ЭВМHISTORY
Статьи. Обзоры. Истории
ЭВМHISTORY: история разного рода коммуникаций - интегрированные устройства, протоколы передачи данных, радио. Развитие и перспективы

Коммуникации | Телеграф. История и развитие



Телеграф

Телеграф (др.-греч. теле — «далеко» и «графо» — «пишу») в современном значении, есть средство передачи сигнала по проводам, радио или другим каналам электросвязи. Человечество много веков пользовалось различными простейшими видами сигнализации и связи для быстрой передачи информации, когда в силу разных обстоятельств традиционные виды почтовых сообщений не могли быть использованы. Огни на возвышенных участках местности или дым от костров издавна оповещали о приближении врагов или наступающем стихийном бедствии. Способ прост и понятен, потому используется до сих пор, например, теми, кто терпит бедствие или заблудился в лесу. Также интересен способ передачи сообщений путём манипуляций отражённым светом при помощи зеркал. Такой способ получил наименование «гелиограф» (др. греч. «гелиос» - солнце, «графо» - пишу). Помимо оптических знаков человечество использовало и звуковые: определённые комбинации звуковых сигналов ударных и духовых инструментов.

Факельный телеграф из древней Греции
Автор данного изображения и всех последующих в статье -
Александр Попов,
блог автора http://russos.livejournal.com

Проблема передачи сообщений на расстояния озадачивала людей ещё в древности. На фотографии выше вашему вниманию представлен макет оптического факельного телеграфа из Древней Греции, реализованного в 450 году до н.э. Принцип действия довольно простой и понятен глядя на фотографию: матрица символов 5 Х 5, один ряд факелов есть позиция по вертикали в таблице символов, другой ряд – по горизонтали. В дальнейшем было придумано ещё много оптических систем, но для их функционирования была необходима хорошая видимость и много станций.


Оптический телеграф


С течением времени оптический телеграф совершенствовался. В 1792 году во Франции механик Клод Шапп (1763 - 1805) предлагает миру свою систему передачи информации при помощи светового сигнала, которую и стали именовать «оптический телеграф». Начиная с 1794 года началось строительство линий связи по всей Европе. Вы наверняка помните момент из книги про графа Монте-Кристо, который подкупил служащего на станции, чтобы он передал неверное сообщение? На фотографии как раз представлена система Шаппа, которая фигурирует в книге и которая получила наибольше распространение. Победы Наполеона тоже приписывают тому телеграфу — именно благодаря ему, император мог быстро передавать свои приказы и сообщения.

Система оптического телеграфа Шаппа

От Парижа до Бреста депеша передавалась за 7 минут, от Берлина до Кёльна — за 10. Три подвижные планки данной системы могли принимать 196 различных относительных положений, таким образом, изображая столько же отдельных знаков, букв и слов, наблюдаемых при помощи зрительных труб. Шесты с подвижными поперечинами (они же семафоры) управлялись при помощи тросов специальными операторами изнутри строений. В специальной таблице кодов, которую придумал Шапп, каждой букве алфавита соответствовала определённая фигура, образуемая семафором, в зависимости от положений поперечных брусьев относительно опорного шеста. Система Шаппа позволяла передавать сообщения на скорости два слова в минуту и быстро распространилась в Европе. В Швеции цепь станций оптического телеграфа стала рекордсменом, т.к. действовала до 1880 года.

Дальнейшее свое развитие система Шаппа получила у его ученика — Шато. Главное отличие заключалось в том, что она могла работать и в ночное время. По концам Т-образной перекладины зажигали огни, что позволяло видеть ее положение. Также была упрощена система кодирования, благодаря чему скорость передачи сообщений возросла. «Стрелка» могла вращаться и принимать восемь различных фиксированных положений. В их сочетаниях закодированы отдельные буквы, цифры и даже целые фразы. Существовали целые сборники кодов, где были закодированы все возможные фразы.

Система оптического телеграфа Шато

Преимущество семафоров над другими оптическими способами передачи заключалась в большей точности передачи информации, в отличие от дымовых сигналов и маяков. Важно и то, что они не потребляли топлива. Скорость передачи сообщений была быстрее, чем у гонцов, кроме того, семафоры могли обеспечивать передачу сообщений по целому региону, т.е. сразу нескольким адресатам. И всё же, как и другие способы передачи сигналов на расстояние, система Шаппа тоже зависела от погодных условий и требовала дневного света (в отличие от системы Шато, ведь электроосвещение тогда отсутствовало, оно пришло на помощь человечеству только в 1880 году. Система нуждалась в операторах и башни должны были быть расположены на расстоянии 30 километров друг от друга. С одной стороны это было полезно для правительства, с другой - слишком дорого для использования в целях коммерции. Решением многих проблем стало изобретение электрического телеграфа, которое позволило снизить стоимость отправки сообщений в целых тридцать раз, а ещё его можно было использовать в любое время суток, независимо от настроения весьма переменчивой погоды.

В 1824 году была сооружена первая в России линия оптического телеграфа между Петербургом и Шлиссельбургом, по которой передавались сведения о судоходстве на Неве и Ладожском озере. За основу была взята система Августина Бетанкура (1758 - 1824), получившая к тому времени повсеместное распространение. Развитие оптической связи в Петербурге шло очень медленно: лишь в 1833 году была открыта вторая линия Петербург — Кронштадт, которая шла через Стрельну и Ораниенбаум; к 1835 к этой линии прибавились ещё две: Петербург — Царское Село и Петербург — Гатчина.

 Схема линии оптического телеграфа между Петербургом и Шлиссельбургом

В 1839 году начинается строительство последней в России линии Санкт-Петербург – Варшава, через Псков, Динабург (ныне Даугавпилс) и Вильно (ныне Вильнюс). Длина линии составила ~1200 километров, что сделало её самой протяжённой в мире. На линии было построено 149 промежуточных станций с высотой башни от 15 до 17 метров каждая, обслуживало линию 1908 человек. В системе использовались отражающие зеркала и светильники. При ясной погоде передача 45 условных сигналов из Санкт-Петербурга в Варшаву занимала ~22 минуты. Начальная станция располагалась в «телеграфическом обсервационном домике» - угловой шестигранной башне над фронтоном Зимнего дворца. Башня, кстати, сохранилась до сих пор, только глядя на неё, мало кто задумывается о её первоначальном назначении.

Схема линии оптического телеграфа Санкт-Петербург - Варшава

Электрический телеграф и фототелеграф

Над изобретением средства связи с использованием электричества учёные умы трудились довольно давно. Одной из первых попыток является создание Лесажем электростатического телеграфа, произошло сие событие в Женеве в 1774 году. Спустя почти 25 лет испанский изобретатель Франциско де Сальва придумал свою конструкцию телеграфа. Другие изобретатели также не сидели в стороне и в 1809 году немецкий учёный Самуил Томас Зёммеринг (1755 – 1830) построил и испытал электрохимический телеграф.

Первый электромагнитный телеграф появился усилиями Павла Львовича Шиллинга (1755 – 1837) в 1832 году. Шиллингом также был разработан специальный код, в котором каждой букве алфавита соответствовала определённая комбинация символов, которая, в свою очередь, могла проявляться чёрными и белыми кружками на аппарате телеграфа. Система была громоздкой и не получила распространения. На фото вы видите шесть катушек с дисками, которые могли принимать определенное положение к оператору (ребро (нет сигнала), черный круг и белый). Справа стоит отдельная катушка со звонком — с ее помощью вызывался оператор к аппарату. По сути это 6-битовая система передачи данных, которая требует семь проводов: 6 бит и звонок. Довольно скоро всё заменят одним проводом. Роль обратного провода выполняла земля.

Система электрического телеграфа Шиллинга

В 1833 году, благодаря Карлу Гауссу (1777 – 1855) и Вильгельму Веберу (1804 – 1891), телеграф был построен в Германии, а в 1837 году стараниями Чарльза Уитстона (1802 – 1875) и Уильяма Кука – в Великобритании. Все вышеперечисленные телеграфные аппараты (Шиллинга, Гаусса-Вебера, Кука-Уитстона) относятся к электромагнитным аппаратам стрелочного типа, а телеграфный аппарат, запатентованный Сэмюэлом Морзе в 1837 в США, являлся электромеханическим. Да, он тот самый Морзе, который изобрёл телеграфный код, где буквы алфавита были представлены в виде комбинации коротких и длинных сигналов — «точек» и «тире» (код Морзе). Изобрести что-то мало, получение прибыли от изобретения крайне важно. Коммерческая эксплуатация электрического телеграфа впервые была начата в Лондоне в 1837 году. На нашей Родине работы П. Л. Шиллинга продолжил Борис Семёнович Якоби, построивший в 1839 году пишущий телеграфный аппарат, а спустя ещё время, в 1850 году — телеграфный аппарат, печатающий буквы.

В 1843 году физик из ветреной Шотландии по имени Александр Бэйн (1811 – 1877) продемонстрировал, ну и конечно же, запатентовал собственную конструкцию электрического телеграфа, передающую изображения по проводам. Изюминка в том, что аппарат Бэйна можно считать первой примитивной факс-машиной. В 1855 году итальянский изобретатель Джованни Казелли создал аналогичное устройство, получившее название Пантелеграф и предложил его для использования в коммерческих целях. Аппараты Казелли были весьма любопытны: они передавали изображение текста, чертежа или рисунка, нанесённого на свинцовую фольгу специальным изолирующим лаком. Контактный штифт скользил по этой совокупности перемежающихся участков с большой и малой электропроводностью, тем самым «считывая» элементы изображения. Передаваемый электрический сигнал записывался на приёмной стороне электрохимическим способом на увлажнённой бумаге, которая была пропитана раствором железосинеродистого калия (он же феррицианид калия или гексацианоферриат калия, комплексное соединение трёхвалентного железа). Непродолжительное время аппараты Казелли использовались на линиях связи Москва—Петербург.

С развитием электричества оптический телеграф быстро утратил актуальность. В России уже в 1852 году была построена линия электрического телеграфа между Петербургом и Москвой, хотя линия оптического телеграфа Петербург — Варшава, о которой выше шла речь, ещё некоторое время продолжала действовать, но недолго: уже в 1854 году российский оптический телеграф своё существование прекратил...

В 1858 г. запускают трансатлантическую телеграфную связь. Далее кабель прокладывают в Африку, что позволяет в 1870 году, через релейную станцию в Египте и на Мальте, установить прямую телеграфную связь Лондон — Бомбей.

С момента изобретения телеграфа разразилась нешуточная борьба за уплотнение данных и повышения скорости передачи информации. Сначала с помощью одного провода можно было только передавать или только принимать сигнал. Потом сделали систему дуплексного телеграфа — когда можно было одновременно и принимать и передавать сигнал. Именно такую схему в 1859 году впервые предложил русский учёный Слонимский. При дуплексной схеме телеграфирования сама схема отделяет передаваемые сигналы от принимаемых без применения специальных фильтров или распределителей. Для осуществления дуплексной работы необходимо выполнить два условия: чтобы приёмный аппарат был всегда соединён с линией и записывал только сигналы другой станции и положение передатчика на своей станции не должно оказывать никакого влияния на принимаемые сигналы.

В 1872 году французский инженер Жан Морис Бодо создаёт телеграфный аппарат многократного действия, при помощи которого можно было передавать по одной линии несколько сообщений, что значительно увеличивает пропускную способность линии. Появление телеграфного аппарата Бодо ознаменовало собой настоящую революцию, ведь ранее все телеграфные передачи велись с использованием азбуки Морзе, в то время как Бодо создал аппарат, передающий сообщения, используя буквы латинского алфавита. Через два года Жан Морис усовершенствовал свое изобретение и создал двукратный аппарат, способный передавать информацию со скоростью 360 знаков в минуту. К 1876 году он создал уже пятикратный аппарат, скорость передачи в котором увеличилась по сравнению с первым аппаратом, 1872 года, в пять раз, а со вторым, 1874 года, - в 2,5 раза. Первые подобные аппараты были введены в эксплуатацию в 1877 году на линии Париж – Бордо. Телеграфный аппарат Бодо, представляющий собой настоящий электромеханический шедевр, вы видите ниже:

Телеграфный аппарат Бодо

Жан Бодо создал довольно удачный телеграфный код, именуемый в честь его автора – Код Бодо), который впоследствии получил широчайшее распространение и получил наименование Международный телеграфный код №1 (англ. ITA1). Доработанная версия МТК №1 получила название МТК №2 (ITA2). Именно в честь Бодо была названа единица измерения символьной скорости – бод. Дальнейшие модификации конструкции телеграфного аппарата, предложенного Бодо, привели к созданию телепринтеров (телетайпов), электромеханических печатных машин, используемых для передачи текстовых сообщений между двумя абонентами посредством электрического канала.


Беспроводной телеграф (радиотелеграф)


Точкой отсчёта истории радиотелеграфа можно считать демонстрацию прибора регистрации радиоволн Александром Степановичем Поповым на заседании Русского Физико-Химического Общества. Прибор, названный Поповым «грозоотметчик», считается первым в мире радиоприёмным устройством, пригодным для реализации беспроводного телеграфа. Всего спустя два года Александр Степанович смог осуществить приём и передачу сообщений между берегом и военным судном при помощи средств беспроводной телеграфии. Ещё спустя два года Попов создал улучшенный вариант приёмника электромагнитных волн, приём сигналов, в виде кода Морзе, который мы упоминали ранее, осуществлялся в головные телефоны оператора радиста.

В 1900 году при помощи радиостанций, построенных на острове Гогланд (Финский залив, Российская Федерация) и российской военно-морской базе в Котке (город на юге Финляндии, на берегу Финского залива) под руководством Попова, успешно проведены аварийно-спасательные работы на борту севшего на мель военного корабля «Генерал-адмирал Апраксин». Благодаря обмену радиотелеграфными сообщениями экипажу российского ледокола «Ермак» (кстати, первый в мире ледокол арктического класса) была своевременно и точно передана информация о финских рыбаках, находящихся на оторвавшейся льдине в Финском заливе. «Генерал-адмирал Апраксин» пробыл почти 4 месяца в «плену» на камнях и был освобождён усилиями экипажа ледокола «Ермак», специалистами по горному делу (подрывников) и, конечно же, телеграфа. Корабль свободен и совсем скоро ему предстоит принять участие в одном из многочисленных военных конфликтов ХХ века – Русско-Японской войне 1904 - 1905 гг.

Кто является изобретателем радио – сложный вопрос. Конечно, мы считаем его изобретателем своего соотечественника, однако, сразу несколько иностранных изобретателей подошли к изобретению радио независимо, и это говорит о том, что за рубежом техническая мысль на месте не стояла. В 1896 году в Великобритании итальянец Гульельмо Маркони подал патент «об улучшениях, произведённых в аппарате беспроводной телеграфии». Правда, аппарат, который представил Маркони, в общих чертах повторял конструкцию Попова, к тому времени уже не один раз опубликованную в европейских научных журналах.


Телеграф в Новое время


Телеграф и не думал останавливать своё развитие, научная мысль ускоряется, мир требует более новых, более быстрых средств передачи информации. К 1930 году учёные умы создают новую конструкцию телеграфного аппарата, который был оснащён дисковым номеронабирателем подобного телефонному, именуемый как телетайп, которого мы вскользь коснулись чуть ранее. Данный тип телеграфного аппарата, помимо прочего, позволял идентифицировать абонентов сети телеграфа и осуществлять их скорое соединение. Германия и Великобритания одновременно обзаводятся национальными сетями абонентского телеграфа, именуемым Телекс (от английских слов TELEgraph + EXchange). Чуть позже национальной сетью абонентского телеграфа у себя откроют США.

Телекс

В 1950-х начинается новый этап истории фототелеграфа. Теперь его используют не только для передачи фототелеграмм, но и в картографии или для передачи газетных полос. Большое применение фототелеграф находит в журналистике, когда необходима оперативная передача новостных фотографий. Разумеется, другие методы записи изображений на приёмной стороне не стояли на месте, их развитие шло параллельно. Так, помимо телеграфа, в качестве канала связи, стали использоваться телефонные линии и радиосвязь. Исходя из вышеописанного, в 1953 году, по рекомендации Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ), термин «фототелеграфная связь» был заменён на более привычное современному уху – «факсимильная связь».

В 1963 году в СССР на основе МТК № 2 (ITA2) был разработан телеграфный трёхрегистровый код МТК-2. Код 5-битовый (всего 32 разных комбинации), поэтому используются 3 разных регистра (русский, латинский, цифры), которые переключаются управляющими символами РУС, ЛАТ, ЦИФ. Букв Ъ и Ё нет, а вместо буквы Ч использовали цифру 4. Людям, которым довелось писать sms-ки транслитом (а кто-то пишет до сих пор), это знакомо.

Со временем международные сети абонентского телеграфирования расширялись и к началу 1970-х глобальная «Сеть Телекс» (Telex network) объединяла абонентов более чем из 100 стран мира. Однако уже в 1980-х, с появлением на рынке доступных и удобных факсимильных машин, абонентское телеграфирование стало уступать позиции в пользу факсимильной связи.

С наступлением ХХI века телеграф переживает не самые лучшие дни… В России телеграф продолжает работать, а вот в королевстве Нидерланды телеграф перестал работать ещё в 2004 году, в 2006 в США национальный оператор Western Union объявил о прекращении отправки/доставки телеграфных сообщений, в 2013 году телеграф закрывается в Индии. Виной тому технический прогресс, если конкретнее - распространение интернета, электронной почты и других современных способов передачи информации.

© greenmile

По материалам:
http://russos.livejournal.com/, MetroDream by Russos, LiveJournal for Александр "Russos" Попов

В начало


Коммуникации | Телеграф. История и развитие



Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика