Беспроводная телеграфия или радиотелеграфия — это передача текстовых сообщений с помощью радиоволн , аналогично электрической телеграфии с использованием кабелей . [1] [2] Примерно до 1910 года термин «беспроводная телеграфия» также использовался для других экспериментальных технологий передачи телеграфных сигналов без проводов. [3] [4] В радиотелеграфии информация передается с помощью импульсов радиоволн двух разных длин, называемых «точками» и «тире», которые составляют текстовые сообщения, обычно с помощью азбуки Морзе . В ручной системе отправляющий оператор нажимает на переключатель, называемый телеграфным ключом , который включает и выключает передатчик , производя импульсы радиоволн. На приемнике импульсы слышны в динамике приемника в виде звуковых сигналов, которые оператор, знающий азбуку Морзе, переводит обратно в текст.
Радиотелеграфия была первым средством радиосвязи. Первые практические радиопередатчики и приемники , изобретенные в 1894–1895 годах Гульельмо Маркони, использовали радиотелеграфию. [5] Она продолжала оставаться единственным типом радиопередачи в течение первых нескольких десятилетий радио, называемых «эпохой беспроводной телеграфии», вплоть до Первой мировой войны , когда развитие амплитудной модуляции (АМ) радиотелефонии позволило передавать звук ( аудио ) по радио. Начиная примерно с 1908 года, мощные трансокеанские радиотелеграфные станции передавали коммерческий телеграммный трафик между странами со скоростью до 200 слов в минуту.
Радиотелеграфия использовалась для междугородней коммерческой, дипломатической и военной текстовой связи на протяжении первой половины 20-го века. [6] Она стала стратегически важной возможностью во время двух мировых войн [7], поскольку страна без междугородних радиотелеграфных станций могла быть изолирована от остального мира противником, перерезавшим ее подводные телеграфные кабели . Радиотелеграфия остается популярной в любительском радио . Ее также преподают военные для использования в экстренной связи. Однако коммерческая радиотелеграфия устарела. [8]
Беспроводная телеграфия или радиотелеграфия, обычно называемая CW ( непрерывная волна ), ICW (прерывистая непрерывная волна) передача или включение-выключение манипуляции и обозначенная Международным союзом электросвязи как тип излучения A1A или A2A , является методом радиосвязи . Он передавался несколькими различными методами модуляции на протяжении своей истории. Примитивные передатчики с искровым разрядником, использовавшиеся до 1920 года, передавали затухающие волны , которые имели очень широкую полосу пропускания и имели тенденцию мешать другим передачам. Этот тип излучения был запрещен к 1934 году, за исключением некоторого устаревшего использования на кораблях. [9] [10] [11] Передатчики на электронных лампах ( лампах), которые начали использоваться после 1920 года, передавали код импульсами немодулированной синусоидальной несущей волны, называемой непрерывной волной (CW), которая используется и сегодня. Для приема передач CW приемнику требуется схема, называемая генератором частоты биений (BFO). [12] [13] Третий тип модуляции, частотная манипуляция (FSK), в основном использовался радиотелетайпными сетями (RTTY). Радиотелеграфия с кодом Морзе была постепенно заменена радиотелетайпом в большинстве приложений с большим объемом к началу Второй мировой войны .
В ручной радиотелеграфии передающий оператор манипулирует переключателем , называемым телеграфным ключом , который включает и выключает радиопередатчик, производя импульсы немодулированной несущей волны различной длины, называемые «точками» и «тире», которые кодируют символы текста в коде Морзе . [14] В месте приема код Морзе слышен в наушниках или динамиках приемника как последовательность гудков или звуковых сигналов, которая преобразуется обратно в текст оператором, знающим код Морзе. При автоматической радиотелеграфии телетайпы на обоих концах используют код, такой как Международный телеграфный алфавит № 2, и производят печатный текст.
Радиотелеграфия устарела в коммерческой радиосвязи, и ее последнее гражданское использование, требующее от морских судоходных радистов использовать азбуку Морзе для экстренной связи, закончилось в 1999 году, когда Международная морская организация перешла на спутниковую систему GMDSS . [8] Однако она все еще используется радиолюбителями , а военные службы требуют, чтобы сигнальщики были обучены азбуке Морзе для экстренной связи. [15] [16] Береговая станция CW, KSM , все еще существует в Калифорнии, в основном управляемая как музей волонтерами, [17] и время от времени устанавливаются контакты с судами. В качестве второстепенного устаревшего использования всенаправленные радиомаяки VHF (VOR) и NDB в авиационной радионавигационной службе все еще передают свои одно-трехбуквенные идентификаторы в азбуке Морзе.
Радиотелеграфия популярна среди радиолюбителей по всему миру, которые обычно называют ее непрерывной волной или просто CW. Анализ более 700 миллионов сообщений, зарегистрированных в блоге Club Log, [18] в 2021 году , и аналогичный обзор данных, зарегистрированных Американской лигой радиорелейной связи , [19] показывают, что беспроводная телеграфия является вторым по популярности видом любительской радиосвязи, на который приходится почти 20% контактов. Это делает его более популярным, чем голосовая связь, но не таким популярным, как цифровой режим FT8 , на который пришлось 60% любительских радиосвязей, проведенных в 2021 году. С 2003 года знание азбуки Морзе и беспроводной телеграфии больше не требуется для получения лицензии радиолюбителя во многих странах, [20] однако в некоторых странах оно по-прежнему требуется для получения лицензии другого класса. С 2021 года лицензия класса A в Беларуси и Эстонии, или общего класса в Монако, или класса 1 на Украине требует владения азбукой Морзе для доступа ко всему спектру любительской радиосвязи, включая диапазоны высоких частот (HF). [20] Кроме того, лицензия CEPT класса 1 в Ирландии [21] и класса 1 в России [20] , обе из которых требуют владения беспроводной телеграфией, предлагают дополнительные привилегии: более короткий и более желательный позывной в обеих странах и право использовать более высокую мощность передачи в России [22] .
Попытки найти способ передачи телеграфных сигналов без проводов выросли из успеха электрических телеграфных сетей, первых мгновенных телекоммуникационных систем. [23] Разработанная в начале 1830-х годов, телеграфная линия была системой текстовых сообщений от человека к человеку, состоящей из нескольких телеграфных пунктов, связанных воздушным проводом, поддерживаемым телеграфными столбами . Чтобы отправить сообщение, оператор в одном офисе нажимал на переключатель, называемый телеграфным ключом , создавая импульсы электрического тока, которые произносили сообщение азбукой Морзе . При нажатии клавиши она подключала батарею к телеграфной линии, посылая ток по проводу. В принимающем офисе импульсы тока приводили в действие телеграфный зуммер , устройство, которое издавало звук «щелчка» при получении каждого импульса тока. Оператор на принимающей станции, который знал азбуку Морзе, переводил щелчки в текст и записывал сообщение. Земля использовалась в качестве обратного пути для тока в телеграфной цепи, чтобы избежать необходимости использовать второй воздушный провод. [24]
К 1860-м годам телеграф стал стандартным способом отправки большинства срочных коммерческих, дипломатических и военных сообщений, а промышленные страны построили общеконтинентальные телеграфные сети с подводными телеграфными кабелями , позволяющими передавать телеграфные сообщения через океаны. [25] Однако установка и обслуживание телеграфной линии, соединяющей отдаленные станции, были очень дорогими, а провода не могли достичь некоторых мест, таких как корабли в море. Изобретатели поняли, что если найти способ отправлять электрические импульсы азбуки Морзе между отдельными точками без соединительного провода, это может произвести революцию в коммуникациях.
Успешным решением этой проблемы стало открытие радиоволн в 1887 году и разработка практических радиотелеграфных передатчиков и приемников примерно к 1899 году. [26]
В течение нескольких лет, начиная с 1894 года, итальянский изобретатель Гульельмо Маркони работал над адаптацией недавно открытого явления радиоволн к коммуникации, превратив то, что до того момента было по сути лабораторным экспериментом, в полезную систему связи, [27] [28] построив первую систему радиотелеграфии с их использованием. [29] Прис и Главное почтовое отделение (GPO) в Великобритании сначала поддерживали и оказывали финансовую поддержку экспериментам Маркони, проводимым на равнине Солсбери с 1896 года. Прис убедился в этой идее благодаря своим экспериментам с беспроводной индукцией. Однако поддержка была отозвана, когда Маркони основал Wireless Telegraph & Signal Company . Юристы GPO определили, что система была телеграфом в значении Закона о телеграфе и, таким образом, подпадала под монополию почтового отделения. Это, похоже, не остановило Маркони. [30] : 243–244 После того, как Маркони отправил беспроводные телеграфные сигналы через Атлантический океан в 1901 году, система начала использоваться для регулярной связи, включая связь между судном и берегом и между судном. [31]
С этим развитием беспроводной телеграф стал означать радиотелеграфию , код Морзе , передаваемый радиоволнами. Первые радиопередатчики , примитивные передатчики с искровым разрядником, использовавшиеся до Первой мировой войны, не могли передавать голос ( аудиосигналы ). Вместо этого оператор отправлял текстовое сообщение на телеграфный ключ , который включал и выключал передатчик, производя короткие («точка») и длинные («тире») импульсы радиоволн, группы которых составляли буквы и другие символы кода Морзе. На приемнике сигналы могли слышаться как музыкальные «бипы» в наушниках принимающего оператора, который переводил код обратно в текст. К 1910 году связь с помощью того, что называлось «волнами Герца», повсеместно называлась « радио », [32] и термин беспроводной телеграф был в значительной степени заменен более современным термином «радиотелеграфия».
Примитивные передатчики с искровым разрядником, использовавшиеся до 1920 года, передавали сигнал методом модуляции, называемым затухающей волной . Пока была нажата клавиша телеграфа, передатчик производил ряд переходных импульсов радиоволн, которые повторялись со звуковой частотой, обычно от 50 до нескольких тысяч герц . [33] В наушниках приемника это звучало как музыкальный тон, скрежет или жужжание. Таким образом, «точки» и «тире» кода Морзе звучали как гудки. Затухающая волна имела большую полосу частот , что означало, что радиосигнал не был одной частотой, а занимал широкую полосу частот. Передатчики с затухающими волнами имели ограниченный диапазон и мешали передачам других передатчиков на соседних частотах. [34]
После 1905 года были изобретены новые типы радиотелеграфных передатчиков, которые передавали код с использованием нового метода модуляции: непрерывная волна (CW) [35] (обозначенная Международным союзом электросвязи как тип излучения A1A). [36] Пока была нажата клавиша телеграфа, передатчик производил непрерывную синусоидальную волну постоянной амплитуды. [35] Поскольку вся энергия радиоволны была сосредоточена на одной частоте, передатчики CW могли передавать дальше с заданной мощностью, а также практически не создавали помех для передач на соседних частотах. Первыми передатчиками, способными производить непрерывную волну, были передатчик дугового преобразователя (дуга Поульсена), изобретенный датским инженером Вальдемаром Поульсеном в 1903 году, [37] и генератор Александерсона , изобретенный в 1906–1912 годах Реджинальдом Фессенденом и Эрнстом Александерсоном . [38] Они постепенно заменили искровые передатчики на мощных радиотелеграфных станциях.
Однако радиоприемники, используемые для затухающей волны, не могли принимать непрерывную волну. Поскольку сигнал CW, производимый при нажатии клавиши, был просто немодулированной несущей волной , он не производил звука в наушниках приемника. [39] Чтобы принять сигнал CW, нужно было найти способ сделать импульсы несущей волны кода Морзе слышимыми в приемнике.
Эта проблема была решена Реджинальдом Фессенденом в 1901 году. В его «гетеродинном» приемнике входящий радиотелеграфный сигнал смешивается в детекторном кристалле приемника или вакуумной лампе с постоянной синусоидальной волной, генерируемой электронным генератором в приемнике, называемом генератором частоты биений (BFO). Частота генератора смещена относительно частоты радиопередатчика . В детекторе две частоты вычитаются, и на разнице между двумя частотами создается частота биений ( гетеродин ): . [40] Если частота BFO достаточно близка к частоте радиостанции, частота биений находится в диапазоне звуковых частот и может быть услышана в наушниках приемника. [40] Во время «точек» и «тире» сигнала создается тон биений, в то время как между ними нет несущей, поэтому тон не создается. Таким образом, код Морзе слышен как музыкальные «бипы» в наушниках.
BFO был редким до изобретения в 1913 году первого практического электронного генератора, генератора с обратной связью на вакуумной лампе Эдвином Армстронгом . После этого времени BFO стали стандартной частью радиотелеграфных приемников. Каждый раз, когда радио настраивалось на другую частоту станции, частота BFO также должна была меняться, поэтому генератор BFO должен был быть настраиваемым. В более поздних супергетеродинных приемниках с 1930-х годов сигнал BFO смешивался с постоянной промежуточной частотой (ПЧ), создаваемой детектором супергетеродина. Поэтому BFO мог быть фиксированной частотой. [41]
Передатчики на непрерывной волне с вакуумными лампами заменили другие типы передатчиков с появлением мощных ламп после Первой мировой войны, поскольку они были дешевы. CW стал стандартным методом передачи радиотелеграфии к 20-м годам, передатчики с затухающими искрами были запрещены к 1930 году [10], а CW продолжает использоваться и сегодня. Даже сегодня большинство приемников связи , производимых для использования на коротковолновых станциях связи, имеют BFO. [42]
_(14779154931).jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Международный радиотелеграфный союз был неофициально создан на первой Международной радиотелеграфной конвенции в 1906 году и был объединен с Международным союзом электросвязи в 1932 году. [43] Когда Соединенные Штаты вступили в Первую мировую войну, частные радиотелеграфные станции были запрещены, что положило конец работе нескольких пионеров в этой области. [44] К 1920-м годам существовала всемирная сеть коммерческих и правительственных радиотелеграфных станций, а также широкое использование радиотелеграфии на судах как для коммерческих целей, так и для пассажирских сообщений. [10] Передача звука ( радиотелефония ) начала вытеснять радиотелеграфию к 1920-м годам для многих приложений, сделав возможным радиовещание . [ 45] Беспроводная телеграфия продолжала использоваться для частной деловой, правительственной и военной связи между людьми, такой как телеграммы и дипломатические сообщения , и превратилась в радиотелетайпные сети. [46] Окончательным воплощением беспроводной телеграфии стал телекс , использующий радиосигналы, который был разработан в 1930-х годах и в течение многих лет был единственной надежной формой связи между многими отдаленными странами. [47] Самый передовой стандарт, CCITT R.44, автоматизировал как маршрутизацию, так и кодирование сообщений с помощью коротковолновых передач. [48]
Сегодня, благодаря более современным методам передачи текста, радиотелеграфия с использованием кода Морзе для коммерческого использования устарела. На борту корабля компьютер и спутниковая система GMDSS в значительной степени заменили азбуку Морзе как средство связи. [49] [50]
Радиотелеграфия с непрерывными волнами (CW) регламентируется Международным союзом электросвязи (МСЭ) как тип излучения A1A. [36]
Федеральная комиссия по связи США выдает пожизненную коммерческую лицензию оператора радиотелеграфа. Для этого требуется сдать простой письменный тест по правилам, более сложный письменный экзамен по технологиям и продемонстрировать прием азбуки Морзе со скоростью 20 слов в минуту открытым текстом и 16 слов в минуту кодовых групп. (Засчитываются любительские лицензии экстра-класса, полученные по старому требованию 20 слов в минуту.) [51]
беспроводная телеграфия.
беспроводная телеграфия.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
