Come è arrivata finora la telegrafia wireless?

Già nei primi anni del 1900, i telegrammi trasmessi in modalità wireless potevano raggiungere centinaia di miglia. Ad esempio, il Titanic comunicava con il Canada, a 400 miglia di distanza, con apparecchiature a bassa potenza. Dato che i telegrafi sono molto semplici, come hanno potuto viaggiare finora questi impulsi?

E questi impulsi viaggerebbero ancora così lontano oggi con la stessa attrezzatura?

E questo non significa che non ci sarebbero potute essere troppe persone che usano i sistemi, dal momento che gli operatori nel raggio di centinaia di miglia avrebbero disturbato le onde radio? Sembra che questo produrrebbe molte discussioni incrociate. O c'erano più frequenze disponibili per la telegrafia wireless?

il Titanic comunicava con il Canada, a 400 miglia di distanza, con apparecchiature a bassa potenza

Citazione da questo sito Web: -

L'attrezzatura "wireless" del Titanic era la più potente in uso al momento. Il trasmettitore principale era un design a scintilla rotante, alimentato da un alternatore a motore da 5 kW, alimentato dal circuito di illuminazione della nave.

L'attrezzatura funzionava in un'antenna a 4 fili sospesa tra i 2 alberi della nave, a circa 250 piedi sopra il mare. C'era anche un trasmettitore di emergenza alimentato a batteria.

Il trasmettitore principale era alloggiato in una stanza speciale, nota come "Silent Room". Questa stanza era situata accanto alla sala operatoria e appositamente isolata per ridurre le interferenze al ricevitore principale.

Il raggio di azione garantito dell'attrezzatura era di 250 miglia, ma le comunicazioni potevano essere mantenute fino a 400 miglia durante il giorno e fino a 2000 miglia di notte.

Quindi, se classifichi 5 kW a bassa potenza, allora va bene, ma da allora le cose sono andate avanti. Ad esempio, con lo sviluppo di tubi / valvole, i ricevitori radio sono diventati più sensibili e ciò significa che le potenze di trasmissione potrebbero ridursi notevolmente.

Devi capire che queste trasmissioni sono vere onde elettromagnetiche e si attenuano solo molto gradualmente con la distanza. Ad esempio, rispetto a un caricabatterie senza contatto, il suo campo magnetico si riduce con la distanza a cubetti oltre il diametro delle bobine, mentre il campo H in una corretta trasmissione EM si riduce linearmente con la distanza.

Basta considerare la sonda Voyager 1 e le sue trasmissioni oltre Plutone. La potenza del trasmettitore è di soli 20 watt ma la cosa più grande è stata la parabola: -

E questo non significa che non ci sarebbero potute essere troppe persone che usano i sistemi, dal momento che gli operatori nel raggio di centinaia di miglia avrebbero disturbato le onde radio? Sembra che questo produrrebbe molte discussioni incrociate.

Questo era davvero un grosso problema e c'era una famosa trasmissione da RMS Titanic che suggeriva che le SS californiane dovessero "tacere" perché bloccava una trasmissione dalla corsa del Capo sulla costa del Canada: -

L'operatore wireless in servizio del Titanic, Jack Phillips, era impegnato a ripulire un arretrato di messaggi dei passeggeri con la stazione wireless di Cape Race, Terranova, a 800 miglia (1.300 km) di distanza, all'epoca. Il messaggio di Evans secondo cui le SS californiane furono fermate e circondate dal ghiaccio, a causa della relativa vicinanza delle due navi, annegò un messaggio separato che Phillips era in procinto di ricevere da Cape Race, e rimproverò Evans: "Zitto, chiudi su! Sono occupato; sto lavorando a Cape Race! " Evans rimase in ascolto ancora per un po ', e alle 23:35 spense la radio e andò a letto. Cinque minuti dopo, Titanic ha colpito un iceberg. Venticinque minuti dopo, ha trasmesso la sua prima chiamata di soccorso.

Citazione tratta da qui , la pagina Wiki per il piroscafo californiano.

Da http://hf.ro/ :

L'attrezzatura "wireless" del Titanic era la più potente in uso al momento. Il trasmettitore principale era un design a scintilla rotante, alimentato da un alternatore a motore da 5 kW, alimentato dal circuito di illuminazione della nave

Un trasmettitore spark gap è la forma più semplice possibile di trasmettitore radio, modulato con la chiave on-off (codice morse). Anche tenendo conto dell'inefficienza della trasmissione di spark gap - spruzza RF su una banda molto ampia - un trasmettitore da 5 kW è enorme .

Già nei primi anni del 1900, i telegrammi trasmessi in modalità wireless potevano raggiungere centinaia di miglia. Ad esempio, il Titanic comunicava con il Canada, a 400 miglia di distanza, con apparecchiature a bassa potenza. Dato che i telegrafi sono molto semplici, come potrebbero viaggiare questi impulsi finora?

Oltre al fatto, come altri hanno sottolineato, che la potenza in realtà non era molto bassa, il morse è semplicemente un segnale a larghezza di banda molto bassa. Puoi ricevere un messaggio utilizzando quantità molto ridotte di potenza ricevuta, purché non desideri inviare molte informazioni in un determinato periodo di tempo. Il WiFi trasporta un miliardo di bit al secondo da una stanza all'altra. Un canale TV invia decine di milioni di bit al secondo nel raggio di forse cento miglia. Il codice Morse digitato a mano equivale a circa dieci bit al secondo, fornisce o accetta un fattore due e in cattive condizioni potrebbe essere inferiore.

E questi impulsi viaggerebbero ancora così lontano oggi con la stessa attrezzatura?

Sicuro. E se si assume lo stesso trasmettitore ma un ricevitore moderno, probabilmente si potrebbe ricevere il segnale su una distanza considerevolmente più lunga, perché un buon ricevitore moderno ha una maggiore sensibilità, un'amplificazione più pulita e l'aiuto di algoritmi informatici.

E questo non significa che non ci sarebbero potute essere troppe persone che usano i sistemi, dal momento che gli operatori nel raggio di centinaia di miglia avrebbero disturbato le onde radio? Sembra che questo produrrebbe molte discussioni incrociate. O c'erano più frequenze disponibili per la telegrafia wireless?

Alcuni di entrambi. C'erano molte frequenze disponibili per più stazioni anche negli anni '10, e se guardi all'uso moderno vedrai che il codice Morse consente una spaziatura dei canali molto stretta, con potenzialmente centinaia di conversazioni che si svolgono in parallelo nello spazio di un pochi megahertz. Ma l'equipaggiamento in uso all'epoca aveva una scarsa stabilità della frequenza e un pessimo rumore a banda larga, e non poteva semplicemente cambiare canale con la caduta di un cappello, quindi in realtà c'erano pochi canali in uso e c'erano problemi di interferenza. Tuttavia c'erano già alcune navi e stazioni di terra che stabilivano contatti regolari già nel 1910.

Dato che i telegrafi sono molto semplici, come potrebbero viaggiare questi impulsi finora?

Utilizzando una potenza sufficiente e contenendo frequenze che supportano una propagazione che potrebbe aggirare la curvatura terrestre a quella distanza.

E questi impulsi viaggerebbero ancora così lontano oggi con la stessa attrezzatura?

Sì. È noto come radio HF (alta frequenza). Per i voli oltre oceano, gli aeromobili commerciali richiedono una sorta di comunicazione. Se non dispongono di comunicazione satellitare, devono comunicare con la radio HF (che si estende anche nelle bande MF). Le radiocomunicazioni HF devono essere tentate con un elenco di frequenze (basato sulla distanza, l'ora del giorno e i rapporti di propagazione).

Le onde radio si propagano attraverso la linea di vista, l'onda terrestre e l'onda del cielo. Terranova non era vicino alla linea di vista. Le onde del terreno possono propagarsi attorno alla curvatura terrestre. Una distanza di 400 miglia richiederebbe una frequenza molto bassa (e una bassa velocità di trasmissione dati). Le onde del cielo possono rifrangere dalla ionosfera e tornare a terra attorno alla curva. A volte si riflette sulla terra, esegue il backup della ionosfera e rifrange di nuovo (chiamato "salta").

I voli oltre oceano hanno tradizionalmente usato la rifrazione delle onde del cielo quando oltre la linea di vista. Non è del tutto affidabile e talvolta i rapporti di posizione vengono ritardati per attendere che la distanza cambi.

Considera i seguenti fatti:

1. La probabilità di rilevamento del segnale è una funzione del rapporto segnale-rumore ricevuto (SNR)
2. SNR può essere migliorato da:
   • Aumento della potenza del segnale
   • Diminuzione della potenza del rumore

Un modo per ridurre la potenza del rumore è raccogliere il segnale per un periodo di tempo più lungo e calcolare la media del rumore usando filtri o ridondanze del segnale come bit di parità nei segnali digitali. Quindi c'è un compromesso tra la velocità dei dati e il SNR: puoi ridurre la velocità dei dati per aumentare il tuo SNR.

Sebbene il rivelatore del segnale del telegrafo (l'orecchio dell'ascoltatore) sia un sistema analogico, l'orecchio / cervello dell'ascoltatore "calcola" in media ogni trattino e punto per tutta la durata del tono, portando ad un aumento del SNR. Dato che un operatore di telegrafo è probabilmente altamente qualificato nell'identificare segnali rumorosi, la loro capacità di rilevazione sarà abbastanza buona.

Inoltre, la ridondanza delle lingue umane fornisce un altro meccanismo di correzione degli errori. Pensa a come correggi automaticamente i refusi nel tuo cervello senza richiedere conferma da parte del mittente del messaggio. (Esempio: "Questa szentence h4s un litro di errori.")

Dato che 5 kW è una potenza di trasmissione relativamente alta per un trasmettitore mobile (il tuo cellulare è all'incirca 1 W) e dati i licenziamenti presenti nel segnale stesso, è certamente plausibile che la comunicazione abbia avuto luogo a queste gamme.