Общественно-политическая газета
Сейчас в Баку 01:32

главная | политика | экономика | точка зрения | общество | за рубежом | культура | спорт
медицина | образование | история | простые вещи | телегазета | интервью | турклуб | за горизонтом | люди | очерк | природа

Телеграф

От античных времен до наших дней

25.08.2012   простые вещи  

О.БУЛАНОВА
  Телеграф  

Люди всегда нуждались в связи на расстоянии. Древнейшей системой связи, которая возникла еще на заре цивилизации, является телеграф. Да-да, не удивляйтесь, телеграф изобрели вовсе не в XIX в., как принято думать. В XIX в. изобрели телеграф электрический, но акустический и оптический (визуальный) телеграф существовали давным-давно. Акустический - это самые разнообразные способы звукоизвлечения, которые доставляли информацию. Оптический - это костры (или факелы) и семафоры. Костры, мерцавшие на вершинах холмов во мраке доисторических времен, предупреждали людей о приближении противника или о стаях диких зверей. Древнегреческий поэт Эсхил (525-456 гг. до н.э.) в своей трагедии "Агамемнон" описывает, как при помощи костров через ряд промежуточных пунктов было передано известие из Малой Азии в Микенский замок о взятии греками легендарной Трои. На Руси в древности для сигнализации также применялись костры, при помощи которых сообщали, например, о нашествии неприятеля. Одна из версий назначения Девичьей башни в Баку является версия сигнального сооружения: на башне зажигался огонь, который был виден издалека.

Однако уже знаменитый древнегреческий полководец, ученый и историк Полибий (201-120 гг. до н.э.) в своей "Всеобщей истории" писал: "Способ употребления сигнальных огней был до сих пор несовершенен. В прежние времена для этой цели применялись определенные, заранее условленные знаки, но так как события не могут быть предугаданы, то и большинство сведений не поддавалось передаче". Полибий предложил другие варианты. Первый из них, описанный Энеем Тактиком, жившим лет за двести до Полибия, состоял в передаче сведений с помощью часов. До нас дошли некоторые отрывки из его книги, например, глава, посвященная способам шифровки сообщений, но описание самого метода сигнализации уцелело только в пересказе Полибия: "Эней, автор сочинения "О военном искусстве", усовершенствовал простой способ связи, хотя его изобретение далеко не достигает цели. По его мнению, лица, желающие сообщать друг другу нужные сведения, должны запастись двумя совершенно одинаковыми глиняными сосудами глубиной в 3 локтя (1,3 метра) и шириной в один локоть (0,44 м). Потом нужно приготовить поплавки и в них укрепить палки, разделенные черточками на равные части шириной в три пальца каждая. В каждом из этих отделений пишутся наиболее частые военные события, например, в первом: "конница вторглась в страну", во втором: "тяжелая пехота", в третьем: "легковооруженные" и так далее, пока все места на палке не будут заняты. Когда это сделано, нужно просверлить в обоих сосудах одинаковые отверстия для слива воды".

Этот способ посылки сообщений существовал довольно долго, есть даже позднее римское упоминание о применении карфагенянами во время войны с Сиракузами в начале IV в. до н.э. похожих приспособлений для связи. Правда, Полибий считал его малопригодным: "Хотя этот способ и лучше предыдущего, но и он далеко не верен. Очевидно, нет возможности ни предусмотреть заранее все, что случится, ни нанести предусмотренное на палку".

В своей книге "Античная техника" немецкий историк Г.Дильс, анализируя описание "телеграфа Энея", обращает внимание на то, что количество отделений на палке будет равно двадцати четырем и совпадает с числом букв греческого алфавита. Это дает возможность предположить, что первоначально прибор предназначался, вероятно, для передачи текста по буквам, и только позднее появилась его упрощенная модификация, описанная Энеем. Дильс считает, что каждый раз, подливая воду, можно "с удобством передать 20 букв в течение часа".

Да, наверное, это можно было делать, но вряд ли это было делать удобно. Если судить по размерам сосуда, он вмещает не менее 300 л. воды, а на передачу каждой буквы уходило бы не менее 150 л. Согласитесь, способ "телеграфной связи" довольно трудоемкий. При этом справедливости ради надо признать, что принцип, заложенный в этом "телеграфе", чрезвычайно остроумен: сигналы различаются по моменту их подачи, но при этом передача и прием производятся синхронно. Кстати, именно этот принцип имеют в основе все буквопечатающие телеграфные аппараты типа аппаратов Бодо, телетайпов и т.п. Самую первую из электрических телеграфных систем этого типа в 1850 г. изобрел Б.Якоби, в ней использовалось синхронное вращение дисков.

Полибий же на описании "телеграфа Энея" не остановился. Его все-таки очень интересовал способ факельной связи. Он писал: "Последний способ, изобретенный Клеоксеном и Демоклитом и усовершенствованный нами, отличается наибольшей определенностью и может доставлять точные сведения о всех нуждах. ... Нужно взять все буквы азбуки и разделить их на пять частей по пяти букв в каждой и нанести каждую из групп букв на особую доску. Подающие весть поднимают новые факелы с левой стороны, с целью указать, на какую доску нужно смотреть, именно: если поднят один факел - на первую, если два - на вторую и так далее. Каждая сторона должна иметь зрительный прибор с двумя отверстиями, чтобы получающий известие мог видеть через одно отверстие правую сторону, через другое - левую".

Способ, в принципе, настолько прост и эффективен, что невозможно удержаться от дальнейшего цитирования Полибия: "Когда одна сторона желает, например, уведомить другую, что "часть солдат, человек сто, перешла на сторону неприятеля", прежде всего нужно выбрать такое выражение, в котором та же мысль передавалась бы возможно меньшим числом букв. Так что ... лучше передать: "Критян дезертировала сотня".

Ученые считают, что здесь мы имеем первый в истории пример применения позиционного кодирования. Два независимых канала связи с пятью оговоренными заранее сигналами в каждом позволяют четко и быстро передавать двадцать пять знаков. Между прочим, первый электрический телеграф Павла Шиллинга (1832 г.), требовал столько проводов, сколько было передаваемых букв, и в этом смысле уступал древнейшей схеме Клеоксена и Демоклита. Переворот произвел Морзе: ввел всего три рода сигналов - точку, тире и перерыв между буквами - и сумел создать довольно компактные коды и обойтись при этом всего одним каналом. Но это не значит, что принцип, положенный в основу древнего "телеграфа", благополучно забыт. Отнюдь! Его мы встречаем на каждом шагу. Это и обозначение географических квадратов на карте, и кодировка квадратиков на шахматной доске, и система координат, позволяющая графически изобразить математическую функцию, физический процесс или график динамики чего-либо. Более того, в относительно новые времена этот принцип нашел абсолютно неожиданное применение. Например, заключенные в тюрьмах революционеры - начиная с декабристов, общались перестукиваясь, и в этом перестукивании использовали способ Клеоксена и Демоклита. Все элементарно просто: на стене камеры записывались русские буквы, разбитые на шесть столбцов по шесть букв в каждом. Узник выстукивал сперва номер столбика, затем номер буквы в нем. Получались слова. И очень может быть, что этот способ был применен под прямым влиянием книги Полибия, которая была достаточно популярна среди людей, имевших классическое образование. А декабристы имели именно такое. А дети той поры (совсем как наши) жаловались: "Задолбали со своим древнегреческим!"

Кстати, Полибий внес много нового в визуальные системы связи своих предшественников. Сам, вероятно, применявший на практике описанный способ Клеоксена и Демоклита, Полибий столкнулся с необходимостью искоренять многословие. Ведь чем больше букв, тем больше работы и тем больше времени на передачу информации. А от скорости иногда зависела жизнь. Так что можно сказать, что он первым стал применять "телеграфный язык", ныне хорошо известный всем, посылающим телеграммы.

Кстати, а с какой скоростью можно было вести передачи методом, описанным Полибием? Не очень высокая в общей сложности получилась скорость. Подсчитано, что передача одной буквы занимала примерно минуту. Расстояние, на котором можно различить количество огней, составляет 2-3 км. Если передать эту информацию на ближайший пункт "приема", то на сообщение из трех слов о критянах-дизертирах потребовалось бы минут двадцать. Так за это время можно было и записку доставить. Но система, скорее всего, применялась в условиях, где записку, может, и можно было написать, а вот доставить - вряд ли. Например, при сообщениях из осажденных крепостей или через какую-нибудь реку. Правда, при соответствующей тренировке скорость передачи сигналов этим способом можно было довести до 5-10 букв в минуту. Кстати, Полибий специально указывает на необходимость предварительных упражнений.

Тут, правда, возникает вопрос: так ведь противник тоже не дурак, он тоже грамотный и читать умеет. Видимо, имел место какой-то принцип шифра, заранее оговоренного. Например, можно было менять порядок букв на досках.

Со временем оптический телеграф совершенствовался. В XVII в. англичане начали эксперименты с семафорами различных конструкций. Принцип, который в них использовался, был похож на принцип костров, только вместо огней была мачта с двумя подвижными планками: сигналом является определенное взаимное расположение планок. Наблюдатель, находящийся на далеком холме, получал сигнал и передавал его наблюдателю на следующий пост. Тогда же и стали употреблять слово "телеграф". Точнее, это был семафорный телеграф. Первый такой телеграф заработал в 1794 г. на линии Париж - Лилль (225 км). Построили его братья К. и Н. Шапп. Линия телеграфа Шаппа представляла собой цепочку башен, расположенных на расстоянии прямой видимости друг от друга - пятнадцать миль.

Правда, в том же 1794 г. независимо от Шаппа аналогичное устройство создал замечательный русский механик И.Кулибин. Его оптический телеграф представлял собой три свободно закрепленные на оси деревянные планки, которые с помощью шнуров и блоков можно было устанавливать в различные положения относительно друг друга. К сожалению, семафорный телеграф Кулибина постигла судьба непризнанности и забвения, которую разделили многие его выдающиеся изобретения, такие, как самобеглая коляска, одноарочный мост, лифт и др.

В 1795 г. испанский инженер Ф.Сальва построил первую линию электрического телеграфа, в основу которой был положен способ передачи сообщений, разработанный шотландским ученым Чарльзом Морисоном в 1753 г. Линия работала между Мадридом и Аранхуэсом (50 км). Электрические заряды передавались по проводам, количество которых равнялось числу букв в алфавите. А на станции приема бумажка с написанной на ней буквой притягивалась к тому шарику, на который поступал электрический заряд с передающей станции.

В Америке первую коммерческую семафорную систему построил Джонатан Гроут в 1800 г. для передачи с острова Мартас-Виньярд известий бостонским купцам о прибытии кораблей. До сих пор на мысе Код высится множество телеграфных холмов - остатки той семафорной системы. В тот период молодой стране нужна была связь вдоль всего Атлантического побережья, и правительство предложило награду в $30 тыс. за телеграфную систему, которая работала бы на расстояние в 1000 миль. Тут, кстати, произошла историческое недоразумение: вместо слова "семафор" в предложении правительства было употреблено слово "телеграф". Правительство безрезультатно ждало много лет и только на исходе 30-х гг. ХХ века узнало, к своему удивлению, что на его уже полузабытое предложение откликнулся человек, который придавал слову "телеграф" совершенно новое значение. Звали этого человека Сэмюэл Финли Бриз Морзе.

Но это мы слегка забежали вперед. А пока в 1802 г. тот же Сальва создал электрохимический телеграф, в основу которого был положен принцип разложения воды под действием электрического тока. В системе количество сосудов с подкисленной водой, равнялось количеству букв в алфавите. К каждому сосуду вела пара проводов, и при передаче сообщения над проводами-электродами, опущенными в сосуд, поднимались пузырьки газа, показывая, какая буква передается.

Громоздкая система получилась, но остроумная. Ее в 1809 г. усовершенствовал немецкий ученый С.Зёммеринг, сведя все электроды в один сосуд и ограничив их число восемью парами. Каждая буква алфавита передавалась комбинацией сигналов, поступающих на две различные пары электродов.

В 1816 г. английский физик Ф.Роналдс создал телеграф, в котором использовались часовые механизмы. По сигналу с передающей станции часы одновременно запускались, а связанные с ними диски попеременно открывали в прорезях буквы. Поступающие сигналы указывали, какую букву надо записать, чтобы составить из этих букв сообщение.

В России первый семафорный телеграф был построен в 1824 г. между Петербургом и Шлиссельбургом (60 км). Затем, в 1835 г., оптический телеграф связал Петербург с Кронштадтом (30 км), в 1835 г. с Царским Селом (25 км) и Гатчиной (52 км). В 1839 г. по системе Шато, представляющей собой усовершенствованный вариант системы Шаппа, была построена самая длинная в мире линия связи между Петербургом и Варшавой (1200 км). Это расстояние сигнал пробегал за 15 мин, проходя 149 промежуточных станций- башен высотою до 20 м. Оптический телеграф в России просуществовал до 1854 г., хотя был уже изобретен электрический.

Вообще же с 1753 по 1839 гг. было предложено 47 различных систем оптического телеграфа. Все они имели много существенных недостатков, но необходимость в сравнительно быстром средстве связи привела к их широкому распространению в первой трети XIX в.

Самым лучшим, бесспорно, стал телеграф вышеупомянутого русского ученого и изобретателя, российского посла в Австрии барона Павла Львовича Шиллинга. Самую сложную в его время проблему - воспроизведение электросигналов на станции приема - Шиллинг решил с помощью электромагнитов, катушек из изолированной проволоки или, как их называл автор, мультипликаторов. Шиллинг активно использовал электромагниты, которые впоследствии стали важнейшим элементом и в телеграфах Морзе и Бодо, они широко используются и в современных системах электросвязи и телеуправления, но до этого еще должны были пройти годы. А пока 21 октября 1832 г. Шиллинг провел первую публичную демонстрацию своего телеграфа, хотя изобрел электромагнитный телеграф еще в 1825 г., но сама идея мгновенного сообщения между людьми в дальних концах страны показалась царю настолько крамольной, что он запретил даже упоминать об этом изобретении в печати.

Для передачи какой-либо буквы в Шиллинговском аппарате нужно было нажимать на белые или черные клавиши передатчика согласно специальному коду. Электроимпульсы в приемнике поступали на мультипликаторы и создавали магнитное поле. Расположенные над мультипликаторами магнитные стрелки отклонялись в ту или другую сторону и заставляли поворачиваться висящие на тех же нитях бумажные диски, одна сторона которых была черной, а другая белой. Каждой букве или цифре соответствовала определенная комбинация бумажных дисков.

Создал Шиллинг в 1828-1830 гг. и одномультипликаторный телеграф, разработав неравномерный код, где для передачи каждой буквы требовалось от одного до пяти сигналов. По такому же принципу построена и азбука Морзе. Потом Шиллинг создал шестистрелочный телеграф, считая его более простым для приема сообщений. В 1836 г. была построена экспериментальная линия, в которой провода под землей и водой вокруг здания Главного адмиралтейства в Петербурге. Линия длиною около 10 км работала исправно в течение нескольких месяцев, но дальнейшему совершенствованию системы помешала смерть изобретателя.

Его дело продолжил другой выдающийся русский ученый, Б.С.Якоби. В 1841 г. он проложил линию между Зимним дворцом и Главным штабом, а в 1842-м она дошла до Главного управления путей сообщения и публичных зданий.

Приемный аппарат Якоби работал просто: электросигналы поступали на электромагнит, который притягивал к себе вертикальный стержень с карандашом. Часовой механизм передвигал экран в горизонтальном направлении перпендикулярно карандашу, и тот рисовал на экране волнистую линию, которую потом надо было, правда, расшифровывать.

В 1843 г. Якоби протянул телеграфную линию между Петербургом и Царским Селом, впервые в мировой практике использовав в качестве второго провода землю. В общей сложности Якоби принадлежат десять различных конструкций телеграфных устройств. В 1845 г. он построил стрелочный аппарат, где буквы и цифры были написаны на круглом циферблате. Для передачи буквы надо было рукояткой повернуть стрелку так, чтобы она указывала на данную букву (или цифру). В приемном устройстве тогда синхронно поворачивалась другая стрелка, которая указывала на ту же букву. В 1850 г. Якоби изобрел буквопечатающий телеграфный аппарат. Принцип его работы был очень оригинальным. В принципе, он был похож на предыдущий, но в конце электромагниты прижимали к типовому колесу бумажную ленту, и на ней отпечатывалась буква.

А вот дальше пришел черед знаменитого Морзе (1791-1872). Свой телеграф этот американец, работающий художником-портретистом и поначалу разбирающийся в электричестве на уровне домохозяйки, продемонстрировал в сентябре 1837 г. в Нью-Йоркском университете. Сигнал был послан по проволоке длиной 1700 футов. Дальнейшая жизнь Морзе и его изобретения полна таких приключений, что впору писать роман. Изобретение с таким трудом пробивало себе дорогу из-за отсутствия средств у бедного художника, что хоть плачь. Но все-таки пробилось, несмотря на уныние Морзе из-за того, что Шиллинг уже давно все изобрел. В итоге благодаря простоте устройства и эксплуатации телеграф Морзе безраздельно господствовал на телеграфных линиях мира в течение многих лет. В нем для передачи сообщения использовался ключ, при помощи которого по линии посылались короткие и длинные импульсы тока. В принимающем аппарате эти импульсы поступали в электромагнит, который на соответствующее время притягивал к себе рычаг пишущего устройства, и на бумажной ленте появлялась комбинация точек и тире. В 1844 г. первая линия телеграфа Морзе связала между собой Вашингтон и Балтимор (63 км).

Но телеграфный аппарат Морзе имел и недостатки: низкую пропускную способность и необходимость знать телеграфный код - знаменитую азбуку Морзе. Поэтому впоследствии он уступил место более совершенным буквопечатающим аппаратам. А азбуку применяют и по сей день, потому что ничего лучшего человечество пока не выдумало.

Но несмотря на это, он имел очень широкое применение, был в Америке даже такой лозунг: "К 1850 году - телеграф в каждое селение". Однако первые линии в плохую погоду постоянно выходили из строя. Однажды было обнаружено 170 обрывов на протяжении 30 миль. Медная проволока после испытания была отвергнута и заменена железной, а потом ее вытеснил плетеный кабель. Монтеры, следившие за линией, не знали покоя. Им противостояли не только силы природы, но и разгневанные фермеры, норовившие оборвать линию, потому что их раздражал гул в проводах. Только в 1856 г., когда Хирам Сибли организовал компанию "Вестерн Юнион", удалось навести порядок. Возникали все новые и новые линии, и Морзе каждый раз платили по патенту. Старость изобретатель провел в богатстве и славе.

В 1855 г. американец Д.Юз сконструировал буквопечатающий телеграфный аппарат, получивший широкое распространение. В нем буквы передавались путем нажатия на соответствующие клавиши. В пункте приема текст телеграммы отпечатывался на бумажной ленте посредством типового колеса. Опытный телеграфист на аппарате Юза мог передать до 40 слов в минуту. В 1856 г. аппараты Юза заработали в США, а с 1862 г. - в Европе. В 1865 г. Юз устанавливал свои аппараты на линии Петербург-Москва.

Первая попытка проложить телеграфный кабель через Атлантический океан была сделана в 1857 г., но она окончилась неудачей: кабель оборвался через 600 км пути. Позже было предпринято еще несколько неудачных попыток, но только в 1866 г. Старый и Новый свет получили надежную трансокеанскую телеграфную связь.

Быстрый рост телеграфного обмена и увеличение производительности телеграфных аппаратов натолкнулись на неожиданную преграду: ограничение возможности телеграфистов, способных достичь скорости передачи 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.

Эта задача была решена английским изобретателем Ч.Уитстоном. В 1858 г. он создал перфоратор для пробивания дырок в бумажной ленте, соответствующим точкам и тире азбуки Морзе. В 1871 г. Стирис изобрел дифференциальное дуплексное телеграфирование, при котором два сообщавшихся пункта одновременно вели передачу и прием сообщений. Проблемой последовательного мультиплексного (многократного) телеграфирования, при котором по одной и той же линии можно было принимать более одной телеграммы, занимались Гинтль, Фришен, В.Сименс, Гальске и Т.А. Эдисон. Но решить ее удалось только французу Ж.Бодо, и решить блестяще. 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 передачи в 2,5 раза. Аппаратура Бодо получила широкое распространение во многих странах и была высшим достижением телеграфной техники второй половины XIX в.

В 1855 г. итальянец Дж.Казелли сконструировал электрохимический фототелеграф (предшественник бильдаппарата) с открытой электрохимической записью изображения при приеме. С его помощью можно было передавать рисунки или фотографии.

Самая длинная сухопутная линия была построена в 1871 г. между Москвой и Владивостоком. К тому времени в Российской империи существовало 90,6 тыс. км телеграфных проводов и 714 телеграфных станций. К началу XX в. протяженность телеграфных линий в России составляла 300 тыс. км. В Европе же в это время было протянуто 2840 тыс. км подземного кабеля телеграфных линий, а в США - свыше 4 млн. км. Общая протяженность телеграфных линий в мире в начале XX в. составила около 8 млн. км.

Первый буквопечатающий аппарат в СССР построил Н.П.Трусевич в 1921 г., но его аппарат имел недостатки и поэтому широкого применения не нашел. Через 8 лет удачную конструкцию буквопечатающего телеграфа разработал изобретатель А.Ф.Шорин. Его аппарат был очень широко распространен. А еще через два года советский инженер Л.И.Тремль создал еще более совершенный буквопечатающий телеграфный аппарат. Аппараты Шорина и Тремля применялись на советских линиях связи примерно десять лет.

В 1938 г. инженеры Г.Козлов, А.Игнатьев и Л.Гурин разработали конструкцию телеграфа, который передавал до 26 тыс. слов в час. В Великую Отечественную таким образом поддерживалась связь между Москвой и всеми крупными городами страны.

В послевоенные годы широкое распространение получило абонентское телеграфирование, т.е. когда два абонента напрямую связаны между собой - минуя передающе-принимающие станции. Так связаны министерства со своими заводами, а редакции газет - со своими корпунктами. В приемных пунктах абонентского телеграфа стоят аппараты, печатающие сообщения не на ленте, а на бумажном рулоне, причем печатание знаков производится по принципу подобно пишущей машинки.

Сейчас телеграфом по-прежнему пользуются, хотя средства мобильной связи постепенно делают его ненужным.

25.08.2012   простые вещи  

Просмотров: 1777

Loading...



реклама

это интересно
Loading...