Радиотелетайп ( RTTY ) — это телекоммуникационная система, первоначально состоящая из двух или более электромеханических телетайпов в разных местах, соединенных по радио , а не по проводной линии связи. Радиотелетайп произошел от более ранних операций стационарного телетайпа, которые начались в середине 1800-х годов. [1] В 1922 году Министерство ВМС США успешно протестировало печатную телеграфию между самолетом и наземной радиостанцией. Позже в том же году Американская радиокорпорация успешно протестировала печатную телеграфию через свою радиостанцию в Чатеме, штат Массачусетс , на RMS Majestic. Коммерческие системы RTTY находились в активной эксплуатации между Сан-Франциско и Гонолулу еще в апреле 1932 года, а между Сан-Франциско и Нью-Йорком - к 1934 году. Военные США 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), на которых было установлено программное обеспечение для эмуляции телетайпов .
Термин «радиотелетайп» используется для описания как оригинальной системы радиотелетайпа, иногда называемой « Бодо », так и всего семейства систем, соединяющих два или более телетайпов или ПК с использованием программного обеспечения для эмуляции телетайпов по радио, независимо от алфавита, системы связи. или модуляция.
В некоторых приложениях, особенно в военных и правительственных целях, радиотелетайп известен под аббревиатурой RATT (радиоавтоматический телетайп). [2]
Работа стационарного телетайпа началась в 1849 году, когда была введена в эксплуатацию линия связи между Филадельфией и Нью-Йорком. [3] Эмиль Бодо разработал систему с использованием пятизначного кода в 1874 году, которая используется до сих пор. Конструкция системы телетайпа постепенно улучшалась, пока в начале Второй мировой войны она не стала основным методом распространения, используемым службами новостей.
Радиотелетайп произошел от более ранних операций стационарного телетайпа. В августе 1922 года Министерство военно-морского флота США успешно протестировало печатную телеграфию между самолетом и наземной радиостанцией. [4] [5] [6] Позже в том же году Радиокорпорация Америки успешно протестировала печатную телеграфию через свою радиостанцию в Чатеме, штат Массачусетс. на RMS Majestic . [7] Ранней реализацией радиотелетайпа был Watsongraph, [8] названный в честь изобретателя из Детройта Гленна Уотсона в марте 1931 года. [9] Коммерческие системы RTTY находились в активной эксплуатации между Сан-Франциско и Гонолулу еще в апреле 1932 года [10] [ 11] и между Сан-Франциско и Нью-Йорком к 1934 году. [12] Военные США использовали радиотелетайп в 1930-х годах и расширили это использование во время Второй мировой войны. [13] Военно-морской флот называл радиотелетайп RATT (радиоавтоматический телетайп), а армейский корпус связи называл радиотелетайп SCRT , аббревиатурой от одноканального радиотелетайпа. Военные использовали технологию частотной манипуляции, и эта технология оказалась очень надежной даже на больших расстояниях.
С 1980-х годов телетайпы были заменены компьютерами с программным обеспечением для эмуляции телетайпа.
Радиотелетайпная станция состоит из трех отдельных частей: телетайпа или телетайпа , модема и радио .
Телетайп или телетайп – это электромеханическое или электронное устройство. Слово «Телетайп» было торговой маркой Teletype Corporation, поэтому термины «TTY», «RTTY», «RATT» и «телетайп» обычно используются для описания обычного устройства без ссылки на конкретного производителя.
Электромеханические телетайпы тяжелы, сложны и шумны, и в большинстве случаев их заменили электронные устройства. Телетайп включает в себя клавиатуру, которая является основным средством ввода текста, и принтер или устройство визуального отображения (ВДУ). Альтернативным устройством ввода является устройство чтения перфорированной ленты , а в последнее время и компьютерные носители информации (например, дискеты). Альтернативными устройствами вывода являются перфораторы ленты и компьютерные носители информации.
Линейный выход телетайпа может иметь либо цифровые логические уровни (+5 В означает логическую «1» или метку , а 0 В означает логический «0» или пробел ), либо линейные уровни (-80 В означает «1» и «1». +80 В «0»). Если трафик не передается, линия простаивает в состоянии «отметка».
При нажатии клавиши клавиатуры телетайпа генерируется 5-битный символ . Телетайп преобразует его в последовательный формат и передает последовательность стартовых битов (логический 0 или пробел), затем один за другим 5 бит данных, заканчивая стоповым битом ( логическая 1 или метка длительностью 1, 1,5 или 2 бита). Когда на вход телетайпа поступает последовательность стартового бита, 5 бит данных и стопового бита, она преобразуется в 5-битное слово и передается на принтер или УВО. В электромеханических телетайпах 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 , аналогичные периферийным устройствам последовательного порта компьютера.
5 бит данных допускают только 32 различных кода, которые не могут вместить 26 букв, 10 цифр, пробел, несколько знаков препинания и необходимые управляющие коды , такие как возврат каретки, новая строка, звонок и т. д. Чтобы преодолеть это ограничение, телетайп имеет два состояния : состояние без смещения или букв и состояние со смещением или цифр или цифр . Переход из одного состояния в другое происходит при отправке с клавиатуры или приеме с линии специальных управляющих кодов БУКВЫ и ЦИФРЫ . В состоянии букв телетайп печатает буквы и пробелы, а в сдвинутом состоянии — цифры и знаки препинания. Телетайпы для языков, использующих другие алфавиты , также используют дополнительное состояние третьей смены , в котором они печатают буквы альтернативного алфавита.
Модем иногда называют терминальным устройством и представляет собой электронное устройство, подключаемое между телетайпом и радиоприемопередатчиком . 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 отметки , а другой - состоянию пробела . Эти аудиотоны затем модулируют передатчик SSB для создания окончательного радиочастотного сигнала манипуляции звуковой частоты (AFSK). Некоторые передатчики поддерживают прямую частотную манипуляцию (FSK), поскольку они могут напрямую принимать цифровой сигнал и изменять частоту передачи в соответствии с состоянием входа метки или пробела . В этом случае передающая часть модема обходится.
При приеме сигнал FSK преобразуется в исходные тона путем смешивания сигнала FSK с гетеродином, называемым BFO или генератором частоты биений . Эти тональные сигналы подаются на демодулятор модема, который обрабатывает их через ряд фильтров и детекторов для воссоздания исходного цифрового сигнала. Сигналы FSK слышны на радиоприемнике связи, оснащенном BFO, и имеют характерный звук «бидл-и-и-и-и», обычно начинающийся и заканчивающийся одним из двух тонов («холостой ход на отметке»).
Скорость передачи является характеристикой телетайпа, а сдвиг (разница между тонами, обозначающими метку и пробел) — характеристикой модема. Таким образом, эти два параметра являются независимыми при условии, что они соответствуют минимальному размеру сдвига для данной скорости передачи. Электронные телетайпы могут легко работать на разных скоростях, но механическим телетайпам требуется переключение передач, чтобы работать на разных скоростях.
Сегодня обе функции могут выполняться с помощью современных компьютеров, оснащенных процессорами цифровых сигналов или звуковыми картами . Звуковая карта выполняет функции модема, а процессор выполняет обработку цифровых битов. Такой подход очень распространен в радиолюбительстве с использованием специализированных компьютерных программ типа fldigi , MMTTY или MixW.
До эпохи компьютерных запоминающих устройств большинство станций RTTY хранили текст на бумажной ленте с помощью перфораторов и считывателей. Оператор набирал сообщение на клавиатуре TTY и записывал код на ленту. Тогда лента могла бы передаваться с постоянной высокой скоростью, без ошибок при наборе текста. Ленту можно использовать повторно, а в некоторых случаях — особенно для использования с ASCII на станках с ЧПУ — она может быть изготовлена из пластика или даже очень тонкого металлического материала, чтобы ее можно было использовать многократно.
Наиболее распространенным тестовым сигналом является серия символов « RYRYRY », поскольку они образуют чередующуюся последовательность тонов, включающую все биты, и легко распознаются. Панграммы также передаются по каналам RTTY в качестве тестовых сообщений, наиболее распространенным из которых является « Быстрая коричневая лиса прыгает через ленивую собаку », а во французских каналах: «Voyez le Brick Géant que J'examine Près Du Wharf».
Исходная (или «Бодо») система радиотелетайпа почти всегда основана на коде Бодо или 5-битном алфавите ITA-2. Канал основан на асинхронной передаче символов с 1 стартовым битом и 1, 1,5 или 2 стоповыми битами. Модуляция передатчика обычно FSK ( F1B ). Иногда сигнал AFSK, модулирующий радиочастотную несущую (A2B, F2B), используется на частотах ОВЧ или УВЧ. Стандартные скорости передачи составляют 45,45, 50, 75, 100, 150 и 300 бод.
Общие сдвиги несущей составляют 85 Гц (используются на частотах LF и VLF), 170 Гц, 425 Гц, 450 Гц и 850 Гц, хотя некоторые станции используют нестандартные сдвиги. Существуют варианты стандартного алфавита Бодо для языков, написанных на кириллице, арабском, греческом и т. д., с использованием специальных методов. [15] [16]
Некоторые комбинации скорости и смены стандартизированы для конкретных служб с использованием оригинальной системы радиотелетайпа:
После Второй мировой войны радиолюбители в США начали получать устаревшее, но пригодное к использованию оборудование Teletype Model 26 от коммерческих операторов с пониманием, что это оборудование не будет использоваться или возвращено в коммерческую эксплуатацию. «Общество любительского радиотелетайпа и УКВ» было основано в 1946 году в Вудсайде, штат Нью-Йорк. Вскоре эта организация сменила название на «Общество телетайпов УКВ» и начала работу любительской радиосвязи в США на диапазоне 2 метра с использованием манипуляции со сдвигом звуковой частоты (AFSK). Первый зарегистрированный двусторонний радиолюбительский телетайпный контакт ( QSO ) состоялся в мае 1946 года между Дэйвом Уинтерсом, W2AUF, Бруклин, Нью-Йорк, и W2BFD, Джоном Эвансом Уильямсом, Вудсайд, Лонг-Айленд, Нью-Йорк. [21] На западном побережье любительский RTTY также стартовал на расстоянии 2 метра. Работа на диапазонах 80 метров, 40 метров и других диапазонах высокочастотной (HF) любительской радиосвязи первоначально осуществлялась с использованием коммутационной манипуляции, поскольку частотная манипуляция (FSK) еще не была разрешена.
В начале 1949 года первый американский трансконтинентальный двусторонний RTTY- контакт был установлен на расстоянии 11 метров 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 поздравительными сообщениями, напечатанными сплошным шрифтом, и пережевали тряпки. Ранее, 23 января 1949 года, Уильям Т. Нотт, W2QGH, Ларчмонт, штат Нью-Йорк, смог сделать черновую копию тестовых передач W6PSW. Хотя контакты можно было установить, быстро стало понятно, что FSK технически превосходит коммутационную манипуляцию. Благодаря усилиям Меррилла Свона, W6AEE, издателя RTTY «Общества RTTY Южной Калифорнии», и Уэйна Грина, W2NSD, журнала CQ Magazine , радиолюбители успешно подали петицию в Федеральную комиссию по связи США (FCC) о внесении поправок в Часть 12 Регламент, вступивший в силу 20 февраля 1953 года. [23] Измененный Регламент разрешал ФСК в неголосовых частях диапазонов 80 , 40 и 20 метров , а также определял использование одного канала со скоростью 60 слов в минуту. пятиединичный код, соответствующий ITA2 . Задан 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 такого широкого смещения оказалось проблемой для радиолюбительской работы. Коммерческие операторы уже обнаружили, что узкая смена лучше всего работает на ВЧ-диапазонах . После расследования и петиции в Федеральную комиссию по связи в марте 1956 года в Часть 12 были внесены поправки, позволяющие радиолюбителям использовать любую смену частоты 900 Гц или меньше.
Уведомление Федеральной комиссии по связи о предлагаемых правилах (NPRM), в результате которого было разрешено использование FSK в любительских высокочастотных (ВЧ) диапазонах, было ответом на петиции Американской лиги радиорелейной связи (ARRL), Национального совета любительского радио и г-на Роберта. Вайнштейн. Об этом прямо заявляет NPRM, и эту информацию можно найти полностью в декабрьском номере журнала QST Magazine за 1951 год . Хотя в «Новом справочнике RTTY» [23] не упоминается ARRL, он был опубликован журналом CQ Magazine , а его автор был обозревателем CQ ( в то время CQ в целом враждебно относился к ARRL).
Первый конкурс RTTY проводился Обществом RTTY Южной Калифорнии с 31 октября по 1 ноября 1953 года. [24] Под названием «Конкурс лотереи RTTY» двадцать девять участников обменивались сообщениями, которые содержали серийный номер, вызов исходящей станции, чек или отчет RST. из двух или трех цифр, раздела ARRL отправителя, местного времени (предпочтительно 00:00–24:00) и даты. Пример: NR 23 W0BP CK MINN 1325 15 февраля. К концу 1950-х годов конкурсный обмен был расширен и теперь включает используемый диапазон. Пример: NR 23 W0BP CK MINN 1325 15 ФЕВРАЛЯ СОРОК МЕТРОВ. Конкурс оценивался следующим образом: одно очко за каждое сообщение, отправленное и полученное полностью RTTY, и одно очко за каждое сообщение, полученное и подтвержденное RTTY. Окончательный балл рассчитывался путем умножения общего количества сообщений на количество обработанных секций ARRL. Две станции могли снова обмениваться сообщениями на другом диапазоне за дополнительные баллы, но множитель раздела не увеличивался, когда тот же раздел был переработан на другом диапазоне. Каждый объект DXCC учитывался как дополнительный раздел 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 интересовались RTTY в 1956 году . и за пределами США. Например, первый зарегистрированный двусторонний контакт RTTY между США и Новой Зеландией произошел в 1956 году между W0BP и ZL1WB.
К концу 1950-х годов начали появляться новые организации, занимающиеся любительским радиотелетайпом. «Британская группа радиолюбителей-телетайпов», BARTG, ныне известная как «Британская группа радиолюбителей-телетайпов» [26], была сформирована в июне 1959 года. В сентябре 1959 года было образовано Флоридское общество RTTY. [27] Радиолюбители за пределами Канады. и США начали приобретать излишки телетайпа и получать разрешение выходить в эфир. Первый зарегистрированный контакт RTTY в Великобритании произошел 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 телетайпа, продолжала распространяться, и вскоре стало возможным работать на всех континентах по RTTY.
Радиолюбители использовали различные конструкции оборудования для выхода в эфир с использованием RTTY в 1950-х и 1960-х годах. Любители использовали свои существующие приемники для работы в режиме RTTY, но им нужно было добавить терминальный блок, иногда называемый демодулятором, для преобразования полученных аудиосигналов в сигналы постоянного тока для телетайпа.
Большая часть оконечного оборудования, используемого для приема сигналов RTTY, была изготовлена самостоятельно с использованием конструкций, опубликованных в радиолюбительских изданиях. Эти оригинальные конструкции можно разделить на два класса оконечных устройств: преобразователи аудиотипа и преобразователи промежуточной частоты. Преобразователи аудиотипа оказались более популярными среди радиолюбителей. Проекты Twin City, W2JAV и W2PAT были примерами типичных терминалов, 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 проекты были впервые опубликованы в журнале RTTY Journal , начиная с сентября 1967 года и заканчивая 1970 годом.
Адаптация терминального блока W6FFC TT/L была разработана Китом Петерсеном, W8SDZ, и впервые была опубликована в журнале RTTY Journal в сентябре 1967 года. Чертеж схемы в статье был выполнен Ральфом Леландом, W8DLT.
Радиолюбителям пришлось модифицировать свои передатчики, чтобы обеспечить работу в режиме HF RTTY. Это было достигнуто за счет добавления частотного ключа, который использовал диод для включения и выключения конденсатора из схемы, сдвигая частоту передатчика синхронно с сигналом телетайпа, меняющимся от метки к пробелу и к метке. 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 диапазонах 80 метров , но постепенно становился менее стабильным на диапазонах 40 , 20 и 15 метров . К середине 1960-х годов конструкция передатчиков была обновлена: высокочастотный генератор с кварцевым управлением был объединен с регулируемым низкочастотным генератором, что привело к лучшей стабильности частоты во всех КВ-диапазонах любительской радиосвязи.
На заре любительского RTTY Премия RTTY Worked All Continents Award была задумана Обществом RTTY Южной Калифорнии и выпущена журналом RTTY Journal. [30] Первой любительской радиостанцией, получившей эту награду WAC – RTTY, была VE7KX. [31] Первыми станциями, признанными достигшими однодиапазонного WAC RTTY, были W1MX ( 3,5 МГц ); DL0TD ( 7,0 МГц ); К3SWZ ( 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 через RTTY наконец стало возможным работать более чем в 100 странах. FG7XT была первой любительской радиостанцией, удостоившейся этой чести. Однако Жан не предоставил свои QSL- карточки на независимую проверку. ON4BX в 1971 году была первой любительской радиостанцией, представившей свои открытки редактору DX журнала RTTY Journal и удостоившейся этой чести. [33] ARRL начала присуждать награды DXCC RTTY 1 ноября 1976 года. [34] До этой даты награда за работу в 100 странах по RTTY была доступна только через RTTY Journal.
В 1950-1970-е годы « RTTY art » было популярным эфирным мероприятием. Оно состояло из (иногда очень сложных и художественных) изображений, отправляемых по RTTY с помощью длинных передач на перфоленте, а затем распечатываемых принимающей станцией на бумаге.
7 января 1972 года FCC внесла поправки в Часть 97, разрешив более высокие скорости RTTY. Были разрешены четыре стандартных скорости RTTY, а именно: 60 слов в минуту ( WPM ) (45 бод ), 67 слов в минуту (50 бод), 75 слов в минуту (56,25 бод) и 100 слов в минуту (75 бод). У многих радиолюбителей было оборудование, которое можно было повысить до 75 и 100 слов в минуту путем переключения передач телетайпа. Хотя первоначальный интерес был к работе со скоростью 100 слов в минуту , многие радиолюбители вернулись к скорости 60 слов в минуту . Некоторые из причин отказа HF RTTY со скоростью 100 слов в минуту включали плохую работу механических телетайпов, обслуживаемых неправильно, оконечные устройства с узкой полосой пропускания, продолжающееся использование сдвига 170 Гц при скорости 100 слов в минуту , а также чрезмерную частоту ошибок из-за многолучевого искажения и характера ионосферного распространения. .
FCC одобрила использование ASCII любительскими радиостанциями 17 марта 1980 года со скоростью до 300 бод в диапазоне от 3,5 до 21,25 МГц и 1200 бод в диапазоне от 28 до 225 МГц . На любительских частотах выше 420 МГц разрешена скорость до 19,2 кбод . [35]
Эти скорости передачи символов были позже изменены: [36]
Требование к радиолюбителям в США указывать позывной своей станции в начале и конце каждой цифровой передачи, а также через десятиминутные интервалы с использованием международного кода Морзе было окончательно отменено Федеральной комиссией по связи 15 июня 1983 года.
Типичная скорость передачи данных для любительских операций RTTY составляет 45,45 бод (приблизительно 60 слов в минуту). Он по-прежнему популярен как режим «клавиатура к клавиатуре» на любительском радио. [37] Коммерческая популярность RTTY снизилась, поскольку стали доступны более быстрые и надежные альтернативные способы передачи данных с использованием спутниковых или других соединений.
Из-за своей скорости передачи RTTY имеет низкую спектральную эффективность . Типичный сигнал RTTY со сдвигом 170 Гц и скоростью 45,45 бод требует полосы пропускания приемника около 250 Гц, что более чем вдвое превышает требуемую для PSK31 . Теоретически при такой скорости передачи размер сдвига можно уменьшить до 22,725 Гц, что существенно уменьшит общую площадь полосы пропускания. Поскольку RTTY, используя модуляцию AFSK или FSK , создает сигнал с постоянной мощностью, передатчику не требуется использовать линейный усилитель , который требуется для многих режимов цифровой передачи. Можно использовать более эффективный усилитель класса C.
RTTY, использующий модуляцию AFSK или FSK, умеренно устойчив к колебаниям ВЧ-распространения и помехам, однако современные цифровые режимы, такие как MFSK , используют прямое исправление ошибок для обеспечения гораздо большей надежности данных.
В основном, основными пользователями являются те, кому нужна надежная коротковолновая связь. Примеры:
Одной из регулярных служб, передающих метеорологическую информацию в режиме RTTY, является Немецкая метеорологическая служба (Deutscher Wetterdienst или DWD). DWD регулярно передает две программы на разных частотах на НЧ и ВЧ в стандартном RTTY (алфавит ITA-2). Список позывных, частот, скоростей передачи и смен следующий: [19]
Сигналы DWD можно легко принимать в Европе, Северной Африке и некоторых частях Северной Америки.
RTTY (на английском языке) можно произносить как «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 )