Телефонная связь

Оглавление:

 1.Телефонная связь……………………………………………….….……1

  1.2. История телефонной связи……………………………….……..….2

      2. Классификация систем документальной связи……………………..7           

 

      3. Примитивные виды связи………………………………………..……8

 
      4.Оптический телеграф……………………………………………..…….9

 5.Факс……………………………………………………………………….9

6.Голосовая  связь…………………………………………………………10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Телекоммуникационные системы – это совокупность технических средств, предназначенных для передачи того или другого вида информации на расстояние.

Телекоммуникационные службы – это комплекс средств, обеспечивающий представление пользователям услуг связи.

Таким образом, система предполагает объединение в единое целое различных технических устройств (кабельных, радиорелейных и др. линий связи, коммутационного оборудования телефонных станций, составляющих сети связи и оконечного оборудования, подключаемого к этим сетям, – телефонных, телеграфных, факсимильных аппаратов, модемов и пр.). Службы, используя эти системы, предоставляют пользователю необходимые ему услуги: возможность осуществления телефонных разговоров, передачу данных и др.

В настоящее время в РФ действуют:

•   Телефонные службы.

•   Телеграфные службы.

•   Службы передачи данных.

•   Факсимильные службы.

•   Голосовая почта.

Телефон и телеграф, как наиболее традиционные способы передачи ин- формации на расстоянии не требуют дополнительных комментариев. Необходимо отметить только наблюдающееся в настоящее время снижение популярности у населения телеграфной службы и все большее развитие служб передачи данных, которые, осуществляя, так же как и телеграф, передачу буквенно-цифровых сообщений имеют более низкую себестоимость услуги. Активно развивается и сектор негосударственных операторов связи, примером которого могут быть компании, предоставляющие услуги сотовой телефонной связи и дополнительные сервисы, связанные с передачей звуковой, буквенно-цифровой и графической информации на сотовые телефоны. Таким образом ,приведенное выше деление сферы телекоммуникационных услуг на различные службы по виду передаваемой информации становится все более условным, и все большее распространение находит классификация телекоммуникационных систем и служб, основанная на эталонной модели взаимодействия открытых систем.                            1

Телефони́я — область науки и техники, охватывающая изучение принципов построения систем телефонной связи, разработку аппаратуры для её осуществления и использования, а также оценку качества передачи речевой информации по таковым каналам связи.

Телефония позволяет организовывать (устанавливать соединение) и вести местные, внутризоновые, междугородные и международные телефонные переговоры и передавать факсы, а также устанавливать модемное соединение в режиме реального времени.

При разговоре, голосовые сигналы (слова, которые мы произносим) преобразуются в электрический сигнал, передаваемый через телефонную сеть другой стороне. Когда электрический сигнал достигает адресата, он преобразуется в голосовые сигналы оригинала. К достоинствам телефонии относятся её: распространённость, надёжность, весьма высокая скорость связи и простота использования, возможность быстрого и относительно недорогого развёртывания.

История телефонной связи

Датой рождения первого электрического телефона считается 14 февраля 1876г. В этот день в американское патентное ведомство поступило две заявки на аппарат для передачи звуков на расстояние посредством электрического тока. Первая принадлежала американскому преподавателю школы глухонемых А. Г. Беллу. Вторая, поступившая на два часа позже, – американскому физику И. Грею.  Обе заявки были вовсе не подобные, а принципиально различны. Белл сконструировал электромагнитный передатчик (микрофон), в котором передаваемый в линию ток изменялся вследствие изменения магнитного  потока.  Грей же предлагал совершенно иной метод изменения тока – вследствие изменения при колебаниях мембраны электрического сопротивления столбика проводящей жидкости. Не останавливаясь на сопоставлении достоинств и недостатков обоих устройств, отметим главное. Белл патентовал почти готовое устройство. Грей же подал лишь предварительное уведомление о намерении изобрести устройство с указанием предлагаемого принципа его действия.

Но было бы несправедливо приписывать лавры отца телефонии только лишь А. Беллу. Его изобретению предшествовали работы многих ученых. Прообраз телефонного аппарата, так называемую «ворчащую проволоку»,  в 1837 году создал американский ученый Ч. Пейдж.  Он обнаружил явление, названное им гальванической музыкой,– прерывистый ток, протекающий по обмотке электромагнита и вызывающий звуки определенного тона.      

 В 1860 г. учитель физики школы  г. Фридрихсдорфа (Германия)              2

Филипп Рейс (1834–1874), в старом школьном сарае из подручных средств (пробка от бочонка, вязальная спица, старая разбитая скрипка, моток изолированной проволоки и гальванический элемент) создал аппарат для демонстрации принципа действия уха. Его аппарат состоял из передатчика, гальванической батареи, соединительного провода и приемника. Под воздействием звуковых волн перепонка передатчика приходила в колебание, то погружая в ртуть, то извлекая из нее платиновый штифт, связанный линейным проводом с одним концом медной обмотки катушки приемника. Другой конец заземлялся. При этом в цепи создавался прерывистый ток, под действием которого стальной стержень приемника намагничивался и размагничивался, что и обусловливало его звучание.  Свой аппарат, назвав «телефоном», он продемонстрировал 26 октября 1861 г. перед членами Физического общества Франкфурта. По сути это был «музыкальный телефон» передающий звуки по проводам, но это были лишь отдельные звуки с искаженным тембром. Именно поэтому электрический телефон Рейса никакого успеха не имел. В печати появилось несколько полуиронических и полусерьезных статей, а немецкий журнал «Гартенлаубе» дал в 1863 г. его описание как игрушки. Механик из Германии изготовил в разном оформлении 10–20 телефонов Рейса. Несколько из них даже продал. Один из экземпляров очутился в шотландском университете в Эдинбурге, в котором в то время учился американец английского происхождения Александр Грэхем Белл.      

 В Германии Рейс не был  ни оценен, ни признан. Тогда он  отправился в Америку, где его  арестовали как шарлатана, пытающегося вымогать деньги на сомнительную затею – «на постройку аппарата, с помощью которого будто бы можно будет передавать человеческую речь по проводам на любое расстояние. Свой аппарат он специально назвал «телефоном», явно подражая названию «телеграф», чтобы  было легче  обмануть людей, слышавших об успехах телеграфного аппарата, но не знающих  принципа его действия. Специалисты считают, что нельзя посылать голос по проводам, как передают азбуку Морзе. Впрочем, если бы это и было возможным, то так и не имело бы никакого практического применения», писала газета «Метрополиен».    

   Практически параллельно, в 1869 году профессором Харьковского университета Ю. И. Морозовым был разработан передатчик [11], представляющий собой сосуд, наполненный токопроводящей жидкостью с двумя опущенными в нее электродами. Один из них был изготовлен в виде металлической пластинки с жестко укрепленным концом. При ее колебании между ней и неподвижным электродом по синусоидальному закону изменялось электрическое сопротивление. Соответственно изменялся и ток в цепи. Передатчик Морозова представлял собой прообраз микрофона.

3   

   Еще в годы учебы, ознакомившись с телефоном Рейса, Белл решил создать аппарат, превращающий звуки в световые сигналы. Он надеялся с его помощью научить говорить глухих детей. Начиная с 1873 г. он пытался сконструировать гармонический телеграф, способный передавать по одному проводу одновременно семь телеграмм (по числу нот в октаве). Для этого он использовал семь пар гибких металлических пластинок, подобных камертону, при этом каждая пара настраивалась на свою частоту. Во время одного из опытов 2 июня 1875 г. свободный конец одной из пластинок на передающей стороне линии приварился к контакту. Помощник Белла механик Томас Ватсон, безуспешно пытаясь устранить неисправность, чертыхался. Находящийся в другой комнате и манипулировавший приемными пластинками Белл своим чутким натренированным ухом уловил звук, дошедший по проводу. Самопроизвольно закрепленная на обоих концах пластинка превратилась в своеобразную гибкую мембрану и, находясь над полюсом магнита, изменяла его магнитный поток. Вследствие этого поступавший в линию электрический ток изменялся соответственно колебаниям воздуха, вызванным бормотанием Ватсона. Практически, это и был момент зарождения телефона.     

 Патентную заявку на этот  телефон он подал 14 февраля 1876 г., а 7 марта получил патент. Спустя три дня –10 марта 1876 г. – по 12-метровому проводу, соединявшему квартиру Балла с лабораторией на чердаке, состоялась передача первой членораздельной фразы, ставшей исторической: «Мистер Ватсон, идите сюда. Вы мне нужны!». Несмотря на положительный результат, изобретение долгое время не находило практического применения. Об этом свидетельствует документ, представленный в приложении 1 [10].     

 Правда, будучи уже знаменитым  и богатым, Белл сказал: «Я изобрел  телефон благодаря своему незнанию электротехники. Ни один человек, хотя бы элементарно знакомый с электротехникой, ни за что бы не изобрел телефона». Зерно истины в этом заявлении есть, так как его аппарат был необыкновенно прост, а если следовал бы Белл всем законам электротехники, конструкция должна была быть намного сложнее... 

Как упоминалось выше, первый телефон с постоянным магнитом, являющийся прообразом нынешнего, был создан в 1878 г. и получил название «трубки Белла». В цилиндрическом деревянном корпусе 1 располагался стержневой магнит 2 с обмоточной катушкой 3 на конце – вблизи металлической мембраны 6. Выводные концы обмотки через медные стержни 4 соединялись с зажимами телефонной цепи 5. Рупор 7 служил для концентрации колебаний воздуха, как при передаче речи, так и ее прослушивании. При ведении переговоров трубку Белла необходимо было прикладывать попеременно то ко рту, то к уху, либо пользоваться             4

двумя трубками одновременно. Поэтому в общественных местах, где был установлен телефон, висело предупреждение: «Не слушайте ртом, не говорите ухом». 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 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, П. М. Голубицкий и др.). Российский ученый Михальский [11] в 1879 году первым в мире применил угольный порошок в микрофоне. Это принцип используется до настоящего времени. Впервые введя в схему телефонного аппарата индукционную катушку и применив угольный микрофон из прессованной ламповой сажи, Эдисон обеспечил передачу звука на значительное расстояние. 

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 . Однако телефонная связь оказалась настолько низкокачественной, что в 1883 г. на Мюнхенской электротехнической выставке официальная экспертиза вынуждена была признать, что телефон «пригоден для передачи звуков только на расстояния до десяти километров».    

  Конструкции многополюсных телефонов, которые успешно выдержали испытания при переговорах на расстояния, превышающие 350 км, впервые создал русский физик Павел Михайлович Голубицкий [12]. В 1883 г. он проанализировал причины неудовлетворительной работы телефонной связи и обнаружил, что низкая чувствительность и неустойчивость работы телефона объясняются расположением магнита одним полюсом против центра мембраны, поскольку именно в центре мембраны образуется узел колебаний. Простейший из созданных Голубицким телефонов – с двумя полюсами, расположенными эксцентрично относительно центра мембраны, прочно вошел в эксплуатацию. В 1883 г. во Франции успешно              5

прошла проверка аппаратов Голубицкого на линии Париж – Нанси. Русский изобретатель получил извещение, что комиссия французского морского министерства признала его телефоны непревзойденными.          

 К числу изобретений Голубицкого  относятся: многополюсный телефон, телефон-фонограф, микрофон с угольным  порошком (1883) и с гребенчатым  расположением углей (1885), рычаг переключения  с вызова на разговор, объединение телефона и микрофона в единое устройство–трубку, поездной телефонный аппарат, система центральной батареи для питания абонентских аппаратов [ 12] .          

 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 позволяла 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. Мосницкий создал «самодействующий центральный коммутатор»[13] –предшественник 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. Г. Строунджер получил патент на автоматическую телефонную станцию.     

 В 1893 г. русские изобретатели   М.Ф. Фрейденберг (1858 – 1920) и С. М. Бердичевский – Апостолов предложили  «телефонный соединитель» [11]. 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 одним из важнейших узлов декадно-шаговых АТС – предыскатель (устройство для автоматического поиска вызываемого абонента), а в 1896 г. – искатель машинного типа. В том же году Бердичевский – Апостолов создал оригинальную систему АТС на 11 тысяч номеров.