Comment la télégraphie sans fil est-elle parvenue jusqu'à présent?

Même au début des années 1900, les télégrammes transmis sans fil pouvaient atteindre des centaines de kilomètres. Par exemple, le Titanic a communiqué avec le Canada, à 400 milles de distance, avec un équipement de relativement faible puissance. Étant donné que les télégraphes sont très simples, comment ces impulsions ont-elles pu voyager si loin?

Et ces impulsions voyageraient-elles encore aussi loin aujourd'hui avec le même équipement?

Et cela ne signifie-t-il pas qu'il ne pouvait pas y avoir beaucoup de personnes utilisant les systèmes, puisque les opérateurs à des centaines de kilomètres brouilleraient tous les ondes? Il semble que cela produirait beaucoup de diaphonie. Ou y avait-il plusieurs fréquences disponibles pour la télégraphie sans fil?

le Titanic communiquait avec le Canada, à 400 milles de là, avec un équipement relativement peu puissant

Citation de ce site Web: -

L'équipement «sans fil» du Titanic était le plus puissant utilisé à l'époque. L'émetteur principal était une conception à étincelles rotatives, alimentée par un moteur-alternateur de 5 kW, alimenté par le circuit d'éclairage du navire.

L'équipement fonctionnait dans une antenne à 4 fils suspendue entre les 2 mâts du navire, à environ 250 pieds au-dessus de la mer. Il y avait également un émetteur d'urgence alimenté par batterie.

L'émetteur principal était logé dans une pièce spéciale, connue sous le nom de "Silent Room". Cette salle était située à côté de la salle d'opération et spécialement isolée pour réduire les interférences avec le récepteur principal.

La plage de fonctionnement garantie de l'équipement était de 250 miles, mais les communications pouvaient être maintenues jusqu'à 400 miles en plein jour et jusqu'à 2000 miles la nuit.

Donc, si vous classez 5 kW comme faible puissance, ce n'est pas grave, mais les choses ont évolué depuis. Par exemple, au fur et à mesure que les tubes / valves ont été développés, les récepteurs radio sont devenus plus sensibles et cela signifie que les puissances de transmission pourraient considérablement diminuer.

Vous devez comprendre que ces transmissions sont de véritables ondes électromagnétiques et qu'elles ne s'atténuent que très progressivement avec la distance. Par exemple, en comparaison avec un chargeur de batterie sans contact, son champ magnétique diminue avec la distance au-delà du diamètre des bobines tandis que le champ H dans une transmission EM appropriée diminue linéairement avec la distance.

Il suffit de considérer la sonde Voyager 1 et ses transmissions au-delà de Pluton. La puissance de l'émetteur n'est que de 20 watts, mais le plus gros problème était la parabole: -

Et cela ne signifie-t-il pas qu'il ne pouvait pas y avoir beaucoup de personnes utilisant les systèmes, puisque les opérateurs à des centaines de kilomètres brouilleraient tous les ondes? Il semble que cela produirait beaucoup de diaphonie.

C'était en effet un gros problème et il y avait une célèbre transmission de RMS Titanic qui suggérait que le SS Californian devrait "se taire" parce qu'il bloquait une transmission de Cape race sur la côte du Canada: -

L'opérateur sans fil en service du Titanic, Jack Phillips, était occupé à effacer un arriéré de messages de passagers avec la station sans fil de Cape Race, à Terre-Neuve, à 800 milles (1300 km) de là, à l'époque. Le message d'Evans selon lequel le SS Californian a été arrêté et entouré de glace, en raison de la relative proximité des deux navires, a noyé un message distinct que Phillips était en train de recevoir de Cape Race, et il a réprimandé Evans: "Tais-toi, tais-toi Je suis occupé, je travaille à Cape Race! " Evans a écouté un peu plus longtemps, et à 23 h 35, il a éteint la connexion sans fil et s'est couché. Cinq minutes plus tard, Titanic a frappé un iceberg. Vingt-cinq minutes plus tard, elle a transmis son premier appel de détresse.

Citation tirée d' ici , la page Wiki du paquebot californien.

De http://hf.ro/ :

L'équipement «sans fil» du Titanic était le plus puissant utilisé à l'époque. L'émetteur principal était une conception à étincelle rotative, alimentée par un moteur-alternateur de 5 kW, alimenté par le circuit d'éclairage du navire

Un émetteur à éclateur est la forme d'émetteur radio la plus simple possible, modulée avec une clé on-off (code morse). Même en tenant compte de l'inefficacité de la transmission par éclateur - il diffuse des fréquences radioélectriques sur une très large bande - un émetteur de 5 kW est énorme .

Même au début des années 1900, les télégrammes transmis sans fil pouvaient atteindre des centaines de kilomètres. Par exemple, le Titanic a communiqué avec le Canada, à 400 milles de distance, avec un équipement de relativement faible puissance. Étant donné que les télégraphes sont très simples, comment ces impulsions pourraient-elles voyager si loin?

Outre le fait, comme d'autres l'ont souligné, que la puissance n'était vraiment pas très faible, le morse est simplement un signal à très faible bande passante. Vous pouvez faire passer un message en utilisant de très petites quantités d'énergie reçue, tant que vous ne voulez pas envoyer beaucoup d' informations dans une période de temps donnée. Le WiFi transporte un milliard de bits par seconde d'une pièce à l'autre. Une chaîne de télévision envoie des dizaines de millions de bits par seconde sur peut-être un rayon de cent milles. Le code Morse saisi à la main équivaut à environ dix bits par seconde, donne ou prend un facteur de deux, et dans de mauvaises conditions, il pourrait être inférieur.

Et ces impulsions voyageraient-elles encore aussi loin aujourd'hui avec le même équipement?

Sûr. Et si vous supposez le même émetteur mais un récepteur moderne, vous pourriez probablement recevoir le signal sur une distance considérablement plus longue, car un bon récepteur moderne a une sensibilité plus élevée, une amplification plus propre et l'aide d'algorithmes informatiques.

Et cela ne signifie-t-il pas qu'il ne pouvait pas y avoir beaucoup de personnes utilisant les systèmes, puisque les opérateurs à des centaines de kilomètres brouilleraient tous les ondes? Il semble que cela produirait beaucoup de diaphonie. Ou y avait-il plusieurs fréquences disponibles pour la télégraphie sans fil?

Certains des deux. Il y avait beaucoup de fréquences disponibles pour plusieurs stations, même dans les années 1910, et si vous regardez l'utilisation moderne, vous verrez que le code Morse permet un espacement des canaux très étroit, avec potentiellement des centaines de conversations en parallèle en l'espace d'un quelques mégahertz. Mais l'équipement utilisé à l'époque avait une stabilité de fréquence médiocre et un bruit à large bande très mauvais, et ne pouvait pas simplement changer de canal en un clin d'œil, donc en réalité il y avait peu de canaux utilisés et il y avait des problèmes d'interférence. Néanmoins, il y avait pas mal de navires et de stations côtières en contact régulier dès 1910.

Étant donné que les télégraphes sont très simples, comment ces impulsions pourraient-elles voyager si loin?

En utilisant une puissance suffisante et en contenant des fréquences qui supportaient une propagation qui pourrait contourner la courbure de la Terre à cette distance.

Et ces impulsions voyageraient-elles encore aussi loin aujourd'hui avec le même équipement?

Oui. Il s'agit de la radio HF (haute fréquence). Pour les vols au-dessus de l'océan, les avions commerciaux nécessitent une sorte de rapport. S'ils n'ont pas de communication par satellite, ils doivent communiquer avec la radio HF (qui s'étend également dans les bandes MF). Les communications radio HF doivent être tentées avec une liste de fréquences (basée sur la distance, l'heure et les rapports de propagation).

Les ondes radio se propagent via la ligne de visée, l'onde de sol et l'onde céleste. Terre-Neuve n'était pas du tout à portée de vue. Les ondes au sol peuvent se propager autour de la courbure de la terre. Une distance de 400 miles nécessiterait une fréquence très basse (et un faible débit de données). Les ondes du ciel peuvent se réfracter hors de l'ionosphère et redescendre vers la terre autour de la courbe. Réfléchissant parfois sur la terre, sauvegardez l'ionosphère et réfractez à nouveau (appelé "sauter").

Les vols au-dessus de l'océan ont traditionnellement utilisé la réfraction des ondes célestes lorsqu'ils sont hors de la ligne de vue. Il n'est pas entièrement fiable et les rapports de position sont parfois retardés afin d'attendre que la distance change.

Tenez compte des faits suivants:

1. La probabilité de détection du signal est fonction du rapport signal / bruit reçu (SNR)
2. Le SNR peut être amélioré par:
   • Augmentation de la puissance du signal
   • Diminuer la puissance de bruit

Une façon de diminuer la puissance du bruit consiste à collecter le signal sur une période de temps plus longue et à faire la moyenne du bruit à l'aide de filtres ou de redondances de signaux tels que des bits de parité dans les signaux numériques. Il y a donc un compromis entre le débit de données et le SNR - vous pouvez réduire votre débit de données pour augmenter votre SNR.

Bien que le détecteur du signal télégraphique (l'oreille de l'auditeur) soit un système analogique, l'oreille / le cerveau de l'auditeur "fait la moyenne" de chaque tiret et point sur la durée de la tonalité, conduisant à une augmentation du SNR. Étant donné qu'un opérateur de télégraphe est probablement hautement qualifié pour identifier les signaux bruyants, sa capacité de détection sera assez bonne.

De plus, la redondance des langues humaines fournit un autre mécanisme de correction des erreurs. Réfléchissez à la façon dont vous corrigez automatiquement et sans effort les fautes de frappe dans votre cerveau sans demander la confirmation de l'expéditeur du message. (Exemple: "Cette szentence h4s un lt d'erreurs.")

Étant donné que 5 kW est une puissance d'émission relativement élevée pour un émetteur mobile (votre téléphone portable est d'environ 1 W), et compte tenu des redondances présentes dans le signal lui-même, il est certainement plausible qu'une communication ait eu lieu à ces plages.