Loading article…
無線テレタイプ( RTTY ) [ a ]は、もともとは有線リンクではなく無線で接続された、異なる場所にある2 台以上の電気機械式テレプリンターで構成される電気通信システムです。無線テレタイプは、1800 年代半ばに始まった初期の有線テレプリンター運用から発展しました。 [ 1 ] 1922 年に、米国海軍省は飛行機と地上無線局の間で印刷電信のテストに成功しました。同年後半、米国無線会社 ( RCA ) は、マサチューセッツ州チャタムの無線局を介してRMSマジェスティック号への印刷電信のテストに成功しました。商用 RTTY システムは、1932 年 4 月にはサンフランシスコとホノルルの間で、1934 年までにはサンフランシスコとニューヨーク市の間で実際に使用されていました。米国軍は1930 年代に無線テレタイプを使用し、第二次世界大戦中にその使用を拡大しました。1980 年代以降、テレプリンターは、テレプリンターをエミュレートするソフトウェアを実行するパーソナル コンピュータ (PC) に置き換えられました。
無線テレタイプという用語は、オリジナルの無線テレタイプシステム（「ボードー」と呼ばれることもある）と、アルファベット、リンクシステム、変調方式に関係なく、ソフトウェアを使用してテレプリンタをエミュレートし、無線を介して2台以上のテレプリンタまたはPCを接続するシステム全体の両方を指すのに使用されます。
特に軍事や政府機関など一部の用途では、無線テレタイプはRATT（Radio Automatic Teletype）という略称で知られています。 [ 2 ]
固定電話回線によるテレプリンターの運用は、1849年にフィラデルフィアとニューヨーク市の間に回線が開通したことから始まった。 [ 3 ]エミール・ボードーは1874年に5ユニットコードを使用したシステムを設計し、それは今日でも使用されている。テレプリンターシステムの設計は徐々に改良され、第二次世界大戦が始まる頃には、ニュース配信サービスが使用する主要な配信方法となった。
無線電信は、これらの初期の有線テレプリンター操作から発展しました。米国海軍省は、1922 年 8 月に航空機と地上無線局の間で印刷電信のテストに成功しました。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]同年後半、米国無線会社 (RCA) は、マサチューセッツ州チャタムの無線局を介して RMSマジェスティック号への印刷電信のテストに成功しました。[ 7 ]無線電信の初期の実装は、 1931 年 3 月にデトロイトの発明家グレン・ワトソンにちなんで名付けられたワトソングラフでした。 [ 8 ] [ 9 ]商用 RTTY システムは、1932 年 4 月には早くもサンフランシスコとホノルルの間で、1934 年までにはサンフランシスコとニューヨーク市の間で実際に使用されていました。 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]米国軍は 1930 年代に無線電信を使用し、第二次世界大戦中にその使用を拡大しました。[ 13 ]海軍は無線テレタイプを RATT (Radio Automatic Teletype) と呼び、陸軍通信隊は無線テレタイプをSCRT (Single-Channel Radio Teletype の略) と呼んだ。軍は周波数シフトキーイング(FSK) 技術を使用しており、この技術は長距離でも非常に信頼性が高いことが証明された。
無線テレタイプ局は、テレタイプ端末（またはテレプリンター）、モデム、無線機の3つの独立した部分から構成される。
テレタイプまたはテレプリンターは、電気機械式または電子式の装置です。テレタイプという言葉はテレタイプ社の商標であったため、「TTY」「RTTY」「RATT」「テレプリンター」といった用語は、特定のメーカーに言及することなく、一般的な装置を指す場合によく用いられます。
電気機械式テレプリンターは重く、複雑で、騒音も大きいため、現在では電子式にほぼ置き換えられています。テレプリンターは、テキスト入力の主要手段となるキーボードと、プリンターまたはディスプレイユニット（VDU）で構成されています。代替入力装置としては、穿孔テープリーダーや、近年ではフロッピーディスクなどのコンピュータ記憶媒体があります。代替出力装置としては、テープ穿孔装置やコンピュータ記憶媒体があります。
テレプリンタのライン出力は、デジタルロジックレベル（+ 5Vは論理「1」またはマーク、0Vは 論理「0」またはスペースを表す）またはラインレベル（-80Vは 「1」、+ 80Vは「0」を表す）のいずれかになります。通信が行われていないときは、ラインは「マーク」状態で待機します。
テレプリンタのキーボードのキーが押されると、5 ビットの文字が生成されます。テレプリンタはそれをシリアル形式に変換し、スタート ビット(論理 0 またはスペース)、次に 5 つのデータ ビットを順に送信し、最後にストップ ビット(論理 1 またはマーク、1、1.5、または 2 ビット) を送信します。スタート ビット、5 つのデータ ビット、およびストップ ビットのシーケンスがテレプリンタの入力に到着すると、5 ビットのワードに変換され、プリンタまたは VDU に渡されます。電気機械式テレプリンタでは、これらの機能には複雑な電気機械装置が必要でしたが、シフト レジスタを使用した標準的なデジタル エレクトロニクスで簡単に実装できます。この機能のために、たとえばIntersil 6402 および 6403 などの特殊な集積回路が開発されています。[ 14 ]これらは、コンピュータのシリアル ポート周辺機器と同様のスタンドアロンUARTデバイスです。
5ビットのデータでは32種類のコードしか表現できず、26文字、10桁の数字、スペース、いくつかの句読点、およびキャリッジリターン、改行、ベルなどの必要な制御コードを収容することはできません。この制限を克服するために、テレプリンタには、シフトなし（文字）状態とシフトあり（数字または数値）状態の2つの状態があります。一方の状態から他方の状態への切り替えは、キーボードから特殊な制御コードLETTERSとFIGURESが送信されるか、回線から受信されたときに行われます。文字状態ではテレプリンタは文字とスペースを印刷し、シフト状態では数字と句読点を印刷します。他のアルファベットを使用する言語用のテレプリンタは、さらに3番目のシフト状態も使用し、その状態では代替アルファベットで文字を印刷します。
モデムは端末装置とも呼ばれ、テレプリンタと無線トランシーバの間に接続される電子機器です。モデムの送信部は、テレプリンタまたはテープリーダーから送信されるデジタル信号を、従来2295/2125 Hz（米国）または2125/1955 Hz（ヨーロッパ）のいずれかの音声周波数トーンに変換します。一方のトーンはマーク状態に対応し、もう一方はスペース状態に対応します。これらの音声トーンは、SSB送信機を変調して、最終的な音声周波数シフトキーイング（AFSK）無線周波数信号を生成します。一部の送信機は、デジタル信号を直接受信し、マークまたはスペースの入力状態に応じて送信周波数を変更できるため、直接周波数シフトキーイング（FSK）が可能です。この場合、モデムの送信部はバイパスされます。
受信時、FSK信号は、BFO（ビート周波数発振器）と呼ばれる局部発振器と混合することで、元のトーンに変換されます。これらのトーンはモデムの復調器部分に送られ、一連のフィルタと検出器を通して処理され、元のデジタル信号が再現されます。FSK信号は、BFOを搭載した通信無線受信機で聞くことができ、通常は2つのトーン（「アイドル・オン・マーク」）のいずれかで始まり、そのトーンで終わる「ビードル・イードル・イードル・イー」という特徴的な音を発します。
送信速度はテレプリンターの特性であり、シフト（マークとスペースを表すトーンの差）はモデムの特性である。したがって、これらの2つのパラメータは、所定の送信速度における最小シフトサイズを満たしている限り、互いに独立している。電子式テレプリンターは様々な速度で容易に動作できるが、機械式テレプリンターは異なる速度で動作させるためにギアチェンジが必要となる。
今日では、デジタル信号プロセッサやサウンドカードを搭載した最新のコンピュータを使えば、これらの両方の機能を実現できます。サウンドカードがモデムの機能を担い、CPUがデジタルビットの処理を行います。この方式はアマチュア無線で広く用いられており、 fldigi、MMTTY、MixWといった専用のコンピュータプログラムが使用されています。
コンピュータによる大容量記憶装置が登場する以前は、ほとんどのRTTY局は紙テープにテキストを保存するために、紙テープパンチとリーダーを使用していました。オペレーターはTTYキーボードでメッセージを入力し、そのコードをテープにパンチしていました。こうして、入力ミスなく、安定した高速でテープを送信することができました。テープは再利用が可能で、場合によっては（特にNCマシンでASCIIを使用する場合）、何度も再利用できるようにプラスチック製、あるいは非常に薄い金属製のテープが使われることもありました。
最も一般的なテスト信号は「RYRYRY」という文字の羅列です。これは、すべてのビットをテストする交互のトーンパターンを形成し、容易に認識できるためです。RTTY回線では、テストメッセージとしてパングラムも送信されます。最も一般的なものは「The quick brown fox jumps over the lazy dog」で、フランス語の回線では「Voyez le brick géant que j'examine près du wharf」です。
オリジナルの（または「ボード」）無線テレタイプシステムは、ほぼ例外なくボードコードまたはITA-2 5ビットアルファベットに基づいています。リンクは、1スタートビットと1、1.5、または2ストップビットの文字非同期伝送に基づいています。送信機の変調は通常FSK（F1B）です。VHFまたはUHF周波数では、RFキャリアを変調するAFSK信号（A2B、F2B）が使用されることもあります。標準伝送速度は45.45、50、75、100、150、および300ボーです。
一般的な搬送波シフトは 85 Hz (LF および VLF 周波数で使用)、170 Hz、425 Hz、450 Hz、850 Hz ですが、一部の放送局では非標準のシフトを使用しています。キリル文字、アラビア語、ギリシャ語などで書かれた言語をカバーするために、特殊な技術を使用した標準のボード文字のバリエーションがあります。[ 15 ] [ 16 ]
速度とシフトの組み合わせの一部は、元の無線テレタイプシステムを使用する特定のサービス向けに標準化されている。
第二次世界大戦後 、米国のアマチュア無線家は、 商用事業者から旧式だが使用可能なテレタイプ モデル 26 機器を受け取り始めました。この機器は商用サービスに使用したり、商用サービスに返却したりしないことが条件でした。「アマチュア無線テレタイプおよび VHF 協会」は 1946 年にニューヨーク州ウッドサイドで設立されました。この組織はすぐに「VHF テレタイプ協会」に名称を変更し、音声周波数シフトキーイング(AFSK)を使用して2 メートル帯で米国のアマチュア無線運用を開始しました。記録に残る最初の双方向アマチュア無線テレタイプ交信( QSO )は、1946 年 5 月にニューヨーク州ブルックリンの Dave Winters (W2AUF) とニューヨーク州ロングアイランドのウッドサイドの John Evans Williams (W2BFD) の間で行われました。[ 21 ]西海岸では、アマチュア RTTY も 2メートル帯で開始されました。周波数シフトキーイング(FSK) がまだ認可されていなかったため、80メートル、40メートル、その他の高周波(HF) アマチュア無線バンドでの運用は、当初はメイク アンド ブレーク キーイングを使用して行われました。
1949 年初頭、 W1AWで運用する Tom McMullen (W1QVF)と Johnny Agalsoff、W6PSWの間で、 11メートル帯でAFSKを使用して、アメリカ大陸横断の双方向 RTTY交信が初めて成功しました。 [ 22 ]両局は 1949 年 1 月 30 日に部分的な交信に成功し、1 月31 日にさらに成功しました。1949 年 2 月 1 日、両局は完全な印刷された祝賀メッセージを交換し、ラグチューを行いました。それより前の 1949 年 1 月 23 日、ニューヨーク州ラーチモントの William T. Knott、W2QGH は、W6PSW のテスト送信のラフコピーを作成することができました。交信は可能でしたが、FSK は技術的にメイク アンド ブレイク キーイングよりも優れていることがすぐに認識されました。RTTYの発行元である南カリフォルニア RTTY 協会の Merrill Swan、W6AEE とCQ マガジンの Wayne Green、W2NSDの努力により、アマチュア無線家は、米国連邦通信委員会(FCC) に規則のパート 12 の改正を請願し、1953 年 2 月 20 日に発効しました。[ 23 ]改正された規則では、 80、40、20メートルバンドの音声以外の部分でFSKが許可され、また、ITA2に対応する 5 ユニット コードで 1 分あたり 60 語の単一チャネルの使用が指定されました。850 ± 50 Hzのシフトが指定されました。アマチュア無線家はまた、国際モールス符号を使用して、各送信の開始時と終了時、および 10 分間隔で局のコールサインを識別する必要がありました。この広いシフトの使用は、アマチュア無線の運用にとって問題であることが判明しました。商業オペレーターはすでに、 HF バンドでは狭いシフトが最適であることを発見していました。調査とFCCへの請願を経て、 1956年3月にパート12が改正され、アマチュア無線家は900Hz以下の周波数シフトであればどれでも使用できるようになりました。
アマチュア無線高周波（HF）帯でのFSKの認可につながったFCC規則制定案通知（NPRM）は、アメリカ無線中継連盟（ARRL）、全米アマチュア無線協議会、およびロバート・ワインスタイン氏からの請願に応じたものです。NPRMにはこのことが明記されており、この情報は1951年12月号のQST誌に全文掲載されています。The New RTTY Handbook [ 23 ]はARRLに何の功績も与えていませんが、 CQ誌が発行し、著者はCQのコラムニストでした（当時、CQは概してARRLに敵対的でした）。
最初の RTTY コンテストは、1953 年 10 月 31 日から 11 月 1 日にかけて、南カリフォルニア RTTY 協会によって開催されました。[ 24 ] RTTY スイープステークス コンテストと名付けられたこのコンテストでは、29 人の参加者が、シリアル番号、発信局のコールサイン、2 桁または 3 桁の番号のチェックまたは RST レポート、発信者の ARRL セクション、現地時間 (0000 ～ 2400 が推奨)、日付を含むメッセージを交換しました。例: NR 23 W0BP CK MINN 1325 FEB 15。1950 年代後半には、コンテストの交換は使用バンドを含めるように拡大されました。例: NR 23 W0BP CK MINN 1325 FEB 15 FORTY METERS。コンテストのスコアは次のように計算されました。RTTY で完全に送受信されたメッセージごとに 1 ポイント、RTTY で受信され確認されたメッセージごとに 1 ポイント。最終スコアは、メッセージポイントの合計数に、交信した ARRL セクションの数を掛けて計算されました。 2つの局は、別の周波数帯で再度メッセージを交換することで追加ポイントを獲得できますが、同じセクションを別の周波数帯で再運用してもセクション乗数は増加しません。各DXCCエンティティは、RTTY乗数クレジットの対象となるARRLセクションとして追加されます。
RTTYという新しい雑誌（後にRTTY Journalと改名）は、1956 年に RTTY に興味を持っていた局（主に米国本土に所在）の最初のリストも掲載した。[ 25 ]アマチュア無線家はこのコールブックの情報を使用して、米国内外の他のオペレーターと連絡を取った。たとえば、米国とニュージーランド間の最初の RTTY 双方向交信は、1956 年に W0BP と ZL1WB の間で行われた。
1950年代後半になると、アマチュア無線テレタイプに特化した新しい組織が現れ始めました。「British Amateur Radio Teletype Group」（BARTG、現在は「British Amateur Radio Teledata Group」として知られる）[ 26 ]は1959年6月に設立されました。フロリダRTTY協会は 1959年9月に設立されました。 [ 27 ]カナダと米国以外の地域のアマチュア無線家は、余剰のテレプリンターを入手し、無線交信の許可を得るようになりました。英国で記録された最初のRTTY交信は 、1959年9月にG2UKとG3CQEの間で行われました。数週間後、G3CQEはVE7KXと最初のG/VE RTTY QSOを行いました。[ 28 ]これに続いて、G3CQEはVK3KFとZL3HJと交信しました。[ 29 ]余剰テレプリンター機器の入手方法に関する情報は広まり続け、間もなくRTTYで全大陸と通信することが可能になった。
1950年代から1960年代にかけて、アマチュア無線家はRTTYを使って無線交信を行うために様々な機器設計を用いていた。アマチュア無線家は既存の受信機をRTTY運用に利用したが、受信した音声信号をテレプリンター用の直流信号に変換するために、復調器と呼ばれることもある端末装置を追加する必要があった。
RTTY信号を受信するために使用された端末装置のほとんどは、アマチュア無線関連の出版物に掲載された設計図を基に自作されたものでした。これらのオリジナルの設計は、オーディオ型と中間周波数変換器の2種類の端末装置に分類できます。オーディオ型変換器はアマチュア無線家の間でより人気がありました。Twin City、W2JAV、W2PATの設計は、1960年代半ばまで使用されていた典型的な端末装置の例です。1960年代後半から1970年代初頭にかけては、TT/L、ST-3、ST-5、ST-6など、W6FFCが設計した端末装置が登場しました。これらの設計は、 1967年9月から1970年までRTTY Journalに初めて掲載されました。
W6FFC TT/L端末ユニットの改良版は、キース・ピーターセン（W8SDZ）によって開発され、 1967年9月にRTTYジャーナル に初めて掲載された。記事中の回路図は、ラルフ・リーランド（W8DLT）によって作成された。
アマチュア無線家は、HF RTTY 運用を可能にするために送信機を改造する必要がありました。これは、ダイオードを使用してコンデンサを回路にオン/オフする周波数シフトキーヤーを追加することで実現され、テレプリンター信号がマークからスペース、そしてマークへと変化するのに合わせて送信機の周波数をシフトさせました。RTTY には非常に安定した送信機が必要でした。1950 年代から 1960 年代にかけて普及した典型的な周波数逓倍方式の送信機は、80 メートル帯では比較的安定していましたが、 40 メートル帯、20 メートル帯、15 メートル帯では徐々に不安定になっていきました。1960 年代半ばまでに、送信機の設計は更新され、水晶発振器による高周波発振器と可変低周波発振器を組み合わせることで、アマチュア無線のすべての HF バンドで周波数安定性が向上しました。
アマチュアRTTYの初期の頃、RTTY Worked All Continents Awardは南カリフォルニアRTTY協会によって考案され、RTTY Journalによって発行されました。[ 30 ]このWAC-RTTY賞を最初に獲得したアマチュア無線局はVE7KXでした。[ 31 ]シングルバンドWAC RTTYを達成したと認められた最初の局は、W1MX（3.5 MHz）、DL0TD（7.0 MHz）、K3SWZ（14.0 MHz）、W0MT（21.0 MHz）、FG7XT（28.0 MHz）でした。[ 32 ] ARRLは1969年にWAC RTTY証明書の発行を開始しました。
1970年代初頭までに、アマチュア無線RTTYは世界中に広まり、ついに RTTY経由で100カ国以上と交信することが可能になった。FG7XTは、この栄誉を達成したと主張する最初のアマチュア無線局だった。しかし、JeanはQSLカードを独立した審査のために提出しなかった。1971年にON4BXが、 RTTY JournalのDX編集者にカードを提出し、この栄誉を達成した最初のアマチュア無線局となった。[ 33 ] ARRLは1976年11月1日にDXCC RTTYアワードの発行を開始した。 [ 34 ]それ以前は、RTTYで100カ国と交信したアワードはRTTY Journal経由でのみ入手可能だった。
1950年代から1970年代にかけて、「RTTYアート」はラジオ放送で人気の高い活動でした。これは、長いパンチテープ送信を用いてRTTYで送信された（時には非常に精巧で芸術的な）絵を、受信局が紙に印刷するというものでした。
1972年1月7日、FCCは RTTYの速度を高速化するためにパート97を改正しました。4つの標準RTTY速度、すなわち60語/分（wpm）（45ボー）、67語/分（50ボー）、75語/分（56.25ボー）、および100語/分（75ボー）が認可されました。多くのアマチュア無線家は、テレプリンターのギアを交換することで75語/分および100語/分にアップグレードできる機器を所有していました。100語/分での運用には当初関心が寄せられましたが、多くのアマチュア無線家は60語/分に戻りました。100語/分のHF RTTYが失敗した理由には、適切にメンテナンスされていない機械式テレプリンターの動作不良、狭帯域幅の端末装置、 100語/分での170Hzシフトの継続使用、マルチパス歪みと電離層伝搬の性質による過剰なエラー率などがありました。
FCCは1980年3月17日にアマチュア無線局によるASCIIの使用を承認し、3.5MHzから21.25MHzまでは最大300 ボー、 28MHzから225MHzまでは最大1200ボーの速度を許可した。420MHzを超えるアマチュア周波数では最大19.2キロボーの速度が許可された。[ 35 ]
これらのシンボルレートは後に修正されました: [ 36 ]
米国のアマチュア無線家に対し、デジタル送信の開始時と終了時、および10分間隔で国際モールス符号を用いて局のコールサインを識別することを義務付けていた規定は、1983年6月15日にFCCによってついに撤廃された。
RTTY はアマチュア無線では標準的なボーレートが 45.45 ボー (約 60 語/分) です。アマチュア無線では「キーボードからキーボードへ」のモードとして依然として人気があります。[ 37 ] RTTY は、衛星やその他の接続を使用した、より高速で信頼性の高い代替データ モードが利用可能になったため、商業的な人気が低下しています。
RTTYは伝送速度の割にスペクトル効率が低い。45.45 ボーで170Hzシフトの典型的なRTTY信号は、約250Hzの受信帯域幅を必要とするが、これはPSK31 に必要な帯域幅の2倍以上である。理論的には、このボーレートではシフトサイズを22.725Hzまで小さくすることができ、全体の帯域幅を大幅に縮小できる。RTTYはAFSKまたはFSK変調のいずれを使用しても一定の電力の波形を生成するため、送信機は多くのデジタル伝送モードで必要とされる線形増幅器を使用する必要がない。より効率的なクラスC増幅器を使用できる。
RTTYはAFSKまたはFSK変調方式を使用するため、HF伝搬の変動や干渉に対してある程度の耐性がありますが、 MFSKなどの最新のデジタル方式は前方誤り訂正（FEC）を使用して、はるかに優れたデータ信頼性を提供します。
主な利用者は、安定した短波通信を必要とする人々です。例としては、以下のようなものがあります。
RTTY気象情報を送信する定期サービスの1つは、ドイツ気象局（Deutscher WetterdienstまたはDWD）です。DWDは、標準RTTY（ITA-2アルファベット）でLFとHFのさまざまな周波数で2つのプログラムを定期的に送信しています。コールサイン、周波数、ボーレート、シフトのリストは次のとおりです。[ 19 ]
DWDの信号は、ヨーロッパ、北アフリカ、および北米の一部地域で容易に受信できます。
{{cite magazine}}: CS1 maint: 複数名: 著者リスト (リンク) CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク){{cite book}}: CS1 maint: 複数名: 著者リスト (リンク) CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク){{cite magazine}}: CS1 maint: 複数名: 著者リスト (リンク) CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク){{cite book}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク){{cite book}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク){{cite book}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク){{cite web}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク)