Ce qui limitait la portée du télégraphe avant répéteurs : physique du fil
Les premiers télégraphes électriques (1840s–1860s) atteignaient ~200–500 miles max sans répéteurs. Sept facteurs physiques limitaient la distance :
1. Atténuation résistive (Perte I²R)
Résistance fil cuivre/fer (~10–50 Ω/mile) dissipe puissance signal en chaleur. Tension chute linéairement avec distance. Ligne plus longue = courant plus faible au récepteur.
2. Dérivation capacitive
Capacité fil-sol et fil-fil forme filtre passe-bas RC distribué. Fronts impulsion haute fréquence (transitions nettes) s'étalent → inter-symbol interference. Limite baud rate plus que distance par se.
3. Distorsion inductive
Inductance série (propre + mutuelle) résiste changements courant. Combinée capacité → effets ligne transmission : réflexions, oscillations, dispersion. Pire sur longues lignes non chargées.
4. Courant de fuite
Isolation imparfaite (poteaux mouillés, sel, contact arbres) draine courant vers sol. Équivalent résistance parallèle drainant signal.
5. Bruit de fond
- Naturel : Foudre (impulsionnel), courants telluriques (géomagnétiques).
- Artificiel : Lignes électrique (ronflement 50/60 Hz), retours ferroviaires, éclairage électrique naissant.
Rapport signal/bruit (SNR) doit dépasser seuil récepteur (~5–10 dB pour sonneur/relais).
6. Limitations source tension
Piles (éléments gravité, Daniell) avaient résistance interne élevée. Ne pouvaient pas pousser fort courant dans longues lignes sans polarisation/épuisement.
7. Compromis vitesse-distance
Baud plus haut = bande passante plus large = plus distorsion capacitive/inductive. Vitesse pratique chutait ~30 mots/min (court) à ~5 mots/min (transcontinental) sans répéteurs.
Solution répéteur
Relais électromécanique (Sonneur → pile locale → clé → ligne suivante) ou plus tard, relais polarisé / amplificateur électronique. Régénérait impulsions propres tous 200–300 miles. Permis transcontinental (1861) et transatlantique (1866).
Même physique limite tout canal cuivre : DSL, Ethernet, coax. Répéteurs/régénérateurs/amplificateurs sont la réponse universelle.