Wie weit ist die drahtlose Telegraphie gekommen?

Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts konnten drahtlos übertragene Telegramme Hunderte von Kilometern erreichen. Zum Beispiel kommunizierte die Titanic mit Kanada, 400 Meilen entfernt, mit relativ leistungsarmen Geräten. Wie hätten sich diese Impulse angesichts der Einfachheit der Telegraphen so weit fortbewegen können?

Und würden diese Impulse heute noch mit der gleichen Ausrüstung so weit wandern?

Und bedeutet dies nicht, dass nicht sehr viele Menschen die Systeme nutzen konnten, da Betreiber im Umkreis von Hunderten von Kilometern die Luftwellen stören würden? Es scheint, dass dies viel Übersprechen erzeugen würde. Oder standen mehrere Frequenzen für die drahtlose Telegraphie zur Verfügung?

Die Titanic kommunizierte mit Kanada, 400 Meilen entfernt, mit relativ stromsparender Ausrüstung

Zitat von dieser Website: -

Die "drahtlose" Ausrüstung der Titanic war zu dieser Zeit die leistungsstärkste. Der Hauptsender war eine Funkenrotationskonstruktion, die von einem 5-kW-Motorgenerator angetrieben wurde, der vom Schiffsbeleuchtungskreis gespeist wurde.

Die Ausrüstung wurde mit einer 4-Draht-Antenne betrieben, die zwischen den 2 Masten des Schiffes, etwa 250 Fuß über dem Meeresspiegel, aufgehängt war. Es gab auch einen batteriebetriebenen Notrufsender.

Der Hauptsender war in einem speziellen Raum untergebracht, der als "Silent Room" bekannt ist. Dieser Raum befand sich neben dem Operationssaal und war speziell isoliert, um Interferenzen mit dem Hauptempfänger zu vermeiden.

Die garantierte Reichweite des Geräts betrug 250 Meilen, aber die Kommunikation konnte bei Tageslicht bis zu 400 Meilen und bei Nacht bis zu 2000 Meilen aufrechterhalten werden.

Wenn Sie also 5 kW als niedrige Leistung klassifizieren, ist das in Ordnung, aber die Dinge sind seitdem weitergegangen. Beispielsweise wurden Funkempfänger mit der Entwicklung von Röhren / Ventilen empfindlicher, was zu einer erheblichen Reduzierung der Sendeleistungen führen kann.

Man muss sich darüber im Klaren sein, dass es sich bei diesen Übertragungen um tatsächliche elektromagnetische Wellen handelt, die sich mit der Entfernung nur sehr allmählich abschwächen. Im Vergleich zu einem kontaktlosen Batterieladegerät verringert sich beispielsweise sein Magnetfeld mit einem Abstand, der über den Durchmesser der Spulen hinaus gewürfelt wird, wohingegen sich das H-Feld bei einer ordnungsgemäßen EM-Übertragung linear mit dem Abstand verringert.

Betrachten Sie nur die Voyager 1-Sonde und ihre Übertragungen von außerhalb von Pluto. Die Sendeleistung beträgt nur 20 Watt, aber das größte Problem war die Parabolantenne:

Und bedeutet dies nicht, dass nicht sehr viele Menschen die Systeme nutzen konnten, da Betreiber im Umkreis von Hunderten von Kilometern die Luftwellen stören würden? Es scheint, dass dies viel Übersprechen erzeugen würde.

Dies war in der Tat ein großes Problem, und es gab eine berühmte Sendung von RMS Titanic, die vorschlug, dass SS Californian "den Mund halten" sollte, weil sie eine Sendung von Cape Race an der kanadischen Küste blockierte:

Der diensthabende Mobilfunkbetreiber von Titanic, Jack Phillips, war zu dieser Zeit damit beschäftigt, einen Rückstand bei den Nachrichten der Passagiere mit der Funkstation in Cape Race, Neufundland, zu beseitigen. Evans 'Nachricht, dass SS Californian wegen der relativen Nähe der beiden Schiffe angehalten und von Eis umgeben war, übertönte eine separate Nachricht, die Phillips gerade von Cape Race erhalten hatte, und er tadelte Evans: "Halt die Klappe, halt die Klappe Ich bin beschäftigt, ich arbeite an Cape Race! " Evans hörte etwas länger zu, und um 23:35 Uhr schaltete er das Funkgerät aus und ging ins Bett. Fünf Minuten später traf die Titanic einen Eisberg. 25 Minuten später übermittelte sie ihren ersten Notruf.

Zitat aus genommen hier , der Wiki - Seite für das Dampfer Californian.

Von http://hf.ro/ :

Die "drahtlose" Ausrüstung der Titanic war zu dieser Zeit die leistungsstärkste. Der Hauptsender war eine Funkenrotationskonstruktion, die von einem 5-kW-Motorgenerator angetrieben wurde, der vom Schiffsbeleuchtungskreis gespeist wurde

Ein Funkenstrecken-Sender ist die einfachste Form eines Funksenders, der mit einer Ein-Aus-Tastung (Morsecode) moduliert ist. Selbst wenn man die Ineffizienz der Funkenstreckenübertragung berücksichtigt - sie sprüht HF über ein sehr breites Band -, ist ein 5-kW-Sender riesig .

Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts konnten drahtlos übertragene Telegramme Hunderte von Kilometern erreichen. Zum Beispiel kommunizierte die Titanic mit Kanada, 400 Meilen entfernt, mit relativ leistungsarmen Geräten. Wie können sich diese Impulse angesichts der Einfachheit der Telegraphen so weit ausbreiten?

Abgesehen von der Tatsache, dass die Leistung nicht sehr niedrig war, ist Morse einfach ein Signal mit sehr geringer Bandbreite. Sie können eine Nachricht mit sehr wenig Empfangsleistung übermitteln, solange Sie in einem bestimmten Zeitraum nicht sehr viele Informationen senden möchten . WiFi überträgt eine Milliarde Bits pro Sekunde von einem Raum zum anderen. Ein Fernsehsender sendet Dutzende Millionen Bits pro Sekunde über einen Radius von vielleicht hundert Meilen. Von Hand eingegebener Morsecode entspricht ungefähr zehn Bits pro Sekunde, gibt oder nimmt einen Faktor von zwei und kann unter schlechten Bedingungen geringer sein.

Und würden diese Impulse heute noch mit der gleichen Ausrüstung so weit wandern?

Sicher. Und wenn Sie denselben Sender aber einen modernen Empfänger annehmen, könnten Sie das Signal wahrscheinlich über eine beträchtlich größere Entfernung empfangen, da ein guter moderner Empfänger eine höhere Empfindlichkeit, eine sauberere Verstärkung und die Hilfe von Computeralgorithmen aufweist.

Und bedeutet dies nicht, dass nicht sehr viele Menschen die Systeme nutzen konnten, da Betreiber im Umkreis von Hunderten von Kilometern die Luftwellen stören würden? Es scheint, dass dies viel Übersprechen erzeugen würde. Oder standen mehrere Frequenzen für die drahtlose Telegraphie zur Verfügung?

Einige von beidem. Bereits in den 1910er Jahren standen für mehrere Sender zahlreiche Frequenzen zur Verfügung, und wenn Sie sich die moderne Nutzung ansehen, werden Sie feststellen, dass der Morse-Code sehr enge Kanalabstände zulässt und möglicherweise Hunderte von Gesprächen parallel im Raum von a stattfinden wenige Megahertz. Die Geräte, die zu dieser Zeit verwendet wurden, wiesen jedoch eine schlechte Frequenzstabilität und ein sehr schlechtes Breitbandrauschen auf und konnten nicht einfach im Handumdrehen die Kanäle wechseln, sodass in Wirklichkeit nur wenige Kanäle verwendet wurden und es Probleme mit Interferenzen gab. Trotzdem gab es schon 1910 eine ganze Reihe von Schiffen und Küstenstationen, die regelmäßig Kontakt aufnahmen.

Wie können sich diese Impulse angesichts der Einfachheit der Telegraphen so weit ausbreiten?

Durch die Verwendung ausreichender Leistung und von Frequenzen, die eine Ausbreitung unterstützen, die die Erdkrümmung in dieser Entfernung umgehen könnte.

Und würden diese Impulse heute noch mit der gleichen Ausrüstung so weit wandern?

Ja. Es ist bekannt als HF (Hochfrequenz) -Radio. Für Flüge über den Ozean benötigen Verkehrsflugzeuge eine Art Berichterstattung. Wenn sie nicht über Satellitenkommunikation verfügen, müssen sie mit HF-Radio kommunizieren (das sich auch auf die MF-Bänder erstreckt). HF-Funkkommunikationen müssen mit einer Liste von Frequenzen (basierend auf Entfernung, Uhrzeit und Ausbreitungsberichten) versucht werden.

Funkwellen breiten sich über Sichtlinie, Bodenwelle und Himmelwelle aus. Neufundland war nicht weit entfernt von der Sichtlinie. Grundwellen können sich um die Erdkrümmung ausbreiten. Eine Entfernung von 400 Meilen würde eine sehr niedrige Frequenz (und niedrige Datenrate) erfordern. Himmelwellen können sich von der Ionosphäre brechen und um die Kurve zur Erde zurückkehren. Manchmal wird von der Erde reflektiert, die Ionosphäre gesichert und erneut gebrochen ("Überspringen" genannt).

Bei Flügen über dem Meer wurde traditionell die Brechung der Himmelwelle verwendet, wenn sie außerhalb der Sichtlinie lag. Es ist nicht ganz zuverlässig und Positionsmeldungen werden manchmal verzögert, um auf die Änderung der Entfernung zu warten.

Berücksichtigen Sie die folgenden Fakten:

1. Die Signalerkennungswahrscheinlichkeit ist eine Funktion des empfangenen Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR).
2. SNR kann verbessert werden durch:
   • Signalleistung erhöhen
   • Abnehmende Rauschleistung

Eine Möglichkeit, die Rauschleistung zu verringern, besteht darin, das Signal über einen längeren Zeitraum zu erfassen und das Rauschen mithilfe von Filtern oder Signalredundanzen wie Paritätsbits in digitalen Signalen zu mitteln. Es gibt also einen Kompromiss zwischen Datenrate und SNR. Sie können die Datenrate reduzieren, um das SNR zu erhöhen.

Obwohl der Detektor des Telegraphensignals (das Ohr des Hörers) ein analoges System ist, "mittelt" das Ohr / Gehirn des Hörers effektiv jeden Strich und jeden Punkt über die Dauer des Tons, was zu einer Erhöhung des SNR führt. Angesichts der Tatsache, dass ein Telegraphenbetreiber wahrscheinlich sehr gut darin ist, verrauschte Signale zu identifizieren, ist seine Erkennungsfähigkeit recht gut.

Auch die Redundanz der menschlichen Sprachen bietet einen weiteren Fehlerkorrekturmechanismus. Überlegen Sie, wie mühelos Sie Tippfehler in Ihrem Gehirn automatisch korrigieren, ohne eine Bestätigung durch den Absender der Nachricht zu benötigen. (Beispiel: "Diese Szene enthält eine Menge Fehler.")

Angesichts der Tatsache, dass 5 kW eine relativ hohe Sendeleistung für einen Mobilfunksender darstellen (Ihr Mobiltelefon hat ungefähr 1 W) und angesichts der im Signal selbst vorhandenen Redundanzen ist es sicher plausibel, dass die Kommunikation in diesen Bereichen stattgefunden hat.