Главная Сказки История развития проводных линий связи. История появления и развития лэп в россии

История развития проводных линий связи. История появления и развития лэп в россии

Кабельно-проводниковая продукция и аксессуары

История появления и развития ЛЭП в России

Первым случаем передачи электрического сигнала на расстояние считается эксперимент, проведенный в середине 18 века аббатом Ж-А Нолле: две сотни монахов Картезианского монастыря по его указанию взялись руками за металлический провод и встали в линию длиной более мили. Когда любознательный аббат разрядил электроконденсатор на провод, все монахи тотчас убедились в реальности электричества, а экспериментатор в скорости его распространения. Разумеется, эти двести мучеников не отдавали себе отчета в том, что образовали собой первую в истории линию электропередачи.

1874 году русский инженер Ф.А. Пироцкий предложил использовать в качестве проводника электрической энергии железнодорожные рельсы. В то время передача электричества по проводам сопровождалась большими потерями (при передаче постоянного тока потери в проводе достигали 75%). Уменьшить потери в линии представлялось возможным при увеличении сечения проводника. Пироцкий провел опыты передачи энергии по рельсам Сестрорецкой железной дороги. Оба рельса изолировались от земли, один из них служил прямым проводом, второй обратным. Изобретатель попробовал использовать идею для развития городского транспорта и пустить по рельсам-проводникам небольшой вагончик. Однако это оказалось небезопасно для пешеходов. Впрочем, гораздо позже такая система нашла развитие в современном метро.

Знаменитый электротехник Никола Тесла мечтал о создании системы беспроводной передачи энергии к любой точке планеты. В 1899 году он взялся за строительство башни для трансатлантической связи, надеясь под прикрытием коммерчески выгодного предприятия реализовать свои электротехнические идеи. Под его руководством была сооружена гигантская радиостанция на 200 кВт в штате Колорадо. В 1905 году прошел пробный пуск радиостанции. По словам очевидцев, вокруг башни сверкали молнии, светилась ионизированная среда. Журналисты утверждали, что изобретатель зажег небо на пространстве в тысячи миль над просторами океана. Однако такая система связи вскоре оказалась слишком дорогостоящей, и амбициозные планы остались нереализованными, лишь породив целую массу теорий и слухов (от «лучей смерти» до Тунгусского метеорита — все приписывалось деятельности Н. Тесла).

Таким образом, самым оптимальным выходом на то время являлись воздушные линии электропередачи. К началу 1890-х годов стало ясно, что дешевле и практичнее возводить электростанции рядом с топливными и гидроресурсами, а не как делалось прежде — рядом с потребителями энергии. Например, первая тепловая электростанция в нашей стране была построена в 1879 г., в тогдашней столице — Петербурге, специально для освещения Литейного моста, в 1890 г. в Пушкино была запущена электростанция однофазного тока, и Царское Село, по свидетельствам современников, «стало первым городом в Европе, которое сплошь и исключительно было освещено электричеством». Однако ресурсы эти зачастую были удалены от крупных городов, традиционно выступавших центрами промышленности. Возникла необходимость передачи электроэнергии на большие расстояния. Теорию передачи одновременно разрабатывали русский ученый Д.А. Лачинов, и французский электротехник М. Депре. Созданием трансформаторов в это же время занимался американец Джордж Вестингауз, однако первый в мире трансформатор (с разомкнутым сердечником) создал П.Н. Яблочков, еще в 1876 г. получивший на него патент.

Одновременно с этим встал вопрос о применении переменного или постоянного тока. Данным вопросом так же интересовался создатель дуговой лампочки П.Н. Яблочков, предвещавший большое будущее переменному току высокого напряжения. Эти выводы поддержал другой отечественный ученый — М.О. Доливо-Добровольский.

В 1891 году им была построена первая линия электропередачи трехфазного тока, снизившая потери до 25%. В то время ученый работал на фирму AEG, принадлежавшую Т. Эдисону. Данной фирме было предложено поучаствовать в Международной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне, где и решался вопрос дальнейшего использования переменного или постоянного тока. Была организована международная испытательная комиссия под председательством немецкого ученого Г. Гельмгольца. В число членов комиссии входил русский инженер Р.Э. Классон. Предполагалось, что комиссия проведет испытания всех предложенных систем и даст ответ на вопрос о выборе рода тока и перспективной системы электроснабжения.

М.О. Доливо-Добровольский решил передать посредством электричества энергию водопада на р. Неккар (близ местечка Лауфен) на территорию выставки во Франкфурт. Расстояние между этими двумя пунктами составляло 170 км, хотя до этого момента дальность электропередачи обычно не превышала 15 км. Русскому ученому предстояло всего за один год протянуть ЛЭП на деревянных столбах, создать необходимые двигатели и трансформаторы («индукционные катушки», как их тогда называли), и он блестяще справился с этой задачей в сотрудничестве с швейцарской фирмой «Эрликон». В августе 1891 г. на выставке впервые зажглась тысяча ламп накаливания, питаемых током от Лауфенской гидростанции. Спустя месяц двигатель Доливо-Добровольского привел в действие декоративный водопад — налицо была своеобразная энергетическая цепь, небольшой искусственный водопад приводился в действие энергией естественного водопада, удаленного от первого на 170 км.

Так была разрешена главная энергетическая проблема конца XIX века — проблема передачи электроэнергии на большие расстояния. В 1893 году инженер А.Н. Щенснович строит первую в мире промышленную электростанцию на этих принципах в Новороссийских мастерских Владикавказской железной дороги.

В 1891 году на основе Телеграфного училища в Санкт-Петербурге создается Электротехнический институт, начавший подготовку кадров для грядущей электрификации страны.

Провода для ЛЭП первоначально завозились из заграницы, однако, довольно быстро их стали производить на Кольчугинском латунном и меднопрокатном заводе, предприятии «Соединенные кабельные заводы» и заводе Подобедова. А вот опоры в России уже производились — правда использовали их прежде в основном для телеграфных и телефонных проводов. Сперва возникли трудности бытового порядка — малограмотное население Российской Империи с подозрением относилось к столбам, украшенным табличками, на которых был нарисован череп.

Массовое строительство ЛЭП начинается с конца ХIХ века, связано это с электрификацией промышленности. Основная задача, которая решалась на этом этапе — связь электростанций с промышленными районами. Напряжения были небольшими, как правило до 35 кВ, задачи объединения в сети не выдвигалось. В этих условиях задачи легко решались с помощью деревянных одностоечных и П-образных опор. Материал был доступным, дешевым и полностью удовлетворял требованиям времени. Все эти годы конструкции опор и проводов непрерывно совершенствовались.

Для подвижного электротранспорта был известен принцип подземной электрической тяги, использованный для питания поездов в Кливленде и Будапеште. Однако этот способ был неудобным в эксплуатации, и подземные кабельные ЛЭП использовались лишь в городах для уличного освещения и электроснабжения частных домов. До сих пор стоимость подземных ЛЭП превышает стоимость воздушных линий в 2-3 раза.

В 1899 году в России состоялся Первый Всероссийский электротехнический съезд. Председателем его стал бывший в то время председателем Императорского Русского Технического Общества, профессор Военно-инженерной академии и Технологического института, Николай Павлович Петров. Съезд собрал свыше пятисот человек, интересующихся электротехникой, в их числе были лица самых разнообразных профессий и с самым различным образованием. Объединяли их либо общая работа в области электротехники, либо общий интерес к развитию электротехники в России. До 1917 года было проведено семь таких съездов, новая власть продолжила эту традицию.

В 1902 г. было осуществлено электроснабжение бакинских нефтепромыслов, ЛЭП передавала электроэнергию напряжением 20 кВ.

В 1912 г. на подмосковном торфянике было начато строительство первой в мире электростанции, работающей на торфе. Идея принадлежала Р.Э. Классону, который воспользовался тем, что уголь, на котором работали преимущественно электростанции того времени, в Москву требовалось привозить. Это повышало цену электроэнергии, и торфяная электростанция с линией передачи в 70 км довольно быстро окупилась. Она существует до сих пор — ныне это ГРЭС-3 в г. Ногинске.

Электроэнергетика в Российской Империи в те годы преимущественно принадлежала иностранным фирмам и предпринимателям, к примеру, контрольный пакет крупнейшего акционерного общества «Общество электрического освещения 1886», строившего практически все электростанции дореволюционной России, принадлежал германской фирме «Сименс и Гальске», уже известной нам по истории кабелестроения (см. «КАБЕЛЬ-news», №9, с. 28-36). Другое АО — «Соединенные кабельные заводы», управлялось концерном AEG. Многое из оборудования завозилось из заграницы. Российская энергетика и ее развитие резко отставали от передовых стран мира. К 1913 г. Российская Империя занимала 8 место в мире по количеству выработанной электроэнергии.

С началом Первой Мировой войны производство оборудования для ЛЭП снижается — фронту требовались другие продукты, которые могли производить те же заводы — телефонный полевой провод, минный кабель, эмалированная проволока. Часть из этих продуктов впервые была освоена отечественным производством, так как из-за войны были прекращены многие импортные поставки. Во время войны «Электрическое акционерное общество Донецкого бассейна» построило электростанцию мощностью 60 000 кВт и завезло для нее оборудование.

К концу 1916 г. топливный и сырьевой кризис вызывают резкое падение производства на заводах, которое продолжается в 1917 г. После Октябрьской Социалистической революции все заводы и предприятия были национализированы декретом СНК (Совет Народных Комиссаров). По распоряжению ВСНХ (Высшего Совета Народного Хозяйства) РСФСР в декабре 1918 года все предприятия, связанные с производством проводов и линий электропередачи были переданы в распоряжение Отдела электротехнической промышленности. Практически всюду создается коллегиальное управление, в котором участвовали как рабочие, представлявшие «новую власть», так и представители прежнего управленческо-инженерного корпуса. Сразу по приходу к власти, большевики уделили огромное внимание электрификации, например, уже в годы гражданской войны, несмотря на разруху, блокаду и интервенцию, в стране были построены 51 электростанция общей мощностью 3500 кВт.

План ГОЭЛРО, составленный в 1920 году под руководством бывшего петербургского монтера по ЛЭП и кабельным сетям, в будущем академика Г.М. Кржижановского, заставил развиваться все виды электротехники. Согласно ему, должно было быть построено двадцать тепловых и десять гидроэлектрических станций суммарной мощностью 1 миллион 750 тысяч кВт. Отдел электротехнической промышленности в 1921 году был преобразован в Главное управление электротехнической промышленности ВСНХ — «Главэлектро». Первым руководителем «Главэлектро» стал В.В. Куйбышев.

В 1923 году в парке имени Горького открылась «Первая Всероссийская сельскохозяйственная и кустарно-промышленная выставка». По итогам выставки завод «Русскабель» получил диплом первой степени за вклад в электрификацию и изготовление высоковольтного кабеля.

По мере увеличения напряжения и, соответственно утяжеления провода, осуществлялся переход с деревянных на металлические опоры для ЛЭП. В России первая линия на металлических опорах появилась в 1925 году — двухцепная ВЛ 110 кВ, соединившая Москву и Шатурскую ГРЭС.

В 1926 году в Московской энергосистеме была создана первая в стране центральная диспетчерская служба, существующая до сих пор.

В 1928 год в СССР приступили к производству собственных силовых трансформаторов, которые выпускал специализированный Московский трансформаторный завод.

В 30-е годы электрификация продолжается все нарастающими темпами. Создаются крупные электростанции (Днепрогэс, Сталинградская ГРЭС и т.д.), повышаются напряжения передаваемого электричества (например, ЛЭП Днепрогес-Донбасс работает с напряжением в 154 кВ; а ЛЭП Нижне-Свирская ГЭС — Ленинград с напряжением 220 кВ). В конце 1930-х годов строится линия Москва-Волжская ГЭС, работавшая со сверхвысоким напряжением в 500 кВ. Возникают объединенные энергосистемы крупных регионов. Все это потребовало усовершенствования металлических опор. Их конструкции непрерывно совершенствовались, расширялся ряд типовых опор, был осуществлен массовый переход на опоры с болтовым соединением и решетчатые опоры.

Деревянные опоры в это время так же используются, но их область ограничивается, обычно, напряжениями до 35 кВ. Они связывают в основном непромышленные сельские районы.

В годы предвоенных пятилеток (1929—1940 гг.) созданы крупные энергосистемы на территории страны — на Украине, Белоруссии, в Ленинграде, Москве.

В ходе войны из общей установленной мощности электростанций десять миллионов кВт были выведены из строя пять миллионов кВт. За годы войны разрушена 61 крупная электростанция, большое количество оборудования вывезено оккупантами в Германию. Часть оборудования была взорвана, часть в рекордные сроки эвакуирована на Урал и Восток страны и введена там в действие для обеспечения работы оборонной промышленности. В годы войны в Челябинске был пущен турбоагрегат мощностью 100 МВт.

Советские энергетики своей героической работой обеспечили работу электростанций и сетей в тяжелые военные годы. Во время продвижения фашистских армий к Москве в 1941 г. была введена в эксплуатацию Рыбинская ГЭС, обеспечившая энергоснабжение Москвы при недостатке топлива. Новомосковская ГРЭС, захваченная гитлеровцами, была разрушена. Каширская ГРЭС снабжала электроэнергией промышленность Тулы, причем одно время работала линия передачи, пересекавшая территорию, захваченную фашистами. Эта ЛЭП была восстановлена энергетиками в тылу германской армии. Волховскую ГЭС, пострадавшую от немецкой авиации, так же ввели обратно в строй. От нее по дну Ладожского озера (по специально проложенному кабелю) в Ленинград всю блокаду поступала электроэнергия.

В 1942 году для координации работы трех районных энергетических систем: Свердловской, Пермской и Челябинской было создано первое Объединенное диспетчерское управление — ОДУ Урала. В 1945 году было создано ОДУ Центра, положившее начало дальнейшему объединению энергосистем в единую сеть всей страны.

После войны энергосети не только чинили и восстанавливали, но и строили новые. К 1947 году СССР выходит на второе место в мире по производству электроэнергии. На первом месте оставались Соединенные Штаты.

В 50-х годах строятся новые гидроэлектростанции — Волжская, Куйбышевская, Каховская, Южноуральская.

С конца 50-х годов начинается этап бурного роста электросетевого строительства. Каждую пятилетку протяженность воздушных линий электропередачи удваивалась. Ежегодно строилось более тридцати тысяч километров новых ЛЭП. В это время массово внедряются и используются железобетонные опоры для ЛЭП, с «преднапряженными стойками». На них обычно располагались линии с напряжением 330 и 220 кВ.

В июне 1954 года начала работу атомная электростанция в городе Обнинске, мощностью 5 мВт. Это была первая в мире АЭС опытно-промышленного назначения.

За рубежом первая АЭС промышленного назначения была введена в эксплуатацию только в 1956 году в английском городе Колдер-Холле. Еще через год вступила в строй АЭС в американском Шиппингпорте.

Сооружаются так же ЛЭП высокого напряжения постоянного тока. Первая опытная линия электропередачи такого типа была создана в 1950 г., на направлении Кашира-Москва, длинной 100 км, мощностью 30Мвт и напряжением 200 кВ. Вторыми на этом пути были шведы. Они соединили в 1954 г. энергосистему острова Готланд по дну Балтийского моря с энергосистемой Швеции посредством 98-ми километровой однополюсной ЛЭП, напряжением 100 кВ и мощностью 20 МВт.

В 1961 г. запущены первые агрегаты крупнейшей в мире Братской ГЭС.

Проведенная в конце 60-х годов унификация металлических опор фактически определила базовое множество конструкций опор, применяемых и до настоящего времени. За последние 40 лет, также как и у металлических опор конструкции железобетонных опор практически не изменились. На сегодняшний день практически все сетевое строительство в России и странах СНГ ведется опираясь на научную и технологическую базу 60-70-х годов.

Мировая практика строительства ЛЭП мало чем отличалась от отечественной до середины 60-х годов. Однако в последние десятилетия наши практики существенно разошлись. На Западе не получил такого распространения железобетон в качестве материала для опор. Там пошли по пути строительства линий на металлических многогранных опорах.

В 1977 году Советский Союз производил электроэнергии больше, чем все страны Европы вместе взятые — 16% от мирового производства.

Путем соединения региональных электросетей создается Единая энергетическая система СССР — самая крупная электроэнергетическая система, которая была затем соединена с энергосистемами стран Восточной Европы и образовала международную энергосистему, получившую название «Мир». К 1990 г. в состав ЕЭС СССР входили 9 из 11 энергообъединений страны, охватывая 2/3 территории СССР, на которых проживало более 90 % населения.

Следует отметить, что по ряду технических показателей (например, масштабам электростанций и уровням напряжений высоковольтных электропередач) Советский Союз занимал передовые позиции в мире.

В 1980-х годах в СССР была предпринята попытка внедрения в массовое строительство многогранных опор производства Волжского механического завода. Однако, отсутствие необходимых технологий определило конструктивные недостатки этих опор, что и привело к неудаче. К этому вопросу вернулись лишь в 2003 году.

После распада Советского Союза перед энергетиками встали новые проблемы. На поддержание состояния ЛЭП и их восстановление выделялись крайне незначительные средства, упадок промышленности привел к деградации и даже уничтожению многих линий электропередачи. Возникло такое явление, как воровство проводов и кабелей для последующей сдачи их в приемные пункты цветного металла как металлолома. Несмотря на то, что при этом преступном промысле гибнут многие из «добытчиков», а их доход является весьма незначительным, количество таких случаев практически не снижается до сих пор. Вызвано это резким снижением уровня жизни в регионах, так как данным преступлением занимаются в основном маргинализованные лица без работы и места жительства.

Вдобавок, нарушились связи со странами Восточной Европы и бывшими республиками СССР, соединенными прежде единой энергосистемой. В ноябре 1993 года из-за большого дефицита мощности на Украине был осуществлен вынужденный переход на раздельную работу ЕЭС России и ОЭС Украины, что привело к раздельной работе ЕЭС России с остальными энергосистемами, входящими в состав энергосистемы «Мир». В дальнейшем параллельная работа энергосистем, входящих в состав «Мира», с центральным диспетчерским управлением в Праге не возобновлялась.

За прошедшие 20 лет физический износ сетей высокого напряжения существенно увеличился и, по оценкам некоторых исследователей, достиг более чем 40%. В распределительных сетях положение еще тяжелее. Это осложняется непрерывным ростом энергопотребления. Происходит и моральное старение оборудования. Большинство объектов по техническому уровню соответствуют своим западным аналогам 20 — 30-летней давности. А тем временем мировая энергетика не стоит на месте, проводятся поисковые работы в области создания новых видов ЛЭП: криогенных, криорезисторных, полуразомкнутых, разомкнутых и т.д.

Перед отечественной электроэнергетикой стоит важнейший вопрос о решении всех этих новых вызовов и задач.

Литература
1. Шухардин С. Техника в ее историческом развитии.
2. Капцов Н. А. Яблочков — слава и гордость русской электротехники.
3. Ламан Н.К., Белоусова А.Н., Кречетникова Ю.И. Заводу «Электропровод» 200 лет. М., 1985.
4. Русский кабельный / Под ред. М.К. Портнова, Н.А. Арской, Р.М. Лакерник, Н.К. Ламан, В.Г. Радченко. М., 1995.
5. Валеева Н.М. Время оставляет след. М., 2009.
6. Горбунов О.И., Ананьев А.С., Перфилетов А.Н., Шапиро Р.П-А. 50 лет научно-исследовательскому проектно-конструкторскому и технологическому кабельному институту. Очерки истории. СПб: 1999.
8. Шитов М.А. Северный кабельный. Л.,1979.
7. Севкабель.120 лет / под ред. Л. Улитиной — СПб., 1999.
9. Кислицын А.Л. Трансформаторы. Ульяновск: УлГТУ, 2001.
10. Турчин И.Я. Инженерное оборудование тепловых электростанций и монтажные работы. М.: «Высшая школа», 1979.
11. Стеклов В. Ю. Развитие электроэнергетического хозяйства СССР. 3 изд. М., 1970.
12. Жимерин Д.Г., История электрификации СССР, Л., 1962.
13. Лычев П.В., Федин В.Т., Поспелов Г.Е. Электрические системы и сети, Минск. 2004 г.
14. История кабельной промыленности // «КАБЕЛЬ-news». №9. С. 28-36.

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Cообщение об ошибке

Линии связи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа. Первые линии связи были кабельными. Однако вследствие несовершенства конструкции кабелей подземные кабельные линии связи вскоре уступили место воздушным. Первая воздушная линия большой протяженности была построена в 1854 г. между Петербургом и Варшавой. В начале 70-х годов прошлого столетия была построена воздушная телеграфная линия от Петербурга до Владивостока длиной около 10 тыс. км. В 1939 г. была пущена в эксплуатацию величайшая в мире по протяженности высокочастотная телефонная магистраль Москва--Хабаровск длиной 8300 км.

Создание первых кабельных линий связано с именем русского ученого П. Л. Шиллинга. Еще в 1812 г. Шиллинг в Петербурге демонстрировал взрывы морских мин, использовав для этой цели созданный им изолированный проводник.

В 1851 г. одновременно с постройкой железной дороги между Москвой и Петербургом был проложен телеграфный кабель, изолированный гуттаперчей. Первые подводные кабели были проложены в 1852 г. через Северную Двину и в 1879 г. через Каспийское море между Баку и Красноводском. В 1866 г. вступила в строй кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи между Францией и США,

В 1882--1884 гг. в Москве, Петрограде, Риге, Одессе были построены первые в России городские телефонные сети. В 90-х годах прошлого столетия на городских телефонных сетях Москвы и Петрограда были подвешены первые кабели, насчитывающие до 54 жил. В 1901 г. началась постройка подземной городской телефонной сети.

Первые конструкции кабелей связи, относящиеся к началу XX века, позволили осуществлять телефонную передачу на небольшие расстояния. Это были так называемые городские телефонные кабели с воздушно-бумажной изоляцией жил и парной их скруткой. В 1900--1902 гг. была сделана успешная попытка повысить дальность передачи методами искусственного увеличения индуктивности кабелей путем включения в цепь катушек индуктивности (предложение Пупина), а также применения токопроводящих жил с ферромагнитной обмоткой (предложение Крарупа). Такие способы на том этапе позволили увеличить дальность телеграфной и телефонной связи в несколько раз.

Важным этапом в развитии техники связи явилось изобретение, а начиная с 1912--1913 гг. освоение производства электронных ламп. В 1917 г. В. И. Коваленковым был разработан и испытан на линии телефонный усилитель на электронных лампах. В 1923 г. была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии Харьков--Москва--Петроград.

В 30-х годах началось развитие многоканальных систем передачи. В последующем стремление расширить спектр передаваемых частот и увеличить пропускную способность линий привело к созданию новых типов кабелей, так называемых коаксиальных. Но массовое изготовление их относится лишь к 1935 г., к моменту появления новых высококачественных диэлектриков типа эскапона, высокочастотной керамики, полистирола, стирофлекса и т. д. Эти кабели допускают передачу энергии при частоте токов до нескольких миллионов герц и позволяют производить по ним передачу телевизионных программ на большие расстояния. Первая коаксиальная линия на 240 каналов ВЧ телефонирования была проложена в 1936 г. По первым трансатлантическим подводным кабелям, проложенным в 1856 г., организовывали лишь телеграфную связь, и только через 100 лет, в 1956 г., была сооружена подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для многоканальной телефонной связи.

В 1965--1967 гг. появились опытные волноводные линии связи для передачи широкополосной информации, а также криогенные сверхпроводящие кабельные линии с весьма малым затуханием. С 1970 г. активно развернулись работы по созданию световодов и оптических кабелей, использующих видимое и инфракрасное излучения оптического диапазона волн.

Создание волоконного световода и получение непрерывной генерации полупроводникового лазера сыграли решающую роль в быстром развитии волоконно-оптической связи. К началу 80-х годов были разработаны и испытаны в реальных условиях волоконно-оптические системы связи. Основные сферы применения таких систем -- телефонная сеть, кабельное телевидение, внутри объектовая связь, вычислительная техника, система контроля и управления технологическими процессами и т. д.

В России и других странах проложены городские и междугородные волоконно-оптические линии связи. Им отводится ведущее место в научно-техническом прогрессе отрасли связи.

Степень развития общества во многом определяется состоянием телекоммуникаций (электросвязи).

Электросвязь обеспечивает излучение, передачу и приём знаков, письменного текста, изображений и звуков, сообщений и сигналов любого рода по проводам, радио, оптическим или другим электромагнитным системам. В электросвязи оперируют с электрическим сигналом, поэтому для передачи сообщений (речи, музыки, текстов, документов, изображений подвижных и неподвижных объектов) на расстояние (или для записи на магнитную ленту, оптический диск) их необходимо преобразовать в электрические сигналы, т. е. в электромагнитные колебания. Без средств телекоммуникаций невозможно представить не только промышленность, науку, оборону, но и быт человека. Даже самая ценная информация бесполезна, если нет каналов связи для ее передачи и приема. Количество произведенных в мире только бытовых радиоэлектронных аппаратов давно превысило число жителей на планете. И это притом, что электросвязь, компьютерная техника и радиоэлектроника развивались в основном в последние 50 лет, многие виды систем связи и бытовых аппаратов появились в последнее десятилетие, а некоторые – буквально в последние годы.

Если транспорт является средством для перемещения грузов и людей, то системы и сети телекоммуникаций – «транспортом» для «перевозки» любой информации посредством электромагнитных волн. Однако, если первый тип транспорта находится на виду и поэтому в центре внимания, то второй в основном скрыт и большинству представляется каким-то простым средством передачи телеграмм или ведения телефонных разговоров. Никто ведь не задумывается (исключая специалистов), как могут одновременно работать сотни тысяч передатчиков средней и большой мощности и более миллиарда малой, как с помощью миниатюрного мобильного аппарата можно передавать речь, данные, изображения (пока средней четкости) почти в любую точку нашей планеты, определить свое местоположение и произвести необходимые компьютерные расчеты.

Каждое из направлений развития техники передачи сообщений (телеграфия, телефония, передача данных, факсимильная связь, телевидение, звуковое вещание и т. д.) и устройства для их приёма (телеграфные аппараты, телефоны, факсы, телевизоры, радиоприёмники и т. д.) имеет свою историю изобретения, создания и эксплуатации. Известны имена многих изобретателей, но в ряде случаев трудно приписать кому-либо одному первенство в изобретении тех или иных технических средств передачи и приёма сообщений. Отметим лишь наиболее выдающиеся вехи в развитии этих областей техники.

В 1792 г. была построена (французские изобретатели братья К. и И. Шапп) первая линия семафорной передачи сигналов, связавшая Париж и Лилль (225 км). Сигнал проходил весь путь за 2 мин. Прибор для передачи сообщений назывался «тахиграф» (буквально скорописатель), а позже – «телеграф».

Оптический телеграф представлял собой цепочку башен, расположенных на вершинах холмов, на расстоянии прямой видимости. На каждой башне устанавливался вертикальный столб с тремя закрепленными перекладинами: одной длинной горизонтальной и двумя короткими, подвижно прикрепленными к ее концам. С помощью специальных механизмов перекладины меняли свое место так, что можно было образовать 92 различные фигуры. Шапп выбрал 8400 наиболее часто употребляемых слов и расположил их в кодовой книге на 92 страницах по 92 слова на каждой. С башни на башню передавался сначала номер страницы, а затем номер слова на ней.

Телеграф Шаппа был широко распространён в 19 в. В 1839–54 гг. действовала самая длинная в мире линия оптического телеграфа Петербург – Варшава (149 станций, 1200 км). По ней телеграмма, содержащая 100 сигналовсимволов, передавалась за 35 мин. Оптический телеграф различных конструкций был в эксплуатации около 60 лет, хотя и не обеспечивал (из-за погодных условий) высокую надёжность и достоверность.

Открытия в области электричества способствовали тому, что постепенно телеграф из оптического превращался в электрический. В 1832 г. русский учёный П. Л. Шиллинг продемонстрировал в Петербурге первый в мире практически пригодный электромагнитный телеграф. Первые подобные линии связи обеспечивали передачу 30 слов в минуту. Существенный вклад в эту область внесли американский изобретатель С. Морзе (в 1837 г. предложил код

– азбуку Морзе, а в 1840г. создал самопищущий аппарат, применявшийся потом на телеграфных линиях всех стран более ста лет), русский учёный Б. С. Якоби (в 1839 г. предложил буквопечатающий аппарат, в 1840 г. – электрохимический способ записи), английский физик Д. Юз (в 1855 г. разработал оригинальный вариант электромеханического буквопечатающего аппарата), немецкий электротехник и предприниматель Э. Сименс (в 1844 г. усовершенствовал аппарат Б. С. Якоби), французский изобретатель Ж. Бодо (в 1874 г. предложил метод передачи нескольких сигналов по одной физической линии – временное уплотнение; наибольшее практическое распространение получили аппараты Бодо двукратного телеграфирования, работавшие почти до середины XX в. со скоростью 760 знаков в минуту, в честь заслуг Бодо в 1927 г. его именем названа единица скорости телеграфирования – бод), итальянский физик Дж. Казелли (в 1856 г. предложил способ фототелеграфирования и осуществил его в России в 1866 г. на линии Петербург – Москва). Интересно отметить, что большинство создателей телеграфных аппаратов были всесторонне развитыми личностями. Так, Петр Львович Шиллинг был военным инженером, востоковедом и дипломатом, впоследствии – членом Петербургской академии наук; Самуэль Морзе в 1837 г. был профессором живописи Нью-Йорского университета. В 1866 г. была завершена работа по прокладке первого кабеля через Атлантический океан. Впоследствии все материки были соединены несколькими подводными линиями связи, в том числе на волоконно-оптическом кабеле.

В 1876 г. американский изобретатель А. Г. Белл получил патент на первый практически пригодный телефонный аппарат, а в 1878 г. в Нью-Хейвене

(США) была введена первая телефонная станция. В России первые городские телефонные станции появились в 1882 г. в Петербурге, Москве, Одессе и Риге. Автоматическая телефонная станция (АТС) с шаговым искателем введена в

1896 г. (г. Огаста, США.). В 1940-х гг. были созданы координатные АТС, в 1960-х – квазиэлектронные, а в 1970-х появились первые образцы электронных АТС. Развитие электросвязи шло параллельно по многим направлениям: телеграфия, телефония, проводное звуковое вещание, радиовещание, радиосвязь, факсимильная связь, телевидение, передача данных, сотовая радиосвязь, персональная спутниковая и т.д.

В течение 1906 – 1916 гг. были изобретены различные вакуумные электронные лампы (Ли де Форест – США, Р. Либен – Германия, В.И. Коваленко – Россия и др.), что явилось толчком для создания генераторов незатухающих электрических колебаний (в отличие от применявшихся до этого в радиопередатчиках искровых затухающих колебаний), усилителей, модуляторов и др. устройств, без которых не обходится ни одна система передачи.

Усилители электрических сигналов позволили увеличить дальность проводной телефонной связи благодаря использованию промежуточных усилителей, а разработка высокодобротных электрических фильтров открыла путь к созданию многоканальных систем передачи с частотным разделением каналов.

Развитие телефонии способствовало внедрению проводного звукового вещания, в котором звуковые программы передаются по отдельным от телефонных проводам. Однопрограммное проводное вещание впервые было начато в Москве в 1925 г. введением узла мощностью 40 Вт, обслуживавшего 50 громкоговорителей, установленных на улицах. С 1962 г. внедряется 3- программное проводное вещание, в котором две дополнительные программы передаются одновременно с первой методом амплитудной модуляции несущих с частотами 78 и 120 кГц. В ряде стран ведутся передачи дополнительных звуковых программ по телефонным сетям.

Теоретические и экспериментальные исследования многих ученых, прежде всего М. Фарадея, Д. Максвелла и Г. Герца, создавших теорию электромагнитных колебаний, явились основой для широкого применения электромагнитных волн, в том числе для создания беспроводных, т.е. радиосистем передачи. Важный шаг в истории электросвязи – изобретение радио А. С. Поповым в 1895 г. и беспроволочного телеграфа Г. Маркони в 1896–97 гг. Первая в мире смысловая радиограмма, преданная 12 марта 1896 г. А.С. Поповым, содержала всего два слова «Heinrich Hertz», как дань уважения памяти великого ученого, открывшего дверь в мир радио. С этого времени началось использование электромагнитных волн всё более высоких частот для передачи сообщений. Это послужило толчком для организации радиовещания и появления радиовещательных приёмников – первых бытовых радиоэлектронных аппаратов. Первые радиовещательные передачи начаты в 1919–20 гг. из Нижегородской радиолаборатории и с опытных радиовещательных станций Москвы, Казани и других городов. К этому же

времени относится начало регулярных передач радиовещания в США (1920 г.)

в Питсбурге и Западной Европе (в 1922 г.) в Лондоне.

В нашей стране регулярное радиовещание начато более 65 лет назад и ведется сейчас на длинных, средних и коротких волнах методом амплитудной модуляции, а также в УКВ диапазоне (метровые волны) методом частотной модуляции. Стереофонические программы передаются в УКВ диапазоне. Развитие радиовещания идет по пути внедрения цифровых технологий во все сферы подготовки программ, передачи, записи и приема. В ряде стран введены системы цифрового радиовещания по стандартам DRM и DAB.

В 1935 г. между Нью-Йорком и Филадельфией (расстояние 150 км) была сооружена радиолиния на 5 телефонных каналов, работавшая в диапазоне метровых волн, устойчиво распространяющихся в пределах прямой видимости. Она представляла собой цепочку приемо-передающих радиостанций (двух оконечных и двух (через 50 км) промежуточных – релейных) отстоящих друг от друга на расстоянии прямой видимости их антенн. Так появился новый вид радиосвязи – радиорелейная связь, в которой в дальнейшем перешли на диапазоны дециметровых и сантиметровых волн. Отличительной особенностью радиорелейных систем передачи является возможность одновременной работы огромного количества таких систем в одном и том же частотном диапазоне без взаимных помех, что объясняется возможностью применения остронаправленных антенн (с узкой диаграммой направленности).

Для увеличения расстояния между станциями их антенны устанавливают на мачтах или башнях высотой 70 – 100 м и, по возможности, на возвышенных местах. В этих диапазонах можно передавать большие объемы информации, к тому же здесь мал уровень атмосферных и индустриальных помех. Радиорелейные системы быстрее развертываются (строятся), дают большую экономию цветных металлов по сравнению с кабельными (коаксиальными) линиями. Несмотря на сильную конкуренцию со стороны волоконнооптических и спутниковых систем, радиорелейные системы во многих случаях незаменимы – для передачи любого сообщения (чаще телевизионных изображений) с подвижного средства на приемную станцию узким пучком радиоволн. Современные радиорелейные системы в основном цифровые.

В 1947 г. появилось первое сообщение о цифровой системе передачи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), разработанной фирмой «Белл» (США). Поскольку она была выполнена на лампах (транзисторы еще не существовали), то была весьма громоздкой, потребляла много электроэнергии и имела низкую надежность. Только в 1962 г. внедрена в эксплуатацию цифровая многоканальная система телекоммуникаций (МСТК) с временным разделением каналов (ИКМ-24). Сегодня цифровые МСТК и соответствующие сети строятся на основе синхронной цифровой SDH – СЦИ иерархии (с базовой скоростью 155,52 Мбит/с – STM-1, все остальные STM-n, составляющие основу аппаратуры СЦИ, обеспечивают информационный обмен со скоростями, кратными базовой) и на волоконно-оптическом кабеле.

В 1877-80 гг. М. Сенлеком (Франция), А. де Пайва (Португалия) и П. И. Бахметьевым (Россия) предложены первые проекты систем механического

телевидения. Созданию телевидения способствовали открытия многих учёных и исследователей: А. Г. Столетов установил в 1888 -90 гг. основные закономерности фотоэффекта; К. Браун (Германия) изобрёл в 1897 г. электронно-лучевую трубку; Ли де Форест (США) создал в 1906 г. трёхэлектродную лампу, существенный вклад внесли также Дж. Берд (Англия), Ч. Ф. Дженкинс (США) и Л. С. Термен (СССР), осуществившие первые проекты систем телевидения с механической развёрткой в течение 1925-26 гг. Началом ТВ-вещания в стране по системе механического телевидения c диском Нипкова (30 строк и 12,5 кадров/с) считается 1931 г. Ввиду узкой полосы частот, занимаемой сигналом этой системы, он передавался с помощью радиовещательных станций в диапазонах длинных и средних волн. Первые опыты по системе электронного телевидения были проведены в 1911 г. русским учёным Б. Л. Розингом. Существенный вклад в становление электронного телевидения внесли также: А. А. Чернышёв, Ч. Ф. Дженкинс. А. П. Константинов, С. И. Катаев, В. К Зворыкин, П. В. Шмаков, П. В. Тимофеев и Г. В. Брауде, предложившие оригинальные проекты различных передающих трубок. Это позволило создать в 1937 г. первые в стране телецентры – в Ленинграде (на 240 строк) и Москве (на 343 строки, а с 1941 г. – на 441 строку). С 1948 г. начато вещание по системе электронного телевидения с разложением на 625 строк и 50 полей/с, т. е. по стандарту, который принят сейчас большинством стран мира (в США в 1940 г. принят стандарт на 525 строк и 60 полей/с).

Работы многих учёных и изобретателей по передаче цветных изображений (А. А. Полумордвинов предложил в 1899 г. первый проект цветной ТВ-системы, И. А. Адамиан в 1926 г. – трёхцветную последовательную систему) явились основой для создании различных систем цветного телевидения. Перед исследователями и разработчиками системы цветного телевидения (ЦТВ) для целей вещания стояла сложная задача: создать систему, которая была бы взаимно-совместимой с уже существующей системой черно-белого ТВ. Для этого сигнал ЦТВ должен приниматься черно-белыми телевизорами в черно-белом виде, а сигнал черно-белого ТВ – цветными телевизорами также в черно-белом виде. Долгие годы потребовались для успешного решения этой проблемы. В конце 1953 г. в США было начато вещание по системе ЦТВ NTSC (по имени разработавшего ее национального комитета ТВ систем). В этой системе формируется полный цветной ТВ сигнал в виде суммы сигнала яркости и цветности. Последний представляет собой цветовую поднесущую, промодулированную двумя цветоразностными сигналами методом квадратурной модуляции. Сам метод передачи двух любых сообщений на одной поднесущей (со здвигом по фазе на 90°) был предложен в 40-х годах XX века советским ученым Г. Момотом.

Однако, несмотря на инженерную простоту построения кодирующего и декодирующего устройств, система NTSC не получила широкого распространения ввиду жестких требований, предъявляемых к характеристикам аппаратуры и каналов связи. Потребовалось 14 лет для разработки других систем ЦТВ (PAL и SECAM), которые менее чувствительны

к искажениям сигналов в канале передачи. Система PAL была предложена в Германии, а SECAM – во Франции. Принятый же для целей вещания стандарт SECAM доработан совместными усилиями советских и французских ученых. Системы ЦТВ NTSC, PAL и SECAM получили название композитных (от composite – составной, сложный сигнал) в отличие от компонентных систем, в которых сигналы яркости и цветоразностные (компоненты) передаются раздельно.

В настоящие время ТВ вещание в мире ведется по трем указанным аналоговым системам в отведенных участках метровых и дециметровых волн; при этом изображение передается методом амплитудной модуляции несущей, а звуковое сопровождение – методом частотной модуляции другой несущей (только в одном стандарте (L) применяется амплитудная модуляция). Аналоговое вещание постепенно вытесняется цифровым. Количество цифровых ТВ программ по стандарту DVB-S, которые можно принимать со спутников значительно превзошло число аналоговых. На различные космические орбиты запущены тысячи искусственных спутников Земли, с помощью которых осуществляются: многопрограммное непосредственное ТВ

– и радиовещание, радиосвязь, определение местоположения (координат) объектов, оповещение о терпящих бедствие, персональная спутниковая связь и много других функций.

В США с 1998 г. начат переход на цифровое телевидение высокой четности (ТВЧ) по стандарту ATSC (допускается 18 вариантов, отличающихся числом строк разложения – от 525 до 1125, видом развертки и частотой полей (кадров)). В Европе нет такой категоричности в переходе на цифровое ТВЧ, так как считается, что потенциал стандарта на 625 строк полностью еще не исчерпан. Тем не менее, аппаратура по стандарту ТВЧ (1250 строк) производится (особенно для съемки кинофильмов) и ведутся отдельные передачи.

Для доставки ТВ программ населению применяются радиосистемы: наземные в МВ и ДМВ диапазонах, спутниковые непосредственного приема, микроволновые сотовые (MMDS, LMDS, MVDS), а также системы кабельного ТВ (коаксиальные, волоконно-оптические, гибридные). Все больший вес приобретают системы КТВ (с доступов в сеть Интернет, для заказывания ТВ программ и получения других услуг).

Опытная система чёрно-белого и цветного стереотелевидения создана в I960 – 70-х гг. коллективом под руководством П. В. Шмакова в Ленинграде. Внедрение стереотелевидения в вещание сдерживается в основном отсутствием эффективного, сравнительно дешёвого и простого устройства отображения (экрана). Высказанное в свое время П.В. Шмаковым предложение об использовании летательных аппаратов для ретрансляции ТВ программ на большие территории получило широкое распространение в спутниковых системах радиосвязи и ТВ вещания. Начало этому было положено

в 1965 г. когда в СССР был запущен искусственный спутник земли (ИСЗ) «Молния-1» с приемо-передающей ретрансляционной аппаратурой. Сегодня на разных орбитах вокруг Земли вращаются несколько тысяч ИСЗ, имеющих

различное назначение. Для непосредственного приема ТВ программ с ИСЗ оптимальной является геостационарная орбита, вращаясь по которой ИСЗ оказывается как бы неподвижным относительно любой точки Земли в пределах радиовидимости. С их помощью не только ретранслируется ТВ программы (несколько сотен над странами Европы), но и программы звукового вещания, осуществляется персональная радиосвязь и широкополосный доступ в Интернет, а также ряд других функций.

Выдающимся открытием 20 в. является создание транзистора в 1948 г. У. Шокли, У. Браттейном и Дж. Бардином, получивших Нобелевскую премию 1956 г. Успехи полупроводниковой электроники и в особенности появление интегральных схем предопределили бурное развитие всех технических средств передачи сообщений электрическими средствами и соответствующих устройств для их приёма и записи. Кроме стационарных радиоприёмников и телевизоров появились переносные и автомобильные и даже персональная «карманная» видеоаппаратура.

Работы советских ученых Н.Г. Басова, А.М. Прохорова и американского ученого Ч. Таунса, также получивших Нобелевскую премию, позволили в 1960 г. создать лазер – высокоэффективный источник оптического излучения. Волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) с использованием полупроводниковых лазерных диодов и волоконных световодов стали реальностью с 1970 г. когда в США было получено сверхчистое стекло. ВОСП открыли новую эру в технике связи по направляющим линиям. Ввиду нечувствительности к электромагнитным помехам, скрытности, малого ослабления передаваемых оптических сигналов (менее 0,01 дБ/км), большой пропускной способности (более 40 Гбит/с) они не имеют конкурентов среди существующих физических линий передачи. Исключения составляют фидерные линии (коаксиальный кабель или волновод), применяемые для подачи модулированных высокочастотных колебаний на радиопередающие станции. Строятся фотонные сети, т.е. полностью оптические, а также пассивные, которые не содержат электрические или оптические усилители.

В нашей стране создана достаточно развитая магистральная сеть для передачи любых видов информации по волоконно-оптическим линиям связи с выходом на международные линии.

В 1956 г. был создан первый профессиональный видеомагнитофон (ВМ) для записи на магнитную ленту цветных ТВ изображений (США, ф. «Ampex», которую возглавлял выходец из России), его вес составлял 1,5 тонны. Сегодня видеокамера (ТВ передающая камера с встроенным видеомагнитофоном) с расширенными функциями помещается на ладони. С 1969 г. начато освоение бытовой магнитной видеозаписи, а также производство малогабаритных студийных ВМ, а затем и видеокамер. Большой спрос на ВМ вызвал конкурентную борьбу среди фирм производителей (в основном из Японии).

В начале выпускались ВМ аналоговых форматов: U-matic, VCR (1970 г.); Betamax, VCR-LR, VHS (1975 г.); Betacam, Video-2000 (1979 г.); S- VHS (1981

г.), Video-8 (1988 г.). Но уже в 1986 г. появился первый формат (D-1) цифровой видеозаписи на магнитную ленту сигналов ЦТВ, а затем D-2 (1987 г.), D-3

(1990 г.) и D-5 (1993 г.). Эти ВМ были рассчитаны на запись цифровых потоков без сжатия со скоростями 225, 127, 125 и 300 Мбит/с соответственно: D-1 и D-5 – компонентных, D-2 и D-3 – композитных сигналов. Успешная реализация алгоритмов сжатия – устранения избыточности в ТВ изображениях (семейство MPEG стандартов) во много раз сокративших скорость цифрового потока, применение методов помехоустойчивого кодирования и спектральноэффективных многопозиционных способов модуляции открыли путь для внедрения цифрового ТВ вещания: появилась возможность в стандартном ТВ радиоканале (шириной 8 МГц для отечественного стандарта и большинства других), вместо одной аналоговой, передать 5 – 6 цифровых ТВ программ со стереофоническим звуковым сопровождением и дополнительной информацией. Это было учтено при разработке новых форматов цифровой записи на магнитную ленту как компонентных сигналов стандартной четкости

(Betacam SX, Digital Betacam, D-7 (DVSPRO), DVSPRO50, D-9 (Digitals), DVCAM, MPEG IMX и др.), так и высокой (D5-HD, D-6, CAM-HD, DVSPROHD и др.). Создателями большинства форматов являются японские фирмы, как и разработчиками трех стандартов для записи цифровых звуковых сигналов на магнитную ленту R-DAT (1981 г.), S-DAT (1982 г.) и стираемый диск – Е-DAT (1984 г.).

Совместным усилиями Philips и Sony в 1977 г. разработан цифровой вариант пластинки – компакт – диск для воспроизведения на лазерном проигрывателе. Примерно с 1985 г. начато производство DVD–дисков (однослойных, двухслойных, односторонних и двухсторонних, однократно и многократно перезаписываемых) и соответствующей аппаратуры. Появились портативные ТВ камеры с устройством записи на оптический DVD–диск. Началась эра безленточной подготовки и производства ТВ программ с хранением информации на дисковых накопителях, видеосервирах с широким применением программно-управляемых комплексов.

Современное общество невозможно представить не только без средств телекоммуникаций, но и без персональных компьютеров, локальных, корпоративных сетей передачи данных и глобальной сети Интернет. Произошла интеграция всех видов телекоммуникаций и компьютерных технологий. Цифровые сети и системы программно управляются и синхронизируются; цифровые сигналы чаще обрабатываются с помощью микропроцессоров, сигнальных процессов и формируются программно (напр., COFDM – метод модуляции и частотного уплотнения нескольких тысяч ортогональных несущих реализуется программно, так как аппаратурно трудно выполним, а он широко применяется во многих цифровых радиосистемах передачи).

Начиналось же все с простейших устройств, которые оказывали помощь человеку в проведение тех или иных расчетов (бухгалтерские счеты, арифмометр, калькулятор). Первые электронные вычислительные машины и были созданы для решения расчетных задач с большим объемом вычислений.

По закону Министерства обороны США в период с 1942 по 1946 г.г. в Пенсильванском университете создавалась ЭВМ ENIAC (Electronic Numerical

Integrator and Automatic Calculator – электронный вычислительный интегратор и автоматический вычислитель), которая использовалась в баллистической лаборатории. Оборудование размещалось во множестве шкафов, занимало большое помещение (~ 80м2 ), поражало своими размерами и весом (30 тонн, 18 тысяч электронных ламп), крайне низкой производительностью (10 – 20 тысяч операций в секунду) – на перемножение двух чисел уходило 3 миллисекунды. Владельцу ноутбука в это трудно поверить. К первому поколению относится и ЭВМ МЭСМ, созданная в 1946 – 1947 г.г. в СССР.

Второе поколение (1960 – 1969 г.г.) разрабатывалось с применением полупроводниковых приборов (IBM – 701, США; БЭСМ-4, БЭСМ-6, СССР). Быстродействие увеличилось до 100-500 тыс. оп/с, но размеры были еще большими. Третье поколение ЭВМ (IBM – 360, США; EC-1030, EC-1060,

СССР) создавались в 1970–1979 г.г. на микросхемах с малой степенью интеграции с использованием операционных систем и режима разделения времени. Основное назначение – автоматизированные системы управления, научно-технические задачи, системы автоматизированного проектирования. На больших интегральных схемах и микропроцессорах строились ЭВМ четвертого поколения (1980 – 1989 г.г.) с быстродействием в десятки и сотни мил.оп/с (ILLIAC4, CRAY, США; Эльбрус, ПС-2000, СССР и др.). Расширялась и область их применения – сложные производственные и социальные задачи, управление, автоматизированные рабочие места, коммуникации.

Одновременно с созданием больших ЭВМ интенсивно развивался класс микроЭВМ – персональных компьютеров (ПК). Первая микроЭВМ появилась в 1971 г. в США на основе 4-разрядного микропроцессора, что позволило резко уменьшить массу и габариты вычислительных устройств. Как и в случае больших ЭВМ, персональные компьютеры первого поколения были аппаратно и программно несовместимы. С появлением в 1981 г. ПК фирмы IBM ситуация стала меняться в направлении создания совместимых ПК, имеющих значительно большую разрядность и точность вычислений. Огромный спрос на быстродействующие ПК с расширенными функциональными возможностями являлся стимулом для совершенствования микропроцессоров, разрядность которых увеличилась от 4 в 1971 г. до 32 в 1986 г., а тактовая частота – от 0,5 до 25 МГц. Современные процессоры имеют 64 разряда при тактовой частоте более 4 ГГц.

Развитие радиосвязи шло по пути осваивания диапазонов все более высоких частот, в которых можно передавать значительно больший объем информации. Оставалось много нерешенных проблем по эффективному сжатию передаваемых сигналов, помехоустойчивому кодированию и созданию спектрально-эффективных методов цифровой модуляции, покрытию больших территорий многопрограммным вещанием. Нерешенной была и задача обеспечения двухсторонней радиосвязи с абонентом, который находится в пути, либо не имеет выхода на телефонную сеть общего пользования. Ведомственные системы профессиональной подвижной радиотелефонной связи (для «скорой помощи», управления дорожным и воздушным движением и т.п.) были созданы еще в 70 годах ХХ века (отечественные системы «Алтай», «Лен»,

«Вилия» и др.). Они представляли собой возимые приемо-передающие радиостанции и поэтому не были рассчитаны на массовое использование. Для этого требовалось сделать их портативными и легкими, а также в условиях ограниченного частотного ресурса найти способы многократного использования одних и тех же частот разными абонентами.

Первыми появились системы односторонней радиосвязи – пейджинговые системы (персонального радиовызова). Они позволяют передавать короткие текстовые сообщения любому владельцу портативного приемника – пейджера. Отображение принимаемых буквенно-цифровых символов осуществляется на маленьком экране (индикаторе) приемника. Текст таких сообщений с указанием номера абонента передавался сначала по телефонной линии на базовую станцию, а оттуда уже оператор передавал его на пейджер получателя. В то время это было большим достижением. В дальнейшем появилась возможность не только получать сообщения, но и отвечать на них несколькими стандартными фразами, зашитыми в память пейджера.

Так зарождались системы сотовой подвижной радиосвязи, основной принцип которых – сотовое построение и распределение частот. Территория обслуживания делится на большое количество небольших ячеек («сот» – шестиугольников) радиусом R от 1,5 до 3 км, обслуживаемых отдельной базовой радиостанцией малой мощности. Совокупность, например, семи ячеек образует кластер с соответствующими номерами используемых частот. В расположенных рядом кластерах применяются те же частоты, но присвоенные сотам так, что расстояние между центрами сот (разных кластеров) с одинаковыми частотами равно 4,5R – достаточное для исключения взаимного влияния.

Первые СПР были аналоговыми, затем повсеместно – цифровыми. Постепенно расширялись и их функциональные возможности – от двухсторонней передачи только речи до передачи данных, неподвижных и подвижных изображений (пока среднего качества). Зона обслуживания также увеличивалась – от небольшой территории города до государства в целом, а при наличии международных соглашений – и на территории других стран. К концу 1996 г. (10 лет назад) количество абонентов СПР в мире составляло чуть более 15 млн. Сегодня только в нашей стране более 4 млн. абонентов, в мире их стало более 2 млрд.

Необходимо отметить еще одно достижение конца ХХ века – создание семейства стандартов xDSL (Digital Subscribez Line – цифровая абонентская линия), разработанных для существенного повышения пропускной способности витой медной пары, используемой на абонентском участке до АТС (получившим поэтому название «последняя миля»). Применение новых видов многопозиционной модуляции позволяет по узкополосной медной паре передавать большие объемы информации: в варианте ADSL – от абонента до АТС – со скоростью 16 – 640 кбит/с, к абоненту – 6 Мбит/с на расстояние 2,7 км, а в варианте VDSL – обеспечивается передача со скоростью 52 Мбит/с (АТС – абонент) на расстояние до 300 м. Еще не так давно считалось, что по такому каналу вообще нельзя передавать ТВ сигнал. Таким образом, с

помощью технологии VDSL можно передавать до 10 цифровых ТВ программ (по 5 Мбит/с на программу) вещательного качества, что является колоссальным достижением.

Создание первых кабельных линий связано с именем русского ученого П.Л. Шиллинга. Еще в 1812 г. Шиллинг в Петербурге демонстрировал взрывы морских мин, использовав для этой цели созданный им изолированный проводник.

В 1882-1884 гг. в Москве, Петрограде, Риге, Одессе были построены первые в России городские телефонные сети. В 90-х годах прошлого столетия на городских телефонных сетях Москвы и Петрограда были подвешены первые кабели, насчитывающие до 54 жил. В 1901 г. началась постройка подземной городской телефонной сети.

Первые конструкции кабелей связи, относящиеся к началу XX века, позволили осуществлять телефонную передачу на небольшие расстояния. Это были так называемые городские телефонные кабели с воздушно-бумажной изоляцией жил и парной их скруткой. В 1900-1902 гг. была сделана успешная попытка повысить дальность передачи методами искусственного увеличения индуктивности кабелей путем включения в цепь катушек индуктивности (предложение Пупина), а также применения токопроводящих жил с ферромагнитной обмоткой (предложение Крарупа). Такие способы на том этапе позволили увеличить дальность телеграфной и телефонной связи в несколько раз.

Важным этапом в развитии техники связи явилось изобретение, а начиная с 1912-1913 гг. освоение производства электронных ламп. В 1917 г. В.И. Коваленковым был разработан и испытан на линии телефонный усилитель на электронных лампах. В 1923 г. была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии Харьков-Москва-Петроград.

В 30-х годах началось развитие многоканальных систем передачи. В последующем стремление расширить спектр передаваемых частот и увеличить пропускную способность линий привело к созданию новых типов кабелей, так называемых коаксиальных. Но массовое изготовление их относится лишь к 1935 г., к моменту появления новых высококачественных диэлектриков типа эскапона, высокочастотной керамики, полистирола, стирофлекса и т.д. Эти кабели допускают передачу энергии при частоте токов до нескольких миллионов герц и позволяют производить по ним передачу телевизионных программ на большие расстояния. Первая коаксиальная линия на 240 каналов ВЧ телефонирования была проложена в 1936 г. По первым трансатлантическим подводным кабелям, проложенным в 1856 г., организовывали лишь телеграфную связь, и только через 100 лет, в 1956 г., была сооружена подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для многоканальной телефонной связи.

В 1965-1967 гг. появились опытные волноводные линии связи для передачи широкополосной информации, а также криогенные сверхпроводящие кабельные линии с весьма малым затуханием. С 1970 г. активно развернулись работы по созданию световодов и оптических кабелей, использующих видимое и инфракрасное излучения оптического диапазона волн.

Создание волоконного световода и получение непрерывной генерации полупроводникового лазера сыграли решающую роль в быстром развитии волоконно-оптической связи. К началу 80-х годов были разработаны и испытаны в реальных условиях волоконно-оптические системы связи. Основные сферы применения таких систем - телефонная сеть, кабельное телевидение, внутри объектовая связь, вычислительная техника, система контроля и управления технологическими процессами и т.д.

Рубрика:

Одно из величайших изобретений XIX века - телефон . С его появлением мечта человечества о передаче речи на расстояние стала реальностью.

Огромный вклад в дело развития и совершенствования телефонной связи внесли русские ученые и изобретатели. Созданные ими в конце XIX века аппараты, коммутаторы и другие приборы телефонной техники отличались простотой и совершенством. Они не только не уступали по своим качествам, но и во многом превосходили иностранные.

Первые городские телефонные станции в России начали действовать в 1882 году в Петербурге, Москве, Одессе, Риге, Варшаве и Лодзи.

Почти одновременно с городскими телефонными станциями в России начинает развиваться и междугородная связь. Первую междугородную телефонную линию связи протяженностью 45 км построили в 1882 году между Петербургом и Гатчиной для переговоров «высочайших особ» и слушания опер из Мариинского театра.

В 1885 году по ходатайству московских промышленников строятся линии телефонной связи между Москвой и Богородском, Химками, Коломной, Подольском, Серпуховом.

В конце 1893 года была установлена телефонная связь между Одессой и Николаевом, а в 1895 году - между Ростовом-на-Дону и Таганрогом. На этих линиях применяли аппаратуру системы русского изобретателя Е. И. Гвоздева.

С развитием капитализма в России в конце XIX века все более ощущается потребность в средствах связи, которые давали бы возможность оперативно управлять заводами, фабриками, находящимися в разных городах страны.

Впервые вопрос об устройстве междугородного телефонного сообщения между тогдашней столицей России Петербургом и Москвой возник в 1887 году, когда два инженера, А. А. Столповский и Ф. П. Попов, попросили предоставить им концессию на устройство и эксплуатацию такой линии связи. Это ходатайство, а также прошение одного из членов Бельгийской Академии наук на устройство телефонного сообщения Петербург - Москва были отклонены.

Сооружение самой длинной в Европе телефонной магистрали Петербург - Москва правительство решило взять на себя.

Первый проект строительства линии связи, разработанный в 1889 году специалистами Петербургского почтово-телеграфного округа, предусматривал ее сооружение вдоль шоссе Петербург - Москва, протяженностью 678 верст.

В дальнейшем составление проекта поручили русскому инженеру-электрику П. Д. Войнаровскому. В 1896 году он представил в Главное управление почт и телеграфов подробно разработанный проект с чертежами и схемами, согласно которому подвеска бронзовых проводов диаметром 4 мм должна производиться вдоль железнодорожного полотна по правой его стороне (от Петербурга), отдельно от телеграфных проводов. Предусматривалось проведение скрещивания проводов для устранения индукции одного провода на другой.

Предполагалось, что устройство телефонного сообщения обойдется в 435 тысяч рублей.

Для подготовки работ по сооружению линии связи Петербург - Москва в 1897 году старшего механика Рижского почтово-телеграфного округа А. А. Новицкого, имевшего большой практический опыт строительства телеграфных линий в России, командировали за границу (в Будапешт и Берлин). В марте 1898 года правительство приняло решение о строительстве телефонной линии Петербург - Москва и приказом начальника Главного управления почт и телеграфов инженера А. А. Новицкого назначили производителем работ. Новицкий создал рабочий проект и составил смету строительства. Работы по устройству телефонного сообщения между Петербургом и Москвой начались 10 июня 1898 года (в направлении от Петербурга к Москве).

Участие в строительстве принимали технические работники связи из различных почтово-телеграфных округов. Подвеска проводов была хорошо организована и проходила довольно быстро. Уже к 30 сентября 1898 года подвеска всех четырех проводов дошла до Москвы. Но сильная буря, случившаяся 1 октября, причинила очень большие повреждения построенной линии. Полностью провода от Петербурга до Москвы (620 верст) были подвешены 16 октября 1898 года. Строительные работы на линии и в городской черте с установкой коммутаторов и включением в них проводов закончились спустя два месяца.

Официальное открытие телефонного сообщения между Петербургом и Москвой состоялось в Петербурге 31 декабря 1898 года (по старому стилю) в 11 часов утра.

В течение первой недели в сутки происходило в среднем 60 переговоров между Петербургом и Москвой, но уже в следующую неделю число это удвоилось.

Междугородная телефонная связь в России до 1917 года своего дальнейшего значительного расширения не получила. В России было только две телефонные магистрали: Петроград - Москва, Москва - Харьков (сооруженная в 1912 году) и несколько линий небольшой протяженности.

Только после Великой Октябрьской социалистической революции вопросам развития связи о стране начали уделять огромное внимание.

На заседании Всероссийского Центрального Исполнительного Комитета 29 апреля 1918 года Владимир Ильич Ленин указывал: «Социализм без почты, телеграфа, машин - пустейшая фраза».

За годы Советской власти коренным образом изменилось количественное и качественное состояние всех средств связи в кашей стране, в том числе и междугородной телефонной связи.

В 1939 году была введена в строй самая длинная в мире воздушная междугородная телефонная магистраль Москва - Хабаровск , протяжением 8400 км, которая потом была продолжена до Владивостока.

В годы восьмой пятилетки вступила в строй трансконтинентальная 120-канальная магистраль телефонной связи Япония - СССР - Западная Европа. Протяженность этой магистрали только на территории нашей страны - более 14 тысяч км. В 1940 году в нашей стране состоялось 92 миллиона междугородных телефонных разговоров, а в 1973 году эта цифра достигла 604 миллионов.

Невероятные факты об Эйфелевой башне
Эйфелева башня является одной из самых посещаемых достопримечательностей в мире, которая когда-то была названа большой ошибкой Парижа. 8 апреля 2007 года американка Эрика Лабри вышла замуж за Эйфелеву башню, а в солнечные дни парижская достопримечательность деформируется на 18 сантиметров... В нашей статье мы собрали несколько удивительных фактов о Железной Леди. ...

День взятия Бастилии
Ежегодно 14 июля французы отмечают один из самых значимых национальных праздников – День взятия Бастилии. Эта традиция существует с 1880 года, однако для жителей государства праздник давно уже утратил свое революционное значение. Во всех городах и деревнях Франции в этот день проходят веселые вечеринки, рестораны и ночные клубы едва вмещают всех желающих, а сами граждане проявляют готовность веселиться до утра. Ден...

География русской бани
Как ни странно, но бани в России, за исключением ее северо-западных районов, стали появляться относительно недавно. А до этого и в рязанских, и во Владимиро-Суздальских краях, и даже в Подмосковье широко практиковалось мытье в печи, которое, кстати говоря, и в самой Москве было распространено еще в прошлом веке. А вообще локализация разных банных традиций в России в значительной мере совпадала с зонами расселения...

Английский астроном Уильям Гершель
Знаменитый английский астроном Уильям Гершель (Фридрих Вильгельм Гершель) вошел в историю как первооткрыватель планеты Уран. Но по профессии он был музыкантом. Гершель родился в 1738 году в Ганновере (Германия). Музыке его обучил, вероятно, старший брат, который был органистом в церкви. Семья перебралась в Лондон, и Гершель стал музыкантом в королевской гвардии. В возрасте семнадцати лет юноше впервые представилась в...

Золотые монеты Цезаря
Государство древних римлян приступило к чеканке золотых монет довольно поздно. Во времена Республики выпуск золотых монет носил случайный характер и выпускалось их немного. Массовые их эмиссии начались со времени правления Цезаря. Кроме надписи CAESAR, на этих монетах отчеканены цифры LII. Предполагается, что так мог указываться возраст Цезаря. Так как год рождения Цезаря спорен, то и датировать точно выпуск этих мон...