Wie kam die drahtlose Telegrafie so weit?

Die Titanic kommunizierte mit relativ leistungsschwachen Geräten mit dem 400 Meilen entfernten Kanada

Zitat von dieser Website: -

Die "drahtlose" Ausrüstung der Titanic war zu dieser Zeit die leistungsfähigste. Der Hauptsender war ein Drehfunkendesign, das von einer 5-kW-Motorlichtmaschine angetrieben wurde, die vom Beleuchtungskreis des Schiffes gespeist wurde.

Die Ausrüstung funktionierte mit einer 4-Draht-Antenne, die zwischen den beiden Masten des Schiffs etwa 250 Fuß über dem Meer aufgehängt war. Es gab auch einen batteriebetriebenen Notsender.

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 reduzieren.

Die garantierte Reichweite der Ausrüstung betrug 250 Meilen, aber die Kommunikation konnte tagsüber bis zu 400 Meilen und nachts bis zu 2000 Meilen aufrechterhalten werden.

Wenn Sie also 5 kW als geringe Leistung einstufen, ist das in Ordnung, aber seitdem haben sich die Dinge weiterentwickelt. Als beispielsweise Röhren/Ventile entwickelt wurden, wurden Funkempfänger empfindlicher, was bedeutet, dass die Sendeleistung erheblich reduziert werden konnte.

Sie müssen sich darüber im Klaren sein, dass diese Übertragungen tatsächlich elektromagnetische Wellen sind und mit zunehmender Entfernung nur sehr allmählich gedämpft werden. Im Vergleich zu einem kontaktlosen Batterieladegerät verringert sich beispielsweise sein Magnetfeld mit der Kubik des Abstands über etwa den Durchmesser der Spulen hinaus, während das H-Feld in einer richtigen EM-Übertragung linear mit dem Abstand abnimmt.

Denken Sie nur an die Sonde Voyager 1 und ihre Übertragungen von jenseits von Pluto. Die Sendeleistung beträgt nur 20 Watt, aber das Größte daran war die Parabolschüssel: -

Und bedeutet das nicht, dass es nicht sehr viele Leute geben konnte, die die Systeme benutzten, da alle Betreiber im Umkreis von Hunderten von Kilometern den Äther stören würden? Es scheint, dass dies viel Übersprechen erzeugen würde.

Dies war in der Tat ein großes Problem, und es gab eine berühmte Übertragung von RMS Titanic, die vorschlug, dass die SS Californian „die Klappe halten“ sollte, weil sie eine Übertragung vom Cape Race an der kanadischen Küste blockierte: -

Der diensthabende Funker der Titanic, Jack Phillips, war zu dieser Zeit damit beschäftigt, einen Rückstand von Passagiernachrichten mit der Funkstation in Cape Race, Neufundland, 800 Meilen (1.300 km) entfernt, zu beseitigen. Die Nachricht von Evans, dass die SS Californian aufgrund der relativen Nähe der beiden Schiffe gestoppt und von Eis umgeben war, übertönte eine separate Nachricht, die Phillips gerade von Cape Race erhalten hatte, und er wies Evans zurecht: „Halt die Klappe, halt die Klappe Ich bin beschäftigt, ich arbeite am Cape Race!" Evans hörte noch eine Weile zu, und um 23:35 Uhr schaltete er das Radio aus und ging zu Bett. Fünf Minuten später kollidierte die Titanic mit einem Eisberg. Fünfundzwanzig Minuten später sendete sie ihren ersten Notruf.

Zitat von hier , der Wiki-Seite für das Dampfschiff Californian.

Von http://hf.ro/ :

Die "drahtlose" Ausrüstung der Titanic war zu dieser Zeit die leistungsfähigste. Der Hauptsender war ein Drehfunkendesign, das von einer 5-kW-Motorlichtmaschine angetrieben wurde, die vom Beleuchtungskreis des Schiffes gespeist wurde

Ein Funkenstreckensender ist die einfachste mögliche Form eines Funksenders, moduliert mit Ein-Aus-Tastung (Morsecode). Selbst unter Berücksichtigung der Ineffizienz der Funkenstreckenübertragung - sie sprüht HF über ein sehr breites Band - ist ein 5-kW-Sender riesig .

Bereits in den frühen 1900er Jahren konnten drahtlos übertragene Telegramme Hunderte von Kilometern erreichen. Beispielsweise kommunizierte die Titanic mit relativ leistungsschwachen Geräten mit dem 400 Meilen entfernten Kanada. Angesichts der Tatsache, dass Telegraphen sehr einfach sind, wie können diese Impulse so weit reisen?

Abgesehen von der Tatsache, dass die Leistung, wie andere betont haben, wirklich nicht sehr niedrig war, ist Morse einfach ein Signal mit sehr niedriger Bandbreite. Sie können eine Nachricht mit sehr geringer Empfangsleistung übermitteln, solange Sie nicht sehr viele Informationen in einem bestimmten Zeitraum senden möchten. WiFi überträgt eine Milliarde Bits pro Sekunde von einem Raum zum anderen. Ein Fernsehkanal sendet zig Millionen Bits pro Sekunde über einen Radius von vielleicht hundert Meilen. Von Hand eingegebener Morsecode entspricht ungefähr zehn Bits pro Sekunde, geben oder nehmen Sie den Faktor zwei, und unter schlechten Bedingungen können es weniger sein.

Und würden diese Pulse heute mit der gleichen Ausrüstung noch so weit reisen?

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

Und bedeutet das nicht, dass es nicht sehr viele Leute geben konnte, die die Systeme benutzten, da alle Betreiber im Umkreis von Hunderten von Kilometern den Äther stören würden? Es scheint, dass dies viel Übersprechen erzeugen würde. Oder standen mehrere Frequenzen für die drahtlose Telegrafie zur Verfügung?

Einige von beiden. Bereits in den 1910er Jahren waren viele Frequenzen für mehrere Stationen verfügbar, und wenn Sie sich die moderne Verwendung ansehen, werden Sie feststellen, dass der Morsecode einen sehr engen Kanalabstand zulässt, wobei möglicherweise Hunderte von Gesprächen parallel im Raum von a stattfinden wenige Megahertz. Aber die damals verwendeten Geräte hatten eine schlechte Frequenzstabilität und sehr schlechtes Breitbandrauschen und konnten die Kanäle nicht im Handumdrehen wechseln, sodass in Wirklichkeit nur wenige Kanäle verwendet wurden und es Probleme mit Interferenzen gab. Dennoch gab es bereits 1910 eine ganze Reihe von Schiffen und Küstenstationen, die regelmäßig Kontakt hatten .

Angesichts der Tatsache, dass Telegraphen sehr einfach sind, wie können diese Impulse so weit reisen?

Durch die Verwendung ausreichender Leistung und enthaltener Frequenzen, die eine Ausbreitung unterstützten, die die Erdkrümmung über diese Entfernung umgehen konnte.

Und würden diese Pulse heute mit der gleichen Ausrüstung noch so weit reisen?

Ja. Es ist als HF-Radio (Hochfrequenz) bekannt. Für Überseeflüge benötigen Verkehrsflugzeuge eine Art Berichterstattung. Wenn sie keine Satellitenkommunikation haben, müssen sie mit HF-Radio kommunizieren (das sich auch in die MF-Bänder erstreckt). HF-Funkverbindungen müssen mit einer Liste von Frequenzen versucht werden (basierend auf Entfernung, Tageszeit und Ausbreitungsberichten).

Funkwellen breiten sich über Sichtlinie, Bodenwelle und Himmelswelle aus. Neufundland war nicht annähernd in Sichtweite. Bodenwellen können sich um die Erdkrümmung ausbreiten. Eine Entfernung von 400 Meilen würde eine sehr niedrige Frequenz (und eine niedrige Datenrate) erfordern. Himmelswellen können von der Ionosphäre weg gebrochen werden und um die Kurve herum wieder auf die Erde zurückfallen. Manchmal von der Erde reflektiert, die Ionosphäre sichern und erneut brechen (als "Überspringen" bezeichnet).

Überseeflüge haben traditionell die Skywave-Refraktion verwendet, wenn sie sich außerhalb der Sichtlinie befanden. Es ist nicht ganz zuverlässig, und Positionsmeldungen werden manchmal verzögert, um zu warten, bis sich die Entfernung ändert.

Betrachten Sie die folgenden Fakten:

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

Eine Möglichkeit, die Rauschleistung zu verringern, besteht darin, das Signal über einen längeren Zeitraum zu sammeln 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 Ihre Datenrate reduzieren, um Ihr SNR zu erhöhen.

Obwohl der Detektor des Telegraphensignals (das Ohr des Zuhörers) ein analoges System ist, "mittelt" das Ohr/Gehirn des Zuhörers effektiv jeden Strich und 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, wird seine Erkennungsfähigkeit ziemlich gut sein.

Außerdem bietet die Redundanz menschlicher Sprachen einen weiteren Fehlerkorrekturmechanismus. Denken Sie daran, wie mühelos Sie Tippfehler in Ihrem Gehirn automatisch korrigieren, ohne eine Bestätigung des Absenders der Nachricht zu benötigen. (Beispiel: „Dieser Satz ist voller Fehler.“)

Angesichts der relativ hohen Sendeleistung von 5 kW für einen Mobilfunksender (Ihr Handy hat etwa 1 W) und der im Signal selbst vorhandenen Redundanzen ist es durchaus plausibel, dass bei diesen Reichweiten kommuniziert wurde.