Изобретение телефона и радио

Изобретение телефона

Телефон — это  любое устройство, способное передавать звук на большое расстояние. Самые  первые телефоны были механическими  приборами, которые базировались на распространении звука в сплошных средах (воздух) или другие физические средства, в отличие от электрических  приборов, использующих электромагнитные сигналы.

Согласно письму в «Peking Gazette», в 968 году, китайский изобретатель Кунг-фу-винг создал устройство, который, вероятно, передавал звук через трубы. Разговоры через трубы используются и сегодня при передаче звука на небольшие расстояния между фиксированными точками (на судах, предприятиях и т. д.).

«Верёвочный телефон» также известен много веков. В  нем две диафрагмы соединялись  бечёвкой или проводом.

Если говорить о конкретной цели изобретателя, то она появилась, как говорят, случайно. Но сама идея создания привычного для  всех нас телефона родилась не на пустом месте.

В 1860 г. учитель  школы для глухонемых г. Фридрихсдорфа Филипп Рейс (1834-1874, следует отметить, что и сам Рейс из-за многолетней болезни практически не мог говорить) 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.

Свой аппарат  он назвал "телефоном" и продемонстрировал  его 26 октября 1861 г. перед членами  Физического общества Франкфурта. Справедливости ради следует заметить, что прообраз его аппарата, так называемую "ворчащую проволоку", за 24 года до Рейса создал американский ученый из Салема Ч. Пейдж.

Электрический телефон Рейса особого успеха не имел. В печати появилось несколько  полуиронических и полусерьезных статей, а немецкий семейный журнал "Гартенлаубе" дал в 1863 г. его описание как игрушки. Умелый механик Альберт изготовил в разном оформлении штук 10-20 телефонов Рейса и несколько из них даже были проданы. Один из экземпляров очутился в шотландском университете в Эдинбурге, в котором в то время учился американец английского происхождения Александр Грэхем Белл.

Ознакомившись с телефоном Рейса, Белл решил  создать аппарат, превращающий звуки  в световые сигналы. Он надеялся с  его помощью научить говорить глухих детей. Будучи выходцем из Бостона, где царил дух наживы и предпринимательства, он понял, что у него под ногами богатство - надо только превратить телефон  из научного аппарата в аппарат для  практических целей более широкого круга потребителей. Отказавшись  от "принципа Рейса", Белл возвращается к основам науки об электричестве - трудам датского физика Ханса Эрстеда (1771-1851) и английского профессора Майкла Фарадея (1791-1867) Правда, будучи уже знаменитым и богатым, сильно преувеличивая, Белл как-то 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...

При оформлении патента на телефон Беллу сопутствовала "звезда удачи": его изобретение  было зарегистрировано всего лишь на два часа раньше другого телефона, созданного на том же принципе Греем (который в 1898 г. изобрел систему  звуковой подводной сигнализации, предупреждающей  корабли о приближении другого  судна так называемого "Колокол  Грея"). Не повезло и итальянцу  А. Меуччи, будто бы изобретшему телефон еще в 1849 г., и французу Ш. Бурселю, представлявшему в 1854 г. описание аналогичного изобретения в свою Академию, где оно... затерялось в пыли.

В том же 1876 г. телефон Белла был продемонстрирован  посетителям Всемирной выставки в Филадельфии, а в 1881 г. на международной  выставке в Париже к его аппарату выстраивались огромные очереди.

Получение патента  на телефон было уделом не только изобретателя. История сохранила и такой  факт. 14 октября 1876 г. генеральный почтмейстер  Германии и основатель Всемирного почтового  союза (ВПС) Генрих Стефан проверял в  своем кабинете действие телефона Белла. На следующий день у него возникла идея подключить его к телеграфной  сети, соединявшей почтовые отделения  Берлина и Потсдама. Для реализации своей идеи он обратился за дополнительными  разъяснением и консультацией к  своему другу фабриканту Сименсу, который  тут же запросил бюро патентов Германии. В ответе говорилось, что: "...господин Белл заявки на патент под названием "телефон" в Германии не делал...". Час спустя такую заявку подал  Сименс... Вскоре фабрики Сименса  стали поставлять на рынок десятки  тысяч запатентованных им телефонных аппаратов.

Первая телефонная линия в Европе соединила 5 ноября 1877 г. берлинский почтамт с телеграфом (длина линии была около 2 км). 12 января 1881 г. в Берлине вышел первый телефонный справочник, на двух страницах которого были приведены имена 48 абонентов.

Первая в мире телефонная линия в 1877 г. связала  квартиру и канцелярию американского  бизнесмена Уильдиса в Бостоне, а первая телефонная станция была установлена в 1879 г. в г. Hью-Хевене. В России в 1882г. телефонные станции были построены в городах: Москва, Петербург, Одесса, Рига.

Одним из наиболее важных изобретений для дальнейшего  усовершенствования телефонов было создание в 1878 г. английским физиком-изобретателем  и профессором музыки Дейвидом Юзом (1831-1900) угольного микрофона, в котором, в свою очередь, использовал идеи американского изобретателя Томаса Эдисона (1847-1931) и российского ученого М. Михальского.

Hомеронабиратель был разработан в 1889 г. американцем Строуджером, а первый телефон-автомат был продемонстрирован на следующий год на Всемирной выставке в Париже.

Телефон очень  быстро распространялся по всему  миру.

Как и большинство  телеграфных линий того времени, первые телефонные линии были воздушными. Попытки применения подземных кабелей  были вызваны стремлением заменить голые воздушные провода, т.к. улицы  и крыши домов в густонаселенных  городах представляли собой уродливое  зрелище из-за скопища телефонных и телеграфных проводов. Столбовые  линии, несущие провода, были очень  чувствительны к атмосферным  воздействиям, вызывающим их повреждения. Сооружение линий сильного тока для  электроосвещения улиц, а затем для  городского трамвая также явилось  серьезной помехой (вследствие индуктивного влияния).

Первые телефонные семижильные кабели (скрюченные сердечники) – длиной 1000-1200м, также включенные по однопроводной системе, были проложены  на Бруклинском мосту в Нью-Йорке  в 1880г.  

В конце 1882г. в  Бостоне два сердечника длиной 360 и 450м были проложены от здания станции  по направлению к абонентам в  трехдюймовых стальных трубах, покрытых бетоном.

Первый подземный  кабель в России был проложен в 1885г. при строительстве Нижегородской  городской телефонной сети. Кабель из 10 жил имел длину 1км.

Первый морской  телефонный кабель соединил в 1891г. Англию и Францию.

Тем не менее, долгое время качество связи оставляло  желать лучшего. В 20 годы желающие поболтать  по телефону вынуждены были орать  так, если бы находились на открытом пространстве на расстоянии десятков метров друг от друга. Ну а на такие пустяки, как  неразборчивость слов, никто просто, не обращал внимание. На первых порах  телефоны были неуклюжи, громоздки и напоминали 8-ми килограммовую 'кофемолку'. На корпусе отдельно размещались микрофон и телефон. А ручку приходилось вращать за сеанс дважды: сперва, чтобы вызвать 'барышню', а после отбоя, чтобы оповестить об окончании разговора. Корпуса телефонов изготавливались из ценных пород дерева и украшались инкрустацией. Со временем дерево сменилось металлом, индивидуальная отделка фабричной штамповкой. Затем вошла в быт пластмасса и появились новомодные телефоны, без четкого угла, всех цветов радуги. Диск уступил место кнопкам, а начинку аппарата стали составлять микросхемы.

В 1956 г. на свет появился аппарат в виде трубки, где в  единое целое собрали телефон, микрофон и номеронабиратель. Хотя новинка  тогда имела немалый вес, но пользовалась ажиотажным спросом и долго была в моде. Второе рождение телефон  пережил в 80 годы, с внедрением беспроводной системы связи. В результате длительных метаморфоз мобильный аппарат обзавёлся  клавиатурой, графическим дисплеем, где есть часы, календарь и другие удобные вещи. Карманные 'карлики' стали  практически невесомыми.

С началом коммерческой эксплуатации спутниковой связи  в 1998 г., появились сотовые телефоны, которые при выходе из зоны охвата сотовой компании продолжали работать. Их возможности практически не ограничены, даже если абоненты находятся в самых  отдалённых уголках земного шара, а качество передачи звука приближается к идеальному.

Радиотелефоны тоже стараются не отставать от времени. Благодаря мощным антеннам, дальнобойные модели последнего поколения способны обеспечивать нормальную связь на расстоянии до 10 километров от базы.

IP-телефония  – технология, направленная на  то, чтобы передавать голос оцифрованный  и сжатый с помощью цифровых  методов через сети, построенные  на IP-технологии. Например, через Интернет. Позволяет значительно удешевить  разговоры на большие расстояния. В числе недостатков — проблема  задержки сигнала, связанная с  особенностями IP-технологии. Начиная  с 2005 года, использование специализированных  программ (например Skype) сделало IP-телефонию практически бесплатной. 

Радио

Радио (лат. radio — излучаю, испускаю лучи ← radius — луч) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.

Передача происходит следующим образом: на передающей стороне  формируется сигнал с требуемыми характеристиками (частота и амплитуда  сигнала). Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное  колебание (несущее). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят  модулированный сигнал в антенне, после  чего он демодулируется (детектируется) и фильтруется ФНЧ (избавляясь тем самым от высокочастотной составляющей — несущей). Таким образом, происходит извлечение полезного сигнала. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком (искажения вследствие помех и наводок).

Виды  радиосвязи:

Широковещательные передачи

Содержимое, передаваемое потоком с широковещательной  передачей, больше всего подходит для  сценариев, напоминающих просмотр телевизионной  программы, при этом управление и  потоковая передача содержимого  выполняется из пункта источника  или сервера. Этот тип пункта публикации наиболее часто используется для  передачи прямых потоковых данных от кодировщиков, удалённых серверов или  других широковещательных пунктов  публикации. Если клиент подключается к широковещательному пункту публикации, то он получает широковещательные данные, трансляция которых уже началась. Например, если в 10:00 начинается трансляция совещания в компании, то клиенты, подключившиеся в 10:18, пропустят только первые 18 минут совещания. Клиенты могут запускать и останавливать поток, однако они не могут приостановить его, перемотать вперёд, назад или пропустить.

Кроме того, на широковещательном  пункте публикации можно выполнять  потоковую передачу файлов и списков  воспроизведения файлов. Если источником файлов служит широковещательный пункт  публикации, то сервер передаёт файл или  список воспроизведения как широковещательный  поток. При этом в проигрывателе  нельзя управлять воспроизведением, как в случае с потоком по запросу. Пользователи получают широковещательные  данные прямого закодированного  потока. Клиенты начинают воспроизводить уже передаваемый поток.

Обычно широковещательный  пункт публикации начинает потоковую  передачу сразу после запуска  и продолжает её до тех пор, пока он не будет остановлен или пока не закончится содержимое.

Содержимое с  широковещательного пункта публикации можно предоставлять как одноадресный или многоадресный поток. Поток  с широковещательного пункта публикации можно сохранить как файл архива, а затем предложить его конечным пользователям в качестве повтора  исходных широковещательных данных по запросу.

Гражданская радиосвязь

Решениями ГКРЧ России (Государственной комиссии по радиочастотам) для гражданской  связи физическими и юридическими лицами на территории Российской Федерации  выделены 3 группы частот:

• 27 МГц (Си-Би, «Citizens’ Band», гражданский диапазон), с разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт. Автомобильные рации диапазона 27 МГц широко используются для организации радиосвязи в службах такси, для связи водителей-дальнобойщиков;
• 433 МГц (LPD, «Low Power Device»), выделено 69 каналов для раций с выходной мощностью передатчика не более 0,01 Вт;
• 446 МГц (PMR, «Personal Mobile Radio»), выделено 8 каналов для раций с выходной мощностью передатчика не более 0,5 Вт.

Радио используется в компьютерных сетях AMPRNet, в которых соединение обеспечивается любительскими радиостанциями.

Радиолюбительская связь

Радиолюбительская связь — многогранное техническое  хобби, выражающееся в проведении радиосвязей  в отведённых для этой цели диапазонах радиочастот. Данное хобби может  иметь направленность в сторону  той или иной составляющей, например:

• конструирование и постройка любительской приёмно-передающей аппаратуры и антенн;
• участие в различных соревнованиях по радиосвязи (радиоспорт);
• коллекционирование карточек-квитанций, высылаемых в подтверждение проведённых радиосвязей и/или дипломов, выдаваемых за проведение тех или иных связей;
• поиск и проведение радиосвязей с радиолюбительскими станциями, работающими из отдалённых мест или из мест, с которых крайне редко работают любительские радиостанции (DXing);