Історія розвитку засобів зв'язку

"Це новий розвиток техніки несе необмежені можливості для добра і зла"

Н. Вінер.

Все тільки починається...

З давніх часів людство шукало і совершенствовало кошти обміну інформацією. На малі відстані повідомлення передавалися жестами і мовою, на великі-за допомогою багать, що знаходяться один від одного в межах прямої видимості. Іноді між пунктами вибудовувалася ланцюжок людей і новини передавалися голосом по цьому ланцюжку від одного пункту до іншого. У центральній Африці для зв'язку між племенами широко використовували барабани тамтам.

Ідеї ​​про можливість передачі електричних зарядів на відстані і про здійснення таким шляхом телеграфного зв'язку висловлювалися з середини XVIII століття. Професор Лейпцінского університету Іоган Вінклер - саме він удосконалив електростатичну машину, запропонувавши натирати скляний диск не руками, а подушечками з шовку і шкіри, - в 1744 р писав: "За допомогою ізольованого підвішеного провідника можлива передача електрики на край світу зі швидкістю польоту кулі" . У шотландському журналі "The Scot's Magazine" 1 лютого 1753 року з'явилася стаття, підписана тільки Ч.М. (Надалі з'ясувалося, що її автор Чарльз Морісон - учений з м Ренфрю), в якій вперше була описана можлива система електрозв'язку. Пропонувалося підвісити між двома пунктами стільки неізольованих дротів, скільки букв в алфавіті. Дроту в обох пунктах прикріпити до скляних стійок, щоб кінці їх звисали і закінчувалися бузинового кульками, під якими на відстані 3-4мм розташувати букви, написані на папірцях. При торканні в пункті передачі кондуктором електростатичного машини кінця дроту, відповідної необхідної букві, в пункті прийому наелектризований бузиновий кулька притягував б папірець з цією буквою.

У 1792 р Женевський фізик Жорж Луї Лесаж описав свій проект лінії електричного зв'язку, заснованої на прокладанні 24 мідних неізольованих дротів в глиняній трубі, всередині якої через кожні 1,5 ... 2м встановлювалися б перегородки-шайби з глазурованої глини або скла з отворами для дротів. Останні, таким чином, зберігали б паралельне розташування, не стикаючись між собою. За однією непідтвердженою, але досить імовірною версією Лесанж в 1774 р в домашніх умовах провів кілька вдалих дослідів телеграфування за схемою Морісон - з електризації бузинових кульок, що притягують літери. Передача одного слова займала 10 ... 15 хв, а фрази 2 ... 3 години.

Професор І. Бекман з Карлсруе в 1794 р писав: "Жахлива вартість та інші перешкоди ніколи не дозволять серйозно рекомендувати застосування електричного телеграфу.

А всього лише через два роки після цього пресовутого "ніколи" за проектом іспанського медика Франсіско Саьви військовим інженером Августином Бетанкур була споруджена перша в світі лінія електричного телеграфу довжиною 42 км між Мадридом і Аранхуес.

Ситуація повторилася через чверть століття по тому. З 1794 року зі початок в Європі, а потім в Америці широке поширення отримав так званий Семафорний телеграф, винайдений французьким інженером Клодом Шаппа і навіть описаний Олександром Дюма в романі "Граф Монте-Крісто". На трасі лінії будувалися на відстані прямої видимості (8 ... 10 км) високі вежі з жердинами типу сучасних антен з рухомими перекладинами, взаємне розташування яких позначало букву, склад, чи навіть ціле слово. На передавальної станції повідомлення кодувалося, і поперечини по черзі встановлювалися в потрібні положення. Телеграфісти наступних станцій дублювали ці положення. На кожній вежі позмінно чергували двоє: один - приймав сигнал від попередньої станції, інший - передавав його на наступну станцію.

Хоча цей телеграф і послужив людству понад півстоліття, він не задовольняв потреби суспільства у швидкій зв'язку. На передачу одній депеші витрачалося в середньому 30 хв. Неминуче були перерви зв'язку при дощах, туманах, завірюхи. Природно, що "диваки" вишукували більш досконалі засоби зв'язку. Лондонський фізик і астроном Френсіс Рональдс в 1816 р почав проводити досліди з електростатичним телеграфом. У своєму саду, в передмісті Лондона, він спорудив 13-кілометрову лінію з 39 неізольованих проводів, які підвішувалися за допомогою шовкових ниток на дерев'яних рамах, встановлених через 20 м. Частина лінії була підземної - в траншею глибиною 1,2 м і довжиною 150 м був покладений дерев'яну осмолену жолоб, на дні якого були розташовані скляні трубки з пропущеними в них мідними дротами.

У 1823 р Рональдс опублікував брошуру з викладом отриманих результатів. До речі, це був перший в світі друкована праця в області електричного зв'язку. Але коли він запропонував свою систему телеграфу владі, Британське Адміралтейство заявило: "Їх світлості цілком задоволені існуючою системою телеграфу (вищеописаного семафорного) і не мають наміру замінювати її інший".

Буквально через кілька місяців після відкриття Ерстед ефекту впливу електричного струму на магнітну стрілку естафету подальшого розвитку електромагнетизму підхопив знаменитий французький фізик, теоретик, Андре Ампер - основоположник електродинаміки. В одному зі своїх повідомлень в академії наук у жовтні 1820 року першим висунув ідею електромагнітного телеграфу. "Підтвердилася можливість, - писав він, - змусити переміщатися намагнічені стрілку, що знаходиться на великій відстані від батареї, за допомогою дуже довгого проводу". І далі: "Можна було б ... передавати повідомлення, посилаючи телеграфні сигнали по черзі за відповідними проводах. При цьому кількість проводів і стрілок повинно бути взято дорівнює кількості букв в алфавіті. На приймальному кінці повинен знаходитися оператор, який записував би передані букви, спостерігаючи відхиляються стрілки. Якщо дроти від батареї з'єднати з клавіатурою, клавіші якої були б помічені буквами, то телеграфування можна буде здійснювати натисканням клавіш. Передача кожної букви займала б лише час, необхідне для натискання клавіш, з одного боку, і прочитання букви - з іншого боку ".

Не приймаючи новаторську ідею, англійський фізик П. Барлоу в 1824 році писав: "У самій ранній стадії експериментів з електромагнетизмом Ампер запропонував створити телеграф миттєвої дії за допомогою проводів і компасів. Однак сумнівним було твердження, ... що виявиться можливим здійснити зазначений проект з проводом довгою до чотирьох миль (6,5 км). Зроблені мною досліди виявили, що помітне ослаблення дії відбувається вже при довжині дроти 200 футів (61 м), і це мене переконало в нездійсненності подібного проекту ".

А всього лише ще через вісім років член-кореспондент Російської академії наук Павло Львович Шилінг втілив ідею Ампера в реальну конструкцію.

Винахідник електромагнітного телеграфу П. Л. Шилінг першим зрозумів складність виготовлення на зорі електротехніки надійних підземних кабелів і запропонував наземну частину проектованої в 1835-1836 рр. телеграфної лінії зробити повітряної, підвісивши неізольований голий провід на стовпах уздовж Петергофской дороги. Це був перший в світі проект повітряної лінії зв'язку. Але члени урядового "Комітету для розгляду електромагнітне телеграфу" відкинули здався їм фантастичним проект Шіллінга. Його пропозиція була зустрінута недоброзичливими і глузливими вигуками.

А через 30 років, в 1865 році, коли протяжність телеграфних ліній в країнах Європи склала 150 000 км, 97% з них припадали на частку ліній повітряної підвіски.

Телефон.

Винахід телефону належить 29 - річному шотландцеві, Олександру Грехем Беллу. Спроби передачі звукової інформації за допомогою електрики робилися починаючи з середини XIX століття. Чи не першим в 1849 - 1854 рр. розробляв ідею телефонування механік паризького телеграфу Шарль Бурселем. Однак до чинного пристрій свою ідею він не втілив.

Белл з 1873 року намагався сконструювати гармонійний телеграф, домагаючись можливості передавати по одному проводу одночасно сім телеграм (за кількістю нот в октаві). Він використовував сім пар гнучких металевих пластинок, подібних камертону, при цьому кожна пара налаштовувалася на свою частоту. Під час дослідів 2 червня 1875 року вільний кінець однієї з платівок на передавальної боці лінії приварився до контакту. Помічник Белла механік Томас Ватсон, безуспішно намагаючись усунути несправність, чортихався, можливо, навіть використовуючи не зовсім нормативну лексику. Що знаходиться в іншій кімнаті і маніпулював прийомними пластинками Белл своїм чуйним натренованим вухом вловив звук, що дійшов по проводу. Мимовільно закріплена на обох кінцях пластинка перетворилася в гнучку своєрідну мембрану і, перебуваючи над полюсом магніту, змінювала його магнітний потік. Внаслідок цього надходив в лінію електричний струм змінювався відповідно коливань повітря, викликаним бурмотінням Ватсона. Це був момент зародження телефону.

Пристрій називалося "трубкою Белла". Її слід було прикладати поперемінно то до рота, то до вуха або користуватися двома трубками одночасно.

Радіо.

7 травня (25 квітня за старим стилем) 1895 р відбулася історична подія, яка гідно була оцінена лише через кілька років. На засіданні фізичного відділення Російського фізико-хімічного товариства (РФХО) виступив викладач мінного офіцерського класу Олександр Степанович Попов з доповіддю "Про відношення металевих порошків до електричних коливань". Під час доповіді А.С. Попов демонстрував роботу створеного ним пристрою, призначеного для прийому і реєстрації електромагнітних хвиль. Це був перший в світі радіоприймач. Він чуйно реагував електричним дзвінком на посилки електромагнітних коливань, які генерувалися вібратором Герца.

Схема першого приймача А. С. Попова.

Ось що писала газета "Кронштадский вісник" від 30 квітня (12 травня) 1895 р цього приводу: Шановний викладач А. С. Попов ... комбінував особливий переносний прилад, який відповідає на електричні коливання звичайним електричним дзвінком і чутливий до герцевскім хвилях на відкритому повітрі на відстані до 30 сажень.

Винахід радіо Поповим було закономірним підсумком його цілеспрямованих досліджень електромагнітних коливань.

У 1894 р в своїх дослідах А. С. Попов почав використовувати як індикатор електромагнітних випромінювань когерер французького вченого Е. Бранлі (скляна трубка, заповнена металевими тирсою), вперше застосований для цих цілей англійським дослідником О. Лоджем. Олександр Степанович наполегливо працював над підвищенням чутливості когерера до променів Герца і відновленням його здатності реєструвати на нові імпульси електромагнітного випромінювання після впливу попередньої електромагнітної посилки. В результаті Попов дійшов оригінальної конструкції пристрою для прийому електромагнітних коливань, тим самим, зробивши вирішальний крок до створення системи для передачі і прийому сигналів на відстань.

Від дослідів в стінах мінного класу Олександр Степанович перейшов до дослідів на відкритому повітрі. Тут він реалізував нову ідею: для підвищення чутливості приєднав до приймального пристрою тонку мідний дріт - антену. Дальність сигналізації від генератора коливань (вібратора Герца) до приймального пристрою досягла вже декількох десятків метрів. Успіх був повний.

Ці досліди по сигналізації на відстань, тобто по суті, радіозв'язок, проводилися в початку 1895 р До кінця квітня Попов вважає за можливе оприлюднити їх на засіданні фізичного відділення РФХО. Так 7 травня 1895 р стало днем ​​народження радіо - одного з найбільших винаходів XIX століття.

Телебачення.

Сучасне електронне телебачення зародилося в Санкт-Петербурзі в проекті викладача Технологічного інституту Бориса Львовича Розинга. У 1907 році він оформив патентні заявки в Росії, Німеччині та Англії на винахід телевізійного пристрої з електронно-променевою трубкою (прототипом кінескопа), а 9 травня 1911 року продемонстрував зображення на екрані кінескопа.

"... професор Розінг, - писав згодом В. К. Зворикін), асистував Розінгу, а в 1918 році емігрував в США, ставши знаменитим ученим в галузі телебачення і медичної електроніки), - відкрив принципово новий підхід до телебачення, за допомогою якого він сподівався подолати обмеження систем механічної розгортки ... ".

Дійсно, в 1928-1930 рр. в США і в ряді європейських країн почалося ТВ мовлення з допомога не електронних, а механічних систем, що дозволяють передавати лише елементарні зображення з чіткістю (30-48 рядків). Регулярні передачі з Москви по стандарту 30 рядків, 12,5 кадру велися на середніх хвилях з 1 жовтня 1931 р Апаратура розроблялася у Всесоюзному електротехнічному інституті П. В. Шмаковим і В. І. Архангельським.

На початку 30-х років на зарубіжних виставках, а потім і в магазинах стали з'являтися телевізори на кінескопах. Однак чіткість зображення залишалася низькою, так як на передавальній стороні і раніше використовувалися механічні розгортається пристрої.

На порядку денному важливе завдання - створення системи, що акумулює світлову енергію від переданого зображення. Першим практично вирішив цю задачу В. К. Зворикін, який працював в Американській радіо корпорації (RCA). Йому вдалося створити, крім кінескопа, що передає трубку з накопиченням зарядів, яку він навал іконоскопом (по-грецьки "спостерігати зображення"). Доповідь про розробку їм з групою співробітників повністю електронної ТБ системи, з чіткістю близько 300 рядків, Зворикін зробив 26 червня 1933 року на конференції товариства радіоінженерів США. А через півтора місяця після цього він прочитав свій сенсаційний доповідь перед вченими і інженерами Ленінграда і Москви.

У виступі професора Г. В. Брауде було відзначено, що у нас А. П. Константинов зробив передавальну трубу з накопиченням зарядів, схожу за принципом дії на трубку Зворикіна. А. П. Константинов вважав за потрібне уточнити: "У моєму пристрої в основному застосований той же самий принцип, але незмірно витонченіше і практичніше зроблено це у д-ра Зворикіна ..."

Штучні супутники Землі.

4 жовтня 1957 року в СРСР був запущений перший у світі штучний супутник Землі. Ракета-носій доставила супутник на задану орбіту, найвища точка якої знаходиться на висоті близько 1000 км. Цей супутник мав форму кулі діаметром 58 см і важив 83,6 кг. На ньому були встановлені 4 антени і 2 радіопередавача з джерелами живлення. Штучні супутники Землі можуть бути використані в якості: ретрансляційні станції, для телебачення, значно розширює дальність дії телепередач; радіонавігаційного маяка.

Коротко ...

Стільникові системи були створені для надання послуг бездротового радіотелефонного зв'язку в інтересах великого числа абонентів (десять і більше тисяч на території одного міста), вони дозволяють дуже ефективно використовувати частотний ресурс. В цьому році буде відзначатися 27-річчя стільникового зв'язку - це немало для передової технології.

Пейджингові системи призначені для забезпечення однобічного зв'язку з абонентами шляхом передачі коротких повідомлень в цифровий або алфавітно-цифровій формі.

Оптоволоконні лінії зв'язку. Глобальна інформаційна інфраструктура будується вже давно. Її основою є оптоволоконні кабельні лінії, що завоювали чільні позиції на світових мережах зв'язку, за минулі чверть століття. Такі магістралі вже обплутали більшу частину Землі, вони проходять і по території Росії, і по території колишнього Радянського Союзу. Волоконно-оптичні лінії зв'язку з високою пропускною спроможністю, забезпечують передачу сигналів всіх видів (аналогових і цифрових).

InterNet - це загальносвітова сукупність мереж, що зв'язує між собою мільйони комп'ютерів. Зародком була розподілена мережа ARPAnet, яка була створена в кінці 60-х років на замовлення Міністерства Оборони США для зв'язку між собою комп'ютерів цього міністерства. Розроблені принципи організації цієї мережі виявилося настільки вдалими, що багато інших організацій стали створювати власні мережі на тих же принципах. Ці мережі об'єднувалися між собою, утворюючи єдину мережу з загальним адресним простором. Ця мережа і стала називатися InterNet.

Список літератури

1) Журнал "Радіо": 1998р. №3, 1997 р. №7, 1998р. №11, 1998р. №2.

2) Радіоежегоднік-1985.

3) Фігурне В.Е. "IBM PC для користувача. Короткий курс".

4) Велика Радянська Енциклопедія.