Радиотелетайп ( RTTY ) — это телекоммуникационная система, изначально состоящая из двух или более электромеханических телетайпов в разных местах, соединенных по радио, а не по проводной связи. Радиотелетайп произошел от более ранних операций наземных телетайпов, которые начались в середине 1800-х годов. [1] В 1922 году военно-морское ведомство США успешно испытало печатную телеграфию между самолетом и наземной радиостанцией. Позже в том же году Radio Corporation of America успешно испытала печатную телеграфию через свою радиостанцию в Чатеме, штат Массачусетс , на RMS Majestic. Коммерческие системы RTTY активно использовались между Сан-Франциско и Гонолулу уже в апреле 1932 года и между Сан-Франциско и Нью-Йорком к 1934 году. Американские военные использовали радиотелетайп в 1930-х годах и расширили это использование во время Второй мировой войны. С 1980-х годов телетайпы были заменены персональными компьютерами (ПК), работающими под управлением программного обеспечения для эмуляции телетайпов .
Термин «радиотелетайп» используется для описания как оригинальной радиотелетайпной системы, иногда называемой « Бодо », так и всего семейства систем, соединяющих два или более телетайпов или ПК с помощью программного обеспечения для эмуляции телетайпов по радио, независимо от алфавита, системы связи или модуляции.
В некоторых областях применения, особенно в военных и правительственных целях, радиотелетайп известен под аббревиатурой RATT (Radio Automatic Teletype) [2] .
Работа наземных телетайпов началась в 1849 году, когда была введена в эксплуатацию линия между Филадельфией и Нью-Йорком. [3] Эмиль Бодо разработал систему с использованием пятизначного кода в 1874 году, которая используется и по сей день. Конструкция телетайпной системы постепенно совершенствовалась, пока в начале Второй мировой войны она не стала основным методом распространения, используемым службами новостей.
Радиотелетайп развился из этих более ранних операций наземного телетайпа. Министерство ВМС США успешно испытало печатную телеграфию между самолетом и наземной радиостанцией в августе 1922 года. [4] [5] [6] Позже в том же году Radio Corporation of America успешно испытала печатную телеграфию через свою радиостанцию в Чатеме, штат Массачусетс, на RMS Majestic . [7] Ранним воплощением радиотелетайпа стал Watsongraph, [8] названный в честь изобретателя из Детройта Гленна Уотсона в марте 1931 года. [9] Коммерческие системы RTTY активно использовались между Сан-Франциско и Гонолулу уже в апреле 1932 года [10] [11] и между Сан-Франциско и Нью-Йорком к 1934 году. [12] Вооруженные силы США использовали радиотелетайп в 1930-х годах и расширили его использование во время Второй мировой войны. [13] В ВМС радиотелетайп назывался RATT (Radio Automatic Teletype), а в армейском корпусе связи радиотелетайп назывался SCRT , сокращение от Single-Channel Radio Teletype. Военные использовали технологию частотной манипуляции, и эта технология оказалась очень надежной даже на больших расстояниях.
С 1980-х годов телетайпы были заменены компьютерами, работающими под управлением программного обеспечения для эмуляции телетайпов.
Радиотелетайпная станция состоит из трех отдельных частей: телетайпа или телепринтера , модема и радиоприемника .
Телетайп или телепринтер — электромеханическое или электронное устройство. Слово «телетайп » было торговой маркой Teletype Corporation, поэтому термины «TTY», «RTTY», «RATT» и «телепринтер» обычно используются для описания общего устройства без ссылки на конкретного производителя.
Электромеханические телетайпы тяжелые, сложные и шумные, и в значительной степени были заменены электронными устройствами. Телетайп включает в себя клавиатуру, которая является основным средством ввода текста, и принтер или визуальное устройство отображения (VDU). Альтернативным устройством ввода является считыватель перфорированной ленты и, в последнее время, компьютерные носители информации (например, дискеты). Альтернативными устройствами вывода являются ленточные перфораторы и компьютерные носители информации.
Линейный выход телетайпа может быть либо на цифровом логическом уровне (+5 В означает логическую «1» или знак , а 0 В означает логический «0» или пробел ), либо на уровне линии (−80 В означает «1», а +80 В означает «0»). Когда трафик не передается, линия простаивает в состоянии «знак».
При нажатии клавиши на клавиатуре телепринтера генерируется 5-битный символ . Телепринтер преобразует его в последовательный формат и передает последовательность стартового бита (логический 0 или пробел), затем один за другим 5 бит данных, завершая стоповым битом (логическая 1 или метка, длящаяся 1, 1,5 или 2 бита). Когда последовательность стартового бита, 5 бит данных и стопового бита поступает на вход телепринтера, она преобразуется в 5-битное слово и передается на принтер или VDU. В электромеханических телепринтерах эти функции требовали сложных электромеханических устройств, но они легко реализуются с помощью стандартной цифровой электроники с использованием сдвиговых регистров . Для этой функции были разработаны специальные интегральные схемы , например, Intersil 6402 и 6403. [14] Это автономные устройства UART , похожие на периферийные устройства последовательного порта компьютера.
5 бит данных позволяют использовать только 32 различных кода, которые не могут вместить 26 букв, 10 цифр, пробел, несколько знаков препинания и требуемые управляющие коды , такие как возврат каретки, новая строка, звонок и т. д. Чтобы преодолеть это ограничение, телетайп имеет два состояния : несмещенное или буквенное и смещенное или цифровое . Переход из одного состояния в другое происходит, когда специальные управляющие коды БУКВЫ и ЦИФРЫ отправляются с клавиатуры или принимаются со строки. В состоянии букв телетайп печатает буквы и пробел , а в смещенном состоянии он печатает цифры и знаки препинания. Телетайпы для языков, использующих другие алфавиты, также используют дополнительное третье состояние сдвига , в котором они печатают буквы в альтернативном алфавите.
Модем иногда называют терминальным устройством, и он представляет собой электронное устройство, которое подключается между телетайпом и радиопередатчиком . Передающая часть модема преобразует цифровой сигнал, передаваемый телетайпом или считывателем ленты, в один или другой из пары тонов звуковой частоты , традиционно 2295/2125 Гц (США) или 2125/1955 Гц (Европа). Один из тонов соответствует состоянию метки , а другой — состоянию пробела . Затем эти аудиотоны модулируют передатчик SSB для получения окончательного радиочастотного сигнала аудиочастотной манипуляции (AFSK). Некоторые передатчики способны осуществлять прямую частотную манипуляцию (FSK), поскольку они могут напрямую принимать цифровой сигнал и изменять свою частоту передачи в соответствии с состоянием входного сигнала метки или пробела . В этом случае передающая часть модема обходит стороной.
При приеме сигнал FSK преобразуется в исходные тоны путем смешивания сигнала FSK с локальным генератором, называемым BFO или генератором частоты биений . Эти тоны подаются в демодуляторную часть модема, которая обрабатывает их через ряд фильтров и детекторов для воссоздания исходного цифрового сигнала. Сигналы FSK слышны на радиоприемнике связи, оснащенном BFO, и имеют характерный звук "beedle-eeeedle-eedle-eeee", обычно начинающийся и заканчивающийся одним из двух тонов ("idle on mark").
Скорость передачи является характеристикой телетайпа, тогда как сдвиг (разница между тонами, представляющими знак и пробел) является характеристикой модема. Таким образом, эти два параметра независимы, при условии, что они удовлетворяют минимальному размеру сдвига для данной скорости передачи. Электронные телетайпы могут легко работать на различных скоростях, но механические телетайпы требуют смены передач для работы на разных скоростях.
Сегодня обе функции могут быть выполнены с помощью современных компьютеров, оснащенных цифровыми сигнальными процессорами или звуковыми картами . Звуковая карта выполняет функции модема, а процессор выполняет обработку цифровых битов. Такой подход очень распространен в любительском радио , где используются специализированные компьютерные программы, такие как fldigi , MMTTY или MixW.
До эпохи компьютерных запоминающих устройств большинство станций RTTY сохраняли текст на бумажной ленте с помощью перфораторов и считывателей бумажной ленты. Оператор печатал сообщение на клавиатуре TTY и наносил код на ленту. Затем лента могла передаваться с постоянной высокой скоростью, без ошибок при наборе. Ленту можно было использовать повторно, а в некоторых случаях — особенно для использования с ASCII на станках с ЧПУ — она могла быть изготовлена из пластика или даже очень тонкого металлического материала для многократного повторного использования.
Наиболее распространенным тестовым сигналом является серия символов " RYRYRY ", поскольку они формируют чередующийся тональный шаблон, проверяющий все биты, и легко распознаются. Панграммы также передаются по каналам RTTY в качестве тестовых сообщений, наиболее распространенным из которых является " The quick brown fox jumps over the lazy dog ", а во французских каналах " Voyez le brick géant que j'examine près du wharf "
Оригинальная (или "Бодо") система радиотелетайпа почти всегда основана на коде Бодо или 5-битном алфавите ITA-2. Связь основана на асинхронной передаче символов с 1 стартовым битом и 1, 1,5 или 2 стоповыми битами. Модуляция передатчика обычно FSK ( F1B ). Иногда на частотах VHF или UHF используется сигнал AFSK, модулирующий несущую радиочастоту (A2B, F2B). Стандартные скорости передачи составляют 45,45, 50, 75, 100, 150 и 300 бод.
Обычные сдвиги несущей частоты составляют 85 Гц (используется на частотах LF и VLF), 170 Гц, 425 Гц, 450 Гц и 850 Гц, хотя некоторые станции используют нестандартные сдвиги. Существуют вариации стандартного алфавита Бодо для охвата языков, написанных кириллицей, арабским, греческим и т. д., с использованием специальных методов. [15] [16]
Некоторые комбинации скорости и сдвига стандартизированы для конкретных служб, использующих оригинальную систему радиотелетайпа:
После Второй мировой войны радиолюбители в США начали получать устаревшее, но пригодное к использованию оборудование Teletype Model 26 от коммерческих операторов с пониманием того, что это оборудование не будет использоваться или возвращаться в коммерческую эксплуатацию. «The Amateur Radioteletype and VHF Society» было основано в 1946 году в Вудсайде, штат Нью-Йорк. Эта организация вскоре изменила свое название на «The VHF Teletype Society» и начала работу в США в области любительской радиосвязи на 2-метровом диапазоне с использованием звуковой частотной манипуляции (AFSK). Первая зафиксированная двусторонняя любительская радиотелетайпная связь ( QSO ) состоялась в мае 1946 года между Дэйвом Уинтерсом, W2AUF, Бруклин, штат Нью-Йорк, и W2BFD, Джоном Эвансом Уильямсом, Вудсайд, Лонг-Айленд, штат Нью-Йорк. [21] На западном побережье любительская RTTY также начала работу на 2-метровом диапазоне. Работа на 80-метровом, 40-метровом и других высокочастотных (HF) диапазонах любительской радиосвязи изначально осуществлялась с использованием манипуляции с переключением и прерыванием, поскольку частотная манипуляция (FSK) еще не была разрешена.
В начале 1949 года первая американская трансконтинентальная двусторонняя связь RTTY была установлена на 11 метрах с использованием AFSK между Томом МакМалленом (W1QVF), работающим на W1AW , и Джонни Агалсоффом, W6PSW. [22] Станции осуществили частичный контакт 30 января 1949 года и повторили его более успешно 31 января. 1 февраля 1949 года станции обменялись сплошным печатным поздравительным сообщением и пережевыванием. Ранее, 23 января 1949 года, Уильям Т. Нотт, W2QGH, Ларчмонт, штат Нью-Йорк, смог сделать черновую копию тестовых передач W6PSW. Хотя контакты могли быть установлены, быстро стало ясно, что FSK технически превосходит keying. Благодаря усилиям Меррилла Свона, W6AEE, из "The RTTY Society of Southern California", издателя RTTY , и Уэйна Грина, W2NSD, из журнала CQ Magazine , радиолюбители успешно подали петицию в Федеральную комиссию по связи США (FCC) о внесении поправок в Часть 12 Правил, которая вступила в силу 20 февраля 1953 года. [23] Измененные Правила разрешали FSK в неголосовых частях диапазонов 80 , 40 и 20 метров , а также указывали использование одноканального 60-словного пятиэлементного кода, соответствующего ITA2 . Был указан сдвиг 850 ± 50 Гц . Радиолюбители также должны были идентифицировать позывной своей станции в начале и конце каждой передачи и с десятиминутными интервалами, используя международный код Морзе . Использование этого широкого сдвига оказалось проблемой для любительских радиоработ. Коммерческие операторы уже обнаружили, что узкий сдвиг лучше всего работает на КВ диапазонах . После расследования и подачи петиции в Федеральную комиссию связи в марте 1956 года в Часть 12 были внесены поправки, разрешающие радиолюбителям использовать любой сдвиг, равный 900 Гц или меньше.
Уведомление FCC о предлагаемом правиле (NPRM), которое привело к разрешению FSK в любительских диапазонах высоких частот (HF), было ответом на петиции Американской лиги радиорелейной связи (ARRL), Национального совета любительской радиосвязи и г-на Роберта Вайнштейна. NPRM конкретно указывает на это, и эту информацию можно найти в полном объеме в выпуске журнала QST Magazine за декабрь 1951 года . Хотя The New RTTY Handbook [23] не упоминает ARRL, он был опубликован журналом CQ Magazine , а его автором был обозреватель CQ ( в то время CQ в целом враждебно относился к ARRL).
Первое соревнование RTTY было проведено Обществом RTTY Южной Калифорнии с 31 октября по 1 ноября 1953 года. [24] Названное Соревнованием RTTY Sweepstakes, двадцать девять участников обменялись сообщениями, которые содержали серийный номер, исходный позывной станции, проверку или отчет RST из двух или трех цифр, раздел ARRL отправителя, местное время (предпочтительно 0000-2400) и дату. Пример: NR 23 W0BP CK MINN 1325 FEB 15. К концу 1950-х годов обмен сообщениями был расширен и включил используемый диапазон. Пример: NR 23 W0BP CK MINN 1325 FEB 15 FORY METERS. Соревнование оценивалось следующим образом: одно очко за каждое сообщение, отправленное и полученное полностью RTTY, и одно очко за каждое сообщение, полученное и подтвержденное RTTY. Окончательный счет вычислялся путем умножения общего количества очков сообщений на количество обработанных разделов ARRL. Две станции могли снова обмениваться сообщениями на другом диапазоне за дополнительные очки, но множитель раздела не увеличивался, когда тот же раздел перерабатывался на другом диапазоне. Каждый объект DXCC считался дополнительным разделом ARRL для кредита множителя RTTY.
Новый журнал под названием RTTY , позже переименованный в RTTY Journal , также опубликовал первый список станций, в основном расположенных в континентальной части США, которые были заинтересованы в RTTY в 1956 году. [25] Радиолюбители использовали эту информацию из позывного для связи с другими операторами как внутри, так и за пределами Соединенных Штатов. Например, первый зарегистрированный двусторонний RTTY- контакт из США в Новую Зеландию состоялся в 1956 году между W0BP и ZL1WB.
К концу 1950-х годов начали появляться новые организации, сосредоточенные на любительском радиотелетайпе. «Британская любительская радиотелетайпная группа», BARTG, теперь известная как «Британская любительская радиотелетайпная группа» [26] , была сформирована в июне 1959 года. Флоридское общество RTTY было сформировано в сентябре 1959 года. [27] Радиолюбители за пределами Канады и США начали приобретать излишки телетайпа и получать разрешение на выход в эфир. Первый зарегистрированный контакт RTTY в Великобритании состоялся в сентябре 1959 года между G2UK и G3CQE. Несколько недель спустя G3CQE провел первое QSO G/VE RTTY с VE7KX. [28] За этим быстро последовали QSO G3CQE с VK3KF и ZL3HJ. [29] Информация о том, как приобрести излишки телетайпного оборудования, продолжала распространяться, и вскоре стало возможным работать на всех континентах по RTTY.
Радиолюбители использовали различные конструкции оборудования для выхода в эфир с помощью RTTY в 1950-х и 1960-х годах. Любители использовали свои существующие приемники для работы RTTY, но им нужно было добавить терминальное устройство, иногда называемое демодулятором, для преобразования полученных аудиосигналов в сигналы постоянного тока для телетайпа.
Большая часть терминального оборудования, используемого для приема сигналов RTTY, была самодельной, с использованием конструкций, опубликованных в любительских радиоизданиях. Эти оригинальные конструкции можно разделить на два класса терминальных устройств: преобразователи аудиотипа и промежуточные преобразователи частоты. Преобразователи аудиотипа оказались более популярными среди радиолюбителей. Конструкции Twin City, W2JAV и W2PAT были примерами типичных терминальных устройств, которые использовались до середины 1960-х годов. В конце 1960-х и начале 1970-х годов появились терминальные устройства, разработанные W6FFC, такие как TT/L, ST-3, ST-5 и ST-6. Эти конструкции были впервые опубликованы в журнале RTTY Journal, начиная с сентября 1967 года и заканчивая 1970 годом.
Адаптация терминального устройства W6FFC TT/L была разработана Кейтом Петерсеном, W8SDZ, и впервые опубликована в журнале RTTY в сентябре 1967 года. Составление схемы в статье было выполнено Ральфом Леландом, W8DLT.
Радиолюбителям необходимо было модифицировать свои передатчики, чтобы обеспечить работу в режиме HF RTTY. Это было достигнуто путем добавления частотного манипулятора, который использовал диод для включения и выключения конденсатора в цепь, сдвигая частоту передатчика синхронно с сигналом телетайпа, изменяющимся от отметки к пробелу к отметке. Для RTTY требовался очень стабильный передатчик. Типичный передатчик с умножением частоты, который был популярен в 1950-х и 1960-х годах, был относительно стабилен на 80 метрах , но становился все менее стабильным на 40 , 20 и 15 метрах . К середине 1960-х годов конструкции передатчиков были обновлены, смешав кварцевый генератор высокой частоты с регулируемым генератором низкой частоты, что привело к лучшей стабильности частоты во всех диапазонах любительского радио HF.
На заре развития любительского RTTY Обществом RTTY Южной Калифорнии была учреждена премия RTTY Worked All Continents Award, выданная журналом RTTY Journal. [30] Первой любительской радиостанцией, получившей эту премию WAC – RTTY Award, была VE7KX. [31] Первыми станциями, получившими однодиапазонный сертификат WAC RTTY, были W1MX ( 3,5 МГц ); DL0TD ( 7,0 МГц ); K3SWZ ( 14,0 МГц ); W0MT ( 21,0 МГц ) и FG7XT ( 28,0 МГц ). [32] ARRL начала выдавать сертификаты WAC RTTY в 1969 году.
К началу 1970-х годов любительское радио RTTY распространилось по всему миру, и, наконец, стало возможным работать более чем со 100 странами через RTTY. FG7XT была первой любительской радиостанцией, которая претендовала на эту честь. Однако Жан не представил свои QSL- карточки для независимой проверки. ON4BX в 1971 году была первой любительской радиостанцией, которая представила свои карточки редактору DX журнала RTTY Journal и удостоилась этой чести. [33] ARRL начала выдавать награды DXCC RTTY Awards 1 ноября 1976 года. [34] До этой даты награда за работу со 100 странами на RTTY была доступна только через RTTY Journal.
В 1950-1970-х годах « искусство RTTY » было популярным видом деятельности в эфире. Оно состояло из (иногда очень сложных и художественных) картин, отправляемых по RTTY с использованием длинных передач на перфоленте, а затем распечатываемых принимающей станцией на бумаге.
7 января 1972 года FCC внесла поправки в Часть 97, чтобы разрешить более высокие скорости RTTY. Были разрешены четыре стандартных скорости RTTY, а именно: 60 слов в минуту ( WPM ) (45 бод ), 67 WPM (50 бод), 75 WPM (56,25 бод) и 100 WPM (75 бод). Многие радиолюбители имели оборудование, которое можно было модернизировать до 75 и 100 слов в минуту путем замены передач телетайпа. Хотя изначально существовал интерес к работе со скоростью 100 WPM , многие радиолюбители вернулись к 60 WPM . Некоторые из причин провала HF RTTY со скоростью 100 WPM включали плохую работу неправильно обслуживаемых механических телетайпов, узкую полосу пропускания терминальных устройств, постоянное использование сдвига 170 Гц при 100 WPM и чрезмерную частоту ошибок из-за многолучевых искажений и природы ионосферного распространения.
FCC одобрила использование ASCII любительскими радиостанциями 17 марта 1980 года со скоростью до 300 бод в диапазоне от 3,5 МГц до 21,25 МГц и 1200 бод в диапазоне от 28 МГц до 225 МГц . Скорость до 19,2 килобод была разрешена на любительских частотах выше 420 МГц . [35]
Эти скорости передачи символов были позже изменены: [36]
Требование к радиолюбителям в США указывать позывной своей станции в начале и в конце каждой цифровой передачи, а также с десятиминутными интервалами с использованием международного кода Морзе было окончательно отменено Федеральной комиссией по связи 15 июня 1983 года.
RTTY имеет типичную скорость передачи данных для любительской работы 45,45 бод (приблизительно 60 слов в минуту). Он остается популярным как режим «клавиатура к клавиатуре» в любительском радио. [37] RTTY снизил свою коммерческую популярность, поскольку стали доступны более быстрые и надежные альтернативные режимы передачи данных, использующие спутниковые или другие соединения.
Для своей скорости передачи RTTY имеет низкую спектральную эффективность . Типичный сигнал RTTY со сдвигом 170 Гц при 45,45 бод требует полосы пропускания приемника около 250 Гц, что более чем вдвое больше, чем требуется для PSK31 . Теоретически, при этой скорости передачи размер сдвига может быть уменьшен до 22,725 Гц, что существенно сокращает общую зону покрытия полосы. Поскольку RTTY, используя модуляцию AFSK или FSK , создает форму сигнала с постоянной мощностью, передатчику не нужно использовать линейный усилитель , который требуется для многих цифровых режимов передачи. Можно использовать более эффективный усилитель класса C.
RTTY, использующий модуляцию AFSK или FSK, умеренно устойчив к капризам распространения ВЧ-сигналов и помехам, однако современные цифровые режимы, такие как MFSK , используют прямую коррекцию ошибок для обеспечения гораздо большей надежности данных.
В основном, основными пользователями являются те, кому нужна надежная связь на коротких волнах. Примеры:
Одной из регулярных служб, передающих метеорологическую информацию RTTY, является Немецкая метеорологическая служба (Deutscher Wetterdienst или DWD). DWD регулярно передает две программы на различных частотах на LF и HF в стандартном RTTY (алфавит ITA-2). Список позывных, частот, скоростей передачи и сдвигов следующий: [19]
Сигналы DWD можно легко принимать в Европе, Северной Африке и некоторых частях Северной Америки.
RTTY (на английском языке) можно произносить как «radioteletype» (радиотелетайп), по буквам: RTTY, или просто как /ˈɹɪti/ или /ˈɹəti/.
{{cite magazine}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite magazine}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )