Історія розвитку провідних каналів зв'язку коротко. Історія розвитку телефонного зв'язку

В. О. Шварцман

Розвиток електрозв'язку почався понад 160 років тому – з моменту появи телеграфного зв'язку. Наразі налічується 11 видів електрозв'язку.

Як видно з таблиці, переважна більшість видів електрозв'язку (10 із 11) призначена для людини – як відправника, так і одержувача інформації. Тільки передача даних використовується для обміну інформацією між ЕОМ та між людиною та ЕОМ.

При розгляді таблиці виникає низка питань:

4. Чи можна за допомогою засобів електрозв'язку надавати послуги, що виходять за межі безпосереднього спілкування людей?

Для відповіді на ці питання скористаємося результатами, що свідчать про інформаційні можливості деяких видів електрозв'язку.

Загальновідомо, що поява електрозв'язку дала можливість людині передавати різну інформаціюна значно великі відстані, ніж за безпосередньому спілкуванні. Але, крім цього, засоби зв'язку мають різні інформаційні можливості (див. таблицю).

А тепер спробуємо відповісти на поставлені вище питання.

1. Чому розвиток електрозв'язку почався з телеграфії?

Мабуть причин тому кілька.

1. Закономірність розвитку. Як вигляд електричного зв'язкутелеграфія мала велику передісторію – від оптичного та звукового телеграфу (сигналізація багаттями та семафором, барабанний бій тощо) до електрохімічного та елементарного електромагнітного.

2. Історична обумовленість. Оскільки розвиток техніки визначається станом відповідних напрямів науки та практики, то в першій третині минулого століття з'явилися передумови для створення електромагнітного телеграфу.

3. Технічні можливості. Для передачі повідомлень на відстань найпростіше використовувати електричний струм шляхом його увімкнення та вимикання на передачі, а також тяжіння магнітної стрілки електромагнітом, включеним на прийомі.

2. Що є рушійною силою появи нових видів електрозв'язку?

Як випливає з таблиці, з появою нових видів електрозв'язку обсяг інформації, одержуваної з допомогою, наближається до обсягу інформації, одержуваної при безпосередньому спілкуванні людей. Тому щойно з'явилися можливості перетворення звукових коливань, створюваних промовою людини, в електричні сигнали і їх перетворення на прийомі, виникла (приблизно через 40 років після телеграфії) телефонія, різко збільшила обсяг переданої інформації проти безпосереднім спілкуванням (з 7 до 45 %).

Після цього було організовано факсимільний зв'язок, який значно розширив можливості людини під час передачі як текстових і звукових повідомлень, а й креслень, малюнків, фотографій.

Поява цього виду зв'язку стало можливим після реалізації ідеї послідовної передачі зображень елементами і розробки способів і пристроїв, здатних перетворити нерухомі зображення в електричні сигнали.

Як перетворювачі на передачі були використані фотоелементи, а на прийомі – електросвітлові (із записом на фотопапір), електрохімічні (із записом на папір, покритий спеціальним складом, що реагує на силу струму), електростатичні (із записом на спеціальний папір, що реагує на величину електричного заряду) та інші методи. Однак більше половини інформації (див. таблицю), одержуваної людиною за допомогою органів зору, не могло бути передано за допомогою засобів зв'язку, поки не було вирішено завдання перетворення рухомих зображень на електричні сигнали і назад. Так в результаті винаходу електроннопроменевих трубок – іконоскопа (передаючої) та кінескопа (прийомної) – з'явилося телебачення.

Цим завершився один із дуже важливих етапів наближення інформаційних можливостей засобів електрозв'язку до можливостей безпосереднього обміну інформацією між людьми. Цей етап охоплює всі види повідомлень, які передаються та приймаються органами зору, слуху, руху, міміки та жестів.

Залишилася неохопленою лише інформація, що отримується та видається людиною за допомогою органів дотику та нюху. Але ця частина інформації порівняно невелика, і є підстави вважати, що з часом її можна буде передавати за допомогою засобів електрозв'язку. Деякі досягнення у цьому напрямі вже є. У парфумерній промисловості, наприклад, відчувають «електронний ніс» (пристрій для оцінки запахів парфумів), а харчової промисловості – «електронний рот» (пристрій для дегустації вин). Тому є надія, що згодом зв'язок забезпечить 100% передачу інформації, що отримується при безпосередній взаємодії людей між собою і з навколишнім світом.

Виходячи зі сказаного, можна зробити висновок про те, що рушійною силою появи та розвитку нових видів електрозв'язку є прагнення максимально наблизити інформативність електрозв'язку до умов безпосереднього спілкування.

Підсумовуючи дані міркування, можна констатувати, що розвиток електрозв'язку почався з низькошвидкісної передачі текстових повідомлень (телеграфія), потім з'явився телефонний зв'язок, що вимагає великих швидкостейпередачі, після цього – передача нерухомих зображень (факсимільний зв'язок), звукове (аудіо) мовлення, відеомовлення (телебачення), відеотелеконференції на основі застосування технологій мультимедіа з ефектом віртуальної реальності, причому кожного наступного виду зв'язку були потрібні вищі швидкості передачі. Отже, проглядається очевидна тенденція – з появою нових видів електрозв'язку підвищується швидкість передачі. Ця тенденція підтверджується економічними міркуваннями.

3. Які перспективи подальшого розвитку видів електрозв'язку?

На основі викладеного може виникнути питання, чи на цьому не зупиниться розвиток зв'язку? Ні, не тільки не зупиниться, але навіть не сповільниться, і, більше того, відбуватиметься швидшими темпами. І ось чому.

По-перше, ми розглянули лише послідовність створення нових видів зв'язку, але зовсім не торкнулися питань розвитку послуг, що надаються з їх допомогою. Адже цілком очевидно, що низька якістьпослуг може звести нанівець інформативність будь-якого виду зв'язку. Тому одним із основних напрямків розвитку електрозв'язку залишається збільшення кількості послуг та підвищення їх якості.

Цей процес відбуватиметься на основі нових технологій: інтегральні та інтелектуальні мережі, мережі персонального та рухомого зв'язку, мультимедіа, нові напрямні системи та методи передачі, стиснення інформації та ін. Але при цьому телефонія залишиться телефонією, як би її не називали (наприклад, комп'ютерна) телефонія, телефонна пошта), а передача даних – передачею даних тощо.

Одночасно з цим необхідно буде вирішити питання, пов'язані зі зниженням собівартості та тарифів на послуги зв'язку.

Вирішення цих завдань значною мірою залежить від розвитку електроніки та обчислювальної техніки. При цьому при оцінці якості всіх видів зв'язку використовуються самі параметри, що і для оцінки якості передачі інформації при безпосередньому спілкуванні, а основною вимогою є максимальне наближення якості послуг зв'язку до якості передачі при безпосередньому спілкуванні. Щоправда, у першому випадку додаються ще й вимоги до доставки за адресою та часом передачі.

По-друге, все вищевикладене стосується лише передачі інформації у системі «точка – точка» (між двома людьми). Однак людина може одночасно спілкуватися не з однією людиною, а з багатьма людьми (система «крапка – багато точок»). Спілкування може відбуватися також за схемою «багато точок – багато точок» (мається на увазі маса людей).

І, нарешті, по-третє, ми обмежилися розглядом тільки тих випадків, коли джерелом і споживачем інформації є людина, тоді як зараз у цій якості широко і частіше виступає ЕОМ. Більш того, системи телеобробки та телематичні служби все активніше використовуватимуть послуги електрозв'язку і в першу чергу послуги, що базуються на нових технологіях.

Зазначимо тільки, що послуги при зв'язку ЕОМ – ЕОМ та людина – ЕОМ все більш удосконалюються та за якістю наближаються до послуг безпосереднього спілкування, наприклад, послуга аутентифікації відправника та одержувача, домовленість про метод роботи (симплекс – дуплекс), про можливість прийому повідомлення певного розміру, конфіденційність.

4. Чи може електрозв'язок надати послуги, що виходять за межі безпосереднього спілкування людей?

При відповіді на це питання йтиметься тільки про послуги електрозв'язку, які відсутні при безпосередньому спілкуванні людей або мають при ньому нижчу якість.

Розглянемо таку послугу, як передача з прийманням та зберіганням. Ця послуга зручна в умовах, коли відправник та одержувач перебувають у місцях з різним поясним часом або коли передати інформацію раніше не можна чи незручно, а пізніше неможливо. Такі послуги надаються службами обробки повідомлень ( електронної пошти), комп'ютерної телефонії та іншими службами електрозв'язку.

Може виникнути й інша ситуація: користувач бажає зберегти конфіденційність отримання інформації. При безпосередній зустрічі з цією особою ухилитися від його намірів буває дуже важко, тоді як служба комп'ютерної телефонії надає таку можливість: при отриманні телефонного виклику абонент до зняття трубки натисканням спеціальної кнопки на апараті отримує на дисплеї не тільки номер абонента, що викликає, але і його фотографію. На підставі цих відомостей він вирішує знімати трубку або імітувати свою відсутність. У більш простих системахтелефонного зв'язку на екрані апарата висвічується номер телефону, що викликає.

Існує і така послуга, як «замкнута група абонентів», яку надає служба обробки повідомлень. Її реалізація в умовах безпосереднього спілкування в більшій масілюдей дуже проблематична.

У місцях зборів великої кількості людей (у межах безпосередньої чутності та видимості, коли обходяться без засобів зв'язку) може мати місце обмін різними видами інформації (мова, текст, нерухомі та рухливі зображення).

Такі системи зв'язку, як аудіо- та відеоконференції, не тільки повністю забезпечують дистанційний обмін усіма перерахованими видами інформації, але й створюють додаткові можливості, зокрема, передачу деякої інформації лише певній групі учасників.

Великі можливостізв'язку проти безпосереднім спілкуванням людини з людиною чи людини з ЕОМ має дивувати. Ми вже звикли до того, що мікроскоп, телескоп, автомобіль, літак тощо розширюють наші можливості.

Список літератури

Шварцман В. О. Електрозв'язок та інформатизація // Електрозв'язок. - 1997. - № 5.

Ступінь розвитку суспільства багато в чому визначається станом телекомунікацій (електрозв'язку).

Електрозв'язок забезпечує випромінювання, передачу та прийом знаків, письмового тексту, зображень та звуків, повідомлень та сигналів будь-якого роду по проводах, радіо, оптичних або інших електромагнітних системах. У електрозв'язку оперують з електричним сигналом, для передачі повідомлень (мови, музики, текстів, документів, зображень рухомих і нерухомих об'єктів) на відстань (чи запису на магнітну стрічку, оптичний диск) їх необхідно перетворити на електричні сигнали, тобто. у електромагнітні коливання. Без засобів телекомунікацій неможливо уявити як промисловість, науку, оборону, а й побут людини. Навіть найцінніша інформація марна, якщо немає каналів зв'язку для її передачі та прийому. Кількість вироблених у світі лише побутових радіоелектронних апаратів давно перевищила кількість жителів планети. І це при тому, що електрозв'язок, комп'ютерна техніка та радіоелектроніка розвивалися в основному останні 50 років, багато видів систем зв'язку та побутових апаратів з'явилися в останнє десятиліття, а деякі – буквально останніми роками.

Якщо транспорт є засобом для переміщення вантажів і людей, то системи та мережі телекомунікацій – транспортом для перевезення будь-якої інформації за допомогою електромагнітних хвиль. Проте, якщо перший тип транспорту на увазі і тому в центрі уваги, то другий в основному прихований і більшості представляється якимось простим засобом передачі телеграм або ведення телефонних розмов. Адже ніхто не замислюється (за винятком фахівців), як можуть одночасно працювати сотні тисяч передавачів середньої і великої потужності і більше мільярда малої, як за допомогою мініатюрного мобільного апарату можна передавати промову, дані, зображення (поки середньої чіткості) майже в будь-яку точку нашої планети, визначити своє місце розташування та провести необхідні комп'ютерні розрахунки.

Кожен із напрямків розвитку техніки передачі повідомлень (телеграфія, телефонія, передача даних, факсимільний зв'язок, телебачення, звукове мовлення тощо) та пристрої для їх прийому (телеграфні апарати, телефони, факси, телевізори, радіоприймачі тощо) має свою історію винаходу, створення та експлуатації. Відомі імена багатьох винахідників, але в ряді випадків важко приписати будь-кому одному першість у винаході тих чи інших технічних засобів передачі та прийому повідомлень. Відзначимо лише найвидатніші віхи у розвитку цих галузей техніки.

В 1792 була побудована (французькі винахідники брати К. та І. Шапп) перша лінія семафорної передачі сигналів, що зв'язала Париж і Лілль (225 км). Сигнал проходив весь шлях за 2 хв. Прилад передачі повідомлень називався «тахіграф» (буквально скорописач), та був – «телеграф».

Оптичний телеграф був ланцюжок веж, розташованих на вершинах пагорбів, на відстані прямої видимості. На кожній вежі встановлювався вертикальний стовп із трьома закріпленими перекладинами: однією довгою горизонтальною та двома короткими, рухомо прикріпленими до її кінців. За допомогою спеціальних механізмів перекладини змінювали своє місце так, що можна було утворити різні фігури. Шапп вибрав 8400 найчастіше вживаних слів і розташував їх у кодовій книзі на 92 сторінках по 92 слова на кожній. З вежі на вежу передавався спочатку номер сторінки, потім номер слова на ній.

Телеграф Шаппа був широко поширений у 19 ст. У 1839-54 рр. діяла найдовша у світі лінія оптичного телеграфу Петербург – Варшава (149 станцій, 1200 км). По ній телеграма, що містить 100 сигналів символів, передавалася за 35 хв. Оптичний телеграф різних конструкцій був в експлуатації близько 60 років, хоча й не забезпечував (через погодні умови) високу надійність та достовірність.

Відкриття в галузі електрики сприяли тому, що поступово телеграф із оптичного перетворювався на електричний. У 1832 р. російський учений П. Л. Шиллінг продемонстрував у Петербурзі перший світі практично придатний електромагнітний телеграф. Перші подібні лінії зв'язку забезпечували передачу 30 слів за хвилину. Істотний внесок у цю область зробили американський винахідник С. Морзе (1837 р. запропонував код

– абетку Морзе, а 1840г. створив самохарчовий апарат, що застосовувався потім на телеграфних лініях всіх країн більше ста років), російський вчений Б. С. Якобі (1839 р. запропонував літературний апарат, 1840 р. - електрохімічний спосіб запису), англійський фізик Д. Юз (1855 р. розробив оригінальний варіант електромеханічного літературного апарату), німецький електротехнік і підприємець Е. Сіменс (1844 р. удосконалив апарат Б. С. Якобі), французький винахідник Ж. Бодо (1874 р. запропонував метод передачі кількох сигналів по одній фізичній лінії. – тимчасове ущільнення, найбільшого практичного поширення набули апарати Бодо дворазового телеграфування, що працювали майже до середини XX ст зі швидкістю 760 знаків за хвилину, на честь заслуг Бодо у 1927 р. його ім'ям названо одиницю швидкості телеграфування – бод), італійський фізик Дж. (1856 р. запропонував спосіб фототелеграфування і здійснив їх у Росії 1866 р. лінії Петербург – Москва). Цікаво відзначити, більшість творців телеграфних апаратів були всебічно розвиненими особистостями. Так, Петро Львович Шиллінг був військовим інженером, сходознавцем і дипломатом, згодом – членом Петербурзької академії наук; Самуель Морзе у 1837 р. був професором живопису Нью-Йоркського університету. У 1866 р. було завершено роботу з прокладання першого кабелю через Атлантичний океан. Згодом всі континенти були з'єднані кількома підводними лініями зв'язку, у тому числі на волоконно-оптичному кабелі.

У 1876 р. американський винахідник А. Г. Белл отримав патент на перший практично придатний телефон, а в 1878 р. в Нью-Хейвені

(США) було введено першу телефонну станцію. У Росії перші міські телефонні станції з'явилися 1882 р. у Петербурзі, Москві, Одесі та Ризі. Автоматична телефонна станція (АТС) з кроковим шукачем введена в

1896 (м. Огаста, США.). У 1940-х роках. було створено координатні АТС, у 1960-х – квазіелектронні, а 1970-х з'явилися перші зразки електронних АТС. Розвиток електрозв'язку йшло паралельно за багатьма напрямами: телеграфія, телефонія, провідне звукове мовлення, радіомовлення, радіозв'язок, факсимільний зв'язок, телебачення, передача даних, стільниковий радіозв'язок, персональний супутниковий і т.д.

Протягом 1906 – 1916 pp. були винайдені різні вакуумні електронні лампи (Лі де Форест – США, Р. Лібен – Німеччина, В.І. Коваленко – Росія та ін.), що стало поштовхом для створення генераторів незагасаючих електричних коливань (на відміну від іскрових, що застосовувалися до цього в радіопередавачах). загасаючих коливань), підсилювачів, модуляторів та інших пристроїв, без яких не обходиться жодна система передачі.

Підсилювачі електричних сигналів дозволили збільшити дальність провідного телефонного зв'язку завдяки використанню проміжних підсилювачів, а розробка високодобротних електричних фільтрів відкрила шлях створення багатоканальних систем передачі з частотним поділом каналів.

Розвиток телефонії сприяло впровадженню дротового звукового мовлення, у якому звукові програми передаються окремими від телефонних проводів. Однопрограмне провідне мовлення вперше було розпочато в Москві в 1925 р. введенням вузла потужністю 40 Вт, який обслуговував 50 гучномовців, встановлених на вулицях. З 1962 р. впроваджується 3-програмне провідне мовлення, у якому дві додаткові програми передаються одночасно з першою методом амплітудної модуляції несучих із частотами 78 і 120 кГц. У низці країн ведуться передачі додаткових звукових програм телефонними мережами.

Теоретичні та експериментальні дослідження багатьох учених, насамперед М. Фарадея, Д. Максвелла та Г. Герца, які створили теорію електромагнітних коливань, стали основою широкого застосування електромагнітних хвиль, зокрема до створення бездротових, тобто. радіосистем передачі. Важливий крок в історії електрозв'язку – винахід радіо А. С. Поповим у 1895 р. та бездротового телеграфуГ. Марконі в 1896-97 рр.. Перша у світі смислова радіограма, віддана 12 березня 1896 А.С. Попова, містила всього два слова «Heinrich Hertz», як данина пошани пам'яті великого вченого, що відкрив двері у світ радіо. З цього часу почалося використання електромагнітних хвиль все більш високих частот передачі повідомлень. Це послужило поштовхом для організації радіомовлення та появи радіомовних приймачів – перших побутових радіоелектронних апаратів. Перші радіомовні передачі розпочато 1919–20 гг. з Нижегородської радіолабораторії та з досвідчених радіомовних станцій Москви, Казані та інших міст. До того ж

часу належить початок регулярних передач радіомовлення США (1920 р.)

в Пітсбурзі та Західній Європі (1922 р.) у Лондоні.

У нашій країні регулярне радіомовлення розпочато понад 65 років тому і ведеться зараз на довгих, середніх та коротких хвилях методом амплітудної модуляції, а також в УКХ діапазоні (метрові хвилі) методом частотної модуляції. Стереофонічні програми передаються в діапазоні УКХ. Розвиток радіомовлення йде шляхом впровадження цифрових технологій у всі сфери підготовки програм, передачі, запису та прийому. У ряді країн запроваджено системи цифрового радіомовлення за стандартами DRM та DAB.

У 1935 р. між Нью-Йорком і Філадельфією (відстань 150 км) було споруджено радіолінію на 5 телефонних каналів, що працювала в діапазоні метрових хвиль, що стійко розповсюджуються в межах прямої видимості. Вона являла собою ланцюжок приймально-передаючих радіостанцій (двох кінцевих і двох (через 50 км) проміжних – релейних) віддалених один від одного на відстані прямої видимості їх антен. Так з'явився новий вид радіозв'язку – радіорелейний зв'язок, у якому надалі перейшли на діапазони дециметрових та сантиметрових хвиль. Відмінною особливістюрадіорелейних систем передачі є можливість одночасної роботи величезної кількостітаких систем в тому самому частотному діапазоні без взаємних перешкод, що пояснюється можливістю застосування гостронаправлених антен (з вузькою діаграмою спрямованості).

Для збільшення відстані між станціями їх антени встановлюють на щоглах або вежах заввишки 70 – 100 м і, наскільки можна, на піднесених місцях. У цих діапазонах можна передавати великі обсяги інформації, до того ж тут малий рівень атмосферних та індустріальних перешкод. Радіорелейні системи швидше розгортаються (будуються), дають більшу економію кольорових металів у порівнянні з кабельними (коаксіальними) лініями. Незважаючи на сильну конкуренцію з боку волоконнооптичних та супутникових систем, радіорелейні системи у багатьох випадках незамінні – для передачі будь-якого повідомлення (частіше телевізійних зображень) з рухомого засобу на приймальну станцію вузьким пучком радіохвиль. Сучасні радіорелейні системи переважно цифрові.

У 1947 р. з'явилося перше повідомлення про цифровій системіпередачі зімпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ), розробленою фірмою «Белл» (США). Оскільки вона була виконана на лампах (транзистори ще не існували), то була дуже громіздкою, споживала багато електроенергії та мала низьку надійність. Тільки в 1962 р. впроваджено в експлуатацію цифрову багатоканальну систему телекомунікацій (МСТК) з тимчасовим поділом каналів (ІКМ-24). Сьогодні цифрові МСТК та відповідні мережі будуються на основі синхронної цифрової SDH – СЦІ ієрархії (з базовою швидкістю 155,52 Мбіт/с – STM-1, решта STM-n, що становлять основу апаратури СЦІ, забезпечують інформаційний обмін зі швидкостями, кратними базовою) та на волоконно-оптичному кабелі.

У 1877-80 pp. М. Сенлеком (Франція), А. де Пайва (Португалія) та П. І. Бахметьєвим (Росія) запропоновані перші проекти систем механічного

телебачення. Створенню телебачення сприяли відкриття багатьох вчених та дослідників: А. Г. Столетов встановив у 1888-90 рр.. основні закономірності фотоефекту; К. Браун (Німеччина) винайшов у 1897 р. електронно-променеву трубку; Лі де Форест (США) створив у 1906 р. триелектродну лампу, істотний внесок внесли також Дж. Берд (Англія), Ч. Ф. Дженкінс (США) та Л. С. Термен (СРСР), які здійснили перші проекти систем телебачення з механічною. розгорткою протягом 1925-26 гг. Початком ТБ-мовлення в країні за системою механічного телебачення з диском Нипкова (30 рядків і 12,5 кадрів/с) вважається 1931 р. Через вузьку смугу частот, яку займає сигнал цієї системи, він передавався за допомогою радіомовних станцій у діапазонах довгих і середніх хвиль . Перші досліди у системі електронного телебачення було проведено 1911 р. російським ученим Б. Л. Розінгом. Істотний внесок у становлення електронного телебачення зробили також: А. А. Чернишов, Ч. Ф. Дженкінс. А. П. Константинов, С. І. Катаєв, В. До Зворикін, П. В. Шмаков, П. В. Тимофєєв і Г. В. Брауде, що запропонували оригінальні проекти різних трубок, що передають. Це дозволило створити у 1937 р. перші в країні телецентри – у Ленінграді (на 240 рядків) та Москві (на 343 рядки, а з 1941 р. – на 441 рядок). З 1948 р. розпочато мовлення системою електронного телебачення з розкладанням на 625 рядків і 50 полів/с, т. е. за стандартом, прийнятий нині більшістю країн світу (у США 1940 р. прийнято стандарт на 525 рядків і 60 полів/ с).

Роботи багатьох вчених та винахідників з передачі кольорових зображень (А. А. Полумордвінов запропонував у 1899 р. перший проект кольорової ТВ-системи, І. А. Адаміан у 1926 р. – триколірну послідовну систему) стали основою для створення різних системкольорове телебачення. Перед дослідниками та розробниками системи кольорового телебачення (ЦТВ) для цілей мовлення стояло складне завдання: створити систему, яка була б взаємно-сумісною з уже існуючою системоючорно-біле ТБ. Для цього сигнал ЦТВ повинен прийматись чорно-білими телевізорами у чорно-білому вигляді, а сигнал чорно-білого ТБ – кольоровими телевізорами також у чорно-білому вигляді. Довгі роки були потрібні для успішного вирішення цієї проблеми. Наприкінці 1953 р. США було розпочато мовлення за системою ЦТВ NTSC (на ім'я розробив її національного комітету ТВ систем). У цій системі формується повний кольоровий сигнал ТБ у вигляді суми сигналу яскравості і кольоровості. Останній являє собою колірну піднесучу, промодуліровану двома кольоровими сигналами методом квадратурної модуляції. Сам метод передачі двох будь-яких повідомлень на одній піднесучій (зі зрушенням по фазі на 90 °) був запропонований у 40-х роках XX століття радянським вченим Г. Момотом.

Однак, незважаючи на інженерну простоту побудови кодуючого і декодуючого пристроїв, система NTSC не набула широкого поширення через жорсткі вимоги до характеристик апаратури і каналів зв'язку. Потрібно було 14 років для розробки інших систем ЦТВ (PAL та SECAM), які менш чутливі

до спотворень сигналів у каналі передачі. Система PAL була запропонована у Німеччині, а SECAM – у Франції. Прийнятий для цілей мовлення стандарт SECAM доопрацьований спільними зусиллями радянських і французьких учених. Системи ЦТВ NTSC, PAL і SECAM отримали назву композитних (від composite – складовий, складний сигнал) на відміну від компонентних систем, в яких сигнали яскравості та кольорові (компоненти) передаються окремо.

У В даний час ТБ мовлення у світі ведеться за трьома зазначеними аналоговими системами у відведених ділянках метрових і дециметрових хвиль; при цьому зображення передається методом амплітудної модуляції несучої, а звуковий супровід – методом частотної модуляції іншої несучої (тільки в одному стандарті (L) застосовується амплітудна модуляція). Аналогове мовлення поступово витісняється цифровим. Кількість цифрових ТБ програм за стандартом DVB-S, які можна приймати із супутників значно перевершило кількість аналогових. На різні космічні орбіти запущено тисячі штучних супутників Землі, за допомогою яких здійснюються: багатопрограмне безпосереднє ТБ

– і радіомовлення, радіозв'язок, визначення місцезнаходження (координат) об'єктів, оповіщення про лихоліття, персональний супутниковий зв'язок та багато інших функцій.

У США з 1998 р. розпочато перехід на цифрове телебаченнявисокої парності (ТВЧ) за стандартом ATSC (допускається 18 варіантів, що відрізняються кількістю рядків розкладання – від 525 до 1125, видом розгортки та частотою полів (кадрів)). У Європі немає такої категоричності у переході на цифровий ТВЧ, оскільки вважається, що потенціал стандарту на 625 рядків повністю ще не вичерпано. Тим не менш, апаратура за стандартом ТВЧ (1250 рядків) проводиться (особливо для зйомки кінофільмів) та ведуться окремі передачі.

Для доставки ТВ програм населенню застосовуються радіосистеми: наземні в МВ та ДМВ діапазонах, супутникові безпосереднього прийому, мікрохвильові стільникові (MMDS, LMDS, MVDS), а також системи кабельного ТБ (коаксіальні, волоконно-оптичні, гібридні). Все більшої ваги набувають системи КТВ (з доступів до мережі Інтернет, для замовляння ТБ програм та отримання інших послуг).

Досвідчена система чорно-білого та кольорового стереотелебачення створена в I960 – 70-х роках. колективом під керівництвом П. В. Шмакова у Ленінграді. Впровадження стереотелебачення у мовлення стримується переважно відсутністю ефективного, порівняно дешевого та простого пристрою відображення (екрана). Висловлене свого часу П.В. Шмакова пропозиція про використання літальних апаратівдля ретрансляції ТБ програм на великі території набуло широкого поширення супутникових системахрадіозв'язку та ТБ мовлення. Початок цього було покладено

в 1965 р. коли в СРСР було запущено штучний супутник землі (ІСЗ)«Блискавка-1» з приймально-передавальною ретрансляційною апаратурою. Сьогодні на різних орбітах навколо Землі обертаються кілька тисяч ШСЗ, які мають

різне призначення. Для безпосереднього прийому ТВ програм з ШСЗ оптимальною є геостаціонарна орбіта, обертаючись якою ШСЗ виявляється хіба що нерухомим щодо будь-якої точки Землі не більше радіовидимості. З їх допомогою не лише ретранслюється ТБ програми (кілька сотень над країнами Європи), а й програми звукового мовлення, здійснюється персональний радіозв'язок та широкосмуговий доступ до Інтернету, а також низка інших функцій.

Визначним відкриттям 20 ст. є створення транзистора в 1948 р. У. Шоклі, У. Браттейном та Дж. Бардіном, які отримали Нобелівську премію 1956 р. напівпровідникової електронікиособливо поява інтегральних схем визначили бурхливий розвиток всіх технічних засобів передачі повідомлень електричними засобамита відповідних пристроїв для їх прийому та запису. Крім стаціонарних радіоприймачів та телевізорів з'явилися переносні та автомобільні та навіть персональна «кишенькова» відеоапаратура.

Роботи радянських вчених Н.Г. Басова, А.М. Прохорова та американського вченого Ч. Таунса, які також отримали Нобелівську премію, дозволили у 1960 р. створити лазер – високоефективне джерело оптичного випромінювання. Волоконно-оптичні системи передачі (ВОСП) з використанням напівпровідникових лазерних діодів та волоконних світловодів стали реальністю з 1970 р., коли в США було отримано надчисте скло. ВОСП відкрили нову еруу техніці зв'язку по напрямних лініях. Через нечутливість до електромагнітних перешкод, скритності, малого ослаблення оптичних сигналів, що передаються (менше 0,01 дБ/км), великої пропускної спроможності (більше 40 Гбіт/с) вони не мають конкурентів серед існуючих фізичних лінійпередачі. Винятки становлять фідерні лінії (коаксіальний кабель або хвилевід), що застосовуються для подачі високочастотних модульованих коливань на радіопередаючі станції. Будуються фотонні мережі, тобто. повністю оптичні, а також пасивні, які не містять електричних або оптичних підсилювачів.

У нашій країні створена досить розвинена магістральна мережа для передачі будь-яких видів інформації поволоконно-оптичних ліній зв'язку з виходом на міжнародні лінії.

У 1956 був створений перший професійний відеомагнітофон (ВМ) для запису на магнітну стрічку кольорових ТВ зображень (США, ф. «Ampex», яку очолював виходець з Росії), його вага становила 1,5 тонни. Сьогодні відеокамера (ТВ передаюча камера із вбудованим відеомагнітофоном) з розширеними функціями поміщається на долоні. З 1969 р. розпочато освоєння побутового магнітного відеозапису, а також виробництво малогабаритних студійних ВМ, а потім відеокамер. Великий попит на ВМ викликав конкурентну боротьбу серед фірм виробників (переважно з Японії).

У на початку випускалися ВМ аналогових форматів: U-matic, VCR (1970); Betamax, VCR-LR, VHS (1975); Betacam, Video-2000 (1979); S-VHS (1981

р), Video-8 (1988 р.). Але вже 1986 р. з'явився перший формат (D-1) цифрового відеозапису на магнітну стрічку сигналів ЦТВ, а потім D-2 (1987 р.), D-3

(1990 р.) та D-5 (1993 р.). Ці ВМ були розраховані запис цифрових потоків без стиску зі швидкостями 225, 127, 125 і 300 Мбіт/с відповідно: D-1 і D-5 – компонентних, D-2 і D-3 – композитних сигналів. Успішна реалізація алгоритмів стиснення – усунення надмірності в ТВ зображеннях (сімейство MPEG стандартів), що у багато разів скоротили швидкість цифрового потоку, застосування методів завадостійкого кодування та спектральноефективних багатопозиційних способів модуляції відкрили шлях для впровадження цифрового ТВ мовлення: з'явилася можливість у стандартному ТВ радіоканалі (шириною 8 МГц для вітчизняного стандарту та більшості інших), замість однієї аналогової, передати 5 – 6 цифрових ТВ звукових програм супроводом та додатковою інформацією. Це було враховано під час розробки нових форматів цифрового запису на магнітну стрічку як компонентних сигналів стандартної чіткості

(Betacam SX, Digital Betacam, D-7 (DVSPRO), DVSPRO50, D-9 (Digitals), DVCAM, MPEG IMX та ін), так і високої (D5-HD, D-6, CAM-HD, DVSPROHD та ін). Творцями більшості форматів є японські фірми, як і розробниками трьох стандартів для запису цифрових звукових сигналів на магнітну стрічку R-DAT (1981 р.), S-DAT (1982 р.) та диск, що стирається – Е-DAT (1984 р.).

Спільним зусиллями Philips та Sony у 1977 р. розроблено цифровий варіант платівки – компакт-диск для відтворення на лазерному програвачі. Приблизно з 1985 р. розпочато виробництво DVD-дисків (одношарових, двошарових, односторонніх і двосторонніх, що одноразово і багаторазово перезаписуються) та відповідної апаратури. З'явилися портативні ТВ камери із пристроєм запису на оптичний DVD-диск. Почалася ера безстрічкової підготовки та виробництва ТВ програм із зберіганням інформації на дискових накопичувачах, відеосервірах із широким застосуванням програмно-керованих комплексів.

Сучасне суспільство неможливо уявити не лише без засобів телекомунікацій, а й без персональних комп'ютерів, локальних, корпоративних мереж передачі даних та глобальної мережіІнтернет. Відбулася інтеграція всіх видів телекомунікацій та комп'ютерних технологій. Цифрові мережі та системи програмно керуються та синхронізуються; цифрові сигналичастіше обробляються з допомогою мікропроцесорів, сигнальних процесів і формуються програмно (напр., COFDM – метод модуляції та частотного ущільнення кількох тисяч ортогональних несучих реалізується програмно, оскільки апаратурно важко здійснимо, а він широко застосовується у багатьох цифрових радіосистемах передачі).

Починалося все з найпростіших пристроїв, які надавали допомогу людині у проведення тих чи інших розрахунків (бухгалтерські рахунки, арифмометр, калькулятор). Перші електронні обчислювальні машини були створені для вирішення розрахункових завдань з великим обсягом обчислень.

За законом Міністерства оборони США у період із 1942 по 1946 р.р. в Пенсільванському університетістворювалася ЕОМ ENIAC (Electronic Numerical

Integrator and Automatic Calculator – електронний обчислювальний інтегратор та автоматичний обчислювач), що використовувалась у балістичній лабораторії. Обладнання розміщувалося в багатьох шафах, займало велике приміщення (~ 80м2 ), вражало своїми розмірами та вагою (30 тонн, 18 тисяч електронних ламп), вкрай низькою продуктивністю (10 – 20 тисяч операцій на секунду) – на перемноження двох чисел йшло 3 мілісекунди. Власнику ноутбука це важко повірити. До першого покоління належить і ЕОМ МЭСМ, створена 1946 – 1947 р.р. у СРСР.

Друге покоління (1960 – 1969 рр.) розроблялося із застосуванням напівпровідникових приладів (IBM – 701, США; БЭСМ-4, БЭСМ-6, СРСР). Швидкодія збільшилася до 100-500 тис. оп/с, але розміри були ще більшими. Третє покоління ЕОМ (IBM – 360, США; EC-1030, EC-1060,

СРСР) створювалися 1970–1979 р.р. на мікросхемах з малим ступенем інтеграції з використанням операційних системта режиму розподілу часу. Основне призначення – автоматизовані системи керування, науково-технічні завдання, системи автоматизованого проектування. На великих інтегральних схемах і мікропроцесорах будувалися ЕОМ четвертого покоління (1980 – 1989 рр.) зі швидкодією в десятки і сотні мил.оп/с (ILLIAC4, CRAY, США; Ельбрус, ПС-2000, СРСР та інших.). Розширювалася і сфера їх застосування – складні виробничі та соціальні завдання, управління, автоматизовані робочі місця, комунікації.

Поруч із створенням великих ЕОМ інтенсивно розвивався клас микроЭВМ – персональних комп'ютерів (ПК). Перша мікроЕОМ з'явилася в 1971 р. у США на основі 4-розрядного мікропроцесора, що дозволило різко зменшити масу та габарити обчислювальних пристроїв. Як і у разі великих ЕОМ, персональні комп'ютерипершого покоління були апаратно та програмно несумісні. З появою 1981 р. ПК фірми IBM ситуація стала змінюватися у бік створення сумісних ПК, мають значно більшу розрядність і точність обчислень. Величезний попит на швидкодіючі ПК з розширеними функціональними можливостями був стимулом для вдосконалення мікропроцесорів, розрядність яких збільшилася від 4 в 1971 до 32 в 1986, а тактова частота - від 0,5 до 25 МГц. Сучасні процесори мають 64 розряди при тактовій частоті понад 4 ГГц.

Розвиток радіозв'язку йшло шляхом освоювання діапазонів дедалі вищих частот, у яких можна передавати значно більший обсяг інформації. Залишалося багато невирішених проблемз ефективного стиснення переданих сигналів, перешкодостійкого кодування та створення спектрально-ефективних методів цифрової модуляції, покриття великих територій багатопрограмним мовленням. Невирішеним було завдання забезпечення двостороннього радіозв'язку з абонентом, який перебуває в дорозі, або не має виходу на телефонну мережу загального користування. Відомчі системи професійного рухомого радіотелефонного зв'язку (для «швидкої допомоги», управління дорожнім та повітряним рухом тощо) були створені ще в 70 роках ХХ століття (вітчизняні системи «Алтай», «Льон»,

"Вілія" та ін.). Вони були возимые приймально-передаючі радіостанції і тому були розраховані масове використання. Для цього потрібно зробити їх портативними та легкими, а також в умовах обмеженого частотного ресурсу знайти способи багаторазового використання одних і тих самих частот різними абонентами.

Першими з'явилися системи одностороннього радіозв'язку – пейджингові системи (персонального радіовиклику). Вони дозволяють надсилати короткі текстові повідомлення будь-якому власнику портативного приймача – пейджера. Відображення буквено-цифрових символів, що приймаються, здійснюється на маленькому екрані (індикаторі) приймача. Текст таких повідомлень із зазначенням номера абонента передавався спочатку телефонною лінією на базову станцію, а звідти вже оператор передавав його на пейджер одержувача. На той час це було великим досягненням. Надалі з'явилася можливість як отримувати повідомлення, а й відповідати ними кількома стандартними фразами, зашитими на згадку про пейджера.

Так зароджувалися системи стільникового рухомого радіозв'язку, основний принцип яких – стільникова побудова та розподіл частот. Територія обслуговування ділиться на велику кількість невеликих осередків («сот» – шестикутників) радіусом R від 1,5 до 3 км, які обслуговує окрема базова радіостанція малої потужності. Сукупність, наприклад, семи осередків утворює кластер з відповідними номерами частот, що використовуються. У розташованих поруч кластерах застосовуються самі частоти, але присвоєні сотам отже відстань між центрами сот (різних кластерів) з однаковими частотами дорівнює 4,5R – достатню для виключення взаємного впливу.

Перші СПР були аналоговими, потім – цифровими. Поступово розширювалися та його функціональні можливості – від двосторонньої передачі лише промови до передачі, нерухомих і рухливих зображень (поки середньої якості). Зона обслуговування також збільшувалася – від невеликої території міста до держави загалом, а за наявності міжнародних угод – і території інших країн. До кінця 1996 р. (10 років тому) кількість абонентів СПР у світі становила трохи більше 15 млн. Сьогодні тільки в нашій країні понад 4 млн. абонентів, у світі їх стало понад 2 млрд.

Необхідно відзначити ще одне досягнення кінця ХХ століття – створення сімейства стандартів xDSL (Digital Subscribez Line – цифрова абонентська лінія), розроблених для суттєвого підвищення пропускної спроможності крученої мідної пари, яка використовується на абонентській ділянці до АТС (що отримала назву «остання миля»). Застосування нових видів багатопозиційної модуляції дозволяє вузькосмуговою мідною парою передавати великі обсяги інформації: у варіанті ADSL – від абонента до АТС – зі швидкістю 16 – 640 кбіт/с, до абонента – 6 Мбіт/с на відстань 2,7 км, а у варіанті VDSL - забезпечується передача зі швидкістю 52 Мбіт / с (АТС - абонент) на відстань до 300 м. Ще недавно вважалося, що по такому каналу взагалі не можна передавати ТВ сигнал. Таким чином, з

За допомогою технології VDSL можна передавати до 10 цифрових телевізійних програм (по 5 Мбіт/с на програму) мовної якості, що є колосальним досягненням.

На зорі становлення людського суспільства спілкування між людьми було дуже мізерним. Встромлена в землю гілка вказувала, у якому напрямку, і яку відстань пішли люди; особливо покладені камені попереджали про появу ворогів; Існувала й примітивна передача сигналів на відстань. Повідомлення, закодовані у вигляді певної кількості вигуків або ударів барабана зі змінним ритмом, містили ту чи іншу інформацію.

У десятому томі «Загальної історії» давньогрецького історика Полібія (бл. 201-120 до н.е.) описаний спосіб передачі повідомлень на відстань за допомогою смолоскипів (факельний телеграф), винайдений олександрійськими вченими Клеоксеном і Демоклітом.

У 1800 р. італійський вчений А. Вольта створив перший хімічне джерелоструму. Цей винахід дав можливість німецькому вченому З. Земмерінг побудувати і представити в 1809 Мюнхенської академії наук проект електрохімічного телеграфу. Телеграф Земмерінг мав багато недоліків і не знайшов практичного застосування. Знадобилося понад 20 років, щоб з'явилася перша практично застосовна система телеграфування. Її автор – видатний російський учений П.Л. Шилінг. У жовтні 1832 р. відбулася перша публічна демонстрація електромагнітного телеграфу. Того ж року за допомогою телеграфа Шиллінга було налагоджено зв'язок між Зимовим палацом та Міністерством шляхів сполучення.

Справжню революцію у справі електрозв'язку з проводам зробили російський академік Б.С. Якобі та американський вчений С. Морзе, які запропонували незалежно один від одного пишучий телеграф. Заслугою С. Морзе є створення телеграфної абетки, що використовується досі, в якій літери позначалися комбінацією крапок і тире.

У 1841 р. Б.С. Якобі ввів в експлуатацію лінію, обладнану телеграфом, що пишуть, і що з'єднувала Зимовий палаціз Головним штабом. Через два роки аналогічна лінія протяжністю 25 км була побудована між Петербургом та Царським Селом. Перша діюча лінія зв'язку США (Вашингтон - Балтімор, 63 км) почала діяти 1844 р.

У 1850 р. Б.С. Якобі сконструював перший літературний апарат, який у 1874 р. був удосконалений американцем Д. Юзом і французом Ж. Бодо.

У червні 1866 р. було здійснено прокладання кабелю через Атлантичний океан. Європа та Америка виявилися пов'язаними телеграфом. З 1866 телеграфні лінії потягнулися на всі кінці земної кулі, зв'язавши між собою країни та континенти.

Народження телеграфу дало поштовх до телефону. Починаючи вже з 1837 р. багато винахідників намагалися передати на відстань людську мову за допомогою електрики. Майже через 40 років ці досліди мали успіх. У 1876 р. американський винахідник А.Г. Белл запатентував пристрій передачі мови по проводам - ​​телефон. У 1878 р. російський учений М. Махальський сконструював перший чутливий мікрофон із вугільним порошком, який у модернізованому вигляді застосовується у всіх сучасних телефонних апаратах.

Спочатку для телефонного зв'язку використовувалися телеграфні лінії. Але для покращення якості зв'язку знадобилося будівництво спеціальних двопровідних телефонних ліній. Така лінія була спроектована в 1895 між Петербургом і Москвою професором Петербурзького електротехнічного інституту П.Д. Войнарівським та збудована у 1898 р.

Істотний внесок у вдосконалення телефону зробив російський фізик П.М. Голубицький, який у 1886 р. розробив нову схемутелефонного зв'язку. Згідно з цією схемою, мікрофони абонентських телефонних апаратів отримували живлення від однієї (центральної) батареї, розташованої на телефонній станції. Ця система була впроваджена у всьому світі під назвою системи ЦП.

Перші телефонні станції у Росії було побудовано 1882-1883 гг. у Москві, Петербурзі, Одесі.

Вже наприкінці минулого століття Земля виявилася підперезаною проводами та кабелями, що з'єднують міста та континенти. Проте провідний зв'язок не міг задовольнити потреби промисловості, транспорту, що швидко зростають, і особливо судноплавства. Бездротового зв'язку гостро потребували мореплавці і військовий флот.

Винахід радіо - нагорода нашого видатного співвітчизника, талановитого російського вченого А.С.Попова. Перша публічна демонстрація пристрою А.С.Попова для прийому електромагнітних хвиль відбулася на засіданні Російського фізико-хімічного товариства 7 травня 1895 Цей день і увійшов в історію як день винаходу радіо. У березні 1896 р. А.С. Попов передав електричними сигналами без проводів текст, що складається з двох слів («Генріх Герц»), на відстань всього 250 м. А вже в 1900 р. радіозв'язок використовувався на практиці при знятті з каменів броненосця «Генерал-адмірал Апраксин» та при порятунку рибалок , віднесених у море.

У 1913 р. було організовано радіотелеграфний завод із радіолабораторією під керівництвом М.В. Шулейкіна, а 1914 р. у Москві Петербурзі побудовано перші іскрові радіостанції.

Співробітники створеної 1918 р. Нижньогородської лабораторії (її очолив М.А. Бонч-Бруєвич) вже 1922 р. побудували у Москві першу у світі радіомовну станцію потужністю 12 кВт, а 17 вересня 1922 р. відбулася перша передача радіоцентру. До 1924 р. радіомовні станції з'явилися торік у Ленінграді, Горькому.

У 1935 р. між Нью-Йорком та Філадельфією вступила в дію радіолінія на ультракоротких хвилях. Вона мала довжину 150 км. Щоб перекрити цю відстань, через 50 і 100 км було побудовано дві проміжні «релейні» станції, які приймали ослаблені радіохвилі, «замінювали» їх новими та посилали далі. Сама радіолінія була названа «радіорелейною лінією».

Відтепер у всі кінці земної кулі простяглися ланцюжки радіорелейних ліній. Будівництво першої радіорелейної лінії у Радянському Союзі було здійснено у 1953 р. між Москвою та Рязанню.

"Біп ... Біп ... Біп". Ці сигнали почув 4 жовтня 1957 весь світ. Настала епоха освоєння космосу. Зовсім невеликий термін відокремлює нас від цієї дати, а на космічні орбіти вже запущені тисячі штучних супутників, які справно служать людині.

У 1947 р. з'явилася перша згадка про розроблену фірмою «Белл» систему з імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ). Система виявилася громіздкою та непрацездатною. І лише 1962 р. було впроваджено в експлуатацію першу комерційну систему передачі ИКМ-24. 23 квітня 1965 р. в СРСР був запущений штучний супутник Землі «Блискавка-1», на борту якого знаходилася приймально-передавальна ретрансляційна станція.

У 1960 р. в Америці було створено перший у світі лазер. Це стало можливо після появи робіт радянських учених В.А. Фабриканта, Н.Г. Басова та A.M. Прохорова та американського вченого Ч. Таунса, які здобули Нобелівську премію.

"Навчати" лазери передачі на відстань інформації стали незабаром після їх винаходу. Перші лазерні лінії зв'язку з'явилися на початку 1960-х років. У нашій країні перша така лінія була побудована 1964 р. у Ленінграді.

Москвичам добре знайомі такі куточки столиці, як Ленінські гори та Зубівська площа. У 1966 р. між ними засвітилася червона нитка лазерного світла. Зв'язувала вона дві міські АТС, що перебувають з відривом 5 км друг від друга.

У 1970 р. в американській фірмі Corning Glass Company було отримано надчисте скло. Це дало змогу створити та впровадити повсюдно оптичні кабелі зв'язку.