Kablosuz telgrafya şimdiye kadar nasıl ulaştı?


13

1900'lü yılların başlarına kadar bile, kablosuz olarak iletilen telgraflar yüzlerce kilometreye ulaşabilir. Örneğin Titanik, 400 mil uzaklıktaki Kanada ile nispeten düşük güçlü ekipmanlarla iletişim kurdu. Telgrafların çok basit olduğu göz önüne alındığında, bu darbeler şu ana kadar nasıl seyahat edebilirdi?

Ve bu bakliyat bugün hala aynı ekipmanla seyahat eder mi?

Ve bu, sistemleri kullanan çok fazla insanın bulunamayacağı anlamına gelmez, çünkü yüzlerce mil içindeki operatörlerin hepsi hava dalgalarını sıkıştırabilir mi? Görünüşe göre bu çok fazla çapraz konuşma yaratacaktır. Yoksa kablosuz telgraf için birden fazla frekans mevcut muydu?

Yanıtlar:


23

Titanic, 400 mil uzaklıktaki Kanada ile nispeten düşük güçlü ekipmanlarla iletişim kurdu

Bu web sitesinden alıntı : -

Titanik'in "kablosuz" donanımı o zamanlar kullanımda en güçlü olanıydı. Ana verici, geminin aydınlatma devresinden beslenen 5 kW'lık bir motor alternatörü ile çalışan bir döner kıvılcım tasarımıydı.

Ekipman, geminin 2 direkleri arasında, denizden yaklaşık 250 feet yukarıda asılı duran 4 telli bir antenle çalıştırıldı. Ayrıca pille çalışan bir acil durum vericisi de vardı.

Ana verici, "Sessiz Oda" olarak bilinen özel bir odaya yerleştirildi. Bu oda ameliyathanenin bitişiğinde yer alıyordu ve ana alıcıya paraziti azaltmak için özel olarak yalıtılmış.

Ekipmanın garanti edilen çalışma aralığı 250 mil idi, ancak iletişim gün ışığında 400 mil ve geceleri 2000 mil'e kadar korunabiliyordu.

resim açıklamasını buraya girin

Yani, 5 kW'ı düşük güç olarak sınıflarsanız, sorun değil ama o zamandan beri işler devam ediyor. Örneğin, tüpler / valfler geliştirildikçe radyo alıcıları daha hassas hale geldi ve bu, iletim güçlerinin önemli ölçüde azalabileceği anlamına geliyor.

Bu iletimlerin gerçek elektromanyetik dalgalar olduğunu ve mesafe ile çok yavaş yavaş zayıfladığını fark etmelisiniz. Örneğin, temassız bir akü şarj cihazına kıyasla manyetik alanı, bobinlerin çapının ötesine geçen mesafe ile azalırken, uygun bir EM iletimindeki H alanı mesafe ile doğrusal olarak azalır.

Sadece Voyager 1 probunu ve bunun Pluto'nun ötesinden aktarımlarını düşünün. Verici gücü sadece 20 watt, ancak üzerindeki en büyük şey parabolik çanaktı: -

resim açıklamasını buraya girin

Ve bu, sistemleri kullanan çok fazla insanın bulunamayacağı anlamına gelmez, çünkü yüzlerce mil içindeki operatörlerin hepsi hava dalgalarını sıkıştırabilir mi? Görünüşe göre bu çok fazla çapraz konuşma yaratacaktır.

Bu gerçekten büyük bir sorundu ve RMS Titanic'in ünlü bir şanzımanı vardı ve SS California'nın Kanada sahilindeki Cape yarışından bir şanzımanı engellediği için "kapanması" gerektiğini öne sürdü : -

Titanic'in nöbetçi kablosuz operatörü Jack Phillips, o zaman 800 mil (1.300 km) uzaklıktaki Newfoundland, Cape Race'deki kablosuz istasyonla yolcuların mesajlarını biriktirmekle meşguldü. Evans'ın SS Californian'ın durdurulduğu ve buzla çevrili olduğu mesajı, iki geminin göreceli yakınlığı nedeniyle Phillips'in Cape Race'den alma sürecinde olduğu ayrı bir mesaj verdi ve Evans'ı reddetti: "Kapa çeneni kapat meşgul! Meşgulüm; Cape Race çalışıyorum! " Evans biraz daha uzun bir süre dinledi ve 23: 35'te telsizi kapattı ve yatağa gitti. Beş dakika sonra Titanic bir buzdağına çarptı. Bundan yirmi beş dakika sonra ilk sıkıntı çağrısını iletti.

Buradan alındığında, Kaliforniya vapurunun Wiki sayfası.


2
@InterLinked Titanic, 1 MHz alanı etrafında çalıştırılır ve iyonosferik sıçrama, görüş hattının ima ettiğinden çok daha fazla mesafede radyo alımına izin verir. 250 fit yükseklikte, görüş hattı sadece 20 mil civarındadır ve Titanic gün boyunca 400 milden iletim yapabilir ve başarıyla alınabilir. İyonosfer dışında, düşük frekanslar aslında yüksek frekanslardan başka bir şey iletmez.
Andy aka

2
Modern amatör radyo operatörleri dünya çapında 5mW (evet, milliWatt) iletim gücü ile iletişim kurar.
Jon Custer

1
@MatthewWhited Sorunuzu "@" ve adını kullanarak sormanız gerekiyor veya bu yorumlara bakmak için bir bildirim almayabilir. Cevabın yazarı olarak bildirimler alıyorum ve yanıtıyla da ilgileniyorum.
Andy aka

1
@Matthew Whited Evet, lütfen HF yayılımı üzerine biraz araştırma yapın. Kıtalararası temaslar için 5 mW güç seviyeleri kullanılır. Genellikle bu düşük seviyeler telgraf için kullanılmaz. Bunun yerine, çok yüksek düzeyde hata düzeltme kodlaması olan dijital modlar kullanılır. Ayrıca, dijital modülasyonların nasıl çalıştığına bakarsanız, birçok alıcının "entegre et ve boşalt" tekniğini kullandığını göreceksiniz. Alınan sinyal gücü bant genişliğine ve simge aralığına bağlıdır. Son derece düşük bant genişlikleri ve çok uzun sembol aralıkları kullanarak bunu telafi edebilirsiniz.
AndrejaKo

2
Teorik olarak, oda sıcaklığında bir alıcı, -124 dBm giriş güç seviyesine sahip 1 kbaud'da (uygun şekilde tasarlanmışsa) veri alabilir. 1MHz'de bağlantı kaybı 32.5 dB + 20log'dur (km). Diyelim ki 10.000 km ve bu nedenle bağlantı kaybı 112,5 dB. 0 dBm (1 mW) ile, alma gücü -112,5 dBm'dir ve alıcının ihtiyaç duyduğu güçten önemli ölçüde yüksektir (iyi bir günde). Biraz anten kazancı atın ve neredeyse her gün iyi bir gün: electronics.stackexchange.com/questions/83512/…
Andy aka

6

Gönderen http://hf.ro/ :

Titanik'in "kablosuz" donanımı o zamanlar kullanımda en güçlü olanıydı. Ana verici, geminin aydınlatma devresinden beslenen 5 kW'lık bir motor alternatörü ile çalışan bir döner kıvılcım tasarımıydı

Bir kıvılcım aralığı vericisi, açma-kapama anahtarlaması (mors kodu) ile modüle edilen mümkün olan en basit radyo vericisidir. Kıvılcım aralığı iletiminin verimsizliğine izin verse bile - RF'yi çok geniş bir bant boyunca püskürtür - 5kW'lık bir verici çok büyüktür .


Kıvılcım aralığının kendisi çok geniş bir bant genişliği üretir, ancak anten bir rezonant filtre görevi görür.
WhatRoughBeast

1
Wikipedia'ya göre, ABD'de 5KW verici yasadışı - jambon operatörleri için bile ... - en.wikipedia.org/wiki/Amateur_radio#Privileges
InterLinked

6
Günümüzde, evet. O zamanlar gerçekten hiçbir kural yoktu.
pjc50

2
@InterLinked - Motor üreticisine giriş gücü 5KW idi, antene verilen güç (çok mu?) Daha az olurdu. Örneğin, bu 1500W Ham amplifikatör , 240VAC'de 15A veya tam çıkış gücünde yaklaşık 3000W çekmek üzere derecelendirilmiştir. Bir kıvılcım aralığı vericisinin ne kadar verimli olduğunu bilmiyorum, ancak bunun çok verimli olmadığını varsayıyorum. Bazı ülkeler daha yüksek güç sınırlarına sahiptir - Kanada 2,25KW'a kadar izin verir.
Johnny

Karşılaştırma için, TPZ 1A1A5 “Hummel” (resim) bir askeri sınıf HF olan jammer ... bir 15kW jeneratör kapalı çalışır
DevSolar

3

1900'lü yılların başlarına kadar bile, kablosuz olarak iletilen telgraflar yüzlerce kilometreye ulaşabilir. Örneğin Titanik, 400 mil uzaklıktaki Kanada ile nispeten düşük güçlü ekipmanlarla iletişim kurdu. Telgrafların çok basit olduğu göz önüne alındığında, bu darbeler şu ana kadar nasıl seyahat edebilir?

Diğerlerinin de belirttiği gibi, gücün gerçekten çok düşük olmadığı gerçeği yanı sıra, mors sadece çok düşük bant genişliği sinyalidir. Belirli bir süre içinde çok fazla bilgi göndermek istemediğiniz sürece, çok az miktarda alınan güç kullanarak mesaj alabilirsiniz . WiFi, bir odadan diğerine saniyede milyar bit taşır. Bir TV kanalı belki yüz mil yarıçapında saniyede on milyonlarca bit gönderir. Elle kodlanan mors kodu saniyede yaklaşık on bite eşdeğerdir , iki faktör verir veya alır ve kötü koşullarda daha az olabilir.

Ve bu bakliyat bugün hala aynı ekipmanla seyahat eder mi?

Elbette. Aynı vericiyi ancak modern bir alıcıyı varsayarsanız, sinyali oldukça uzun bir mesafe boyunca alabilirsiniz, çünkü iyi bir modern alıcı daha yüksek hassasiyet, daha temiz amplifikasyon ve bilgisayar algoritmalarının yardımına sahiptir.

Ve bu, sistemleri kullanan çok fazla insanın bulunamayacağı anlamına gelmez, çünkü yüzlerce mil içindeki operatörlerin hepsi hava dalgalarını sıkıştırabilir mi? Görünüşe göre bu çok fazla çapraz konuşma yaratacaktır. Yoksa kablosuz telgraf için birden fazla frekans mevcut muydu?

Her ikisinden de. 1910'larda bile birden fazla istasyon için çok sayıda frekans mevcuttu ve modern kullanıma bakarsanız, Mors kodunun çok dar kanal aralığına izin verdiğini ve potansiyel olarak yüzlerce konuşmanın paralel olarak devam ettiğini göreceksiniz. birkaç Megahertz. Ancak o sırada kullanılan ekipman, zayıf frekans kararlılığına ve çok kötü geniş bant gürültüsüne sahipti ve sadece bir şapka düştüğünde kanalları değiştiremedi, bu yüzden gerçekte kullanımda çok az kanal vardı ve girişim sorunları vardı. Bununla birlikte , 1910 gibi erken bir tarihte düzenli iletişim kuran birkaç gemi ve kıyı istasyonu vardı .


1
Modern bir sistemle, sinyali Ay'dan çıkarabilir ve yine de alabilirsiniz.
Mark

1
İyonosferin çok daha yakın olduğunu ve iyi bir bant genişliği elde etmek için nispeten az güce ihtiyacınız var. Ay yansımasının varlığını bile tespit etmek için çok yüksek bir ERP gerekir, bu da aşırı iletim gücü seviyeleri veya büyük yönlü anten dizileri anlamına gelir. Büyük bir arka bahçeye sahip bir radyo amatör tarafından yapılabilir, ancak sadece çok düşük bant genişliğinde.
Chris Stratton

3

Telgrafların çok basit olduğu göz önüne alındığında, bu darbeler şu ana kadar nasıl seyahat edebilir?

Yeterli güç kullanarak ve bu mesafenin dünyanın eğriliğinde dolaşabilecek bir yayılımı destekleyen frekanslar kullanarak.

Ve bu bakliyat bugün hala aynı ekipmanla seyahat eder mi?

Evet. HF (yüksek frekans) radyo olarak bilinir. Okyanus uçuşları için, ticari uçaklar bir çeşit raporlama gerektirir. Uydu iletişimi yoksa, HF telsizle (MF bantlarına da uzanan) iletişim kurmaları gerekir. HF telsiz komünikasyonlarının bir frekans listesi ile denenmesi gerekir (mesafe, günün saati ve yayılma raporlarına göre).

Radyo dalgaları görüş hattı, yer dalgası ve gökyüzü dalgası yoluyla yayılır. Newfoundland, görüş hattına yakın bir yerde değildi. Yer dalgaları yeryüzünün eğriliğinin etrafında yayılabilir. 400 mil mesafe çok düşük bir frekans (ve düşük veri hızı) gerektirir. Gökyüzü dalgaları iyonosferden kırılabilir ve eğri etrafında dünyaya geri dönebilir. Bazen yeryüzünden yansır, iyonosferi yedekler ve tekrar kırılır ("atlama" denir).

Okyanus üstü uçuşlar geleneksel olarak görüş alanının ötesinde skywave kırılmasını kullanmıştır. Tamamen güvenilir değildir ve mesafenin değişmesini beklemek için konum raporları bazen gecikebilir.


1
Sonunda sorunu gerçekten anlayan biri! EESE ile ilgili talihsiz sorunlardan biri, çoğu zaman, yanlış ve alakasız bir yerde ilk prensiplerden vahşi tahminler yapan belirli bir konunun veya uygulamanın gerçek deneyimi olmayan çok sayıda mühendis almamızdır.
Chris Stratton

Ayrıca şunu eklemek isterim ki, HF nispeten yeni ve düşük ve orta dalgalarda çok fazla iletişim vardı. 600 m (500 kHz) bir yüzyılın daha iyi bir parçasıydı (ve Titanic'in zamanı da) "sıkıntı dalgası" ve 125 kHz ila 150 kHz aynı zamanda deniz mobil banttı ve 143 kHz "uzun" en az 1930'larda sürekli dalga ". Titaniç'in zamanında, gemilerin 600 m ve 300 m radyoları vardı, ancak 1912 Radyo Yönetmeliği, yenileri kadar kullanılan frekansların ayrıntılarına girmiyor.
AndrejaKo

Küçük bir trivia: İlk kez SOS bir tehlike sinyali kullanıldı. Bundan önce CQD (genel çağrı sıkıntısı) idi. SOS hiçbir şey için durmaz, ancak Morse'deki farklı ses kopyalamayı kolaylaştırır.
Old_Fossil

1

Aşağıdaki gerçekleri düşünün:

  1. Sinyal algılama olasılığı, alınan sinyal / gürültü oranının (SNR) bir fonksiyonudur
  2. SNR aşağıdaki yollarla geliştirilebilir:
    • Artan sinyal gücü
    • Gürültü gücünü azaltma

Gürültü gücünü azaltmanın bir yolu, sinyali daha uzun bir süre boyunca toplamak ve dijital sinyallerdeki parite bitleri gibi sinyal yedekleri veya filtreler kullanarak gürültüyü ortalamaktır. Veri hızı ve SNR arasında bir denge vardır - SNR'nizi artırmak için veri hızınızı düşürebilirsiniz.

Telgraf sinyalinin (dinleyicinin kulağı) dedektörü analog bir sistem olmasına rağmen, dinleyicinin kulağı / beyni, ton süresi boyunca her bir çizgi ve noktayı etkin bir şekilde "ortalama" hale getirir ve SNR'de bir artışa yol açar. Bir telgraf operatörünün gürültülü sinyalleri belirleme konusunda oldukça yetenekli olduğu göz önüne alındığında, algılama yetenekleri oldukça iyi olacaktır.

Ayrıca, insan dillerinin fazlalığı başka bir hata düzeltme mekanizması sağlar. Mesaj gönderenden onay almak zorunda kalmadan beyninizdeki yazım hatalarını otomatik olarak nasıl düzelttiğinizi düşünün. (Örnek: "Bu szentence bir hata hatasıdır.")

5 kW'ın bir mobil verici için nispeten yüksek bir iletim gücü olduğu göz önüne alındığında (cep telefonunuz kabaca 1 W'tır) ve sinyalin kendisinde bulunan fazlalıklar göz önüne alındığında, bu aralıklarda iletişimin gerçekleşmesi kesinlikle mantıklıdır.


1
Burada yer alan pek çok kişi gibi, temel noktayı kaçırıyorsunuz - karasal radyo iletişimine meydan okuma güç seviyesi değil, görüş hattıdır. İyonosferin yüklü katmanlarının veya diğer yer üstü cisimlerin sinyali ufkun ötesinde yansıttığı yerlerde uzun menzil mümkündür.
Chris Stratton

@ChrisStratton Bunlar birbirini dışlayan noktalar değildir. Elektromanyetik radyasyonun tüm yayılımı, aldığı yoldan (görüş hattı veya iyonosferik sıçrama) bağımsız olarak 1 / R ^ 2 yol kaybına tabidir
Robert L.

Bu kayıplar, ilgili kayıplar değildir - konunun temel bir yanlış anlaşıldığını gösterirler.
Chris Stratton

@ChrisStratton Herhangi bir güç seviyesindeki bir verici ile bu mesafe boyunca iletim yapamazsanız, kayıplar her zaman önemlidir. 1 femtowatt vericisi ile yüzlerce kilometreyi nasıl aktaracağınızı anladığınızda bana bildirin.
Robert L.

Tam olarak mesele budur - söz konusu güç seviyeleri, mesafeye dayalı kayıp için gerekenden daha fazla büyüklük sıralarıdır. Gerçek meselemizse kavisli bir gezegende yaşıyoruz olmasıdır.
Chris Stratton
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.