La telegrafía inalámbrica o radiotelegrafía es la transmisión de mensajes de texto mediante ondas de radio , análoga a la telegrafía eléctrica mediante cables . [1] [2] Antes de 1910 aproximadamente, el término telegrafía inalámbrica también se usaba para otras tecnologías experimentales para transmitir señales telegráficas sin cables. [3] [4] En radiotelegrafía, la información se transmite mediante pulsos de ondas de radio de dos longitudes diferentes llamadas "puntos" y "guiones", que deletrean mensajes de texto, generalmente en código Morse . En un sistema manual, el operador emisor pulsa un interruptor llamado tecla de telégrafo que enciende y apaga el transmisor , produciendo pulsos de ondas de radio. En el receptor, los impulsos se escuchan en el altavoz del receptor en forma de pitidos, que un operador que conoce el código Morse traduce a texto.
La radiotelegrafía fue el primer medio de comunicación por radio. Los primeros transmisores y receptores de radio prácticos inventados en 1894-1895 por Guglielmo Marconi utilizaron radiotelegrafía. Continuó siendo el único tipo de transmisión de radio durante las primeras décadas de la radio, llamada "era de la telegrafía inalámbrica", hasta la Primera Guerra Mundial , cuando el desarrollo de la radiotelefonía con modulación de amplitud (AM) permitió que el sonido ( audio ) se transmitiera por radio. Aproximadamente a partir de 1908, potentes estaciones de radiotelegrafía transoceánica transmitían tráfico de telegramas comerciales entre países a velocidades de hasta 200 palabras por minuto.
La radiotelegrafía se utilizó para comunicaciones de texto comerciales, diplomáticas y militares de larga distancia de persona a persona durante la primera mitad del siglo XX. Se convirtió en una capacidad estratégicamente importante durante las dos guerras mundiales , ya que una nación sin estaciones radiotelegráficas 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 . Los militares también lo enseñan para su uso en comunicaciones de emergencia. Sin embargo, la radiotelegrafía comercial está obsoleta.
La telegrafía inalámbrica o radiotelegrafía, comúnmente llamada transmisión CW ( onda continua ), ICW (onda continua interrumpida), o manipulación on-off , y designada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones como tipo de emisión A1A o A2A , es un método de comunicación por radio . Fue transmitido mediante varios métodos de modulación diferentes durante su historia. Los primitivos transmisores 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. [5] [6] [7] Los transmisores de tubo de vacío (válvula) que comenzaron a utilizarse después de 1920 transmitían código mediante pulsos de onda portadora sinusoidal no modulada llamada onda continua (CW), que todavía se utiliza en la actualidad. Para recibir transmisiones de CW, el receptor requiere un circuito llamado oscilador de frecuencia de batido (BFO). [8] [9] El tercer tipo de modulación, la manipulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), fue utilizado principalmente por redes de radioteletipo (RTTY). La radiotelegrafía en código Morse fue reemplazada gradualmente por el radioteletipo en la mayoría de las aplicaciones de gran volumen durante la Segunda Guerra Mundial .
En la radiotelegrafía manual el operador emisor manipula un interruptor llamado tecla de telégrafo , que enciende y apaga el radiotransmisor, produciendo pulsos de onda portadora no modulada de diferentes longitudes llamados "puntos" y "guiones", que codifican caracteres de texto en código Morse . [10] En el lugar de recepción, el código Morse se escucha en el auricular o altavoz del receptor como una secuencia de zumbidos o pitidos, que un operador que conoce el código Morse traduce a texto. En los teleimpresores automáticos de radiotelegrafía se utiliza en ambos extremos un código como el Alfabeto Telegráfico Internacional nº 2 y se produce texto mecanografiado.
La radiotelegrafía está obsoleta en las comunicaciones por radio comerciales, y su último uso civil, que requería que los operadores de radio de transporte marítimo utilizaran el código Morse para comunicaciones de emergencia, terminó en 1999 cuando la Organización Marítima Internacional cambió al sistema GMDSS basado en satélites . [11] Sin embargo, todavía lo utilizan los radioaficionados y los servicios militares requieren que los señalizadores estén capacitados en código Morse para comunicaciones de emergencia. [12] [13] Todavía existe una estación costera de CW, KSM , en California, administrada principalmente como museo por voluntarios, [14] y se establecen contactos ocasionales con barcos. En un uso heredado menor, las radiobalizas de rango omnidireccional VHF (VOR) y NDB en el servicio de radionavegación de aviación aún transmiten sus identificadores de una a tres letras en código Morse.
La radiotelegrafía es popular entre los radioaficionados de todo el mundo, quienes comúnmente se refieren a ella como onda continua o simplemente CW. Un análisis de 2021 de más de 700 millones de comunicaciones registradas por el blog Club Log, [15] y una revisión similar de los datos registrados por la American Radio Relay League , [16] muestran que la telegrafía inalámbrica es el segundo modo más popular de comunicación de radioaficionados. , lo que representa casi el 20% de los contactos. Esto lo hace más popular que la comunicación por voz, pero no tanto como el modo digital FT8 , que representó el 60% de los contactos de radioaficionados realizados en 2021. Desde 2003, ya no se requieren conocimientos de código Morse y telegrafía inalámbrica para obtener una licencia de radioaficionado en muchos países, [17] sin embargo, en algunos países todavía se requiere obtener una licencia de una clase diferente. A partir de 2021, la licencia Clase A en Bielorrusia y Estonia, o la clase General en Mónaco, o la Clase 1 en Ucrania requieren dominio de Morse para acceder a todo el espectro de radioaficionados, incluidas las bandas de alta frecuencia (HF). [17] Además, la licencia CEPT Clase 1 en Irlanda, [18] y Clase 1 en Rusia, [17] las cuales requieren competencia en telegrafía inalámbrica, ofrecen privilegios adicionales: un indicativo de llamada más corto y más deseable en ambos países, y el derecho a utilizar una potencia de transmisión superior en Rusia. [19]
Los esfuerzos por encontrar una manera de transmitir señales telegráficas sin cables surgieron del éxito de las redes de telégrafo eléctrico , los primeros sistemas de telecomunicaciones instantáneas. Desarrollada a partir de la década de 1830, una línea telegráfica era un sistema de mensajes de texto de persona a persona que constaba de múltiples oficinas de telégrafo unidas por un cable aéreo sostenido por postes de telégrafo . Para enviar un mensaje, un operador en una oficina tocaba un interruptor llamado tecla de telégrafo , creando pulsos de corriente eléctrica que deletreaban un mensaje en código Morse . Cuando se presionaba la tecla, se conectaba una batería a la línea telegráfica, enviando corriente por el cable. En la oficina receptora, los pulsos de corriente accionarían una sonda telegráfica , un dispositivo que emitiría un sonido de "clic" cuando recibiera cada pulso de corriente. El operador de la estación receptora que conocía el código Morse traducía los sonidos de clic en texto y escribía el mensaje. La tierra se utilizó como camino de retorno de la corriente en el circuito telegráfico, para evitar tener que utilizar un segundo cable aéreo.
En la década de 1860, el telégrafo era la forma estándar de enviar los mensajes comerciales, diplomáticos y militares más urgentes, y las naciones industriales habían construido redes telegráficas en todo el continente, con cables telegráficos submarinos que permitían que los mensajes telegráficos unieran los océanos. Sin embargo, instalar y mantener una línea telegráfica que uniera estaciones distantes era muy costoso y los cables no podían llegar a algunos lugares, como los barcos en el mar. Los inventores se dieron cuenta de que si se podía encontrar una manera de enviar impulsos eléctricos en código Morse entre puntos separados sin un cable de conexión, esto podría revolucionar las comunicaciones.
La solución exitosa a este problema fue el descubrimiento de las ondas de radio en 1887 y el desarrollo de transmisores y receptores prácticos de radiotelegrafía alrededor de 1899, que se describe en la siguiente sección. Sin embargo, esto fue precedido por una historia de 50 años de experimentos ingeniosos, pero finalmente infructuosos, de los inventores para lograr la telegrafía inalámbrica por otros medios.
Se investigaron para la telegrafía varios esquemas de señalización eléctrica inalámbrica basados en la idea (a veces errónea) de que las corrientes eléctricas podían conducirse a larga distancia a través del agua, el suelo y el aire antes de que estuvieran disponibles sistemas de radio prácticos.
Las líneas telegráficas originales utilizaban dos cables entre las dos estaciones para formar un circuito eléctrico completo o "bucle". En 1837, sin embargo, Carl August von Steinheil de Munich , Alemania , descubrió que conectando una pata del aparato en cada estación a placas metálicas enterradas en el suelo, podía eliminar un cable y utilizar un solo cable para la comunicación telegráfica. Esto llevó a especular que sería posible eliminar ambos cables y, por lo tanto, transmitir señales telegráficas a través del suelo sin ningún cable que conectara las estaciones. Se hicieron otros intentos de enviar la corriente eléctrica a través de masas de agua, para atravesar ríos, por ejemplo. Entre los experimentadores destacados en este sentido se encontraban Samuel FB Morse en los Estados Unidos y James Bowman Lindsay en Gran Bretaña, quienes en agosto de 1854 pudieron demostrar la transmisión a través de una presa de molino a una distancia de 500 yardas (457 metros). [20]
Los inventores estadounidenses William Henry Ward (1871) y Mahlon Loomis (1872) desarrollaron sistemas de conducción eléctrica basados en la creencia errónea de que existía un estrato atmosférico electrificado accesible a baja altitud. [21] [22] Pensaron que la corriente atmosférica, conectada con un camino de retorno usando "corrientes terrestres", permitiría la telegrafía inalámbrica así como el suministro de energía para el telégrafo, eliminando las baterías artificiales. [23] [24] Una demostración más práctica de la transmisión inalámbrica por conducción se produjo en el teléfono magnetoeléctrico de 1879 de Amos Dolbear que utilizaba conducción terrestre para transmitir a una distancia de un cuarto de milla. [25]
En la década de 1890, el inventor Nikola Tesla trabajó en un sistema inalámbrico de transmisión de energía eléctrica por conducción aérea y terrestre , similar al de Loomis, [26] [27] [28] que planeaba incluir la telegrafía inalámbrica. Los experimentos de Tesla lo llevaron a concluir incorrectamente que podía usar todo el globo terrestre para conducir energía eléctrica [29] [25] y su aplicación a gran escala de sus ideas en 1901, una central eléctrica inalámbrica de alto voltaje, ahora llamada Torre Wardenclyffe. , perdió financiación y fue abandonado después de unos años.
Finalmente se descubrió que las comunicaciones telegráficas que utilizaban la conductividad terrestre estaban limitadas a distancias imprácticamente cortas, al igual que las comunicaciones realizadas a través del agua o entre trincheras durante la Primera Guerra Mundial.
Se utilizaron tanto la inducción electrostática como la electromagnética para desarrollar sistemas de telégrafo inalámbrico que tuvieron una aplicación comercial limitada. En los Estados Unidos, Thomas Edison , a mediados de la década de 1880, patentó un sistema de inducción electromagnética al que llamó "telegrafía de saltamontes", que permitía que las señales telegráficas saltaran la corta distancia entre un tren en marcha y los cables telegráficos que corrían paralelos a las vías. [30] Este sistema tuvo éxito desde el punto de vista técnico, pero no económico, ya que resultó haber poco interés por parte de los viajeros de tren en el uso de un servicio telegráfico a bordo. Durante la Gran Ventisca de 1888 , este sistema se utilizó para enviar y recibir mensajes inalámbricos desde trenes enterrados en ventisqueros. Los trenes averiados pudieron mantener las comunicaciones a través de sus sistemas de telégrafo inalámbrico de inducción Edison, [31] quizás el primer uso exitoso de la telegrafía inalámbrica para enviar llamadas de socorro. Edison también ayudaría a patentar un sistema de comunicación entre barco y costa basado en inducción electrostática. [32]
El creador más exitoso de un sistema de telégrafo de inducción electromagnética fue William Preece , ingeniero jefe de Post Office Telegraphs de la Oficina General de Correos (GPO) del Reino Unido . Preece notó el efecto por primera vez en 1884, cuando los cables aéreos de telégrafo en Grays Inn Road transportaban accidentalmente mensajes enviados a través de cables enterrados. Las pruebas en Newcastle lograron enviar un cuarto de milla utilizando rectángulos de alambre paralelos. [33] : 243 En pruebas a través del Canal de Bristol en 1892, Preece pudo telegrafiar a través de espacios de aproximadamente 5 kilómetros (3,1 millas). Sin embargo, su sistema de inducción requería grandes longitudes de cables de antena , de muchos kilómetros de longitud, tanto en el extremo emisor como en el receptor. La longitud de los cables de envío y recepción debía ser aproximadamente la misma que el ancho del agua o la tierra a atravesar. Por ejemplo, para que la estación de Preece abarque el Canal de la Mancha desde Dover, Inglaterra , hasta la costa de Francia , sería necesario enviar y recibir cables de aproximadamente 30 millas (48 kilómetros) a lo largo de las dos costas. Estos hechos hicieron que el sistema fuera poco práctico en barcos, embarcaciones e islas comunes, que son mucho más pequeñas que Gran Bretaña o Groenlandia . Además, las distancias relativamente cortas que podía abarcar un sistema Preece práctico significaban que tenía pocas ventajas sobre los cables telegráficos submarinos .
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 era esencialmente un experimento de laboratorio en un útil sistema de comunicación, [34] [35] construyendo el primer sistema de radiotelegrafía que los utilizó. [36] Preece y el GPO en Gran Bretaña al principio apoyaron y dieron respaldo financiero a los experimentos de Marconi realizados en la llanura de Salisbury a partir de 1896. Preece se había convencido de la idea a través de sus experimentos con inducción inalámbrica. Sin embargo, el respaldo fue retirado cuando Marconi formó Wireless Telegraph & Signal Company . Los abogados de GPO determinaron que el sistema era un telégrafo según el significado de la Ley de Telégrafos y, por tanto, estaba bajo el monopolio de la Oficina de Correos. Esto no pareció frenar a Marconi. [33] : 243–244 Después de que Marconi enviara señales telegráficas inalámbricas a través del Océano Atlántico en 1901, el sistema comenzó a utilizarse para comunicaciones regulares, incluidas las comunicaciones de barco a costa y de barco a barco. [37]
Con este desarrollo, la telegrafía inalámbrica pasó a significar radiotelegrafía , código Morse transmitido por ondas de radio. Los primeros transmisores de radio , primitivos transmisores de chispa utilizados hasta la Primera Guerra Mundial, no podían transmitir voz ( señales de audio ). En cambio, el operador enviaba el mensaje de texto mediante una tecla de telégrafo , que encendía y apagaba el transmisor, produciendo pulsos cortos ("punto") y largos ("guión") de ondas de radio, grupos de los cuales comprendían letras y otros símbolos. del código Morse. En el receptor, el operador receptor podía escuchar las señales como "bips" musicales en los auriculares , quien traducía el código nuevamente a texto. En 1910, la comunicación mediante lo que se había llamado "ondas hertzianas" se conocía universalmente como " radio ", [38] y el término telegrafía inalámbrica ha sido reemplazado en gran medida por el término más moderno "radiotelegrafía".
Los primitivos transmisores de chispa utilizados hasta 1920 transmitían mediante un método de modulación llamado onda amortiguada . Mientras se presionaba la tecla del telégrafo, el transmisor producía una serie de pulsos transitorios de ondas de radio que se repetían a una velocidad de audio, generalmente entre 50 y varios miles de hercios . En el auricular del receptor, esto sonaba como un tono musical, un chirrido o un zumbido. Así, los "puntos" y "guiones" 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 una única frecuencia sino que ocupaba una amplia banda de frecuencias. Los transmisores de ondas amortiguadas tenían un alcance limitado e interferían con las transmisiones de otros transmisores en frecuencias adyacentes.
Después de 1905 se inventaron nuevos tipos de transmisores radiotelegráficos que transmitían códigos utilizando un nuevo método de modulación: la onda continua (CW) (designada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones como tipo de emisión A1A). Mientras se presionaba la tecla del telégrafo, el transmisor producía una onda sinusoidal continua de amplitud constante. Dado que toda la energía de las ondas de radio se concentraba en una sola frecuencia, los transmisores CW podían transmitir más lejos con una potencia determinada y 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, y el alternador Alexanderson , inventado entre 1906 y 1912 por Reginald Fessenden y Ernst Alexanderson . Estos reemplazaron lentamente a los transmisores de chispas en las estaciones de radiotelegrafía de alta potencia.
Sin embargo, los receptores de radio utilizados para ondas amortiguadas no podían recibir ondas continuas. Debido a que la señal CW producida mientras se presionaba la tecla era solo una onda portadora no modulada , no emitía ningún sonido en los auriculares del receptor. Para recibir una señal CW, había que encontrar alguna manera de hacer que los pulsos de la onda portadora del código Morse fueran audibles en un receptor.
Este problema fue resuelto por Reginald Fessenden en 1901. En su receptor "heterodino", la señal radiotelegráfica 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 oscilador está compensada con respecto a la frecuencia del transmisor de radio . En el detector las dos frecuencias se restan y se produce una frecuencia de batido ( heterodina ) a la diferencia entre las dos frecuencias: . Si la frecuencia BFO está lo suficientemente cerca de la frecuencia de la estación de radio, la frecuencia del batido está en el rango de frecuencia de audio y se puede escuchar en los auriculares del receptor. Durante los "puntos" y "guiones" de la señal, se produce el tono de compás, mientras que entre ellos no hay portadora por lo que no se produce ningún tono. Así, el código Morse se oye mediante "bips" musicales en los auriculares.
El BFO era poco común hasta la invención en 1913 del primer oscilador electrónico práctico, el oscilador de retroalimentación de tubo de vacío por Edwin Armstrong . Después de este tiempo, los BFO fueron una parte estándar de los receptores de radiotelegrafía. Cada vez que la radio se sintonizaba en una frecuencia de estación diferente, la frecuencia BFO también debía cambiarse, por lo que el oscilador BFO tenía que ser sintonizable. En receptores superheterodinos posteriores a partir de la década de 1930, la señal BFO se mezclaba con la frecuencia intermedia constante (IF) producida por el detector del superheterodino. Por tanto, el BFO podría ser una frecuencia fija.
Los transmisores de tubo de vacío de onda continua reemplazaron a los otros tipos de transmisores con la disponibilidad de tubos de potencia después de la Primera Guerra Mundial porque eran baratos. La CW se convirtió en el método estándar de transmisión de radiotelegrafía en la década de 1920, los transmisores de chispas de onda amortiguada se prohibieron en 1930 y la CW se sigue utilizando en la actualidad. Incluso hoy en día, la mayoría de los receptores de comunicaciones producidos para su uso en estaciones de comunicación de onda corta tienen BFO.
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La Unión Radiotelegráfica Internacional se estableció extraoficialmente en la primera Convención Radiotelegráfica Internacional en 1906, y se fusionó con la Unión Internacional de Telecomunicaciones en 1932. [39] Cuando Estados Unidos entró en la Primera Guerra Mundial, se prohibieron las estaciones de radiotelegrafía privadas, lo que puso fin a el trabajo de varios pioneros en este campo. En la década de 1920, existía una red mundial de estaciones radiotelegráficas comerciales y gubernamentales, además de un uso extensivo de la radiotelegrafía por parte de los barcos tanto para fines comerciales como para mensajes a los pasajeros. La transmisión de sonido ( radiotelefonía ) comenzó a desplazar a la radiotelegrafía hacia la década de 1920 en muchas aplicaciones, haciendo posible la radiodifusión . La telegrafía inalámbrica continuó utilizándose para comunicaciones comerciales privadas, gubernamentales y militares de persona a persona, como telegramas y comunicaciones diplomáticas , y evolucionó hasta convertirse en redes de radioteletipo . La última implementación de la telegrafía inalámbrica fue el télex , que utiliza señales de radio, que se desarrolló en la década de 1930 y fue durante muchos años la única forma confiable de comunicación entre muchos países distantes. El estándar más avanzado, CCITT R.44, automatiza tanto el enrutamiento como la codificación de mensajes mediante transmisiones de onda corta .
Hoy en día, debido a los métodos de transmisión de textos más modernos, la radiotelegrafía en código Morse para uso comercial se ha vuelto obsoleta. A bordo de los barcos, el sistema GMDSS por ordenador y por satélite ha sustituido en gran medida al Morse como medio de comunicación.
La radiotelegrafía de onda continua (CW) está regulada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) como tipo de emisión A1A.
La Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU . emite una licencia de operador de radiotelegrafía comercial de por vida. Esto requiere aprobar una prueba escrita simple sobre regulaciones, un examen escrito más complejo sobre tecnología y demostrar recepción Morse a 20 palabras por minuto en lenguaje sencillo y grupos de códigos de 16 palabras por minuto. (Se otorga crédito por las licencias de clase adicional de aficionados obtenidas según el antiguo requisito de 20 palabras por minuto). [40]
telegrafía inalámbrica.
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