Средства связи

Средства связи

Развитие проводной электрической  связи. Телеграф. Быстро развивалась  в это время важная отрасль  электротехники — техника средств связи. Проволочный телеграф в рассматриваемый период претерпел различные усовершенствования.

В 1855 г. английский изобретатель Д. Э. Юз (1831 —1900) разработал буквопечатающий  аппарат, нашедший широкое распространение.

В основу работы телеграфного аппарата был положен принцип  синхронного движения скользуна передатчика и колеса приемника. Опытный телеграфист на аппарате Юза мог передать до 40 слов в минуту.

Быстрый рост телеграфного обмена и увеличение производительности телеграфных  аппаратов натолкнулись на ограниченные возможности телеграфистов, способных  достичь скорости передачи при длительной работе только до 240—300 букв в минуту.

Требовалось заменить ручную работу телеграфиста специальными механизмами, предварительно фиксирующими информацию, а затем осуществляющими ее передачу с постоянной скоростью независимо от человека.

Задача предварительной  фиксации информации была решена английским изобретателем Ч. Уитстоном (1802—1875). В 1858 г. он создал перфоратор для набивания дырок в бумажной ленте, соответствующих точкам и тире азбуки Морзе. В этом же году он сконструировал и передатчик. В 1867 г. Уитстон изготовил телеграфный приемник, которым и завершил разработку своей приемно-передающей системы.

В 1871 г. Стирис изобрел дифференциальное дуплексное телеграфирование, при котором два сообщавшихся пункта одновременно вели передачу и прием телеграмм.

Проблемой последовательного  многократного (мультиплексного) телеграфирования, при котором по одной и тон  же линии можно было передавать или  принимать более одной телеграммы, занимались Гинтль, Фришен, В. Сименс, Гальске и Т. А. Эдисон.

Однако эту проблему блестяще решил французский механик Ж Бодо (1845—1903) в 1874 г., положив в основу пятизначный код, он сконструировал двукратный аппарат, скорость передачи которого достигала 360 знаков в минуту. В 1876 г. им был создан пятикратный аппарат, увеличивавший скорость приемопередачи в 2,5 раза. Помимо этих аппаратов, Бодо разработал дешифраторы, печатающие механизмы и распределители, ставшие классическими образцами телеграфных приборов. Аппаратура Бодо получила широкое распространение во многих странах и была высшим достижением телеграфной техники второй половины XIX в.

Если в Европе использовали телеграфную аппаратуру Бодо, то' в  США широкое распространение  получили телеграфные приборы, в  основе работы которых лежала квадруплексная схема, созданная Т. А. Эдисоном и Дж. Преслотом в 1874 г. Эта схема обеспечивала передачу четырех телеграмм по одной телеграфной линии.

В России с 1904 г. на телеграфных  линиях между Петербургом и Москвой использовались аппараты Бодо. Первые попытки передачи на расстояние неподвижных изображений относятся к началу второй половины XIX в. В 1855 г. итальянский физик Дж. Казелли сконструировал электрохимический фототелеграф (предшественник бильдаппарата) с открытой электрохимической записью изображения при приеме.

Развитие телеграфной  связи требовало строительства  новых телеграфных линий и магистралей.

В 1870 г. в России существовало 90,6 тыс.км телеграфных проводов и 714 телеграфных станций. В 1871 г. была закончена постройка длиннейшей по тому времени линии между Москвой и Владивостоком. К началу XX в. протяженность телеграфных линий в России составляла 300 тыс.км.

Совершенствование техники  и технологии изготовления кабелей, повышение их качества и износостойкости  позволяло строить подземные  телеграфные линии. С 1877 по 1881 г. в  Германии, например, было проведено 20 подземных  линий общей протяженностью около 5,5 тыс. км. В конце XIX в. в Европе было протянуто 2840 тыс. км кабеля, а в США  — свыше 4 млн. км. Общая протяженность  телеграфных линий в мире в начале XX в. составила около 8 млн. км.

Телефон. Наряду с совершенствованием проволочного телеграфа в последней  четверти XIX в. появился телефон. Как  отмечалось в 1-м томе «Очерков...», телефонный аппарат И. Ф. Рейса (правильнее—  Райе), сконструированный в начале 60-х гг., не получил практического применения '.

Дальнейшая разработка телефона связана с именами американских изобретателей И. Грея (1835—1901) и А. Г. Белла (1847—1922). Участвуя в конкурсе по практическому разрешению проблемы уплотнения телеграфных цепей, они  обнаружили эффект телефонирования. 14 февраля 1876 г. оба американца сделали  заявку на практически применимые телефонные аппараты. Поскольку заявка Грея была сделана на 2 часа позже, патент был  выдан Беллу, а возбужденный Греем  процесс против Белла был им проигран.

Несколькими месяцами позже  Белл продемонстрировал разработанный  им электромагнитный телефон, который  выполнял роль и передатчика и приемника.

Аппаратом заинтересовались деловые круги, которые и помогли  изобретателю основать «Телефонную  компанию Белла». Впоследствии она  превратилась в могущественный концерн.

В 1878 г. Д. Э. Юз доложил Лондонскому  королевскому обществу, членом которого он состоял, об открытии им микрофонного эффекта. Исследуя плохие электрические  контакты, Юз обнаружил, что колебания  плохого контакта прослушиваются в  телефоне. Испробовав контакты, изготовленные  из различных материалов, он убедился, что эффект с наибольшей силой  проявляется при применении контактов  из прессованного угля. Основываясь  на этих результатах, Юз в 1877 г. сконструировал телефонный передатчик, названный им микрофоном.

«Компания Белла» использовала новое изобретение Юза, так как  эта деталь, отсутствовавшая в  первых аппаратах Белла, устраняла  основной их недостаток — ограниченность радиуса действия.

Над усовершенствованием  телефона трудились многие изобретатели (В. Сименс, Адер, Говер, Штэкер, Дольбир и др.).

Вскоре Эдисон сконструировал другой тип телефонного аппарата (1878). Впервые введя в схему  телефонного аппарата индукционную катушку и применив угольный микрофон из прессованной ламповой сажи, Эдисон обеспечил передачу звука на значительное расстояние.

Улучшение существовавших конструкций  телефона способствовало тому, что  этот вид связи быстрее других новейших технических изобретений  вошел в быт людей различных стран.

Первая телефонная станция  была построена в 1877 г. в США по проекту венгерского инженера Т. Пушкаша (1845—1893), в 1879 г. телефонная станция была сооружена в Париже, а в 1881 г. — в Берлине, Петербурге, Москве, Одессе, Риге и Варшаве.

Для последующего развития телефонных сетей имела большое значение предложенная П. М. Голубицким (1845—1911) в 1885 г. схема телефонной станции  с электропитанием от центральной  батареи, расположенной на самой  станции. Эта система питания  телефонных аппаратов позволила  создать центральные телефонные станции с десятками тысяч  абонентских точек. В 1882 г. П. М. Голубицкий изобрел высокочувствительный телефон  и сконструировал настольный телефонный аппарат с рычагом для автоматического  переключения схемы с помощью  изменения положения телефонной трубки. Этот принцип сохранился во всех современных аппаратах. В 1883 г. им же был сконструирован микрофон с угольным порошком.

В 1887 г. русский изобретатель К. А. Мосцицкий создал «самодействующий центральный коммутатор» — предшественника автоматических телефонных станций (АТС). Он не представлял собой АТС в современном понимании, так как коммутация соединений на станции хотя и выполнялась без телефонистки, однако управлялась самими абонентами.

В 1889 г. американский изобретатель А. Б. Строунджер получил патент на автоматическую телефонную станцию.

В 1893 г. русские изобретатели М. Ф. Фрейденберг (1858— 1920) и С. М. Бердичевский-Апостолов предложили свой «телефонный соединитель». Демонстрация макета этой станции на 250 номеров, изготовленного в мастерской Одесского университета, не получила одобрения в России. В дальнейшем Фрейденберг, находясь уже в Англии, в 1895 г. запатентовал один из важнейших узлов современных АТС — предыскатель ', а в 1896 г.— искатель машинного типа. В том же году Бердичевский-Апостолов создал оригинальную систему АТС на 10 тыс. номеров.

Телефонную связь стали  использовать не только для соединения двух абонентов. В 1882 г. в Петербурге с помощью телефонной линии транслировалась  опера «Русалка» из Мариинского  театра. Оперу по телефону могли  слушать одновременно 15 человек.

В 1883 г. венгерский инженер  Т. Пушкаш организовал в Будапеште «Телефонную газету». Подписчики могли не выходя из дома узнать обо всем, что происходило в городе. Каждые полчаса редакция сообщала о положении на бирже, а по вечерам по телефону транслировалась музыка.

Конец XIX — начало XX в. были связаны с бурным строительством сети телефонной связи. Внутри городов  связь осуществлялась как по проводам воздушной телефонной сети, так и  посредством прокладки подземных  кабелей, для чего использовали трубопроводы и кабельные колодцы.

Наиболее протяженными телефонными  линиями тогда были Париж —  Брюссель (320 км), Париж — Лондон (498 км) и Москва — Петербург (660 км). Последняя линия, построенная в 1898 г., являлась самой протяженной воздушной телефонной магистралью. К 1913 г. телефонная связь была установлена между Москвой и Харь-ковым, Рязанью, Нижним Новгородом, Костромой. Телефонные линии были протянуты между Петербургом и Ревелем (Таллин), Баку и Тифлисом (Тбилиси), Петербургом и Гельсингфорсом (Хельсинки) . На междугородной телефонной магистрали Москва — Петербург в сутки осуществлялось до 200 переговоров.

В 1915 г. инженер В. И. Коваленков разработал и применил в России первую дуплексную телефонную трансляцию на триодах. Установка на линии телефонной связи такого промежуточного усилительного  пункта позволяла значительно увеличить дальность передачи.

К этому времени в мире было установлено около 10 млн. телефонных аппаратов, а общая длина телефонных проводов достигла 36,6 млн.км. На каждую тысячу человек в разных странах приходилось от 10 до 170 абонентов. К концу первого десятилетия XX в. уже действовало свыше 200 тыс. АТС.

Мечты об использовании проводной  связи для новых целей. Популярность телеграфной и телефонной связи  была настолько велика, что нашла  отражение в произведениях писателей  и художников.

Знаменитый русский сатирик  М. Е. Салтыков-Щедрин в 1886 г. в цикле  рассказов «Мелочи науки» иронически описывал возможности использования  телефона: «Набрать бы в центре отборных и вполне подходящих к уровню современных требований педагогов, которые и распространяли бы по телефону свет знаний по лицу вселенной, а на местах держать только туторов (воспитателей.— Авт.), которые наблюдали бы, чтобы ученики не повесничали...»

Если Салтыков-Щедрин шутил, то герой упоминавшейся выше повести Куприна «Молох» говорил вполне серьезно: «Скоро мы будем видеть друг друга по проволоке на расстоянии сотен и тысяч верст!»

Будущее использование телеграфной  и телефонной связи для самых  разнообразных целей, в том числе  и для передачи изображений (что  предвосхищало устройство бильдаппаратов и видеотелефонов), изображалось многими  авторами научно-фантастических произведений в последние десятилетия XIX в. Но даже самая смелая их фантазия не выходила за рамки связи по проводам.

В 1870 г. Жюль Берн устами одного из своих героев, летящих к Луне, высказал сожаление: «Как нам не пришло в голову прицепить к снаряду  проволоку! Мы могли бы обмениваться с Землей телеграммами!» Спутник  возражает ему, «что проволока при  вращательном движении Земли наматывалась бы на снаряд, как цепь на вал» 3. Но и 25 лет спустя в романе «Остров  на гребных винтах», действие которого автор относит к XX в., фигурирует та же проводная связь. Хотя он и  упоминает ряд будущих аппаратов  для передачи не только обычных телеграмм, но и текста, написанного от руки («телеавтограф»), фотографий («телефот») и даже движущихся картин («кинетограф») 4, все они действуют с использованием проводов. Для получения информации извне плавучий остров «на поверхности моря разместил несколько сот буев, на которых закреплены концы электрических кабелей» 5.

Весьма интересны догадки  А. Робиды о развитии связи в XX в.:

«Старинный электрический  телеграф — это детское применение электричества — был свергнут с престола телефоном, а потом  телефоноскопом, представляющим собой высшее усовершенствование телефона». Его «телефоноскоп» напоминал современный нам цветной телевизор (но с обратной связью), а не видеотелефон. На большой хрустальной пластинке может по желанию абонента демонстрироваться театральное представление или иное зрелище, но можно также включить аудиторию учебного заведения, слушать лекцию и задавать вопросы, можно вызвать другого абонента и вести с ним беседы и даже выбирать товары в магазине, даже можно ссориться. Робида предусматривает и уличные переговорные телефоны, подчеркивая в начале 80-х гг., что в XX в. электричество явится «рупором, передающим голос на какие угодно расстояния на суше, через моря и межпланетные пространства».

Изобретение радио — новый  этап развития техники связи. «Беспроволочная  телеграфия» (так первоначально  именовалась радиосвязь) явилась  одним из величайших изобретений в истории науки и техники.

Это завоевание научно-технического прогресса прежде всего открыло новый, исключительно плодотворный этап развития средств связи и информации. В сфере радиотехники зародились новые направления, прежде всего электроника, играющая (как и радиотехника в целом) выдающуюся роль в современной научно-технической революции (НТР).

Во-вторых, изобретение радио  — это яркий показатель степени  превращения науки в непосредственную производительную силу. Открытие в  физике нового вида электромагнитного  излучения (или, как тогда говорили, «электрических лучей» ') явилось необходимой  предпосылкой создания технических средств радиосвязи.

Объективной предпосылкой изобретения  радио были запросы мирового производства и обращения, хозяйственное и  административное освоение отдаленных районов, ускорение перевозок товаров  и пассажиров. Разумеется, в то время  возможность установления связи  с отдаленными неподвижными и  подвижными объектами (экспедициями, морскими судами) при отсутствии кабелей и  проводов для этой цели интересовала правящие круги великих держав прежде всего в военных и колониальных целях 2.