Как дошла беспроводная телеграфия?

Даже в начале 1900-х годов телеграммы, передаваемые по беспроводной связи, могли достигать сотен миль. Например, «Титаник» связывался с Канадой, находящейся в 400 милях, с относительно маломощным оборудованием. Учитывая, что телеграф очень прост, как эти импульсы могли пройти так далеко?

И будут ли эти импульсы идти так далеко сегодня с тем же оборудованием?

И разве это не означает, что не могло быть очень много людей, использующих системы, так как операторы в пределах сотен миль будут все глушить эфир? Кажется, это приведет к множеству перекрестных разговоров. Или было несколько частот для беспроводной телеграфии?

Титаник связался с Канадой, находящейся в 400 милях, с относительно маломощным оборудованием

Цитата с этого сайта: -

«Беспроводное» оборудование Титаника было самым мощным в то время. Главный передатчик представлял собой вращающуюся искровую конструкцию, питаемую от генератора переменного тока мощностью 5 кВт, питаемого от цепи освещения корабля.

Оборудование работало в четырехпроводной антенне, подвешенной между двумя мачтами корабля, примерно в 250 футах над уровнем моря. Был также аварийный передатчик с батарейным питанием.

Главный передатчик был размещен в специальной комнате, известной как «Тихая комната». Эта комната находилась по соседству с операционной и была специально изолирована, чтобы уменьшить помехи для основного приемника.

Гарантированный рабочий диапазон оборудования составлял 250 миль, но связь могла поддерживаться до 400 миль в дневное время и до 2000 миль в ночное время.

Итак, если вы классифицируете 5 кВт как малую мощность, тогда все в порядке, но с тех пор все пошло дальше. Например, когда были разработаны трубки / клапаны, радиоприемники стали более чувствительными, и это означает, что передаваемая мощность может значительно уменьшиться.

Вы должны понимать, что эти передачи являются действительными электромагнитными волнами, и они только очень постепенно затухают с расстоянием. Например, по сравнению с бесконтактным зарядным устройством для батареи, его магнитное поле уменьшается с расстоянием, превышающим диаметр катушек, в то время как H-поле в надлежащей передаче ЭМ линейно уменьшается с расстоянием.

Просто рассмотрите зонд Voyager 1 и его передачи из-за Плутона. Мощность передатчика составляет всего 20 Вт, но самой большой вещью на нем была параболическая антенна:

И разве это не означает, что не могло быть очень много людей, использующих системы, так как операторы в пределах сотен миль будут все глушить эфир? Кажется, это приведет к множеству перекрестных разговоров.

Это действительно было большой проблемой, и была известная передача от RMS Titanic, в которой предлагалось, чтобы калифорнийец СС «заткнулся», потому что он блокировал передачу от гонки Кейп на побережье Канады:

Дежурный беспроводной оператор «Титаника» Джек Филлипс занимался очисткой списка сообщений пассажиров с помощью беспроводной станции в Кейп-Рейсе, Ньюфаундленд, в 800 км (1300 км). Сообщение Эванса о том, что калифорнийский эсэсовец был остановлен и окружен льдом из-за относительной близости двух кораблей, заглушило отдельное сообщение, которое Филлипс получил в процессе приема от Кейп-Рейса, и он упрекнул Эванса: «Заткнись, закройся up! Я занят; я работаю на Cape Race! " Эванс слушал немного дольше, и в 23:35 он выключил радио и пошел спать. Пять минут спустя Титаник ударил айсберг. Через двадцать пять минут она передала свой первый сигнал бедствия.

Цитата взята отсюда , вики-страница для парохода калифорнийская.

С http://hf.ro/ :

«Беспроводное» оборудование Титаника было самым мощным в то время. Главный передатчик представлял собой вращающуюся искровую конструкцию, питаемую от генератора переменного тока мощностью 5 кВт, питаемого от цепи освещения корабля.

Искровой разрядник - это самая простая форма радиопередатчика, модулируемая с помощью двухпозиционного ключа (код Морзе). Даже учитывая неэффективность передачи искрового промежутка - он распыляет РЧ в очень широкой полосе - передатчик мощностью 5 кВт огромен .

Даже в начале 1900-х годов телеграммы, передаваемые по беспроводной связи, могли достигать сотен миль. Например, «Титаник» связывался с Канадой, находящейся в 400 милях, с относительно маломощным оборудованием. Учитывая, что телеграф очень прост, как эти импульсы могут распространяться так далеко?

Помимо того факта, как другие отмечали, что мощность действительно была не очень низкой, Морс - это просто сигнал с очень низкой пропускной способностью. Вы можете передать сообщение, используя очень малое количество получаемой энергии, если вы не хотите отправлять очень много информации в течение определенного периода времени. WiFi переносит миллиард бит в секунду из одной комнаты в другую. Телеканал посылает десятки миллионов бит в секунду, возможно, в радиусе ста миль. Код Морзе, набираемый вручную, эквивалентен примерно десяти битам в секунду, дает или принимает коэффициент два, а в плохих условиях он может быть меньше.

И будут ли эти импульсы идти так далеко сегодня с тем же оборудованием?

Конечно. И если вы предполагаете, что тот же передатчик, но современный приемник, вы, вероятно, могли бы принимать сигнал на значительно большее расстояние, потому что хороший современный приемник обладает более высокой чувствительностью, более четким усилением и помощью компьютерных алгоритмов.

И разве это не означает, что не могло быть очень много людей, использующих системы, так как операторы в пределах сотен миль будут все глушить эфир? Кажется, это приведет к множеству перекрестных разговоров. Или было несколько частот для беспроводной телеграфии?

Некоторые из обоих. Было много частот, доступных для нескольких станций, даже в 1910-х годах, и если вы посмотрите на современное использование, вы увидите, что азбука Морзе допускает очень узкое расстояние между каналами, и потенциально сотни разговоров могут происходить параллельно в пространстве Мегагерц Но используемое в то время оборудование имело плохую частотную стабильность и очень плохой широкополосный шум, и не могло просто переключать каналы без промедления, поэтому в действительности было мало используемых каналов, и были проблемы с помехами. Тем не менее еще в 1910 году было довольно много кораблей и береговых станций, поддерживающих регулярные контакты .

Учитывая, что телеграф очень прост, как эти импульсы могут распространяться так далеко?

Используя достаточную мощность и содержа частоты, которые поддерживали распространение, которое могло бы преодолевать искривление Земли на этом расстоянии.

И будут ли эти импульсы идти так далеко сегодня с тем же оборудованием?

Да. Это известно как ВЧ (высокочастотное) радио. Для полетов над океаном коммерческие самолеты требуют своего рода отчетности. Если у них нет спутниковой связи, им нужно общаться с помощью ВЧ-радио (которое также распространяется на диапазоны СЧ). ВЧ-радио необходимо использовать со списком частот (на основе расстояния, времени суток и отчетов о распространении).

Радиоволны распространяются через линию видимости, наземную волну и небесную волну. Ньюфаундленд не где-то рядом. Земные волны могут распространяться вокруг искривления Земли. Расстояние в 400 миль потребует очень низкой частоты (и низкой скорости передачи данных). Небесные волны могут преломлять ионосферу и возвращаться обратно на землю вокруг кривой. Иногда отражаясь от земли, делайте резервную копию ионосферы и снова преломляйтесь (это называется «пропустить»).

Над океанскими полетами традиционно используется преломление небесной волны, когда они находятся за пределами прямой видимости. Это не совсем надежно, и отчеты о местоположении иногда задерживаются, чтобы ждать изменения расстояния.

Рассмотрим следующие факты:

1. Вероятность обнаружения сигнала является функцией отношения принятого сигнала к шуму (SNR)
2. SNR может быть улучшено путем:
   • Увеличение мощности сигнала
   • Снижение мощности шума

Одним из способов снижения мощности шума является сбор сигнала в течение более длительного периода времени и усреднение шума с использованием фильтров или избыточных сигналов, таких как биты четности в цифровых сигналах. Таким образом, существует компромисс между скоростью передачи данных и SNR - вы можете уменьшить скорость передачи данных, чтобы увеличить SNR.

Хотя детектор телеграфного сигнала (ухо слушателя) является аналоговой системой, ухо / мозг слушателя эффективно «усредняют» каждый штрих и точку по длительности тона, что приводит к увеличению SNR. Учитывая, что оператор телеграфа, вероятно, обладает высокой квалификацией в распознавании шумовых сигналов, его способность обнаружения будет довольно хорошей.

Кроме того, избыточность человеческих языков обеспечивает еще один механизм исправления ошибок. Подумайте, насколько легко вы автоматически исправляете опечатки в своем мозгу, не требуя подтверждения от отправителя сообщения. (Пример: «Этот szentence содержит много ошибок».)

Учитывая, что 5 кВт - это относительно высокая мощность передачи для мобильного передатчика (ваш сотовый телефон составляет примерно 1 Вт), а с учетом избыточности, присутствующей в самом сигнале, вполне вероятно, что связь происходила в этих диапазонах.