Як досягла бездротова телеграфія дотепер?

13

Навіть на початку 1900-х років телеграми, що передаються бездротовим шляхом, могли досягти сотень миль. Наприклад, "Титанік" спілкувався з Канадою в 400 милях за допомогою відносно малопотужного обладнання. Зважаючи на те, що телеграфи дуже прості, як міг ці імпульси подорожувати так далеко?

І чи все-таки ці імпульси все-таки проїдуть так далеко сьогодні з тим же обладнанням?

І чи це не означає, що людей, які користуються системами, не могло бути дуже багато, оскільки оператори в межах сотні миль заклинають повітряні хвилі? Здається, це призведе до багато перехресних розмов. Або було доступно кілька частот для бездротової телеграфії?

wireless telecommunications

— Взаємозв’язок
джерело

23

Титанік спілкувався з Канадою в 400 милях за допомогою відносно малопотужного обладнання

Цитата з цього веб-сайту: -

"Бездротове" обладнання "Титаніка" було найпотужнішим у той час. Основним передавачем була роторна іскрова конструкція, що живиться від 5-кВт моторного генератора, що живиться від корабельного освітлення.

Обладнання працювало в 4-провідній антені, підвішеній між двома щоглами корабля, приблизно за 250 футів над морем. Також був аварійний передавач з акумулятором.

Головний передавач розміщувався в спеціальній кімнаті, відомій як "Мовчазна кімната". Цей зал був розташований поруч з операційною, і спеціально утеплений для зменшення перешкод на основний приймач.

Гарантований робочий діапазон обладнання становив 250 миль, але зв’язок міг підтримуватись до 400 миль при денному світлі та до 2000 миль вночі.

Отже, якщо ви класуєте 5 кВт як низьку потужність, то це нормально, але з цього часу все пішло. Наприклад, коли трубки / клапани були розроблені, радіоприймачі стали більш чутливими, а це означає, що потужність передачі може значно зменшитись.

Ви повинні усвідомити, що ці передачі - це фактичні електромагнітні хвилі, і вони слабшають лише поступово з відстанню. Наприклад, порівнюючи з безконтактним зарядним пристроєм батареї, його магнітне поле зменшується на відстань, кубічне більше діаметра котушок, тоді як поле Н у правильній передачі ЕМ зменшується лінійно з відстані.

Просто розгляньте зонд Voyager 1 та його передачі за межі Плутона. Потужність передавача складає всього 20 Вт, але найбільше на ньому була параболічна тарілка: -

І чи це не означає, що людей, які користуються системами, не могло бути дуже багато, оскільки оператори в межах сотні миль заклинають повітряні хвилі? Здається, це призведе до багато перехресних розмов.

Це було справді великою проблемою, і там була відома передача від RMS Titanic, яка запропонувала СС Каліфорнії "закрити", оскільки вона блокувала передачу з гонки Кейп на узбережжі Канади: -

На той час черговий бездротовий оператор "Титанік" Джек Філіпс був зайнятий очищенням відставання повідомлень пасажирів за допомогою бездротової станції в Кейп-Расі, Ньюфаундленд, на відстані 800 км (1300 км). Повідомлення Еванса про те, що каліфорнійський СС був зупинений і оточений льодом, через відносну близькість двох кораблів заглушив окреме повідомлення, яке Філліпс отримував від Кейп-Гонки, і він докоряв Евансу: "Заткнись, закрий вгору! Я зайнятий; я працюю Cape Race! " Еванс слухав трохи довше, а о 23:35 він вимкнув бездротовий зв'язок і лягав спати. Через п’ять хвилин Титанік потрапив на айсберг. Через двадцять п’ять хвилин після цього вона передала свій перший дзвінок про лихо.

Цитата взята звідси , сторінка Wiki для пароплава Каліфорнія.

— Енді ака
джерело

2

@InterLinked "Титанік", що працює в районі 1 МГц, і іоносферний відмов дозволяє приймати радіо на набагато більшій відстані, ніж передбачає лінія зору. На висоті 250 футів, лінія зору становить лише близько 20 миль, і явно "Титанік" міг би передавати та успішно отримувати близько 400 миль у денний час. Крім іоносфери, більш низькі частоти насправді не передають далі, ніж більш високі.

— Енді ака

2

Сучасні радіооператори шинки спілкуються по всьому світу з переданою потужністю 5 мВт (так, міліватт).

— Джон Кастер

1

@MatthewWhited ВАМ потрібно вирішити своє питання, використовуючи "@" та ім'я, інакше він не може отримати сповіщення про перегляд цих коментарів. Як автор відповіді я отримую повідомлення, і я також зацікавлений у його відповіді.

— Енді ака

1

@Matthew Whited Так, будь ласка, трохи вивчіть поширення HF. Рівень потужності 5 мВт фактично використовується для міжконтинентальних контактів. Зазвичай такі низькі рівні не використовуються для телеграфії. Натомість використовуються цифрові режими з дуже високим рівнем кодування виправлення помилок. Крім того, якщо ви подивитесь, як працюють цифрові модуляції, ви побачите, що багато приймачів використовують техніку "інтегрувати та скидати". Сила отриманого сигналу там залежить від пропускної здатності та інтервалу символів. Використовуючи надзвичайно низькі смуги пропускання та дуже довгі інтервали символів, ви можете це компенсувати.

— AndrejaKo

2

Теоретично приймач при кімнатній температурі може приймати дані в 1 кбауд (якщо це правильно розроблено) з рівнем вхідної потужності -124 дБм. На частоті 1 МГц втрата зв'язку становить 32,5 дБ + 20 лог (км). Так, скажімо, 10 000 км, а отже, втрата зв'язку - 112,5 дБ. При 0 дБм (1 мВт) потужність прийому становить -112,5 дБм і значно перевищує потужність, необхідну приймачу (у добрий день). Увімкніть деякий приріст антени і майже кожен день - це хороший день: electronics.stackexchange.com/questions/83512/…

— Енді ака

6

З http://hf.ro/ :

"Бездротове" обладнання "Титаніка" було найпотужнішим у той час. Основним передавачем була роторна іскрова конструкція, що живиться від 5-кВт моторного генератора, що живиться від корабельного освітлення

Передавач іскрових зазорів - це найпростіша можлива форма радіопередавача, модульована ввімкненим клавішем (код Морзе). Навіть враховуючи неефективність передачі іскрових зазорів - він розпорошує РФ по дуже широкій смузі - передавач потужністю 5 кВт величезний .

— pjc50
джерело

Сам іскровий зазор виробляє дуже широку пропускну здатність, але антена виступає як резонансний фільтр.

— WhatRoughBeast

1

За даними Вікіпедії, передавач потужністю 5 кВт заборонений у США - навіть для операторів шинки ... - en.wikipedia.org/wiki/Amateur_radio#Privileges

— InterLinked

6

В даний час так. Тоді не було насправді ніяких правил.

— pjc50

2

@InterLinked - 5 кВт була вхідною потужністю до двигуна-генератора, потужність, подана на антену, була б (значно?) Меншою. Наприклад, цей підсилювач потужністю 1500 Вт розрахований на потужність 15А при 240 ВАС або близько 3000 Вт при повній вихідній потужності. Я не знаю, наскільки ефективний передавач іскрових зазорів, але я припускаю, що це не дуже ефективно. Деякі країни мають більш високі ліміти потужності - Канада дозволяє до 2,25 кВт.

— Джонні

Для порівняння, TPz 1A1A5 «Hummel» (картина) є військово-класу HF радіоперешкод , який працює від генератора 15 кВт ...

— DevSolar

3

Навіть на початку 1900-х років телеграми, що передаються бездротовим шляхом, могли досягти сотень миль. Наприклад, "Титанік" спілкувався з Канадою в 400 милях за допомогою відносно малопотужного обладнання. Зважаючи на те, що телеграфи дуже прості, як могли ці імпульси подорожувати так далеко?

Крім того, як інші зазначали, що потужність насправді була не дуже низькою, морс просто сигнал дуже низької пропускної здатності. Ви можете отримувати повідомлення, використовуючи дуже малу кількість отриманої потужності, якщо ви не хочете надсилати дуже багато інформації за певний проміжок часу. WiFi переносить мільярд біт в секунду з однієї кімнати в іншу. Телеканал посилає десятки мільйонів біт в секунду за радіус сто миль. Код Морзе, введений вручну, еквівалентний приблизно десяти бітам в секунду, віддайте або приймайте коефіцієнт два, а в поганих умовах він може бути меншим.

І чи все-таки ці імпульси все-таки проїдуть так далеко сьогодні з тим же обладнанням?

Звичайно. І якщо ви вважаєте той самий передавач, але сучасний приймач, ви, ймовірно, могли приймати сигнал на значно більшу відстань, тому що хороший сучасний приймач має більшу чутливість, більш чисте посилення та допомогу комп'ютерних алгоритмів.

І чи це не означає, що людей, які користуються системами, не могло бути дуже багато, оскільки оператори в межах сотні миль заклинають повітряні хвилі? Здається, це призведе до багато перехресних розмов. Або було доступно кілька частот для бездротової телеграфії?

Деякі з обох. Ще в 1910-х роках було доступно безліч частот для декількох станцій, і якщо ви подивитесь на сучасне використання, ви побачите, що код Морзе передбачає дуже вузький інтервал між каналами, і потенційно сотні розмов ведуться паралельно в просторі кілька мегагерців. Але обладнання, яке використовувалося на той час, мало погану стабільність частоти і дуже поганий широкосмуговий шум, і не могло просто змінити канали при падінні капелюха, тому насправді каналів було мало, і виникали проблеми з перешкодами. Тим не менше, було досить багато кораблів і берегових станцій, які регулярно контактували ще в 1910 році.

— варильні панелі
джерело

1

За допомогою сучасної системи ви, ймовірно, могли відскочити сигнал від Місяця і все одно його приймати.

— Марк

1

@ Марк іоносфери набагато ближче, і вам потрібно відносно мало енергії, щоб досягти гідної пропускної здатності. Для навіть виявлення існування місячного відбиття потрібен дуже високий ERP, що означає або екстремальний рівень потужності передачі, або великі масиви антенних напрямків. Це може зробити радіоаматор з великим заднім двором, але лише при дуже низькій пропускній здатності.

— Кріс Страттон

3

Зважаючи на те, що телеграфи дуже прості, як міг ці імпульси подорожувати так далеко?

Використовуючи достатню потужність і містять частоти, які підтримували поширення, яке могло б обійти земну кривизну на цій відстані.

І чи все-таки ці імпульси все-таки проїдуть так далеко сьогодні з тим же обладнанням?

Так. Він відомий як високочастотний (високочастотний) радіо. Для над океанськими рейсами комерційні літальні апарати потребують певної звітності. Якщо вони не мають супутникового зв'язку, їм потрібно зв’язатися з радіочастотним радіо (яке також поширюється на смуги МФ). Радіочастотні радіочастоти слід намагатися зі списком частот (виходячи з відстані, часу доби та звітів про розповсюдження).

Радіохвилі поширюються по лінії зору, наземної хвилі та хвилі неба. Ньюфаундленд не був там, де поруч зір. Наземні хвилі можуть поширюватися навколо кривизни Землі. Відстань у 400 миль потребує дуже низької частоти (і низької швидкості передачі даних). Небесні хвилі можуть заломлювати іоносферу і повертатись до землі навколо кривої. Іноді відбиваючись від землі, резервуйте іоносферу і знову заломлюйтесь (називається "пропустити").

Над океанськими польотами традиційно використовується заломлення небесного хвилі, коли поза межами зору. Це не зовсім надійно, і звіти про позиції іноді затримуються, щоб чекати зміни відстані.

— В. Янг
джерело

1

Нарешті хтось, хто насправді розуміє проблему! Однією з нещасних проблем з EESE є те, що часто ми маємо багато інженерів, які не мають фактичного досвіду певної теми чи програми, що робить дикі здогадки з перших принципів, які знаходяться десь між невірними та неактуальними.

— Кріс Страттон

Я також просто хотів би додати, що тоді HF був відносно новим і багато спілкування було на низьких та середніх хвилях. 600 м (500 кГц) були протягом більшої частини століття (а також титанічного часу) також "хвиля лиха", а від 125 кГц до 150 кГц також була морсько-мобільною смугою, при цьому 143 кГц були частотою виклику для "довгих" неперервна хвиля "принаймні у 1930-ті роки. Ще в часи "Титаніка" судна повинні були мати радіостанції на 600 м і 300 м, але Радіорегламенти 1912 р. Не вказують деталей частот, що використовуються настільки, як нові.

— AndrejaKo

Невеликі дрібниці: Вперше SOS був використаний сигнал лиха. До цього це був CQD (загальний дистрес із викликом). SOS не означає нічого, проте чіткий звук у Морзе дозволяє легко копіювати.

— Old_Fossil

1

Розглянемо наступні факти:

Ймовірність виявлення сигналу - це функція прийнятого сигналу до шуму (SNR)
SNR можна покращити за допомогою:
- Збільшення потужності сигналу
- Зниження шумової потужності

Одним із способів зниження потужності шуму є збір сигналу протягом більш тривалого періоду часу та усереднення шуму за допомогою фільтрів або надмірності сигналу, таких як біти парності в цифрових сигналах. Таким чином, існує швидкий обмін між швидкістю передачі даних та SNR - ви можете зменшити швидкість передачі даних, щоб збільшити SNR.

Хоча детектор телеграфного сигналу (вухо слухача) є аналоговою системою, вухо / мозок слухача ефективно "усереднює" кожен тире і крапку протягом тривалості тону, призводячи до збільшення SNR. Зважаючи на те, що телеграфний оператор, швидше за все, є висококваліфікованим у виявленні галасливих сигналів, можливість їх виявлення буде досить хорошою.

Крім того, надмірність людських мов забезпечує ще один механізм виправлення помилок. Подумайте, як без особливих зусиль ви автоматично виправляєте помилки в мозку, не вимагаючи підтвердження від відправника повідомлення. (Приклад: "Цей сенс h4s літ помилок.")

Зважаючи на те, що 5 кВт - це відносно велика потужність передачі для мобільного передавача (ваш мобільний телефон становить приблизно 1 Вт), а враховуючи надмірності, присутні в самому сигналі, то, безумовно, правдоподібно, що спілкування відбувалося в цих діапазонах.

— Роберт Л.
джерело

1

Як і багато інших, хто опублікував тут, ви пропускаєте фундаментальний момент - виклик наземному радіозв'язку - це не рівень потужності, а лінія зору. Великий діапазон можливий там, де заряджені шари іоносфери або інших надземних об'єктів відображають сигнал за горизонтом.

— Кріс Страттон

@ChrisStratton Це не взаємовиключні точки. Все розповсюдження електромагнітного випромінювання підлягає втраті шляху 1 / R ^ 2, незалежно від шляху, який він проходить (лінія зору або іоносферний відскок.)

— Роберт Л.

Ці втрати не є відповідними - вважаючи, що вони демонструють принципове нерозуміння проблеми.

— Кріс Страттон

@ChrisStratton Якщо ви не можете передати через цю відстань передавачем будь-якого рівня потужності, втрати завжди мають значення. Дайте мені знати, коли ви зрозуміли, як передавати сотні миль за допомогою передавача на 1 фемватват.

— Роберт Л.

Саме в цьому справа - включені рівні потужності на порядок більше, ніж потрібно для втрат на відстані. Фактична завдання полягає в тому, що ми живемо на викривленій планеті.

— Кріс Страттон