RTTY: Historia y tecnología de la transmisión de datos por radioteletipo

La evolución de RTTY: de las máquinas ruidosas a la transmisión de datos silenciosa y moderna

RTTY o Radioteletipo es uno de los modos de datos más antiguos de la radiotecnología, no sólo de la radioafición. Originalmente, RTTY se operaba con teleimpresoras mecánicas, es decir, sistemas electromecánicos muy parecidos a las máquinas de escribir. La única diferencia es que, además del teclado, existe la posibilidad de enviar y recibir datos a través de una línea serie e imprimirlos. Estas teleimpresoras electromecánicas eran una auténtica maravilla de la ingeniería de precisión.

La velocidad de escritura estaba en el límite de lo que era posible en aquella época (principios y mediados del siglo XX) con un esfuerzo razonable: inicialmente unos 6 caracteres/segundo, más tarde 13 caracteres/segundo. Estas teleimpresoras mecánicas se utilizaron en la comunicación comercial como el llamado sistema "télex". Después de la Segunda Guerra Mundial, había muchos teleimpresores usados en el mercado. No es de extrañar que los radioaficionados consideraran rápidamente la posibilidad de utilizar estos dispositivos también para la transmisión de datos por radio.

El reto de los niveles de caracteres duales en la transmisión de datos RTTY

Al igual que los sistemas de télex por cable, el radioteletipo de radioaficionado utiliza un código de datos en serie muy simple. Utiliza 5 bits por carácter. Esto da como resultado un máximo de 32 códigos posibles (25 = 32). Esto es justo lo necesario para representar el alfabeto y algunos caracteres especiales, ¡no hay más espacio para los números! Uno se ha ayudado definiendo dos "niveles" de caracteres, es decir, utilizando dos veces determinados códigos. Se utilizaban dos códigos para conmutar los niveles, algunos otros códigos tenían el mismo significado en ambos niveles (avance de línea, retorno de carro, espacio, etc.).

Así, para transmitir la cadena simple "VY 73", se enviaba lo siguiente:

<switch al nivel de letras> <V> <Y> <espacio> <switch al nivel de números> <7> <3>

Y pobre de ti si alguna vez se perdía un cambio de niveles durante la transferencia. Entonces los caracteres se imprimían en el último nivel seleccionado y el texto sólo podía convertirse en legible con un poco de experiencia.

Por cierto: este procedimiento no distingue entre mayúsculas y minúsculas, sino sólo MAYÚSCULAS.

Los retos de la corrección de errores en el código Baudot de RTTY y su importancia histórica

El código de datos serie utilizado en RTTY (se denomina código Baudot) no utiliza ninguna copia de seguridad ni corrección de errores. Esta decisión se tomó para mantener el código lo más corto posible para cada carácter, es decir, para aumentar la velocidad. Esto se debe a que cada copia de seguridad de la transmisión de datos requiere bits de datos adicionales redundantes, que reducen la velocidad de transmisión.

Operar sin corrección de errores seguía siendo viable para la transmisión por cable; la conmutación por cable era similar a la del teléfono y resultaba bastante fiable. La transmisión por radio, especialmente en HF, es muy diferente. Aquí, una pequeña pérdida basta para falsear un bit. Una "A" se convierte entonces en una "S" o una "Z". Esto dificulta la transmisión fiable de datos, y la influencia del operador marca una gran diferencia entre un QSO exitoso y un NIL (Not In Log).

Por supuesto, hoy en día existen métodos de codificación mejores, más seguros y más rápidos. Pero hay que tener en cuenta cuando se creó RTTY. En aquella época, alrededor de 1930, no existía ningún otro método práctico y económico. Por lo tanto, la codificación en la línea de transmisión también es lo más sencilla posible: un tono alto para un uno lógico, un tono bajo para un cero lógico (o corriente/no corriente en una línea de hilo). Esta codificación binaria tan sencilla puede crearse sin complicaciones con medios de aficionado, tanto al transmitir como al recibir.

Radios con decodificador RTTY integrado:

Si tu radio no tiene decodificador integrado, puedes conseguir una tarjeta de sonido externa y utilizarla con un software especial. Aquí tienes algunas alternativas:

La técnica de modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) en RTTY y sus parámetros

Este método de transmisión tan sencillo se denomina FSK (Frequency Shift Keying). Todavía se puede escuchar este tipo de transmisión de datos con bastante frecuencia en HF, es utilizado principalmente por los servicios comerciales y militares. Más exactamente, la modulación debería llamarse 2FSK, que describe un desplazamiento de la señal transmitida entre dos frecuencias. Se adapta perfectamente a los datos digitales: al fin y al cabo, se transmiten 0 ó 1. Por razones históricas, estas capas de señal también se denominan "marca" y "espacio" en RTTY. En un receptor superheterodino (es decir, en la posición "SSB"), estas dos señales producen sonidos que difieren en el tono.

Los parámetros técnicos de una transmisión 2FSK vienen determinados por dos parámetros: la distancia entre los dos tonos y la velocidad de barrido. En radioaficionados, el desplazamiento (en inglés "shift") se fija en 170 Hz, y la velocidad de barrido en 45 baudios (exactamente 45,45 Bd). Estos dos valores también tienen un trasfondo histórico. En el servicio de radio comercial, había y hay muchos otros "desplazamientos" y velocidades de barrido. Por ejemplo, el Servicio Meteorológico Alemán utiliza un desplazamiento de 450 Hz y 50 baudios para sus transmisiones en onda corta.

Tonos graves 1275 y 1445 Hz
Tonos agudos 2125 y 2295 Hz

La técnica de modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) en RTTY y sus parámetros

Mucho antes de que comenzara la informatización, la gente utilizaba los llamados "convertidores". Se trataba de un circuito electrónico con dos filtros AF. Estos filtros se fijaban exactamente a los dos tonos de la señal. Así que había que ajustar el receptor de BLU exactamente para que la señal recibida produjera exactamente los tonos a los que estaban sintonizados los filtros del convertidor. Esto era poco problemático, pero también bastante inflexible. Para llegar a un acuerdo sobre una especificación de frecuencia uniforme, se estandarizaron los tonos. Hay dos capas, los llamados "tonos bajos" y los "tonos altos".

Los tonos fueron elegidos de forma tal que los tonos bajos quedaran cómodamente en el rango vocal y, por tanto, en el filtro de FI del receptor de SSB. Esto significa que se pueden seguir utilizando los mismos equipos que para la transmisión de voz con los filtros existentes. Sin embargo, algunos convertidores tenían problemas con los sobretonos del primer armónico de los tonos graves, que también se encuentran en la banda de paso del filtro. Por ello, se creó una segunda norma, los tonos agudos. Se sitúan en el borde superior de la gama LF del habla, cualquier sobretono es cortado por el filtro IF.

Hoy en día, estos tonos ya no importan, porque podemos ajustar el descodificador del ordenador al tono que queramos. Sin embargo, estos tonos siguen apareciendo en la configuración de los transceptores más modernos, ya que también ofrecen filtros de FI controlados por DSP que están optimizados para estos tonos fijos.

Para la descodificación, los datos Baudot de 5 bits deben convertirse en los datos ASCII (o UTF-8) de 8 bits que utilizan los ordenadores modernos. Esto también lo hacía un conversor en el pasado, los datos se emitían entonces a través de una interfaz serie RS-232 clásica. La salida se tomaba de un ordenador.

Método de transmisión RTTY: FSK vs. AFSK y sus efectos en la transmisión de datos.

Para generar la 2FSK descrita anteriormente en el lado transmisor, existen dos métodos. Se puede manipular directamente el transmisor, para lo que la radio dispone de una entrada especial, o bien se configura en el transceptor un modo de funcionamiento independiente para RTTY. Este método suele denominarse FSK.

O se modula una señal de audio en la posición LSB/USB. En este caso, una interfaz o la tarjeta de sonido del ordenador genera dos tonos, que a su vez producen una modulación correspondiente con dos tonos. Este procedimiento se denomina AFSK (Audio Frequency Shift Keying).

Para la paPara la parte receptora, no importa cómo se genere la señal de transmisión. Si todo está correctamente configurado, el receptor no puede distinguir si la señal se genera por codificación directa del oscilador transmisor (FSK) o por modulación de la señal SSB (AFSK). Sin embargo, cada método tiene ciertas ventajas e inconvenientes:

Ventajas Inconvenientes
AFSK
  • Compatible con cualquier radio SSB
  • Compatible con cualquier programa y módem.
  • Sobremodulación fácilmente posible
  • Pantalla de frecuencia incomprensible
FSK
  • No es posible la sobremodulación
  • La indicación de frecuencia es 'correcta'
  • Posición precisa de los tonos y del desplazamiento
  • Modo especial 'RTTY' en muchas radios con ajustes de filtro propios
  • Requiere radio capaz de FSK.
  • El programa o módem debe ofrecer keying directo
  • Posibles problemas de sincronización al utilizar puertos COM virtuales a través de USB

Funcionamiento y equipamiento de RTTY:

Una guía detallada para transmitir y recibir datos RTTY.

Muchos transceptores SDR modernos tienen un decodificador RTTY incorporado, y se puede utilizar la memoria para enviar textos cortos predeterminados. Por tanto, no se necesita ningún equipo adicional. Pero esto no es muy flexible, con un poco de esfuerzo es mucho más cómodo.

Para operar en RTTY se necesita un módem, es decir, una interfaz. El módem se encarga de la modulación o operación FSK del transceptor, así como del control del PTT. La señal recibida (la AF) se digitaliza y se ofrece al ordenador a través de una tarjeta de sonido virtual formada por el módem. Opcionalmente, muchas interfaces ofrecen también una interfaz CAT.

Cables de conexión de la interfaz al transceptor. El cable conecta:

  • TX audio (o codificación FSK)
  • RX audio
  • Teclado PTT
  • Control CAT (opcional, no obligatorio)
  • Un PC con el software adecuado
  • Un transceptor de onda corta, en principio sirve cualquier modelo.

La interfaz se conecta con los cables bien a la toma de micrófono y a una salida AF (toma de altavoz), o (mejor) a una conexión existente para accesorios. Esta conexión suele denominarse "ACC", accesorio. Las conexiones ACC tienen la ventaja de que proporcionan y esperan niveles AF constantes. También tienen menor distorsión porque la señal de recepción se capta antes del amplificador de audio de la radio, la señal de transmisión se alimenta independientemente del amplificador del micrófono.

El software se configura para controlar la interfaz (que se comporta como una tarjeta de sonido). Alternativamente, se selecciona un pin no utilizado de una interfaz serie (virtual) como señal de clave FSK. La operación del PTT se realiza a través de otro pin no utilizado de una interfaz serie (virtual) o (si está conectado) a través de un comando CAT a la radio.

Ahora configure "RTTY 45 baudios" y vea si se recibe algo. La mayoría de las señales RTTY pueden escucharse en 20 m alrededor de 14085 kHz. Y si no hay ningún radioaficionado activo en ese momento, puedes utilizar algunas señales comerciales en Europa para hacer pruebas. El Servicio Meteorológico Alemán (DWD) emite constantemente un bucle CQ o partes meteorológicos en varias frecuencias en HF. Tenga cuidado, el decodificador debe ajustarse entonces a 50 baudios y a un desplazamiento diferente (85 o 450 Hz).

Las frecuencias de la DWD son:
  • 147,3 kHz, indicativo DDH47 (50 Bd, desplazamiento 85 Hz).
  • 4583,0 kHz, distintivo de llamada DDK2 (50 Bd, desplazamiento de 450 Hz)
  • 7646,0 kHz, Distintivo de llamada DDH7 (50 Bd, desplazamiento de 450 Hz)
  • 10100,8 kHz, Distintivo de llamada DDK9 (50 Bd, 450 Hz Shift)
  • 11039,0 kHz, Distintivo de llamada DDH9 (50 Bd, 450 Hz Shift)
  • 14467,3 kHz, Distintivo de llamada DDH8 (50 Bd, 450 Hz Shift)

La IARU ha definido la posición de los tonos RTTY en el canal de radio según las recomendaciones de la UIT: Según éstas, el tono de marca debe ser siempre el tono más alto en términos de HF. En la posición HF, se ve así cuando se opera con tonos bajos en la banda lateral inferior:

El tono 'Mark' está, por tanto, a 1275 de la portadora (suprimida), 'Space' está a 1445 Hz (1275 + 170 Hz) por debajo de la portadora.

De nuevo, 'Mark' es el tono más alto en términos de RF, como se indica en la recomendación de la IARU.

El resultado es que la posición de los dos tonos es siempre la misma. Esto muestra uno de los problemas de este antiguo modo: La señal se recibe fácilmente 'al revés', la pantalla entonces sólo muestra 'basura'. Esto se debe a la codificación tan simple de la señal: tono alto = 1, tono bajo = 0. Si en lugar de USB se pone accidentalmente en LSB, los tonos alto y bajo se invierten, 0 se convierte en 1 y viceversa - y entonces ningún programa puede descodificar nada. En la práctica, la mayoría de los programas ofrecen funciones para realizar esta inversión en el software (conmutación normal/inversa).

Si la recepción funciona, puede probar cuidadosamente el lado de transmisión. Lo mejor es hacerlo con una carga fantasma, con la potencia de transmisión más baja. Si se utiliza AFSK, es decir, la modulación de la señal SSB con tonos de audio, el nivel de la señal de audio debe ajustarse muy finamente. Un nivel demasiado alto conduce rápidamente a una sobrecarga de la señal, la señal de HF se vuelve innecesariamente ancha y tampoco se puede decodificar nada.

Junto a la fonía y la telegrafía, RTTY es el modo más utilizado en los grandes concursos de HF. Concursos muy conocidos con miles de participantes son el WPX RTTY, el CQWW RTTY, el WAEDC RTTY y muchos otros.

Conocidos programas de concursos (loggers) como N1MM también soportan RTTY, normalmente con la ayuda de un plug-in como MMTTY.

Concursos de RTTY

QSOs en RTTY: Cómo establecer contactos fuera de concursos y los rangos de banda para la operación en RTTY

Fuera de los concursos, normalmente sólo se puede encontrar un compañero de QSO los fines de semana o en buenas condiciones. No obstante, deberías intentarlo, sólo si también llamas CQ de vez en cuando, la actividad en nuestras bandas aumenta.

RTTY se usa en todas las bandas de onda corta, los rangos respectivos están en la Región 1 (cada uno +- unos pocos kHz, basado en el plan de bandas de la IARU):

  • 80 m: 3580 - 3590 kHz
  • 40 m: 7040 - 7047 kHz
  • 30 m: 10130 - 10150 kHz
  • 20 m: 14080 - 14089 kHz
  • 17 m: 18095 - 18105 kHz
  • 15 m: 21080 - 21090 kHz
  • 12 m: 24915 - 24925 kHz
  • 10 m: 28080 - 28120 kHz y 28150 - 28190 kHz

El procedimiento es el mismo que para cualquier comunicación por radio: Te presentas, das un informe de la señal, describes tu estación. La mayoría de las veces eso es todo. Los textos recurrentes pueden asignarse cómodamente a teclas de función, las llamadas "macros". Lo ideal es esforzarse también por "pulsar las teclas"; esto hace que el QSO sea mucho más personal. Y la baja velocidad de transmisión oculta muy bien el hecho de que no eres un profesional del teclado.

RTTY vs. Digimodos modernos: Por qué se aprecia el reto de RTTY

A menudo se oye la pregunta de por qué se sigue utilizando una transmisión de datos tan obsoleta y sin corrección de errores. Hay muchos otros "digimodos" que ofrecen una transmisión perfecta, sin errores, y que además requieren una potencia de transmisión mucho menor.

Es cierto. PSK31 (por ejemplo) no tiene errores, funciona con el mismo equipo y el mismo software. Otros digimodos también son extremadamente robustos y a menudo sólo requieren unos pocos vatios de potencia de transmisión. El progreso técnico y la inventiva de los radioaficionados han producido aquí cosas enormes en los últimos años.

La diferencia es que RTTY supone un reto para el operador precisamente por sus puntos débiles. Mediante un manejo hábil del equipo, un operador de RTTY experimentado puede salvar un QSO. Reconoce los errores ortográficos típicos, sabe cómo se comportan los participantes en los concursos y, por tanto, puede conseguir más puntos. RTTY plantea un reto propio, que sólo se puede dominar con experiencia y un poco de dedicación. Esto contrasta con los modos muy modernos, que funcionan de forma muy fiable pero también se han vuelto un poco más aburridos. Quizá se pueda comparar con montar en moto o conducir un coche. ¿Por qué congelarse bajo la lluvia con el viento sobre dos ruedas cuando puedes sentarte cómodamente en un coche calentito? Porque se puede y porque a la gente le encantan los retos. Por eso RTTY.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Por qué debería usar una interfaz entre el PC y la radio?

Para evitar bucles de masa. Los bucles de masa se producen porque el ordenador y el PC utilizan cada uno sus propias fuentes de alimentación y, por tanto, pueden producirse pequeñas diferencias de potencial a nivel del suelo. Unos pocos milivoltios ya son suficientes para producir un zumbido distintivo en la modulación. Un aislamiento galvánico completo entre el PC y la radio evita esos bucles de masa, y eso es exactamente lo que hace una interfaz como ésta. Una interfaz utiliza optoacopladores y transformadores para lograr el aislamiento galvánico. Así se rompen las conexiones a tierra no deseadas y se evitan los bucles de zumbidos.

¿Qué software hay disponible para RTTY?

Hay muchos programas. Uno de los más conocidos es "FLDIGI" de W1HKJ. Se puede utilizar tanto para QSO normales como para concursos. Un programa típico para concursos es "N1MM Logger". Otros programas conocidos son MixW, MMTTY, MultiPSK y muchos mas.

¿Que es mejor para RTTY - AFSK o FSK?

FSK es preferible si el transceptor lo soporta. FSK es menos problemático, no permite sobremodulación y la visualización de la frecuencia es correcta. Encontrará más detalles en el texto anterior.