Вопрос 3. Основные вехи развития электросвязи

Одна из первых попыток создать средство связи с использованием элек­тричества относится ко второй половине XVIII века, когда Лесаж в 1774 г. построил в Женеве электростатический телеграф. В 1798 г. испанский изобретатель Франциско де Сальва создал собственную конструкцию электростатического телеграфа. Позднее, в 1809 г. немецкий ученый Саму­ил Томас Земмеринг построил и испытал электрохимический телеграф. В 1816 г. английский изобретатель Фрэнсис Рональде выдвинул идею син­хронного телеграфа. Эта идея сегодня общепринята и применяется во мно­гих системах передачи сигналов. Им же были выдвинуты и апробирован ряд важных идей создания кабельных линий связи.

Честь создания первого в мире электромагнитного телеграфа принадлежит российскому ученому Павлу Львовичу Шиллингу, который провел публичную демонстрацию работы своего аппарата 21 октября 1832 года. Этот момент истории целесообразно считать началом развития электросвязи.

В России работы П. Л. Шиллинга продолжил Б. С. Якоби, построивший в 89 году пишущий телеграфный аппарат, а позднее, в 1850 году, — буквопечатающий телеграфный аппарат.

Значительную роль в создании и развитии, как телеграфной техники, так строительства линий телеграфной связи в Европе и Азии сыграл в 19 веке немецкий ученый и изобретатель Вернер Сименс.

В середине 30-х годов XIX века в России П. JI. Шиллингом были выполнены обширные эксперименты по созданию надежных кабельных линий связи. Эти работы после его смерти были продолжены академиком Российской академии наук Якоби.

Огромное значение для развития электросвязи в мире имело созда­ние под руководством американского бизнесмена Сайруса Филда первой трансатлантической телеграфной линии, соединившей в 1866 г. Северную Америку с Европой.

Важным направлением развития техники электросвязи явились со­здание учеными и инженерами в XIX веке методов уплотнения линий связи, значительно увеличивших эффективность их использования и со­кративших стоимость передачи по ним сообщений.

Первый такой метод — метод дуплексной передачи сообщений по од­ной линии связи, был предложен в 1853 г. чешским электриком Франтише­ком Петржиной и австрийским механиком Юлиусом Гинтлем. Этот метод был усовершенствован Сименсом в 1854 г., который применил на кон­цах линии связи дифференциальный мост Уитстона. В 1858 г. российский изобретатель Зелиг Слонимский предложил систему квадруплексного те­леграфирования, обеспечивающую возможность одновременной передачи двух пар телеграмм друг другу навстречу по одному и тому же проводу.

В XIX веке были предложены два метода уплотнения каналов свя­зи — частотное и временное. Эти методы широко применяются во всех современных системах связи.

В 1860 г. французским изобретателем Эдмондом Лабордом была впервые предложена идея частотного уплотнения телеграфной линии связи, когда по одной линии связи на нескольких несущих частотах одновре­менно передаются несколько разных сообщений. Тогда же была сделана первая попытка ее реализации. Над созданием такой системы уплотнения работали российский изобретатель Григорий Иванович Морозов, амери­канские изобретатели Элайша Грей и Александр Белл.

Идея временного уплотнения телеграфной линии связи, когда по од­ной линии связи разные сообщения передаются поочередно в своем вре­менном интервале, была выдвинута изобретателем Фарменом в 1853 г. Реализовать эту идею удалось Эмилю Бодо, получившему в 1874 г. патент на первый практически пригодный двухкратный аппарат временного те­леграфирования. Бодо создал также принятый впоследствии повсеместно равномерный пятизначный телеграфный код (код Бодо).

Телефонная связь является одним из важнейших видов электросвязи. Услугами этого вида связи сегодня пользуются более половины населе­ния Земли. Идеи создания систем связи, по которым можно было бы передавать звуковые сигналы (голос, музыку) выдвигались многими изоб­ретателями — французом Шарлем Бурселем, немцем Иоганном Рейсом, американцами Элайша Греем и Антонио Меуччи. Однако начало развития в мире этого вид связи неразрывно связано с именем канадца Александра Белла, который 17 марта 1876 г. получил патент на устройство телефон­ной связи.

Развитие телефонной связи во всем мире происходило очень быстро. В совершенствовании телефонной связи принимали участие очень многие ученые и изобретатели: Дэвид Эдвард Юз, изобретший уголь­ный микрофон, Эдисон, применивший для усиления электрических сиг­налов и увеличения дальности действия телефонной связи включение в микрофонную цепь индукционной катушки, повышающей напряжение, российский изобретатель Павел Михайлович Голубицкий, сконструиро­вавший многополюсный микрофон, способный обеспечить телефонную связь на дальние расстояния и др.

Быстрое развитие в городах обширных сетей телефонной связи потребовало создание коммутационных станций, через которые можно было бы соединить любых двух абонентов сети. Первый ручной коммутатор, обеспечивающий соединение оператором любых двух абонентов через центральную станцию, сконструировал в 1877 г. венгерский инженер Тидавар Пушкаш.

Первая автоматическая декадно-шаговая телефонная станция, получившая весьма широкое распространение в XX веке, была создана в 1889 г. американским изобретателем Алмоном Брауном Строужером. В 1892 г. в городе Ла-Порте (штат Индиана, США) компанией, созданной Стро­ужером, была запущена в эксплуатацию первая в мире автоматическая коммутационная станция.

Первый факсимильный аппарат сконструировал и запатентовал в 1843 г. шотландский физик и изобретатель Александр Бэн. Прошло немало времени, пока системы факсимильной связи стали широко применяться на практике.

Первую практическую систему — «Пантелеграф», которая применялась для передачи факсимильных сообщений, изобрел в 1860 г. итальянский профессор физики Джованни Казелли.

Устройства памяти, позволяющие запоминать изображения и звуки, играют большую роль в телерадиовещании и в других областях электросвязи.

Возможность записи на специальную бумагу изображений появилась тогда, когда были открыты светочувствительные материалы, изменяющие свой цвет под действием падающего на них света. Эта техника — фо­тография, сегодня поучила массовое распространение и является, с од­ной стороны, одним из видов изобразительного искусства, а с другой — одним из инструментов познания окружающего нас мира.

Кино стало видом искусства, имеющим, по сравнению с театром, ту особенность, что оно может быть просмотрено через много лет после того, как оно было отснято. Техника кино также находит применение 15 научных исследованиях.

Первый проект технического средства для записи и воспроизведения звука был предложен французским ученым Шарлем Кро, который описал и представил его в Академию наук в 1877 г.

Честь создания в конце 1877 г. первого устройства звукозаписи и звуковоспроизведения принадлежит американскому изобретателю Эдисону, давшего ему название фонограф. Создание фонографа явилось для современников сенсацией, и он применялся для записи и воспроизведения звука длительное время — вплоть до 1929 г.

Прокладка проводных линий связи требовала огромных затрат. На­чиная с 30-х годов XIX века и до начала XX века, многие изобретатели в разных странах мира пытались создать системы передачи электриче­ских сигналов, которые не требовали бы прокладки проводов.

В 1891 г. Эдисон запатентовал беспроволочный телеграф, действовавший на принципе электромагнитной индукции. Он был предназначен для связи между берегом и кораблем, а также для связи движущегося поезда со станциями. В следующем году Главный инженер Британского почтового ведомства Вильям Присс, используя индукционную связь, передал сигналы через Бристольский канал на расстояние свыше 5 км.

После того, как Герц экспериментально доказал справедливость теории Максвелла и существования радиоволн, ряд физиков выполнили исследования, которые вплотную подвели к изобретению радиосвязи.

Исключительно важные для развития радиотелеграфной связи эксперименты выполнил в 1894 г. британский физик Оливер Джозеф Лодж. Используя усовершенствованный прибор Бранли, названный им «когера - юр», он создал установку, с помощью которой можно было обнаружить влияние возникшей в передатчике искры на расстоянии около 40 м.

К пионерам создания систем беспроводной связи, которые внесли огромный вклад в ее развитие, следует отнести четверых выдающихся ученых изобретателей: серба Никола Теслу, русского Александра Степановича 11опова, итальянца Гульельмо Маркони и немца Карла Фердинанда Брауна.

А. С. Попов, узнав об опытах Лоджа, тут же приступил к самостоятельным экспериментальным исследованиям, и в начале 1895 г. создал «прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний» — первый радиоприемник. Попов внес важное усовершенствование в установку Лоджа, создав в ней дополнительную электрическую цепь, автоматически осуществлявшую операцию декогерирования. Работу своего устройства он продемонстрировал 7 мая этого же года на заседании Русского физико-технического общества и вскоре опубликовал полученные результаты.

Попов внес определенный вклад в создание отечественной радио­промышленности, В 1900 г. при его активном участии было создано первое в России радиотехническое предприятие «Кронштадтские радио­мастерские».

До начала широкого применения ламповой техники (1912 г.) в технике радиосвязи был сделан ряд важных изобретений, которые стали основой ее дальнейшего развития. Эти изобретения были направлены на совершенствование приемных устройств путем повышения их чув­ствительности и избирательности. В области передающей техники усилия были направлены на повышение мощности передатчиков и уменьшения полосы частот передаваемых сигналов. Последнее привело к постепенно­му переходу от искровых передатчиков к передатчикам, использующим непрерывное излучение. В этот же период были установлены некоторые закономерности распространения радиоволн на дальние расстояния и вы­двинуты новые представления о физических закономерностях распростра­нения радиоволн в ионизированной среде. Кроме того, были изобретены первые направленные антенны и начато создание теории, объясняющей работу антенных устройств.

Важным достижением этого периода явились успешные попытки пе­редачи по радио человеческой речи. Это привело позже к созданию систем радиотелефонирования и звукового вещания.