Articulo de referencia

telegrafía inalámbrica

Un operador de radio del Cuerpo de Señales del Ejército de los Estados Unidos en 1943 en Nueva Guinea transmitiendo por radiotelegrafía. La telegrafía inalámbrica o radiotelegra...

Un operador de radio del Cuerpo de Señales del Ejército de los Estados Unidos en 1943 en Nueva Guinea transmitiendo por radiotelegrafía.

La telegrafía inalámbrica o radiotelegrafía es la transmisión de mensajes de texto mediante ondas de radio , análoga a la telegrafía eléctrica que utiliza cables . [ 1 ] [ 2 ] Antes de 1910, el término telegrafía inalámbrica también se utilizaba para otras tecnologías experimentales de transmisión de señales telegráficas sin cables. [ 3 ] [ 4 ] En la radiotelegrafía, la información se transmite mediante pulsos de ondas de radio de dos longitudes diferentes, denominados "puntos" y "rayas", que forman mensajes de texto, generalmente en código Morse . En un sistema manual, el operador emisor pulsa un interruptor llamado llave telegráfica que enciende y apaga el transmisor , produciendo los pulsos de ondas de radio. En el receptor, los pulsos son audibles en el altavoz del receptor como pitidos, que un operador que conoce el código Morse traduce de nuevo a texto.

La radiotelegrafía fue el primer medio de comunicación por radio, y los primeros transmisores y receptores de radio prácticos fueron inventados en 1894-1895 por Guglielmo Marconi . [ 5 ] A partir de 1908, potentes estaciones de radiotelegrafía transoceánicas transmitieron tráfico telegráfico comercial entre países a velocidades de hasta 200 palabras por minuto.

La telegrafía inalámbrica se percibió inicialmente como análoga a la telegrafía eléctrica, dada su dependencia del código Morse, [ 6 ] y por lo tanto se consideró erróneamente como un canal de comunicación seguro punto a punto. La función de radiodifusión inalámbrica recibió opiniones contradictorias que persistieron sobre su naturaleza y propósito hasta bien entrada la década de 1920. [ 7 ] La telegrafía inalámbrica se considera a menudo como precursora de la radiodifusión , que surgió después de la Primera Guerra Mundial con el desarrollo de la modulación de amplitud (AM) en la radiotelefonía que permitió el sonido ( audio ) y el reconocimiento de la importancia de las características de propagación de la tecnología inalámbrica.

La radiotelegrafía se utilizó para la comunicación de texto comercial, diplomática y militar a larga distancia entre personas durante la primera mitad del siglo XX. [ 8 ] Se convirtió en una capacidad estratégicamente importante durante las dos guerras mundiales [ 9 ] ya que una nación sin estaciones de radiotelegrafía de larga distancia podía quedar aislada del resto del mundo si un enemigo cortaba sus cables telegráficos submarinos . La radiotelegrafía sigue siendo popular en la radioafición . También se enseña en el ámbito militar para su uso en comunicaciones de emergencia. Sin embargo, en la década de 1950, la radiotelegrafía comercial fue reemplazada por las redes de radioteletipo y quedó obsoleta. [ 10 ]

Principios

Ilustración de 1912 de un radiotelegrafista en un barco enviando una llamada de socorro de emergencia.
Radioaficionado moderno transmitiendo código Morse

La telegrafía inalámbrica o radiotelegrafía, comúnmente llamada CW ( onda continua ), transmisión ICW (onda continua interrumpida) o modulación por conmutación de encendido y apagado , y designada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones como tipo de emisión A1A o A2A , es un método de radiocomunicación . Se transmitió mediante varios métodos de modulación diferentes a lo largo de su historia. Los transmisores primitivos de chispa utilizados hasta 1920 transmitían ondas amortiguadas , que tenían un ancho de banda muy amplio y tendían a interferir con otras transmisiones. Este tipo de emisión fue prohibido en 1934, excepto para algunos usos heredados en barcos. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Los transmisores de tubo de vacío (válvula) que comenzaron a usarse después de 1920 transmitían código mediante pulsos de onda portadora sinusoidal no modulada llamada onda continua (CW), que todavía se usa hoy en día. Para recibir transmisiones CW, el receptor requiere un circuito llamado oscilador de frecuencia de batido (BFO). [ 14 ] [ 15 ] El tercer tipo de modulación, la modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), fue utilizada principalmente por las redes de radioteletipo (RTTY). La radiotelegrafía en código Morse fue reemplazada gradualmente por el radioteletipo en la mayoría de las aplicaciones de alto volumen para la Segunda Guerra Mundial .

En la radiotelegrafía manual, el operador emisor manipula un interruptor llamado llave telegráfica , que enciende y apaga el transmisor de radio, produciendo pulsos de onda portadora no modulada de diferentes longitudes llamados "puntos" y "rayas", que codifican caracteres de texto en código Morse . [ 16 ] En el lugar de recepción, el código Morse es audible en el auricular o altavoz del receptor como una secuencia de zumbidos o pitidos, que un operador que conoce el código Morse traduce de nuevo a texto. Con la radiotelegrafía automática, las teleimpresoras en ambos extremos utilizan un código como el Alfabeto Telegráfico Internacional n.º 2 y producen texto mecanografiado.

La radiotelegrafía está obsoleta en las comunicaciones de radio comerciales, y su último uso civil, que requería que los operadores de radio de la navegación marítima utilizaran el código Morse para las comunicaciones de emergencia, terminó en 1999 cuando la Organización Marítima Internacional cambió al sistema GMDSS basado en satélites. [ 10 ] Sin embargo, todavía lo utilizan los radioaficionados , y los servicios militares requieren que los señaleros estén capacitados en código Morse para las comunicaciones de emergencia. [ 17 ] [ 18 ] Una estación costera de CW, KSM , todavía existe en California, operada principalmente como museo por voluntarios, [ 19 ] y se realizan contactos ocasionales con barcos. En un uso legado menor, las radiobalizas de alcance omnidireccional (VOR) y NDB de VHF en el servicio de radionavegación de aviación todavía transmiten sus identificadores de una a tres letras en código Morse.

La radiotelegrafía es popular entre los radioaficionados de todo el mundo, quienes comúnmente la denominan onda continua o simplemente CW. Un análisis de 2021 de más de 700 millones de comunicaciones registradas por el blog Club Log, [ 20 ] y una revisión similar de datos registrados por la American Radio Relay League , [ 21 ] muestran que la telegrafía inalámbrica es el segundo modo más popular de comunicación de radioaficionados , representando casi el 20% de los contactos. Esto la hace más popular que la comunicación de voz, pero no tan popular como el modo digital FT8 , que representó el 60% de los contactos de radioaficionados realizados en 2021. Desde 2003, el conocimiento del código Morse y la telegrafía inalámbrica ya no es un requisito para obtener una licencia de radioaficionado en muchos países, [ 22 ] sin embargo, todavía es un requisito en algunos países para obtener una licencia de una clase diferente. A partir de 2021, la licencia de Clase A en Bielorrusia y Estonia, o la de Clase General en Mónaco, o la de Clase 1 en Ucrania requieren dominio del código Morse para acceder a todo el espectro de radioaficionados, incluidas las bandas de alta frecuencia (HF). [ 22 ] Además, la licencia CEPT de Clase 1 en Irlanda, [ 23 ] y la de Clase 1 en Rusia, [ 22 ] ambas requieren dominio de la telegrafía inalámbrica, ofrecen privilegios adicionales: un indicativo de llamada más corto y deseable en ambos países, y el derecho a utilizar una mayor potencia de transmisión en Rusia. [ 24 ]

Historia

redes de telégrafos terrestres

Los esfuerzos por encontrar una forma de transmitir señales telegráficas sin cables surgieron del éxito de las redes telegráficas eléctricas , los primeros sistemas de telecomunicación instantánea. [ 25 ] Desarrollados a partir de la década de 1830, varios sistemas que utilizaban diferentes esquemas para transmitir texto por cables competían. [ 26 ] : 9–12 Una línea telegráfica Morse era un sistema de mensajes de texto de persona a persona que consistía en múltiples oficinas telegráficas conectadas por un cable aéreo sostenido por postes telegráficos . Para enviar un mensaje, un operador en una oficina golpeaba un interruptor llamado llave telegráfica , creando pulsos de corriente eléctrica que deletreaban un mensaje en código Morse . [ 26 ] : 14–15 Cuando se presionaba la llave, conectaba una batería a la línea telegráfica, enviando corriente por el cable. En la oficina receptora, los pulsos de corriente activaban un zumbador telegráfico , un dispositivo que hacía un sonido de "clic" cuando recibía cada pulso de corriente. El operador de la estación receptora, que conocía el código Morse, traducía los clics a texto y escribía el mensaje. La toma de tierra se utilizaba como vía de retorno de la corriente en el circuito telegráfico para evitar tener que usar un segundo cable aéreo. [ 27 ]

Para la década de 1860, el telégrafo era el método estándar para enviar la mayoría de los mensajes comerciales, diplomáticos y militares urgentes, [ 26 ] : 15–17 y las naciones industrializadas habían construido redes telegráficas que abarcaban continentes, con cables telegráficos submarinos que permitían que los mensajes telegráficos cruzaran océanos. [ 26 ] : cap. 2 [ 28 ] Sin embargo, instalar y mantener una línea telegráfica que conectara estaciones distantes era muy costoso, y los cables no podían llegar a algunos lugares, como los barcos en alta mar. Los inventores se dieron cuenta de que si se encontraba una manera de enviar impulsos eléctricos de código Morse entre puntos separados sin un cable de conexión, podría revolucionar las comunicaciones.

Invención del telégrafo inalámbrico

Ingenieros del Servicio Postal Británico inspeccionan el transmisor (centro) y el receptor (abajo) de Marconi en Flat Holm , mayo de 1897.
Receptor típico de radiotelegrafía comercial de la primera década del siglo XX. Los "puntos" y "rayas" del código Morse se grababan con tinta sobre cinta de papel mediante una grabadora de sifón (izquierda) .
Ejemplo de mensaje radiotelegráfico transatlántico grabado en cinta de papel en el centro de recepción de RCA en Nueva York en 1920. La traducción del código Morse se muestra debajo de la cinta.

Desde la década de 1830, los inventores habían experimentado con una serie de tecnologías fallidas para transmitir telegrafía inalámbrica : sistemas de inducción magnética, conducción terrestre, conducción a través de cuerpos de agua y sistemas de haces de luz. [ 29 ]

La solución exitosa a este problema fue el descubrimiento de las ondas de radio en 1887 por Heinrich Hertz y el desarrollo de transmisores y receptores de radiotelegrafía prácticos hacia 1899. [ 30 ]

Durante varios años, a partir de 1894, el inventor italiano Guglielmo Marconi trabajó en la adaptación del recién descubierto fenómeno de las ondas de radio a la comunicación, convirtiendo lo que hasta entonces había sido esencialmente un experimento de laboratorio en un sistema de comunicación útil, [ 31 ] [ 32 ] construyendo el primer sistema de radiotelegrafía que las utilizaba. [ 33 ] Preece y la Oficina General de Correos (GPO) de Gran Bretaña inicialmente apoyaron y financiaron los experimentos de Marconi realizados en Salisbury Plain desde 1896. Preece se había convencido de la idea a través de sus experimentos con inducción inalámbrica. Sin embargo, el apoyo se retiró cuando Marconi formó la Wireless Telegraph & Signal Company . Los abogados de la GPO determinaron que el sistema era un telégrafo según lo estipulado en la Ley de Telégrafos y, por lo tanto, estaba bajo el monopolio de la Oficina de Correos. Esto no pareció detener a Marconi. [ 34 ] : 243–244 Después de que Marconi enviara señales telegráficas inalámbricas a través del Océano Atlántico en 1901, el sistema comenzó a utilizarse para la comunicación regular, incluyendo la comunicación de barco a tierra y de barco a barco. [ 35 ]

Con este desarrollo, la telegrafía inalámbrica pasó a significar radiotelegrafía , el código Morse transmitido por ondas de radio. Los primeros transmisores de radio , transmisores de chispa primitivos utilizados hasta la Primera Guerra Mundial, no podían transmitir voz ( señales de audio ). En cambio, el operador enviaba el mensaje de texto mediante una llave telegráfica , que encendía y apagaba el transmisor, produciendo pulsos cortos ("punto") y largos ("raya") de ondas de radio, grupos de los cuales comprendían las letras y otros símbolos del código Morse. En el receptor, las señales se podían escuchar como "pitidos" musicales en los auriculares del operador receptor, quien traducía el código de nuevo a texto. Hacia 1910, la comunicación mediante lo que se había denominado "ondas hertzianas" se conocía universalmente como " radio " [ 36 ] , y el término telegrafía inalámbrica ha sido reemplazado en gran medida por el término más moderno "radiotelegrafía".

Métodos de modulación

Ondas amortiguadas

Los transmisores de chispa primitivos utilizados hasta la década de 1920 transmitían mediante un método de modulación llamado onda amortiguada . Mientras se mantenía pulsada la tecla del telégrafo, el transmisor producía una serie de pulsos transitorios de ondas de radio que se repetían a una frecuencia audible, generalmente entre 50 y varios miles de hercios . [ 37 ] En los auriculares del receptor, esto sonaba como un tono musical, un crujido o un zumbido. Así, los puntos y rayas del código Morse sonaban como pitidos. La onda amortiguada tenía un gran ancho de banda de frecuencia , lo que significa que la señal de radio no era de una sola frecuencia, sino que ocupaba una amplia banda de frecuencias. Los transmisores de onda amortiguada tenían un alcance limitado e interferían con las transmisiones de otros transmisores en frecuencias adyacentes. [ 38 ]

Ondas continuas

Después de 1905 se inventaron nuevos tipos de transmisores de radiotelegrafía que transmitían código utilizando un nuevo método de modulación: onda continua (OC) [ 39 ] (designada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones como tipo de emisión A1A). [ 40 ] Mientras se presionaba la tecla del telégrafo, el transmisor producía una onda sinusoidal continua de amplitud constante. [ 39 ] Dado que toda la energía de la onda de radio se concentraba en una sola frecuencia, los transmisores de OC podían transmitir a mayor distancia con una potencia determinada y, además, prácticamente no causaban interferencias a las transmisiones en frecuencias adyacentes. Los primeros transmisores capaces de producir onda continua fueron el transmisor convertidor de arco (arco de Poulsen), inventado por el ingeniero danés Valdemar Poulsen en 1903, [ 41 ] y el alternador de Alexanderson , inventado entre 1906 y 1912 por Reginald Fessenden y Ernst Alexanderson . [ 42 ] Estos reemplazaron gradualmente a los transmisores de chispa en las estaciones de radiotelegrafía de alta potencia.

Sin embargo, los receptores de radio utilizados para la onda amortiguada no podían recibir la onda continua. Dado que la señal CW producida al presionar la tecla era simplemente una onda portadora no modulada , no producía sonido en los auriculares del receptor. [ 43 ] Para recibir una señal CW, era necesario encontrar una manera de hacer audibles los pulsos de la onda portadora del código Morse en el receptor.

El oscilador de frecuencia de batido (BFO)

Este problema fue resuelto por Reginald Fessenden en 1901. En su receptor "heterodino", la señal de radiotelegrafía entrante se mezcla en el cristal detector o tubo de vacío del receptor con una onda sinusoidal constante generada por un oscilador electrónico en el receptor llamado oscilador de frecuencia de batido (BFO). La frecuencia del osciladorFBFO{\displaystyle f_{\text{BFO}}}está desfasado de la frecuencia del transmisor de radioFEN{\displaystyle f_{\text{EN}}}En el detector, las dos frecuencias se restan y se produce una frecuencia de batido ( heterodina ) en la diferencia entre las dos frecuencias:FDERROTAR=|FENFBFO|{\displaystyle f_{\text{BEAT}}=|f_{\text{IN}}-f_{\text{BFO}}|}[ 44 ] Si la frecuencia del BFO ​​está lo suficientemente cerca de la frecuencia de la estación de radio, la frecuencia de batido se encuentra en el rango de frecuencia de audio y puede escucharse en los auriculares del receptor. [ 44 ] Durante los "puntos" y "rayas" de la señal, se produce el tono de batido, mientras que entre ellos no hay portadora, por lo que no se produce ningún tono. Por lo tanto, el código Morse es audible como "pitidos" musicales en los auriculares.

El oscilador de realimentación de banda (BFO) era poco común hasta la invención en 1913 del primer oscilador electrónico práctico, el oscilador de realimentación de tubo de vacío de Edwin Armstrong . A partir de entonces, los BFO se convirtieron en un componente estándar de los receptores de radiotelegrafía. Cada vez que se sintonizaba la radio a una frecuencia de estación diferente, también había que cambiar la frecuencia del BFO, por lo que el oscilador BFO debía ser sintonizable. En los receptores superheterodinos posteriores , a partir de la década de 1930, la señal del BFO ​​se mezclaba con la frecuencia intermedia (FI) constante producida por el detector del superheterodino. Por lo tanto, el BFO ​​podía tener una frecuencia fija. [ 45 ]

Tras la Primera Guerra Mundial, los transmisores de tubo de vacío de onda continua sustituyeron a otros tipos de transmisores gracias a la disponibilidad de tubos de potencia, debido a su bajo coste. La onda continua se convirtió en el método estándar de transmisión de radiotelegrafía en la década de 1920; los transmisores de chispa de onda amortiguada fueron prohibidos en 1930 [ 12 ] , y la onda continua se sigue utilizando en la actualidad. Incluso hoy en día, la mayoría de los receptores de comunicaciones fabricados para su uso en estaciones de comunicación de onda corta incorporan osciladores de batido (BFO) [ 46 ] .

regulación internacional

Durante la Primera Guerra Mundial, se utilizaron globos aerostáticos como método rápido para elevar antenas de alambre para estaciones de radiotelegrafía militares de campaña. Globos en el aeródromo de Tempelhofer , Alemania, 1908.

La Unión Internacional de Radiotelegrafía se estableció en la primera Conferencia Internacional de Radiotelegrafía en 1906. El camino hacia la regulación internacional de la radiotelegrafía comenzó en 1903, cuando el Estado alemán invitó a delegados de diez países a Berlín para una Conferencia Preliminar sobre Telegrafía Inalámbrica . Esto sentó las bases para el primer Convenio Internacional de Radiotelegrafía, firmado en Berlín en 1906, que estableció la Unión de Radiotelegrafía como uno de sus resultados. La Unión no era una organización internacional independiente; el término se refería al grupo de países que se habían adherido a los Convenios de Radiotelegrafía, siguiendo la tradición de otras uniones de la época, como la Unión Postal y la Unión Telegráfica. [ 6 ] Sus funciones administrativas eran gestionadas por una sección dedicada a la radiotelegrafía dentro de la Oficina de la Unión Internacional de Telecomunicaciones en Berna, Suiza, originalmente centrada solo en el telégrafo eléctrico. En la conferencia de Madrid de 1932, las secciones de telégrafo y radiotelegrafía se fusionaron oficialmente. [ 47 ] Este desarrollo se había anticipado ya en la conferencia de 1906, cuando el delegado francés señaló que los dos sin duda se unirían a su debido tiempo. [ 48 ]

La colaboración internacional impulsada por la telegrafía inalámbrica superó con creces el alcance de los Convenios de Radiotelegrafía. La primera Conferencia Internacional del Tiempo, celebrada en París en 1912, estableció una red transnacional de estaciones inalámbricas que enviaban señales horarias sincronizadas a través de los continentes. La aviación y la navegación marítima se volvieron profundamente dependientes de la infraestructura inalámbrica compartida, creando nuevas interdependencias internacionales en el transporte. Ya en la década de 1910, la comunicación inalámbrica también comenzó a transmitir contenido cultural a través de las fronteras: conciertos y actuaciones musicales transmitidos por el aire llegaban a oyentes en múltiples países simultáneamente, convirtiendo lo que había comenzado como una tecnología de comunicación punto a punto en una forma temprana de radiodifusión internacional. [ 6 ]

Aficionados

Desde finales del siglo XIX, muchas personas experimentaron con la tecnología inalámbrica. Algunos eran profesionales consagrados en sus campos que querían aplicarla a su trabajo, como el sismólogo Albin Belar de Liubliana, quien utilizó señales horarias de radio para calibrar sismógrafos y fundó la primera estación sismológica moderna de Europa, y el padre Guido Alfani de Florencia, quien utilizó señales horarias inalámbricas de la Torre Eiffel para predecir terremotos. [ 49 ] Muchos aficionados también construyeron estaciones con objetos diversos en sus patios traseros.

Desde el comienzo de la Primera Guerra Mundial, los gobiernos europeos tuvieron que restringir el acceso a la comunicación inalámbrica. Para garantizar el control de la transmisión de mensajes dentro de cada país, los gobiernos europeos emitieron, uno por uno, órdenes solicitando el desmantelamiento de estaciones privadas para contribuir al esfuerzo bélico, principalmente para evitar posibles perturbaciones y la interceptación de mensajes de interés nacional por parte de particulares. En Estados Unidos, las estaciones privadas de radiotelegrafía fueron prohibidas en abril de 1917, cuando el gobierno entró en la guerra. Si bien esto afectó el trabajo de varios pioneros en este campo, [ 50 ] los radioaficionados estadounidenses generalmente progresaron mucho más en sus experimentos en comparación con sus colegas europeos, quienes experimentaron la guerra y las restricciones mucho antes. Además, muchos aficionados se arriesgaron a experimentar con la tecnología de forma ilegal. [ 6 ] La revista Wireless World incluso lanzó una sección especial llamada "La comunicación inalámbrica en los tribunales" en 1915 y 1916, basada en registros judiciales sobre radioaficionados. [ 51 ]

En la década de 1920, existía una red mundial de estaciones radiotelegráficas comerciales y gubernamentales, además del uso extensivo de la radiotelegrafía por parte de los barcos tanto para fines comerciales como para mensajes de pasajeros. [ 12 ] La transmisión de sonido ( radiotelefonía ) comenzó a reemplazar a la radiotelegrafía en la década de 1920 para muchas aplicaciones, haciendo posible la radiodifusión . [ 52 ] La telegrafía inalámbrica continuó utilizándose para la comunicación privada entre particulares, la comunicación gubernamental y militar, como telegramas y comunicaciones diplomáticas , y evolucionó hacia redes de radioteletipo . [ 53 ] La implementación definitiva de la telegrafía inalámbrica fue el télex , que utilizaba señales de radio, desarrollado en la década de 1930 y que durante muchos años fue la única forma fiable de comunicación entre muchos países distantes. [ 54 ] El estándar más avanzado, CCITT R.44 , automatizó tanto el enrutamiento como la codificación de mensajes mediante transmisiones de onda corta . [ 55 ]

Hoy en día, debido a los métodos de transmisión de texto más modernos, la radiotelegrafía en código Morse para uso comercial se ha vuelto obsoleta. A bordo de los buques, el sistema GMDSS , conectado por computadora y satélite , ha reemplazado en gran medida al código Morse como medio de comunicación. [ 56 ] [ 57 ]

Regulación

La radiotelegrafía de onda continua (CW) está regulada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) como tipo de emisión A1A. [ 40 ]

La Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. (FCC) expide una licencia vitalicia de operador de radiotelegrafía comercial. Para obtenerla, se requiere aprobar un examen escrito sencillo sobre reglamentación, un examen escrito más complejo sobre tecnología y demostrar la recepción de código Morse a 20 palabras por minuto en lenguaje natural y 16 ppm en grupos de código. (Se reconocen las licencias de radioaficionado de clase extra obtenidas bajo el antiguo requisito de 20 ppm). [ 58 ]

Véase también

Referencias y notas

General

  • Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos. (1908). " Telefonía inalámbrica  – Por R.A. Fessenden (Ilustrado) ", Transacciones del Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos . Nueva York: Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos.

Citas

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Lecturas adicionales

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  • John Joseph Fahie, Historia de la telegrafía inalámbrica, 1838-1899: incluyendo algunas propuestas de telégrafos subacuáticos mediante cables desnudos :
    • 1899 (primera edición)
    • 1901 (segunda edición)
  • Alfred Thomas Story , La historia de la telegrafía inalámbrica {1904}
  • Reseña de Sparks Telegraph Key
  • Cyril M. Jansky, Principios de radiotelegrafía (1919)
  • Principios de radiotelegrafía (1919)