نطاق البث

نطاق البث (ويُسمى أيضًا نطاق الاستماع أو منطقة الاستماع للراديو ، أو نطاق المشاهدة أو منطقة المشاهدة للتلفزيون ) هو المنطقة التي تغطيها محطة بث أو أي وسيلة إرسال أخرى عبر موجات الراديو (أو ربما الأشعة تحت الحمراء ، المرتبطة بها ارتباطًا وثيقًا). وهو عمومًا المنطقة التي تكون فيها قوة إشارة المحطة كافية لمعظم أجهزة الاستقبال لفك تشفيرها. ومع ذلك، يعتمد هذا أيضًا على التداخل من المحطات الأخرى.

تُعرَّف "منطقة الخدمة الأساسية" بأنها المنطقة التي تغطيها أقوى إشارة للمحطة. ووفقًا للوائح لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC)، فإن "مستوى التغطية الحضري" هو 70 ديسيبل ( ديسيبل بالنسبة إلى ميكروفولت واحد لكل متر من قوة الإشارة) أو 3.16 ملي فولت لكل متر (ملي فولت لكل متر) لمحطات FM في الولايات المتحدة . ^{[ 1 ]} وهذا الأمر مهم أيضًا في قانون البث ، إذ يجب على المحطة تغطية مدينة ترخيصها ضمن هذه المنطقة، باستثناء المحطات التعليمية غير التجارية والمحطات منخفضة الطاقة . ^{[ 2 ]}

يمتد النطاق المحمي قانونًا للمحطة إلى ما هو أبعد من هذا النطاق، وصولًا إلى النقطة التي يُتوقع أن تكون فيها قوة الإشارة 1 ملي فولت/متر لمعظم المحطات في أمريكا الشمالية ، على الرغم من أنها تبلغ 0.7 ملي فولت/متر لمحطات الفئة B1 ، وتصل إلى 0.5 ملي فولت/متر لمحطات الفئة B الكاملة (الحد الأقصى المسموح به في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية في كل من كندا والولايات المتحدة). ^{[ 3 ]}

في الواقع، يتغير انتشار الموجات الراديوية تبعًا للأحوال الجوية وحركة الموجات في طبقة التروبوسفير ، وأحيانًا تبعًا لظواهر أخرى في طبقات الجو العليا كالبقع الشمسية وحتى زخات الشهب . لذا، فبينما قد تحدد هيئة البث نطاق البث بمنطقة ذات حدود دقيقة (مُعرَّفة كسلسلة من المتجهات )، فإن هذا نادرًا ما يكون صحيحًا. عندما يصل البث إلى مناطق بعيدة عن نطاقه المقصود بسبب ظروف غير اعتيادية ، يصبح التواصل مع محطات بعيدة (DXing ) ممكنًا.

يمكن أن تلعب التضاريس المحلية دورًا رئيسيًا في الحد من نطاق البث. فالسلاسل الجبلية تحجب بثّ موجات FM و AM والتلفزيون، بالإضافة إلى إشارات أخرى في نطاقي VHF و UHF على التوالي. يحدث هذا الحجب عندما يُحجب خط الرؤية بجسم ما لا تستطيع الموجات اللاسلكية المرور من خلاله، كالصخور مثلاً. في بعض الأحيان، قد لا يكون لهذا تأثير يُذكر بسبب الأحوال الجوية، كما هو الحال عندما تعكس السحب الركامية العالية المصاحبة لخط عاصف من العواصف الرعدية الإشارة فوقها، كما لو كانت برج راديو شاهق الارتفاع . في المقابل، قد يؤدي هطول الأمطار الغزيرة إلى إضعاف نطاق حتى المحطات المحلية. يتأثر البث التلفزيوني الرقمي ATSC بالرياح والأشجار (حتى لو لم تكن محيطة بمواقع الإرسال أو الاستقبال)، ويعود ذلك على ما يبدو إلى استخدامه لتقنية تعديل 8VSB بدلاً من COFDM .

تواجه محطات البث الإذاعي AM تحديات مختلفة نظرًا لاستخدامها نطاق الموجات المتوسطة . يتحدد مدى البث في هذه المحطات بموصلية الأرض ، والاستخدام السليم والصيانة الدورية للأسلاك الأرضية التي تعمل كسطح أرضي لمشعات الصواري المستخدمة. تنعكس الموجات السماوية عن طبقة الأيونوسفير على مسافة أكبر بكثير فوق سطح الأرض ليلًا. وهذا بدوره يتسبب في أن تقطع محطات الموجات المتوسطة، ومعظم محطات الموجات القصيرة ، وحتى محطات الموجات الطويلة ، مسافات أطول بكثير ليلًا، وذلك في الجانب من الأرض حيث تسحب الرياح الشمسية طبقة الأيونوسفير (والغلاف المغناطيسي ) بعيدًا عن الكوكب ، بدلًا من دفعها نحوه كما هو الحال في الجانب النهاري. ولهذا السبب، تضطر العديد من محطات AM إلى قطع الطاقة أو التوقف عن البث ليلًا، باستثناء المحطات القديمة جدًا التي لا تزال تعمل على قنوات واضحة . كما استغلت محطات البث الحدودية في شمال المكسيك هذا التأثير، إلى جانب أجهزة إرسال عالية الطاقة ، لتوسيع نطاق بثها الليلي إلى ما وراء الحدود الأمريكية المكسيكية وعبر معظم أنحاء الولايات المتحدة.

تُساهم محطات إعادة البث المختلفة في توسيع نطاق تغطية المحطة عن طريق إعادة بثها على نفس القناة أو قناة أخرى . ما يُعرف عادةً باسم "مكرر" في هواية الراديو، يُسمى "مترجم بث" (على قناة مختلفة) أو "معزز" (على نفس القناة) في البث الأمريكي ، أو " معيد بث" (على نطاق أوسع بكثير) في البث الكندي (الذي يشمل أكثر من مجرد البث منخفض الطاقة المستخدم في الولايات المتحدة). تُستخدم المعززات فقط ضمن نطاق بث المحطة الأم، وتؤدي نفس الوظيفة محليًا التي تؤديها شبكات التردد الواحد الإقليمية والوطنية في أوروبا . كما خضع البث الموزع للاختبار في الولايات المتحدة، ولكن للحفاظ على حصة المحطات في أسواقها الإعلامية المحلية ، سيقتصر ذلك على منطقة بث محطة كبيرة واحدة. يستخدم راديو الأقمار الصناعية ، المصمم للاستخدام بدون طبق استقبال، مكررات أرضية في المدن الكبيرة نظرًا للعوائق الكثيرة التي تُسببها مبانيها الشاهقة أمام العديد من العملاء الحاليين والمحتملين المتمركزين هناك.

عادةً ما يلاحظ من هم على حافة نطاق بث المحطة تشويشًا في البث التناظري ، بينما يحافظ تصحيح الأخطاء على وضوح الإشارة الرقمية حتى تصل إلى ذروة التشويش وتختفي فجأة تمامًا. قد تتقلب محطات FM ذهابًا وإيابًا ( بسرعة مزعجة أحيانًا عند التنقل) بسبب تأثير الالتقاط ، بينما قد تتداخل محطات AM (بما في ذلك الفيديو التلفزيوني) أو تتلاشى مع بعضها البعض.

يميل صوت الاستريو FM إلى التشويش بشكل أسرع من الصوت الأحادي نظرًا لاستخدامه موجات حاملة فرعية ، لذا قد تختار المحطات توسيع نطاق بثها الفعال بتعطيل مولد الاستريو . كما يمكن للمستمعين تعطيل فك تشفير الاستريو على جهاز الاستقبال، مع العلم أن فقدان نغمة الاستريو التجريبية يؤدي إلى ذلك تلقائيًا. ولأن هذه الخاصية تميل إلى التشغيل والإيقاف عند الوصول إلى عتبة الاستقبال، وغالبًا ما تكون هذه العتبة منخفضة جدًا في تصميم المنتج من قِبل الشركة المصنعة ، فإن تعطيلها يدويًا عند حافة نطاق البث يمنع التبديل المزعج بين صوت الاستريو المشوش وصوت المونو الهادئ.

وينطبق الأمر نفسه على برامج التلفزيون التناظري المجسم وبرامج الصوت الثانوي ، وحتى على التلفزيون الملون، فجميعها تستخدم موجات فرعية. كما أن خدمات قراءة الراديو وغيرها من الخدمات التي تستخدم الموجات الفرعية ستعاني من انقطاعات البث قبل المحطة الرئيسية.

تتوفر تقنيات تسمح بالانتقال إلى إشارة مختلفة تحمل نفس البرنامج الإذاعي عند الخروج من نطاق بث المحطة. يتيح نظام بيانات الراديو (RDS) الانتقال إلى محطة FM أو محطة أخرى تحمل نفس المعرّف ، أو حتى إلى محطة AM (ولكن ليس بالضرورة منها). كما صُمم راديو الأقمار الصناعية للانتقال بسلاسة بين أجهزة إعادة الإرسال و/أو القمر الصناعي عند الخروج من نطاق أحدهما. يعود راديو HD إلى الإشارة التناظرية كخيار احتياطي عند الوصول إلى حافة النطاق الرقمي، ولكن نجاح هذه العملية من وجهة نظر المستمع يعتمد على مدى دقة مهندس البث في مزامنة الإشارتين.

تتطلب الإرسالات الرقمية طاقة أقل للاستقبال بوضوح مقارنةً بالإرسالات التناظرية. ويعتمد الرقم الدقيق لأنماط الإرسال المختلفة على مدى قوة الإشارة في البداية، مثل التضمين، وفترة الحماية ، وتصحيح الأخطاء الأمامية . وفي كل عامل من هذه العوامل الثلاثة، يُؤخذ في الاعتبار أن زيادة معدل نقل البيانات تعني انخفاضًا في نطاق البث. ويُعد التضمين الهرمي المستخدم في نظام DVB حالةً فريدة، حيث يُقلل من نطاق إشارة الوضوح الكامل ، مقابل زيادة في النطاق القابل للاستخدام لجزء الفيديو ذي الوضوح المنخفض.

تُشغّل المحطات الرقمية في أمريكا الشمالية عادةً من قِبل نفس الجهات التي تُشغّل المحطات التناظرية، وبالتالي تُشغّل مرافقها المستقلة. ولهذا السبب، تشترط لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية على محطات التلفزيون الأمريكية محاكاة تغطيتها التناظرية بإشارتها الرقمية أيضًا. مع ذلك، لا يتطلب البث التلفزيوني الرقمي بتقنية ATSC سوى خُمس الطاقة اللازمة للوصول إلى نفس المنطقة وعلى نفس القناة التي يصل إليها البث التناظري. أما بالنسبة لراديو HD، فلا تتجاوز هذه النسبة 1% من الطاقة التناظرية للمحطة ، ويعود ذلك جزئيًا إلى كونه أسلوبًا ضمن النطاق وعلى القناة ، يستخدم نطاقات جانبية يجب أن تمنع التداخل مع القنوات المجاورة ، خاصةً بالنسبة لأجهزة الاستقبال القديمة أو الرخيصة التي تفتقر إلى الحساسية و/أو الانتقائية الكافية .