Jak do tej pory dotarła telegrafia bezprzewodowa?

Już w początkach XX wieku telegramy przesyłane bezprzewodowo mogły osiągnąć setki kilometrów. Na przykład Titanic komunikował się z Kanadą, oddaloną o 400 mil, za pomocą sprzętu o stosunkowo niskiej mocy. Biorąc pod uwagę, że telegrafy są bardzo proste, jak te impulsy mogły przebyć do tej pory?

I czy te impulsy nadal podróżowałyby tak daleko dziś z tym samym sprzętem?

I czy to nie oznacza, że ​​nie mogło być wielu ludzi korzystających z systemów, ponieważ operatorzy w promieniu setek kilometrów wszyscy zagłuszali fale radiowe? Wydaje się, że spowodowałoby to wiele wzajemnych rozmów. A może było dostępnych wiele częstotliwości telegrafii bezprzewodowej?

Titanic komunikował się z Kanadą, oddaloną o 400 mil, za pomocą sprzętu o stosunkowo niskim poborze mocy

Cytat z tej strony: -

„Bezprzewodowy” sprzęt Titanica był wówczas najmocniejszy w użyciu. Główny nadajnik miał konstrukcję obrotową, iskrową, zasilaną z alternatora silnikowego 5 kW, zasilanego z obwodu oświetleniowego statku.

Sprzęt działał na 4-przewodowej antenie zawieszonej między 2 masztami statku, około 250 stóp nad poziomem morza. Był też nadajnik awaryjny zasilany bateryjnie.

Główny nadajnik znajdował się w specjalnym pomieszczeniu, znanym jako „Silent Room”. Pokój ten znajdował się obok sali operacyjnej i był specjalnie izolowany w celu zmniejszenia zakłóceń głównego odbiornika.

Gwarantowany zasięg działania urządzenia wynosił 250 mil, ale komunikacja mogła być utrzymywana nawet do 400 mil w ciągu dnia i do 2000 mil w nocy.

Jeśli więc klasyfikujesz 5 kW jako niską moc, to w porządku, ale od tego czasu wszystko potoczyło się dalej. Na przykład, w miarę opracowywania lamp / zaworów odbiorniki radiowe stały się bardziej czułe, co oznacza, że ​​moc nadawania może znacznie się zmniejszyć.

Musisz zdać sobie sprawę, że te transmisje są faktycznymi falami elektromagnetycznymi i tłumią się tylko bardzo stopniowo wraz z odległością. Na przykład, w porównaniu z bezdotykową ładowarką, jego pole magnetyczne zmniejsza się wraz z odległością sześcianu przekraczającą średnicę cewek, podczas gdy pole H w odpowiedniej transmisji elektromagnetycznej zmniejsza się liniowo wraz z odległością.

Wystarczy rozważyć sondę Voyager 1 i jej transmisje spoza Plutona. Moc nadajnika wynosi tylko 20 watów, ale największą rzeczą była antena paraboliczna:

I czy to nie oznacza, że ​​nie mogło być wielu ludzi korzystających z systemów, ponieważ operatorzy w promieniu setek kilometrów wszyscy zagłuszali fale radiowe? Wydaje się, że spowodowałoby to wiele wzajemnych rozmów.

To był naprawdę duży problem i była znana transmisja z RMS Titanic, która sugerowała, że SS Californian powinien się „zamknąć”, ponieważ blokował transmisję z wyścigu Cape na wybrzeżu Kanady:

Dyżurny operator bezprzewodowy Titanica, Jack Phillips, był wówczas zajęty usuwaniem zaległych wiadomości pasażerów ze stacją bezprzewodową w Cape Race w Nowej Funlandii w odległości 1300 km. Wiadomość Evansa, że ​​SS Californian została zatrzymana i otoczona lodem, z powodu względnej bliskości dwóch statków, zagłuszyła osobną wiadomość, którą Phillips właśnie otrzymywał z Cape Race, i zgromił Evansa: „Zamknij się, zamknij się w górę! Jestem zajęty; pracuję w Cape Race! ” Evans słuchał jeszcze przez chwilę, a o 23:35 wyłączył radio i poszedł spać. Pięć minut później Titanic uderzył w górę lodową. Dwadzieścia pięć minut później nadała swój pierwszy telefon alarmowy.

Cytat zaczerpnięty stąd , strona Wiki dla parowca Californian.

Od http://hf.ro/ :

„Bezprzewodowy” sprzęt Titanica był wówczas najmocniejszy w użyciu. Główny nadajnik miał konstrukcję obrotową, iskrową, zasilaną z alternatora silnikowego 5 kW, zasilanego z obwodu oświetleniowego statku

Nadajnik iskiernika jest najprostszą możliwą formą nadajnika radiowego, modulowanego kluczowaniem on-off (kod Morse'a). Nawet uwzględniając nieefektywność transmisji iskiernika - rozpyla on RF w bardzo szerokim paśmie - nadajnik 5kW jest ogromny .

Już w początkach XX wieku telegramy przesyłane bezprzewodowo mogły osiągnąć setki kilometrów. Na przykład Titanic komunikował się z Kanadą, oddaloną o 400 mil, za pomocą sprzętu o stosunkowo niskiej mocy. Biorąc pod uwagę, że telegrafy są bardzo proste, w jaki sposób te impulsy mogą podróżować tak daleko?

Poza tym, jak zauważyli inni, że moc naprawdę nie była bardzo niska, Morse jest po prostu sygnałem o bardzo niskiej przepustowości. Możesz uzyskać komunikat, używając bardzo małej ilości otrzymanej mocy, o ile nie chcesz wysyłać zbyt dużej ilości informacji w danym okresie czasu. WiFi przenosi miliard bitów na sekundę z jednego pokoju do drugiego. Kanał telewizyjny wysyła dziesiątki milionów bitów na sekundę w promieniu około stu mil. Kod Morse'a wpisany ręcznie jest równoważny około dziesięciu bitom na sekundę, daje lub bierze współczynnik dwa, aw złych warunkach może być mniejszy.

I czy te impulsy nadal podróżowałyby tak daleko dziś z tym samym sprzętem?

Pewnie. A jeśli przyjmiesz ten sam nadajnik, ale nowoczesny odbiornik, prawdopodobnie możesz odbierać sygnał na znacznie większą odległość, ponieważ dobry nowoczesny odbiornik ma wyższą czułość, czystsze wzmocnienie i pomoc algorytmów komputerowych.

I czy to nie oznacza, że ​​nie mogło być wielu ludzi korzystających z systemów, ponieważ operatorzy w promieniu setek kilometrów wszyscy zagłuszali fale radiowe? Wydaje się, że spowodowałoby to wiele wzajemnych rozmów. A może było dostępnych wiele częstotliwości telegrafii bezprzewodowej?

Niektóre z obu. Już w latach 1910. dostępnych było wiele częstotliwości dla wielu stacji, a jeśli spojrzysz na nowoczesne wykorzystanie, zobaczysz, że kod Morse'a pozwala na bardzo wąskie odstępy między kanałami, z potencjalnie setkami rozmów prowadzonych równolegle w przestrzeni kilka Megaherców. Ale używany wówczas sprzęt miał słabą stabilność częstotliwości i bardzo zły szum szerokopasmowy i nie mógł po prostu zmieniać kanałów po upadku kapelusza, więc w rzeczywistości było niewiele używanych kanałów i były problemy z zakłóceniami. Niemniej jednak było już sporo statków i stacji brzegowych, które nawiązały regularne kontakty już w 1910 roku.

Biorąc pod uwagę, że telegrafy są bardzo proste, w jaki sposób te impulsy mogą podróżować do tej pory?

Używając wystarczającej mocy i zawierając częstotliwości, które wspierały propagację, która mogłaby obejść krzywiznę Ziemi na tę odległość.

I czy te impulsy nadal podróżowałyby tak daleko dziś z tym samym sprzętem?

Tak. Jest znany jako radio HF (wysoka częstotliwość). W przypadku lotów nad oceanem komercyjne samoloty wymagają pewnego rodzaju raportów. Jeśli nie mają łączności satelitarnej, muszą komunikować się z radiem HF (które również rozciągają się na pasma MF). Należy wypróbować radiotelefony HF z listą częstotliwości (na podstawie raportów odległości, pory dnia i propagacji).

Fale radiowe rozprzestrzeniają się poprzez linię wzroku, falę ziemi i falę nieba. Nowa Fundlandia nie znajdowała się w pobliżu linii wzroku. Fale gruntowe mogą rozprzestrzeniać się wokół krzywizny ziemi. Odległość 400 mil wymagałaby bardzo niskiej częstotliwości (i niskiej prędkości transmisji danych). Fale nieba mogą załamać się z jonosfery i powrócić na ziemię wokół krzywej. Czasami odbijając się od ziemi, zrób kopię jonosfery i załamaj się ponownie (zwane „pomijaniem”).

Loty nad oceanem tradycyjnie wykorzystywały załamanie fal nieba, gdy znajdowały się poza linią wzroku. Nie jest to całkowicie wiarygodne, a raporty pozycji są czasami opóźniane, aby poczekać na zmianę odległości.

Rozważ następujące fakty:

1. Prawdopodobieństwo wykrycia sygnału jest funkcją stosunku odbieranego sygnału do szumu (SNR)
2. SNR można poprawić poprzez:
   • Zwiększenie mocy sygnału
   • Zmniejszenie mocy hałasu

Jednym ze sposobów zmniejszenia mocy szumu jest zbieranie sygnału w dłuższym okresie czasu i uśrednianie szumu za pomocą filtrów lub redundancji sygnału, takich jak bity parzystości w sygnałach cyfrowych. Istnieje więc kompromis między szybkością transmisji danych a współczynnikiem SNR - można zmniejszyć szybkość transmisji danych, aby zwiększyć współczynnik SNR.

Chociaż detektor sygnału telegraficznego (ucho słuchacza) jest systemem analogowym, ucho / mózg słuchacza skutecznie „uśredniają” każdą kreskę i kropkę w czasie trwania tonu, co prowadzi do wzrostu SNR. Biorąc pod uwagę, że operator telegraficzny jest prawdopodobnie wysoce wykwalifikowany w rozpoznawaniu hałaśliwych sygnałów, jego zdolność wykrywania będzie całkiem dobra.

Również nadmiarowość języków ludzkich stanowi kolejny mechanizm korekcji błędów. Pomyśl o tym, jak bez wysiłku automatycznie korygujesz literówki w mózgu, nie wymagając potwierdzenia od nadawcy wiadomości. (Przykład: „Ta szentence powoduje błąd.”)

Biorąc pod uwagę, że 5 kW to stosunkowo wysoka moc nadawania dla nadajnika mobilnego (twój telefon komórkowy ma około 1 W), a biorąc pod uwagę nadmiarowość obecną w samym sygnale, z pewnością jest prawdopodobne, że komunikacja odbyła się w tych zakresach.