרים הקיימים
- IBOC AM – תקן קרקעי מסחרי בארצות הברית, עושה גם כן שימוש בתחומי התדרים הקיימים
- WorldSpace – תקן לווייני עם כיסוי, לאסיה, אפריקה, המזרח התיכון וחלק מאירופה, המינוי בתשלום
