Беспроводная телеграфия или радиотелеграфия — передача текстовых сообщений радиоволнами , аналогичная электрической телеграфии с использованием кабелей . [1] [2] Примерно до 1910 года термин « беспроводная телеграфия» также использовался для обозначения других экспериментальных технологий передачи телеграфных сигналов без проводов. [3] [4] В радиотелеграфии информация передается импульсами радиоволн двух разных длин, называемых «точками» и «тире», которые обозначают текстовые сообщения, обычно азбукой Морзе . В ручной системе оператор-отправитель нажимает на переключатель, называемый телеграфным ключом , который включает и выключает передатчик , создавая импульсы радиоволн. На приемнике импульсы слышны в динамике приемника в виде звуковых сигналов, которые преобразуются обратно в текст оператором, знающим азбуку Морзе.
Радиотелеграфия была первым средством радиосвязи. Первые практические радиопередатчики и приемники , изобретенные в 1894–1895 годах Гульельмо Маркони, использовали радиотелеграфию. Это продолжало быть единственным типом радиопередачи в течение первых нескольких десятилетий радио, названных «эрой беспроводного телеграфирования», вплоть до Первой мировой войны , когда развитие радиотелефонии с амплитудной модуляцией (AM) позволило передавать звук ( аудио ) по радио. Примерно с 1908 мощные трансокеанские радиотелеграфные станции передавали коммерческий телеграммный трафик между странами со скоростью до 200 слов в минуту.
Радиотелеграфия использовалась для коммерческой, дипломатической и военной текстовой связи между людьми на больших расстояниях на протяжении первой половины 20 века. Это стало стратегически важным потенциалом во время двух мировых войн , поскольку страна, не имеющая радиотелеграфных станций дальнего действия, могла быть изолирована от остального мира из-за того, что враг перерезал подводные телеграфные кабели . Радиотелеграфия остается популярной в радиолюбительстве . Военные также преподают его для использования в экстренных ситуациях. Однако коммерческая радиотелеграфия устарела.
Беспроводная телеграфия или радиотелеграфия, обычно называемая передачей CW ( непрерывная волна ), ICW (прерывистая непрерывная волна) или двухпозиционная манипуляция и обозначаемая Международным союзом электросвязи как тип излучения A1A или A2A , является методом радиосвязи . За свою историю он передавался несколькими различными методами модуляции . 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 выбросов был запрещен к 1934 году, за исключением некоторых устаревших случаев использования на судах. [5] [6] [7] Ламповые (ламповые) передатчики, которые вошли в употребление после 1920 года, передавали код с помощью импульсов немодулированной синусоидальной несущей волны , называемой непрерывной волной (CW), которая используется до сих пор. Для приема передач CW приемнику требуется схема, называемая генератором частоты биений (BFO). [8] [9] Третий тип модуляции, частотная манипуляция (FSK), использовался в основном радиотелетайпными сетями (RTTY). Радиотелеграфия с азбукой Морзе постепенно была заменена радиотелетайпом в большинстве крупномасштабных применений во время Второй мировой войны .
В ручной радиотелеграфии оператор-отправитель манипулирует переключателем , называемым телеграфным ключом , который включает и выключает радиопередатчик, создавая импульсы немодулированной несущей волны разной длины, называемые «точками» и «тире», которые кодируют символы текста азбукой Морзе . [10] В месте приема код Морзе слышен в наушниках или динамике получателя в виде последовательности гудков или звуковых сигналов, которые преобразуются обратно в текст оператором, знающим код Морзе. При использовании автоматических радиотелеграфных телетайпов на обоих концах используется такой код, как Международный телеграфный алфавит № 2 , и создается печатный текст.
Радиотелеграфия устарела в коммерческой радиосвязи, и ее последнее гражданское использование, требующее от радистов морских судов использовать азбуку Морзе для экстренной связи, закончилось в 1999 году, когда Международная морская организация перешла на спутниковую систему ГМССБ . [11] Однако он до сих пор используется радиолюбителями , а военные службы требуют, чтобы связисты были обучены азбуке Морзе для экстренной связи. [12] [13] Береговая станция CW, KSM , до сих пор существует в Калифорнии, работает в основном как музей добровольцами, [14] и время от времени устанавливаются контакты с кораблями. В незначительном устаревшем использовании радиомаяки всенаправленного диапазона VHF (VOR) и NDB в авиационной радионавигационной службе по-прежнему передают свои одно-трехбуквенные идентификаторы в коде Морзе.
Радиотелеграфия популярна среди радиолюбителей во всем мире, которые обычно называют ее непрерывной волной или просто CW. Анализ более 700 миллионов сообщений, зарегистрированных в блоге Club Log в 2021 году [15] , и аналогичный обзор данных, зарегистрированных Американской лигой радиорелейной связи , [16] показывают, что беспроводная телеграфия является вторым по популярности способом любительской радиосвязи . , что составляет почти 20% контактов. Это делает его более популярным, чем голосовая связь, но не таким популярным, как цифровой режим FT8 , на долю которого пришлось 60% любительских радиосвязей , совершенных в 2021 году. С 2003 года знание азбуки Морзе и беспроводной телеграфии больше не требуется для получения лицензия радиолюбителя во многих странах, [17] однако в некоторых странах она все еще требуется для получения лицензии другого класса. С 2021 года для получения лицензии класса A в Беларуси и Эстонии, общего класса в Монако или класса 1 в Украине требуется знание Морзе для доступа ко всему спектру любительской радиосвязи, включая высокочастотные ( ВЧ) диапазоны. [17] Кроме того, лицензия CEPT класса 1 в Ирландии, [18] и класса 1 в России, [17] обе из которых требуют навыков беспроводной телеграфии, предлагают дополнительные привилегии: более короткий и более желательный позывной в обеих странах, а также право использовать более высокую мощность передачи в России. [19]
Попытки найти способ передачи телеграфных сигналов без проводов возникли благодаря успеху электрических телеграфных сетей, первых систем мгновенной связи. Телеграфная линия , разработанная в 1830-х годах, представляла собой систему текстовых сообщений между людьми, состоящую из нескольких телеграфных офисов , соединенных воздушным проводом, поддерживаемым на телеграфных столбах . Чтобы отправить сообщение, оператор в одном офисе нажимал на переключатель, называемый телеграфным ключом , создавая импульсы электрического тока, которые записывали сообщение азбукой Морзе . Когда клавиша была нажата, она подключала батарею к телеграфной линии, посылая ток по проводу. В приемном пункте импульсы тока будут управлять телеграфным эхолотом — устройством, которое будет издавать «щелкающий» звук при получении каждого импульса тока. Оператор приемной станции, знавший азбуку Морзе, переводил щелкающие звуки в текст и записывал сообщение. Земля использовалась в качестве обратного пути тока в телеграфной цепи, чтобы избежать необходимости использования второго воздушного провода .
К 1860-м годам телеграф стал стандартным способом отправки наиболее срочных коммерческих, дипломатических и военных сообщений, а индустриальные страны построили телеграфные сети по всему континенту, а подводные телеграфные кабели позволяли телеграфным сообщениям преодолевать океаны. Однако установка и обслуживание телеграфной линии , соединяющей отдаленные станции, было очень дорогостоящим, и провода не могли дойти до некоторых мест, например, до кораблей в море. Изобретатели поняли, что если будет найден способ передавать электрические импульсы азбуки Морзе между отдельными точками без соединительного провода, это может произвести революцию в средствах связи.
Успешным решением этой проблемы стало открытие радиоволн в 1887 году и разработка практических передатчиков и приемников радиотелеграфии примерно к 1899 году, описанных в следующем разделе. Однако этому предшествовала 50-летняя история изобретательных, но в конечном итоге безуспешных экспериментов изобретателей по достижению беспроводной телеграфии другими способами.
Несколько схем беспроводной электрической сигнализации, основанных на идее (иногда ошибочной) о том, что электрические токи могут передаваться на большие расстояния через воду, землю и воздух, были исследованы для телеграфии до того, как стали доступны практические радиосистемы.
В первоначальных телеграфных линиях между двумя станциями использовались два провода, образующие полную электрическую цепь или «петлю». Однако в 1837 году Карл Август фон Штайнхайль из Мюнхена ( Германия ) обнаружил, что, подключив одну опору аппарата на каждой станции к закопанным в землю металлическим пластинам, он может исключить один провод и использовать единственный провод для телеграфной связи. Это привело к предположению, что можно было бы исключить оба провода и, следовательно, передавать телеграфные сигналы через землю без каких-либо проводов, соединяющих станции. Были предприняты и другие попытки направить электрический ток через водоемы, например, через реки. Среди выдающихся экспериментаторов в этом направлении были Сэмюэл Ф.Б. Морс в США и Джеймс Боуман Линдсей в Великобритании, которые в августе 1854 года смогли продемонстрировать передачу сигнала через плотину мельницы на расстоянии 500 ярдов (457 метров). [20]
Американские изобретатели Уильям Генри Уорд (1871 г.) и Махлон Лумис (1872 г.) разработали системы электропроводности, основанные на ошибочном убеждении, что существует электрифицированный слой атмосферы, доступный на малой высоте. [21] [22] Они думали, что атмосферный ток, связанный с обратным путем с использованием «токов Земли», позволит осуществлять беспроводную телеграфию, а также обеспечивать питание телеграфа, избавляясь от искусственных батарей. [23] [24] Более практичная демонстрация беспроводной передачи посредством проводимости произошла в магнетоэлектрическом телефоне Амоса Долбера 1879 года, который использовал проводимость земли для передачи на расстояние четверти мили. [25]
В 1890-х годах изобретатель Никола Тесла работал над системой беспроводной передачи электроэнергии по воздуху и земле , аналогичной системе Лумиса, [26] [27] [28] , в которую он планировал включить беспроводную телеграфию. Эксперименты Теслы привели его к неправильному заключению, что он может использовать весь земной шар для проведения электрической энергии [29] [25] и его крупномасштабное применение своих идей в 1901 году - высоковольтная беспроводная электростанция, теперь называемая Башня Ворденклиф. , потерял финансирование и был заброшен через несколько лет.
В конечном итоге выяснилось, что телеграфная связь с использованием проводимости земли ограничена непрактично короткими расстояниями, так же как связь осуществлялась через воду или между траншеями во время Первой мировой войны.
И электростатическая, и электромагнитная индукция использовались для разработки систем беспроводного телеграфа, которые имели ограниченное коммерческое применение. В Соединенных Штатах Томас Эдисон в середине 1880-х годов запатентовал систему электромагнитной индукции, которую он назвал «телеграфией кузнечика», которая позволяла телеграфным сигналам перескакивать на короткое расстояние между идущим поездом и телеграфными проводами, идущими параллельно путям. [30] Эта система была успешной технически, но не экономически, так как пассажиры поездов проявили небольшой интерес к использованию бортовой телеграфной службы. Во время Великой метели 1888 года эта система использовалась для отправки и получения беспроводных сообщений от поездов , засыпанных сугробами. Поезда, вышедшие из строя, смогли поддерживать связь через свои индукционные беспроводные телеграфные системы Эдисона [31] , возможно, это первое успешное использование беспроводной телеграфии для отправки сигналов бедствия. Эдисон также помог бы запатентовать систему связи корабль-берег, основанную на электростатической индукции. [32]
Самым успешным создателем телеграфной системы с электромагнитной индукцией был Уильям Прис , главный инженер почтовых телеграфов Главпочтамта ( GPO) в Соединенном Королевстве . Прис впервые заметил этот эффект в 1884 году, когда по воздушным телеграфным проводам на Грейс-Инн-роуд случайно передавались сообщения, отправленные по подземным кабелям. В ходе испытаний в Ньюкасле удалось отправить сообщение на четверть мили с использованием параллельных прямоугольников проволоки. [33] : 243 Во время испытаний через Бристольский канал в 1892 году Прис смог телеграфировать через промежутки длиной около 5 километров (3,1 мили). Однако его индукционная система требовала антенных проводов большой длины , многие километры, как на передающем, так и на принимающем конце. Длина передающих и принимающих проводов должна была быть примерно такой же, как ширина воды или суши, которую нужно перекрыть. Например, чтобы станция Приса могла охватить Ла -Манш от Дувра, Англия , до побережья Франции , потребуется передача и прием проводов протяженностью около 30 миль (48 километров) вдоль двух побережий. Эти факты сделали систему непрактичной на кораблях, лодках и обычных островах, которые намного меньше Великобритании или Гренландии . Кроме того, относительно короткие расстояния, которые могла охватывать практичная система Preece, означали, что у нее было мало преимуществ перед подводными телеграфными кабелями .
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, [34] [35] создав первая радиотелеграфная система, использующая их. [36] Прис и Генеральная прокуратура Великобритании сначала поддержали и оказали финансовую поддержку экспериментам Маркони, проведенным на равнине Солсбери с 1896 года. Прис убедился в этой идее благодаря своим экспериментам с беспроводной индукцией. Однако поддержка была прекращена, когда Маркони основал компанию Wireless Telegraph & Signal Company . Юристы GPO определили, что система является телеграфом по смыслу Закона о телеграфе и, таким образом, подпадает под монополию почтового отделения. Похоже, это не остановило Маркони. [33] : 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 судами и кораблями. [37]
С этим развитием беспроводная телеграфия стала означать радиотелеграфию , код Морзе, передаваемый по радиоволнам. 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 состояли из букв и других символов. кода Морзе. В приемнике сигналы могли быть услышаны в виде музыкальных «гудков» в наушниках принимающим оператором, который переводил код обратно в текст. К 1910 году связь с помощью так называемых «волн Герца» стала повсеместно называться « радио », [38] а термин «беспроводная телеграфия» был в значительной степени заменен более современным термином «радиотелеграфия».
Примитивные искровые передатчики, использовавшиеся до 1920 года, передавали сигнал методом модуляции, называемым затухающей волной . Пока телеграфная клавиша была нажата, передатчик производил серию кратковременных импульсов радиоволн, которые повторялись со звуковой частотой, обычно от 50 до нескольких тысяч герц . В наушниках приемника это звучало как музыкальный тон, скрежет или жужжание. Таким образом, «точки» и «тире» азбуки Морзе звучали как звуковые сигналы. Затухающая волна имела большую полосу частот , а это означало, что радиосигнал не был одночастотным, а занимал широкую полосу частот. Передатчики затухающих волн имели ограниченный радиус действия и мешали передаче других передатчиков на соседних частотах.
После 1905 года были изобретены новые типы радиотелеграфных передатчиков, которые передавали код с использованием нового метода модуляции: непрерывной волны (CW) (обозначенной Международным союзом электросвязи как тип излучения А1А). Пока была нажата телеграфная клавиша, передатчик производил непрерывную синусоидальную волну постоянной амплитуды. Поскольку вся энергия радиоволн была сконцентрирована на одной частоте, передатчики CW могли передавать дальше с заданной мощностью, а также практически не создавали помех передачам на соседних частотах. Первыми передатчиками, способными генерировать непрерывную волну, были передатчик дугового преобразователя (дуги Поульсена), изобретенный датским инженером Вальдемаром Поульсеном в 1903 году, и генератор переменного тока Александерсона , изобретенный в 1906–1912 годах Реджинальдом Фессенденом и Эрнстом Александерсоном . Они постепенно заменили искровые передатчики на радиотелеграфных станциях большой мощности.
Однако радиоприемники, используемые для затухающих волн, не могли принимать непрерывные волны. Поскольку сигнал CW, создаваемый при нажатии клавиши, представлял собой просто немодулированную несущую волну , он не издавал звука в наушниках приемника. Чтобы принять сигнал CW, нужно было найти какой-то способ сделать импульсы несущей волны кода Морзе слышимыми в приемнике.
Эту проблему решил Реджинальд Фессенден в 1901 году. В его «гетеродинном» приемнике входящий радиотелеграфный сигнал смешивается в детекторном кристалле или вакуумной трубке приемника с постоянной синусоидальной волной, генерируемой электронным генератором в приемнике, называемым генератором частоты биений ( БФО). Частота генератора смещена от частоты радиопередатчика . В детекторе две частоты вычитаются, и создается частота биений ( гетеродин ) на разнице между двумя частотами: . Если частота BFO достаточно близка к частоте радиостанции, частота биения находится в диапазоне звуковых частот и ее можно услышать в наушниках приемника. Во время «точек» и «тире» сигнала воспроизводится тактовый тон, при этом между ними нет несущей, поэтому тон не создается. Таким образом, азбука Морзе слышна в наушниках в виде музыкальных звуковых сигналов.
BFO был редкостью до изобретения Эдвином Армстронгом в 1913 году первого практического электронного генератора — генератора с обратной связью на электронной лампе . После этого БФО стали стандартной частью радиотелеграфных приемников. Каждый раз, когда радио настраивалось на другую частоту станции, частоту BFO также приходилось менять, поэтому генератор BFO нужно было настраивать. В более поздних супергетеродинных приемниках, начиная с 1930-х годов, сигнал BFO смешивался с постоянной промежуточной частотой (ПЧ), создаваемой детектором супергетеродина. Следовательно, BFO может иметь фиксированную частоту.
Передатчики на электронных лампах непрерывного действия заменили другие типы передатчиков, когда после Первой мировой войны появились мощные лампы, потому что они были дешевы. CW стал стандартным методом передачи радиотелеграфии к 20-м годам, искровые передатчики затухающих волн были запрещены к 1930 году, а CW продолжает использоваться и сегодня. Даже сегодня большинство приемников связи , предназначенных для использования на станциях коротковолновой связи, имеют BFO.
_(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. [39] Когда Соединенные Штаты вступили в Первую мировую войну, частные радиотелеграфные станции были запрещены, что положило конец работы нескольких пионеров в этой области. 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. Передача звука ( радиотелефония ) к 1920-м годам стала вытеснять радиотелеграфию во многих приложениях, что сделало возможным радиовещание . Беспроводная телеграфия продолжала использоваться для частной деловой, правительственной и военной связи, например, для телеграмм и дипломатической связи , и превратилась в сети радиотелетайпов . Окончательной реализацией беспроводной телеграфии стал телекс с использованием радиосигналов, который был разработан в 1930-х годах и в течение многих лет был единственной надежной формой связи между многими отдаленными странами. Самый продвинутый стандарт CCITT R.44 автоматизировал как маршрутизацию, так и кодирование сообщений посредством передачи коротких волн .
Сегодня из-за появления более современных методов передачи текста радиотелеграфия с азбукой Морзе для коммерческого использования устарела. На борту корабля компьютер и спутниковая система ГМССБ в значительной степени заменили Морзе в качестве средства связи.
Радиотелеграфия непрерывного действия (CW) регулируется Международным союзом электросвязи (ITU) как тип излучения A1A.
Федеральная комиссия по связи США выдает пожизненную лицензию оператора коммерческой радиотелеграфии. Для этого необходимо пройти простой письменный тест по правилам, более сложный письменный экзамен по технологиям и продемонстрировать умение азбукой Морзе со скоростью 20 слов в минуту простым языком и группами кодов 16 слов в минуту. (Засчитывается любительская лицензия экстра-класса, полученная в соответствии со старым требованием в 20 слов в минуту.) [40]
беспроволочная телеграфия.
Беспроводная телеграфия.
В списке по дате [ самое позднее ]
