Banda de transmisión FM

La banda de transmisión FM es un rango de frecuencias de radio utilizadas para la transmisión FM por estaciones de radio . El rango de frecuencias utilizadas difiere entre diferentes partes del mundo. En Europa y África (definida como la región 1 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) ) y en Australia y Nueva Zelanda, ^[1] abarca de 87,5 a 108 megahercios (MHz) - también conocida como Banda II de VHF - mientras que en las Américas (región 2 de la UIT) varía de 88 a 108 MHz. La banda de transmisión FM en Japón usa de 76 a 95 MHz, y en Brasil , de 76 a 108 MHz. La banda de la Organización Internacional de Radio y Televisión (OIRT) en Europa del Este es de 65,9 a 74,0 MHz, aunque estos países ahora usan principalmente la banda de 87,5 a 108 MHz, como en el caso de Rusia . Algunos otros países ya han descontinuado la banda OIRT y han cambiado a la banda de 87,5 a 108 MHz.

La modulación de frecuencia de banda estrecha fue desarrollada y demostrada por Hanso Idzerda en 1919.

La radio modulación de frecuencia de banda ancha se originó en Estados Unidos durante la década de 1930; el sistema fue desarrollado por el ingeniero eléctrico estadounidense Edwin Howard Armstrong . Sin embargo, la transmisión FM no se generalizó, incluso en América del Norte , hasta la década de 1960.

Las ondas de radio moduladas en frecuencia se pueden generar en cualquier frecuencia. Todas las bandas mencionadas en este artículo se encuentran en el rango de frecuencias muy altas (VHF), que se extiende de 30 a 300 MHz.

Si bien todos los países utilizan frecuencias centrales de canal FM que terminan en 0,1, 0,3, 0,5, 0,7 y 0,9 MHz, algunos países también utilizan frecuencias centrales que terminan en 0,0, 0,2, 0,4, 0,6 y 0,8 MHz. Algunos otros también utilizan 0,05, 0,15, 0,25, 0,35, 0,45, 0,55, 0,65, 0,75, 0,85 y 0,95 MHz.

Una conferencia de la UIT en Ginebra , Suiza , el 7 de diciembre de 1984, resolvió descontinuar el uso de espaciamientos de canales de 50 kHz en toda Europa . ^[2]

• La mayoría de los países han utilizado espaciamientos de canales de 100 kHz o 200 kHz para la transmisión FM desde esta conferencia de la UIT en 1984.
• Algunas radios FM sintonizadas digitalmente no pueden sintonizar con incrementos de 50 kHz o incluso de 100 kHz. Por lo tanto, al viajar al exterior o importar receptores, es posible que no se escuchen con claridad las estaciones que transmiten en ciertas frecuencias con dichos incrementos. Este problema no afectará la recepción en una radio sintonizada analógicamente.
• Algunos países, como Italia , que tienen bandas FM muy congestionadas, aún permiten una estación en cualquier múltiplo de 50 kHz donde sea posible insertarla.
• Los espaciamientos de canales de 50 kHz ayudan a prevenir la interferencia entre canales y aprovechan el efecto de captura de FM y la selectividad del receptor .

La asignación de frecuencia original en América del Norte utilizada por Edwin Armstrong utilizó la banda de frecuencia de 42 a 50 MHz, pero esta asignación se cambió a una banda más alta a partir de 1945. En Canadá , Estados Unidos , México , Bahamas , etc., hay 101 canales FM numerados del 200 (frecuencia central 87,9 MHz) al 300 (frecuencia central 107,9 MHz), aunque estos números rara vez se utilizan fuera de los campos de la ingeniería de radio y el gobierno.

Las frecuencias centrales de los canales FM están espaciadas en incrementos de 200 kHz. La frecuencia de 87,9 MHz, aunque técnicamente forma parte del canal de televisión 6 (82 a 88 MHz), es utilizada por solo dos estaciones de FM de clase D en los Estados Unidos. Los sintonizadores de radio portátiles a menudo sintonizan a 87,5 MHz, de modo que se puedan fabricar y vender las mismas radios en todo el mundo. Los automóviles suelen tener radios FM que pueden sintonizar a 87,7 MHz, de modo que el audio del canal de televisión 6 a 87,75 MHz (±10 kHz) se pueda recibir mientras se conduce. Esto ya no es posible en gran medida debido a la transición a la televisión digital de 2009 , aunque en 2023 la FCC autorizó a catorce estaciones de televisión de baja potencia del Canal 6 a seguir operando servicios de radio indefinidamente.

En Estados Unidos, los veintiún canales con frecuencias centrales de 87,9 a 91,9 MHz (canales 200 a 220) constituyen la banda reservada , exclusivamente para estaciones educativas no comerciales ( NCE ). Los otros canales (92,1 MHz a 107,9 MHz (canales 221 a 300) pueden ser utilizados tanto por estaciones comerciales como no comerciales. ^[3] (Nótese que en Canadá y en México esta reserva no se aplica; México introdujo una reserva de 106,1 a 107,9 MHz para estaciones comunitarias e indígenas en 2014, aunque docenas de estaciones están exentas debido a la falta de espacio para reubicarlas).

Originalmente, la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos (FCC) ideó un plan de bandas en el que las estaciones de radio FM se asignarían a intervalos de cuatro canales (separación de 800 kHz) para cualquier área geográfica. Así, en un área, las estaciones podrían estar en 88,1, 88,9, 89,7, etc., mientras que en un área adyacente, las estaciones podrían estar en 88,3, 89,1, 89,9, 90,7, etc. Ciertas frecuencias fueron designadas solo para la Clase A (ver radiodifusión FM ), que tenía un límite de tres kilovatios de potencia radiada efectiva (ERP) y un límite de altura de antena para el centro de radiación de 300 pies (91,4 m) de altura sobre el terreno promedio ( HAAT ). Estas frecuencias eran 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 y 107.1. En otras frecuencias, una estación podía ser de Clase B (50 kW, 500 pies) o de Clase C (100 kW, 2000 pies), dependiendo de la zona en la que se encontraba.

A fines de los años 1980, la FCC cambió a un plan de banda basado en una tabla de separación de distancias que utilizaba estaciones que estaban en funcionamiento en ese momento, y subdividió la tabla de clases para crear clases adicionales y cambiar los límites de altura de antena a metros. La potencia de la clase A se duplicó a seis kilovatios, y se eliminaron las restricciones de frecuencia mencionadas anteriormente. A fines de 2004, una estación puede "encajarse" en cualquier lugar siempre que la ubicación y la clase se ajusten a las reglas de la tabla de separación de la FCC. ^[4] Las reglas para el espaciado del segundo canal adyacente no se aplican a las estaciones con licencia antes de 1964.

En 2017, Brasil sentó las bases para recuperar los canales 5 y 6 (76,1–87,5 MHz) para su uso en radiodifusión sonora y exigió que los nuevos receptores de radio pudieran sintonizar la nueva banda extendida ( en portugués : faixa estendida , abreviado eFM). Cinco transmisores de la emisora ​​pública Compañía Brasileña de Comunicación fueron las primeras estaciones de banda extendida en iniciar transmisiones el 7 de mayo de 2021. ^[5]

Normalmente, cada canal tiene un ancho de 200  kHz (0,2 MHz) y puede transmitir frecuencias de audio y subportadoras de hasta 100 kHz. La desviación suele estar limitada a un total de 150 kHz (±75 kHz) para evitar interferencias de canales adyacentes en la banda. Las estaciones en los EE. UU. pueden superar este límite hasta en un 10 % si utilizan subportadoras no estéreo , lo que aumenta la modulación total en un 0,5 % por cada 1 % utilizado por las subportadoras. Algunas estaciones pueden tener una desviación limitada de (±50 kHz) para reducir el ancho de banda transmitido y poder incluir estaciones adicionales.

La banda de transmisión FM de la OIRT cubre de 65,8 a 74 MHz. Se utilizó en la Unión Soviética y la mayoría de los demás países miembros del Pacto de Varsovia de la Organización Internacional de Radio y Televisión en Europa del Este (OIRT), con la excepción de Alemania del Este , que siempre utilizó la banda de transmisión de 87,5 a 100 (más tarde 104) MHz, en línea con Europa Occidental.

La parte inferior de la banda VHF se comporta un poco como la radio de onda corta , ya que tiene un alcance mayor que la parte superior de la banda VHF. Era ideal para llegar a áreas extensas y remotas que de otro modo no tendrían recepción de radio FM. En cierto modo, la FM era adecuada para esta banda porque el efecto de captura de FM podía mitigar la interferencia de las ondas ionosféricas .

La transición a la banda de 87,5 a 108 MHz comenzó ya en la década de 1980 en algunos países de Europa del Este. Tras el colapso de los gobiernos comunistas, esa transición se aceleró notablemente con el establecimiento de estaciones privadas. Esto también fue impulsado por la falta de equipos para la banda OIRT y la modernización de las redes de transmisión existentes.

Muchos países han dejado de transmitir en la banda FM de la OIRT, aunque su uso continúa en otros, principalmente en las antiguas repúblicas de la URSS. El futuro de la transmisión en la banda FM de la OIRT es limitado, debido a la falta de nuevos receptores de consumo para esta banda fuera de Rusia.

Los países que todavía utilizan la banda OIRT son Rusia (incluido Kaliningrado ), Bielorrusia , ^[6] Moldavia , ^[7] Ucrania , ^[8] y Turkmenistán . ^[9]

En Checoslovaquia , la decisión de utilizar la banda de 87,5 a 108 MHz en lugar de la banda de 65,9 a 74 MHz se tomó a principios de los años ochenta. Se creó el plan de frecuencias, que se coordinó internacionalmente en la Conferencia Administrativa Regional para la Radiodifusión de Sonido FM en la banda VHF en Ginebra, en 1984. ^[10] Las frecuencias asignadas aún son válidas y se utilizan en la República Checa y Eslovaquia . El primer transmisor se puso en funcionamiento en 102,5 MHz cerca de Praga en noviembre de 1984. Tres años más tarde, había once transmisores en servicio en todo el país, incluidos tres en el barrio praguense de Žižkov. En 1988, el plan era instalar 270 transmisores en 45 ubicaciones. ^[11] La transición se completó en 1993.

En Polonia todos los transmisores de radio OIRT fueron cerrados a finales de 1999.

Hungría cerró sus transmisores de radiodifusión restantes en 2007 y, durante treinta días en julio de ese año, varios operadores de radioaficionados húngaros recibieron un permiso experimental temporal para realizar experimentos de propagación e interferencia en la banda de 70-70,5 MHz.

En Bielorrusia, sólo las estaciones de radio públicas del gobierno siguen activas en la OIRT. Todas las estaciones de la OIRT en Bielorrusia son un espejo de las transmisiones FM normales. El objetivo principal de esas estaciones es la compatibilidad con equipos más antiguos.

En 2014, Rusia comenzó a reemplazar los transmisores de banda OIRT por transmisores FM de banda CCIR (los "occidentales"). La razón principal del cambio a FM CCIR es llegar a más oyentes.

A diferencia de la práctica occidental, las frecuencias FM de la OIRT se basan en múltiplos de 30 kHz en lugar de 50, 100 o 200 kHz. Esto puede haber sido para reducir la interferencia cocanal causada por la propagación de E esporádica y otros efectos atmosféricos, que ocurren con mayor frecuencia en estas frecuencias. Sin embargo, los efectos de distorsión por trayectos múltiples son menos molestos que en la banda CCIR.

El estéreo se logra generalmente enviando la señal de diferencia estéreo, mediante un proceso llamado modulación polar . La modulación polar utiliza una subportadora reducida en 31,25 kHz con el audio en ambas bandas laterales. Esto da la siguiente estructura de señal: L + R --> subportadora reducida de 31,25 kHz L - R.

La banda de 4 metros (70–70,5 MHz) asignada a los radioaficionados en muchos países europeos se encuentra completamente dentro de la banda FM de la OIRT. Los operadores de esta banda y de la banda de 6 metros (50–54 MHz) utilizan la presencia de estaciones de radiodifusión como una indicación de que hay una "apertura" hacia Europa del Este o Rusia. Esto puede tener sus pros y sus contras, porque la banda de 4 metros asignada a los radioaficionados es de solo 0,5 MHz o menos, y una única estación de radiodifusión causa interferencias considerables en una gran parte de la banda.

Los canales de televisión R4 y R5 del Sistema D se encuentran total o parcialmente dentro de la banda de transmisión de audio FM de 87,5 a 108 MHz. Por lo tanto, los países que aún utilizan el Sistema D deben considerar la reorganización de la transmisión de televisión para aprovechar al máximo esta banda para la transmisión de audio.

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La banda FM en Japón es de 76–95 MHz (anteriormente 76–90). La sección de 90–108 MHz se utilizó para los canales de televisión analógica VHF 1, 2 y 3 (cada canal de televisión NTSC tiene un ancho de 6 MHz). La estrechez de la banda japonesa (19 MHz en comparación con un poco más de 20 MHz para la banda CCIR) limita el número de estaciones FM que se pueden acomodar en el dial, con el resultado de que muchas estaciones de radio comerciales se ven obligadas a utilizar AM .

Muchas radios japonesas pueden recibir tanto la banda FM japonesa como la banda FM CCIR, de modo que el mismo modelo puede venderse dentro de Japón o exportarse. La radio puede cubrir de 76 a 108 MHz, la cobertura de frecuencia puede ser seleccionada por el usuario o durante el ensamblaje la radio puede configurarse para operar en una banda por medio de un diodo u otro componente interno especialmente colocado.

Las radios convencionales con sintonización analógica (dial y puntero) anteriormente estaban marcadas con "TV Sound" en la sección 76-88. Si estas radios se vendieran en los EE. UU., por ejemplo, la sección 76-88 estaría marcada como TV sound para los canales VHF 5 y 6 (como dos canales de TV NTSC de 6 MHz de ancho), con la banda de la sección 88-108 como FM normal. La compatibilidad de "TV sound" con la radio FM convencional terminó con la transición a la TV digital de los EE. UU . en 2009, con la excepción del número limitado de estaciones de baja potencia en el canal 6 que aún usan analógico; estas estaciones de baja potencia cambiarán a digital en 2021.

Los automóviles de segunda mano importados de Japón contienen una radio diseñada para la banda FM japonesa, y los importadores a menudo instalan un "convertidor" para convertir la banda de 87,5 a 107,9 MHz a las frecuencias que la radio puede aceptar. Además de mostrar una frecuencia incorrecta, hay otras dos desventajas que pueden resultar en un rendimiento no deseado: el convertidor no puede convertir en su totalidad la banda FM internacional regular (hasta 20,5 MHz de ancho) a la única banda japonesa de 14 MHz de ancho (a menos que el convertidor incorpore dos modos de conversión descendente conmutables por el usuario), y la antena del automóvil puede funcionar mal en la banda FM más alta. Algunos convertidores simplemente convierten la banda FM en 12 MHz, lo que genera frecuencias lógicas (por ejemplo, 78,9 para 90,9, 82,3 para 94,3, etc.), pero excluyen la banda de 102-108 MHz. Además, el RDS no se utiliza en Japón, mientras que la mayoría de las radios de automóvil modernas disponibles en Europa tienen este sistema. Además, es posible que el convertidor no permita el paso de la banda MW , que se utiliza para la transmisión AM. Una mejor solución es reemplazar la radio y la antena por otras diseñadas para el país donde se utilizará el automóvil.

Australia tuvo una situación similar con los canales de televisión australianos 3, 4 y 5 que están entre 88 y 108 MHz, y tenía la intención de seguir el ejemplo de Japón, pero al final optó por el plan de banda occidental, debido a las radios CCIR que ingresaron al país. Hubo algunas radios vendidas en Australia para 76 a 90 MHz.

En la década de 1930 se iniciaron investigaciones para establecer estaciones de radio que transmitieran en asignaciones de "muy alta frecuencia" (VHF) por encima de 30 MHz. En octubre de 1937, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) anunció nuevas asignaciones de frecuencia, que incluían una banda de estaciones " Apex " experimentales y educativas, que constaba de 75 canales que abarcaban desde 41,02 a 43,98 MHz. ^[12] Al igual que la banda AM existente, estas estaciones empleaban modulación de amplitud, sin embargo, el espaciado de 40 kHz entre frecuencias adyacentes era cuatro veces mayor que el espaciado de 10 kHz en la banda de transmisión AM estándar, lo que reducía la interferencia de frecuencias adyacentes y proporcionaba más ancho de banda para programación de alta fidelidad.

También durante la década de 1930 , Edwin Howard Armstrong desarrolló una tecnología de transmisión competitiva, la "modulación de frecuencia de banda ancha", que se promovió como superior a las transmisiones AM, en particular debido a su alta fidelidad y casi inmunidad a la interferencia estática. En mayo de 1940, en gran parte como resultado de los esfuerzos de Armstrong, la FCC decidió eliminar la banda Apex y autorizó una banda FM a partir del 1 de enero de 1941, que funcionaba en 40 canales que abarcaban entre 42 y 50 MHz, ^[13] con los primeros cinco canales reservados para estaciones educativas. Hubo un interés significativo en la nueva banda FM por parte de los propietarios de estaciones, sin embargo, las restricciones de construcción que entraron en vigencia durante la Segunda Guerra Mundial limitaron el crecimiento del nuevo servicio.

Tras el final de la guerra, la FCC se movió para estandarizar sus asignaciones de frecuencia. Un área de preocupación fueron los efectos de la propagación troposférica y esporádica E , que a veces reflejaba señales de estación a grandes distancias, causando interferencia mutua. Una propuesta particularmente controvertida, encabezada por la Radio Corporation of America (RCA), que estaba dirigida por David Sarnoff , fue que la banda FM necesitaba ser cambiada a frecuencias más altas para evitar este problema potencial. Armstrong denunció que esta reasignación tenía el objetivo encubierto de interrumpir el desarrollo de la radio FM, ^[14] sin embargo la propuesta de RCA prevaleció, y el 27 de junio de 1945 la FCC anunció la reasignación de la banda FM a 90 canales de 88-106 MHz, ^{[15] [16]} que pronto se expandió a 100 canales de 88-108 MHz, con los primeros 20 canales reservados para estaciones educativas. A continuación siguió un período en el que se permitió a las estaciones FM existentes transmitir tanto en la banda FM "baja" original como en la nueva "alta", que finalizó a la medianoche del 8 de enero de 1949, momento en el que todas las transmisiones de banda baja tuvieron que finalizar. ^[17]

En 1978 se asignó una frecuencia adicional reservada para estaciones educativas, 87,9 MHz. ^[18] En marzo de 2008, la FCC solicitó comentarios públicos sobre la transferencia del ancho de banda actualmente ocupado por los canales de televisión analógica 5 y 6 (76-88 MHz) para extender la banda de transmisión FM cuando la transición a la televisión digital se completara en febrero de 2009 (finalmente retrasada a junio de 2009). ^[19] Esta asignación propuesta habría asignado efectivamente frecuencias correspondientes al servicio de radio FM japonés existente (que comienza en 76 MHz) para su uso como una extensión de la banda de transmisión FM norteamericana existente. ^[20] Varias estaciones de televisión de baja potencia conocidas coloquialmente como " Franken-FM " operaron principalmente como estaciones de radio en el canal 6, utilizando la portadora de audio de 87,7 MHz de ese canal como una estación de radio que se puede recibir en la mayoría de los receptores FM configurados para cubrir toda la Banda II , desde 2009 hasta 2021; Desde entonces, un número reducido ha recibido autorización temporal especial para llevar un portador de audio especial en sus señales ATSC 3.0 para continuar con el status quo. ^[21]

Con la adopción gradual de la radiodifusión digital (por ejemplo, HD Radio , DAB+ ), algunos países han planificado y comenzado un apagón de la radio FM . Noruega , en enero de 2018, fue el primer país en interrumpir la FM como resultado de ello.

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