Cosa limitava la portata del telegrafo prima dei ripetitori? Fisica del filo
I primi telegrafi elettrici (1840s–1860s) potevano coprire ~200–500 miglia massimo senza ripetitori. Sette fattori fisici limitavano la distanza:
1. Attenuazione resistiva (perdita I²R)
La resistenza del filo di rame/ferro (~10–50 Ω/miglio) dissipa la potenza del segnale come calore. La tensione cala linearmente con la distanza. Linea più lunga = corrente più debole al ricevitore.
2. Derivazione capacitiva
La capacità filo-terra e filo-filo forma un filtro passa-basso RC distribuito. I fronti di impulso ad alta frequenza (transizioni nette) si sfumano → interferenza tra simboli. Limita il baud rate più che la distanza in sé.
3. Distorsione induttiva
L'induttanza in serie (auto + mutua) resiste ai cambiamenti di corrente. Combinata con capacità → effetti di linea di trasmissione: riflessioni, risonanza, dispersione. Peggiore su linee lunghe non caricate.
4. Corrente di dispersione
Isolamento imperfetto (pali bagnati, sale, contatto alberi) fa perdere corrente a terra. Effettivamente una resistenza parallela che drena il segnale.
5. Rumore di fondo
- Naturale: Fulmini (impulsivo), correnti telluriche (geomagnetiche).
- Artificiale: Linee elettriche (ronzio 50/60 Hz), ritorni ferrovia, prima illuminazione elettrica.
Il rapporto segnale-rumore (SNR) deve superare la soglia del ricevitore (~5–10 dB per suonatore/relè).
6. Limitazioni sorgente tensione
Batterie (celle a gravità, Daniell) avevano alta resistenza interna. Non potevano erogare alta corrente su linee lunghe senza polarizzazione/esaurimento.
7. Compromesso velocità–distanza
Baud più alto = larghezza di banda maggiore = più distorsione capacitiva/induttiva. La velocità pratica scendeva da ~30 parole al minuto (corto) a ~5 parole al minuto (transcontinentale) senza ripetitori.
La soluzione del ripetitore
Relè elettromeccanico (Suonatore → batteria locale → tasto → prossima linea) o più tardi relè polarizzato / amplificatore elettronico. Rigenerava impulsi puliti ogni 200–300 miglia. Abilitò cavi transcontinentali (1861) e transatlantici (1866).
Stessi limiti fisici per ogni canale di rame: DSL, Ethernet, coax. Ripetitori/rigeneratori/amplificatori sono la risposta universale.