Введение
Радиосвязная электромеханическая система связи. Радиотелетип (RTTY) — это телекоммуникационная система, состоящая первоначально из двух или более электромеханических телепринтеров, расположенных в разных местах и соединенных по радио, а не по проводной линии связи. Радиотелетип развился из более ранних операций с наземными телепринтерами, начатых в середине 1800-х годов. В 1922 году Департамент ВМС США успешно испытал печатную телеграфию между самолетом и наземной радиостанцией. Позже в том же году Радиокорпорация Америки успешно проверила печатную телеграфию через свою радиостанцию в Чатеме (штат Массачусетс) до RMS Majestic. Коммерческие системы RTTY были введены в эксплуатацию между Сан-Франциско и Гонолулу уже в апреле 1932 года, а между Сан-Франциско и Нью-Йорком — к 1934 году. Военные США использовали радиотелетип в 1930-х годах и расширили его применение во время Второй мировой войны. Начиная с 1980-х годов телепринтеры были заменены персональными компьютерами (ПК) с программным обеспечением, эмулирующим телепринтеры. Термин «радиотелетип» используется для обозначения как оригинальной системы радиотелетипа, иногда называемой «Бодо», так и всего семейства систем, соединяющих два или более телепринтеров или ПК с использованием программного обеспечения для эмуляции телепринтеров по радио, независимо от используемого алфавита, системы связи или модуляции. В некоторых областях применения, особенно в военной и государственной сферах, радиотелетип известен под аббревиатурой RATT (Radio Automatic Teletype).
Radioteletype (RTTY) is a telecommunications system consisting originally of two or more electromechanical teleprinters in different locations connected by radio rather than a wired link. Radioteletype evolved from earlier landline teleprinter operations that began in the mid 1800s. The US Navy Department successfully tested printing telegraphy between an airplane and ground radio station in 1922. Later that year, the Radio Corporation of America successfully tested printing telegraphy via their Chatham, Massachusetts, radio station to the R. M. S. Majestic. Commercial RTTY systems were in active service between San Francisco and Honolulu as early as April 1932 and between San Francisco and New York City by 1934. The US military used radioteletype in the 1930s and expanded this usage during World War II. From the 1980s, teleprinters were replaced by personal computers (PCs) running software to emulate teleprinters. The term radioteletype is used to describe both the original radioteletype system, sometimes described as "Baudot", as well as the entire family of systems connecting two or more teleprinters or PCs using software to emulate teleprinters, over radio, regardless of alphabet, link system or modulation. In some applications, notably military and government, radioteletype is known by the acronym RATT (Radio Automatic Teletype).
История
Наземная телеграфия началась в 1849 году, когда была введена в эксплуатацию линия связи между Филадельфией и Нью-Йорком. Эмиль Бодо разработал систему, использующую пятиэлементный код, в 1874 году, которая до сих пор применяется. Конструкция систем телеграфии постепенно совершенствовалась, и к началу Второй мировой войны она стала основным способом распространения новостей. Радиотелетип произошел от этих ранних операций наземной телеграфии. В августе 1922 года Департамент ВМС США успешно испытал печатную телеграфию между самолетом и наземной радиостанцией. Позднее в том же году Радиокорпорация Америки успешно проверила печатную телеграфию через свою радиостанцию в Чатеме (штат Массачусетс) до RMS Majestic. Одним из первых вариантов радиотелетипа был ватсонграф, названный в честь изобретателя из Детройта Гленна Уотсона в марте 1931 года. Коммерческие системы RTTY находились в эксплуатации между Сан-Франциско и Гонолулу уже в апреле 1932 года, а между Сан-Франциско и Нью-Йорком – к 1934 году. Военные США использовали радиотелетип в 1930-х годах и расширили его применение во время Второй мировой войны. ВМС называли радиотелетип RATT (Radio Automatic Teletype), а Корпус связи Армии – SCRT, что является аббревиатурой от Single Channel Radio Teletype (одноканальный радиотелетип). Военные использовали технологию частотной манипуляции, которая оказалась очень надежной даже на больших расстояниях. Начиная с 1980-х годов телепринтеры были заменены компьютерами, работающими с программным обеспечением эмуляции телепринтеров.
Техническое описание
Радиотелетип состоит из трех отдельных частей: телетипа или телепринтера, модема и радио. Телетип или телепринтер – это электромеханическое или электронное устройство. Слово Teletype было товарным знаком корпорации Teletype, поэтому термины "TTY", "RTTY", "RATT" и "телепринтер" обычно используются для описания обобщенного устройства без привязки к конкретному производителю. Электромеханические телепринтеры громоздки, сложны и шумны, и в значительной степени уступили место электронным устройствам. Телепринтер включает в себя клавиатуру, являющуюся основным средством ввода текста, и принтер или видеодисплейный терминал (ВДТ). Альтернативным устройством ввода является считыватель перфоленты и, в последнее время, компьютерные носители информации (например, дискеты). Альтернативными выходными устройствами являются перфораторы ленты и компьютерные носители информации. Выходной сигнал телепринтера может быть представлен либо цифровыми логическими уровнями (+5 В соответствует логической "1" или "марке", а 0 В – логическому "0" или "пробелу"), либо линейными уровнями (−80 В соответствует "1", а +80 В – "0"). В отсутствие передачи данных линия находится в состоянии "марка". При нажатии клавиши на клавиатуре телепринтера генерируется 5-битный символ. Телепринтер преобразует его в последовательный формат и передает последовательность, состоящую из стартового бита (логический "0" или "пробел"), затем пяти битов данных поочередно, и завершающего стопового бита (логическая "1" или "марка", длительностью 1, 1,5 или 2 бита). При поступлении на вход телепринтера последовательности, состоящей из стартового бита, пяти битов данных и стопового бита, она преобразуется в 5-битное слово и передается принтеру или ВДТ. В электромеханических телепринтерах для реализации этих функций требовались сложные электромеханические устройства, но они легко реализуются с помощью стандартной цифровой электроники, использующей сдвиговые регистры. Для этой цели были разработаны специальные интегральные схемы, например Intersil 6402 и 6403. Это автономные UART-устройства, аналогичные периферийным устройствам последовательного порта компьютера. Пять битов данных позволяют закодировать только 32 различных символа, чего недостаточно для представления 26 букв, 10 цифр, пробела, нескольких знаков препинания и необходимых управляющих кодов, таких как возврат каретки, новая строка, звонок и т.д. Для преодоления этого ограничения телепринтер имеет два состояния: несмещенное (буквы) и смещенное (цифры). Переключение между состояниями происходит при отправке или получении специальных управляющих кодов "LETTERS" и "FIGURES". В несмещенном состоянии телепринтер печатает буквы и пробелы, а в смещенном – цифры и знаки препинания. Телепринтеры для языков, использующих другие алфавиты, также используют дополнительное третье смещенное состояние, в котором печатаются буквы альтернативного алфавита. Модем иногда называют терминальным устройством и представляет собой электронное устройство, подключаемое между телепринтером и радиоприемником-передатчиком. Передающая часть модема преобразует цифровой сигнал, передаваемый телепринтером или считывателем ленты, в одну из пары звуковых частот, традиционно 2295/2125 Гц (США) или 2125/1955 Гц (Европа). Одна из частот соответствует состоянию "марка", а другая – состоянию "пробел". Эти звуковые тоны затем модулируют SSB-передатчик для получения окончательного сигнала радиочастотного переключения частоты (AFSK). Некоторые передатчики способны к прямой частотной манипуляции (FSK), поскольку они могут напрямую принимать цифровой сигнал и изменять частоту передачи в соответствии с состоянием "марка" или "пробел". В этом случае передающая часть модема исключается из схемы. При приеме сигнал FSK преобразуется в исходные тоны путем смешивания сигнала FSK с локальным гетеродином, называемым BFO (генератором разностной частоты). Эти тоны подаются на демодуляторную часть модема, которая обрабатывает их через серию фильтров и детекторов для восстановления исходного цифрового сигнала. Сигналы FSK слышны на коммуникационном радиоприемнике, оснащенном BFO, и имеют характерный звук "бип-бип-бип", обычно начинающийся и заканчивающийся на одной из двух частот ("в состоянии покоя на марке"). Скорость передачи данных является характеристикой телепринтера, а разность частот (разница между частотами, представляющими "марку" и "пробел") – характеристикой модема. Эти два параметра, следовательно, независимы, при условии, что разность частот соответствует минимальному значению для заданной скорости передачи данных. Электронные телепринтеры могут легко работать на различных скоростях, в то время как механические телепринтеры требуют переключения передач для работы на разных скоростях. В настоящее время обе функции могут выполняться современными компьютерами, оснащенными цифровыми сигнальными процессорами или звуковыми картами. Звуковая карта выполняет функции модема, а центральный процессор обрабатывает цифровые биты. Такой подход широко распространен в любительской радиосвязи с использованием специализированных компьютерных программ, таких как fldigi, MMTTY или MixW. До эры массового хранения данных на компьютерах большинство RTTY-станций хранили текст на перфоленте с помощью перфораторов и считывателей ленты. Оператор набирал сообщение на клавиатуре телетипа и пробивал код на ленту. Ленту можно было затем передать с постоянной и высокой скоростью, без ошибок ввода. Ленту можно было использовать повторно, и в некоторых случаях – особенно для использования ASCII на станках с ЧПУ – она изготавливалась из пластика или даже очень тонкого металла для многократного использования. Наиболее распространенным тестовым сигналом является последовательность символов "RYRYRY", поскольку она создает чередующийся тональный рисунок, задействующий все биты, и легко распознается. Панграммы также передаются на RTTY-каналах в качестве тестовых сообщений, наиболее распространенной 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".
Сравнение с другими режимами
RTTY имеет типичную скорость передачи данных для любительской связи – 45,45 бод (приблизительно 60 слов в минуту). Он по-прежнему популярен как режим "клавиатура-клавиатура" в любительском радио. Коммерческая популярность RTTY снизилась, поскольку появились более быстрые и надежные альтернативные способы передачи данных, использующие спутниковую связь или другие каналы. При своей скорости передачи RTTY обладает низкой спектральной эффективностью. Типичный сигнал RTTY со сдвигом частоты 170 Гц при скорости 45,45 бод требует около 250 Гц полосы пропускания приемника, что более чем вдвое превышает требования PSK31. Теоретически, при такой скорости передачи сдвиг частоты можно уменьшить до 22,725 Гц, существенно сократив занимаемую полосу частот. Поскольку RTTY, использующий модуляцию AFSK или FSK, генерирует сигнал с постоянной мощностью, передатчику не требуется линейный усилитель, необходимый для многих цифровых режимов передачи. Можно использовать более эффективный усилитель класса C. RTTY, использующий модуляцию AFSK или FSK, обладает умеренной устойчивостью к изменениям распространения радиоволн и помехам в диапазоне высоких частот, однако современные цифровые режимы, такие как MFSK, применяют коррекцию прямой ошибки для обеспечения гораздо большей надежности передачи данных.