От телеграфа до Интернета - история становления цифровых телекоммуникаций - Семенюта Н.Ф.

Автор: Семенюта Н.Ф.

Теги: электротехника электрическая связь электрооборудование цифровая электроника цифровая техника

ISBN: 978-5-9912-0700-3

Год: 2017

Похожие

Корпоративный веб сайт на 100%

Теория электрической связи

IP-Телефония

Волоконно-оптические линии связи

Текст

Jlffle.i е г i> а~<1»а>/1 <>1 И нте |> и 1>тап него р и я (ста нявлен и яр 1 и ф |н > н ы цтёл г ко м м > н и к а и и И
I V е <
< • .) * -
•1 •'! •) *7 4
i а Я) •) •
И. Ф. Семента
От телеграфа
до Интернета
ис/по/гия с/пановления
цис/эрювмх /пелекоммцни1сс1ций
Москва
Горячая линия - Телеком
2017
УДК 621.37/.39(091)
ББК 32.88
СЗО
Семенюта Н. Ф.
СЗО От телеграфа до Интернета - история становления цифровых те-
лекоммуникаций. - М.: Горячая линия - Телеком, 2017. - 228 с:
ил. - (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1288).
ISBN 978-5-9912-0700-3.
Рассмотрены исторические аспекты становления и развития сис-
тем передачи дискретных сообщений на железнодорожном транспор-
те, начиная с первых устройств оптических и электрических телегра-
фов до современной всемирной цифровой сети связи Интернет.
Наряду с историческими сведениями рассмотрены принципы
действия и некоторые технические особенности телеграфных аппа-
ратов, вопросы организации сетей телеграфной связи и современных
систем передачи данных, обсуждаются вопросы создания и развития
Интернета.
Для широкого круга читателей, интересующихся историей разви-
тия информационно-коммуникационных технологий, систем и сетей
передачи дискретной (цифровой) информации.
ББК 32.88
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RLI
ISBN 978-5-9912-0700-3 © Н. Ф. Семенюта, 2017
© Издательство «Горячая линия - Телеком», 2017

ВВЕДЕНИЕ
В науке больше, чем в других институтах
человечества, необходимо изучать про-
шлое для понимания настоящего и го-
сподства над природой в будущем.
Джон Бернал (1901 — 1971)
Телекоммуникации — комплексы технических средств,
предназначенных для передачи сообщений (информации) на рас-
стояние. Для этого используются два основных вида сигналов: не-
прерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые). Аналоговые
сигналы поступают в форме непрерывной функции, например, го-
лосовой. Дискретные сигналы состоят из серии импульсов конеч-
ной продолжительности (кодовых комбинаций), соответствующих
цифрам в той или иной системе исчисления. В простейшем случае,
например, телеграфной связи, импульсы соответствуют двоичным
цифрам 0 и 1.
На начальном этапе развития цивилизации для телекоммуни-
каций основным носителем сообщений были звук, огонь, а средой
распространения сигналов — естественная среда природы. В наше
время на практике наибольшее применение получили телеком-
муникации в основе которых лежат электромагнитные процессы
и возможности использования энергии электромагнитного поля
для передачи сообщений (электрическая, радио-, волоконно-опти-
ческая, фотонная связь и др.).
Появлению электрической связи способствовали первые опы-
ты и исследования в области электричества. В России они начи-
нались с практических опытов Михаила Васильевича Ломоносова
(1711—1765) и его коллеги Георга Вильгельма Рихмана (1711—1753),
трагически погибшего во время одного из них — он был смертельно
поражен молнией.
Затем были великолепные работы профессора физики Петер-
бургского медико-хирургической академии В.В. Петрова (1761—1834),
замечательные исследования в области теории электричества про-
фессора Тартуского университета Э.Х. Ленца (1804—1865), акаде-
мика Б.С. Якоби (1801—1874), внесшего большой вклад в развитие
практической электротехники и электромагнитного телеграфа,
Введение
5
и многих других ученых России [75]. Велики заслуги в области те-
лекоммуникаций и зарубежных ученых, начиная с американского
просветителя Бенджамина Франклина (1706—1790) — изобретате-
ля громоотвода, французского физика А.М. Ампера (1775—1836) —
автора первой теории магнетизма, Х.К. Эрстеда (1777—1851), от-
крывшего магнитное действие электрического тока, М. Фарадея
(1791—1875) — основоположника учения об электромагнитной
индукции, Д.К. Максвелла (1831—1879) — создателя теории элек-
тромагнитного поля, У. Томсона (1824—1907) — первого ученого
по теории передачи телеграфных сигналов по кабелю, О. Хэвисай-
да (1850—1925) — автора теории передачи сигналов на дальние рас-
стояния по линиям связи и многих других изобретателей и уче-
ных [118].
С появлением первого химического источника электричества
(гальванического элемента) начались практические разработки
по его применению для телеграфирования по проводам и сигнали-
зации на железнодорожном и морском транспорте. Электричество
было тем революционным началом, которое привело к изобрете-
нию электрического телеграфа, а в дальнейшем и телефона, и дру-
гим видам телекоммуникаций. Увлечение электричеством было
столь сильным, что его исследованием, кроме физиков, занима-
лись люди многих профессий: художники, филологи и т. д.
В России опытами с электричеством и телеграфированием
по проводам в течение многих лет активно занимался академик Па-
вел Львович Шиллинг (1786—1837). Первый практически пригод-
ный стрелочный телеграфный аппарат П.Л. Шиллинг продемон-
стрировал в Санкт-Петербурге в 1832 г. Этой знаменательной дате
и посвящено настоящее издание.
В 1841 г. российский академик Борис Семенович Якоби
(1801—1874) создал пригодную конструкцию пишущего телеграф-
ного аппарата и организовал связь между Зимним дворцом и Глав-
ным штабом в Санкт-Петербурге [116, 142]. Первый буквопеча-
тающий телеграфный аппарат был также разработан Б.С. Якоби
в 1850 г. Он явился прототипом многих других буквопечатающих
аппаратов, из которых наибольшее применение получил много-
кратный телеграфный буквопечатающий аппарат (1874) француз-
ского изобретателя Ж. Бодо (1845—1903).
За рубежом также активно разрабатывались различные
типы телеграфных аппаратов, наиболее удачным из которых
был пишущий телеграфный аппарат американского живописца
С.Ф. Морзе (1791—1872), который в 1837 г. продемонстрировал его
широкой общественности. Большое применение получили также
6
Введение
телеграфные аппараты Уитстона (1802—1875), Юза (1831—1900), Си-
менса (1816—1892), Бодо (1845—1903) и других изобретателей.
С середины XX в. начались практические разработки систем
фототелеграфной связи для передачи плоских неподвижных изо-
бражений, метеорологических карт, фотографий, рисунков, графи-
ков и т. д., в том числе и на железнодорожном транспорте. Первый
фототелеграфный (факсимильный) аппарат был изобретен в 1855 г.
итальянским физиком Дж. Казелли (1815—1891).
Выдающимся событием конца XIX в. явилось изобретение
и начало практического применения «телеграфирования без про-
водов» — радиосвязи. Становление радиосвязи пришлось на конец
XIX в., когда российским физиком и электротехником Алексан-
дром Степановичем Поповым (1859—1905) была продемонстриро-
вана первая реальная передача сообщения без проводов — по радио.
Значительный вклад в практическое становление и развитие радио
внес также итальянский инженер Гульельмо Маркони (1874—1937).
Ему и немецкому ученому Фердинанду Брауну (1850—1918) в 1909 г.
была присуждена Нобелевская премия по физики «в знак призна-
ния их заслуг в развитии беспроволочной телеграфии».
В становление и развитие телеграфа значительный вклад
внесли ученые железнодорожных научных и учебных институ-
тов — К.К. Людерс, Н.Г. Писаревский, М.Ф. Паррот, ГК. Мерчинг,
П.Д. Войнаровский, А.С. Попова, И.Г. Фрейман, А.А. Покровский,
П.С. Осадчий, Н.А. Скрицкий, П.А. Азбукин, В.И. Коваленков,
Н.Г. Писаревский, В.Н. Листов и многие другие. Вся их деятель-
ность была направлена на решение технических и качественных
характеристик систем телеграфной связи.
Большой вклад в развитие телеграфии внесли также инжене-
ры и изобретатели — ГВ. Дашкевич, А.Ф. Шорин, А.Д. Игнатьев,
Л.И. Тремль, Л.Н. Турин, А.А. Дубовик и др. В XX в. теоретические
основы передачи цифровой информации были заложены выдаю-
щимися американскими и советскими учеными: Ральфом Хартли,
Гарри Найквистом, Клодом Шенноном, учеными В.И. Сифоровым,
В.А. Котельниковым, А.А. Харкевичем и др. [16, 17]. Значитель-
ное влияние на развитие теории и техники связи оказали выдаю-
щиеся математики А.Н. Колмогоров (1903—1987) и Норберт Винер
(1894—1964). Поражает тот колоссальный объем творческой и сози-
дательной работы, который был выполнен учеными, инженерами
и изобретателями разных стран мира за прошедшие годы.
В XX в. телеграф, как дискретный вид связи, закрепил свое
положение: от первых опытов передачи цифровой информа-
ции для обработки электронными вычислительными машинами
Введение
7
до глобальной цифровой сети Интернет. Характерной особенно-
стью всех современных средств телекоммуникаций (телефон, пере-
дача данных, телевидение и др.) является использование цифровых
методов, увенчавшееся созданием всемирной цифровой инфор-
мационной сети связи Интернет, которая сегодня является, и те-
леграфом, и телефоном, и почтой, и телевидением, и справочной
службой, и библиотекой, и кинотеатром, и многими другими сред-
ствами информационными услуг.
Современный Интернет продолжает развиваться, растет коли-
чество пользователей, расширяются области применения. Насту-
пил новый этап — Интернета вещей (IoT — Internet of Things) и Все-
объемлющего Интернета (loE— Internet of Everything). Быстрый рост
и распространение технологий IoT и 1оЕ представляются сегод-
ня неизбежными. Ожидаются существенные улучшения в сферах
транспорта, экологии, безопасности и др. Носимые устройства для
контроля состояния здоровья и физической активности, «умные»
дома, автомобильный и железнодорожный транспорт, электро-
снабжение, подключенные буровые вышки и производственные
цеха — все это лишь начало грядущего переворота в нашем образе
жизни, работы, учебы и отдыха. Большие перемены уже наступа-
ют в логистике, здравоохранении, теплоснабжении и производстве,
а также в управлении жизненно важными инфраструктурами. Все
эти отрасли стремительно «умнеют», для чего ученым и инженерам
приходится решать целый комплекс сложных научных, организа-
ционных и технических задач, как по передаче, так и по защите ин-
формации [114, 115, 116].
Для читателей, заинтересованных в более глубоких сведени-
ях о телеграфе, приводится список использованной литературы.
Среди перечисленных выделим такие книги, как «150 лет отече-
ственному телеграфу» (1982), «История электрической связи на же-
лезнодорожном транспорте» (2008). Из зарубежных изданий отме-
тим замечательную книгу амери канского журналиста Tom Standage
«The Victorian Internet: The Remarkable Story of the Telegraph and
the Nineteenth Century's Online Pioneers» (1998), где приведены мно-
гие исторические факты становления и развития телеграфа Морзе
и Интернета в США. Много интересного материала по истории те-
леграфа и современному развитию Интернета читатель может най-
ти также во всемирной цифровой сети Интернет.
Замечательным источником истории науки и техники XIX в.
является энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона —
российская универсальная энциклопедия, выпущенная акцио-
нерным издательским обществом Ф.А. Брокгауз — И.А. Эфрон
8 Введение
(Санкт-Петербург, 1890—1907), — 82 основных и 4 дополнительных
тома [34, 124, 155].
Словарь задумывался как перевод немецкого Conversations-
I.exicon, но после первых томов было решено создать собственный
словарь. Большое место в нем занимают статьи по истории России,
ее науке, технике, просвещению, промышленности, культуре. Эн-
циклопедия — памятник истории культуры, науки и техники и мы,
люди XXI в., читая статьи по становлению и развитию телеграфа
испытываем наслаждение. В них мысли, чаяния, давно ушедших
поколений, плод их трудов. Все это и явилось побудительным мо-
тивом включить в данное издание рисунки из энциклопедии о ста-
новлении электрического телеграфа до начала XX в.
ГЛАВА
1
Начало передачи
дискретных сообщений
1.1. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
С древнейших времен человечество искало способы
и пути телекоммуникации. На начальном этапе для передачи со-
общений (сигнализации) на расстояние люди использовали звук
и свет, а приемником сообщений служили органы чувств человека.
Звук — основа нашего естественного общения. Однако даль-
ность передачи сообщений с его помощью ограничена небольши-
ми расстояниями. Причина заключается как в небольшой мощно-
сти звуковых сигналов, подаваемых человеком, так и относительно
низкой чувствительности приемника звуковых сигналов — ушей.
В примитивных культурах для увеличения дальности передачи ис-
пользовали рожки, трубы, барабаны, гонги и др., усиливая разно-
образие передаваемых звуков (количества передаваемой инфор-
мации), многозвучием. Например, барабаны индейцев Южной
Америки очень многозвучные: с их помощью можно передавать
сообщения и о вторжении врага, и о прибытии корабля, и об удач-
ной охоте. Об эффекте многозвучия писал древнеримский госу-
дарственный деятель и полководец Юлий Цезарь (102—44 до н. э.):
«Когда случается важное событие, то галлы сообщают о нем по-
средством пронзительного крика другим, которые таким же путем
передают его далеко» [98].
Звук до сих пор остается важным средством передачи сообще-
ний. Гудки и звуковые сигналы широко применяются на транспор-
те. На железнодорожном транспорте долгое время использовались
сигнальные звуковые рожки, а также петарды («рельсовые писто-
ны», «хлопушки»), которые взрывались под колесами движущихся
10
Глава 1
локомотивов и звуком подавали сигнал машинисту локомотива
об опасности. Впервые петарды были применены в 1844 г. на Лон-
дон-Бирмингемской железной дороге и впоследствии получили
применение практически на всех железных дорогах мира, в том
числе и в России.
С древних времен в качестве средства телекоммуникации при-
менялся свет. Даже сегодня, в технический и информационный
век, мы не можем отказаться от этого вида связи и широко его ис-
пользуем.
Существует легенда трехтысячелетней давности о том, как ог-
нями костров, зажженных на вершинах гор, Клитемнестре, супру-
ге микенского царя Агамемнона, предводителя греков в Троян-
ской войне, за ночь донесли весть о падении Трои (1250 г. до н. э.).
За 250 лет до нашей эры в походах карфагенского полководца Ган-
нибала (247—183 г. до н. э.) сигнальные огни не были чем-то не-
обычным.
Вот как об использовании сигнальных огней пишет «Всеобщая
история» знаменитого греческого историка и полководца Полибия
(около 201—120 г. до н. э.): «Последний способ, изобретенный Кле-
оксеном и Демоклитом (V в. до н. э.) и усовершенствованный нами,
отличается наибольшей определенностью и может доставлять точ-
ные сведения обо всех нуждах, но применение его требует старания
и неослабленного внимания». Для передачи сообщений на види-
мое расстояние ученые предложили использовать отдельные буквы
греческого алфавита посредством комбинаций факелов (разумеет-
ся, только ночью). Греческий алфавит, в котором 24 буквы, пред-
ставлялся в виде кодовой таблицы, состоящей из пяти строк и пяти
столбцов (рис. 1.1, а). На передающей стороне сооружения имелись
две стены с пятью проемами. Сообщения передавались с помощью
горящих факелов, которые вставляли в проемы стен (рис. 1.1, б).
Факелы первой стены указывали на номер строки таблицы, а фа-
келы второй — на номер буквы в строке. Таким образом, при «фа-
кельном» способе передачи сообщений фактически использовался
код — совокупность набора факелов (знаков, символов) и система
определенных правил расшифровки.
Обратим внимание, что в основу факельного телеграфа был по-
ложен способ передачи сообщений двумя сигналами: наличие огня
или его отсутствие, что соответствует двум символам (цифрам) 1
и 0. Кодовой последовательности соответствовала комбинация со-
стоящая из пяти двоичных символов (п = 5). На рис. 1.1 кодовым
комбинациям соответствуют последовательности двоичных сим-
волов 11000 и 11111. Общее число комбинаций такого двоичного
У.;.. МШ

16
Глава 1
В 1794 г. известный русский механик-самоучка И.П. Кулибин
(1735—1818) изобрел свой оптический телеграф. Его система сема-
форов была подобна системе К. Шаппа. От сочетания различный
относительных положений планок получалось 255 фигур (рис. 1.5).
Поло- жение линеек •
а б в г д е ж 3
• и i к л м н 0 п
J • • р с т У ф X Ц ч
ш Щ ъ ы ь t ю я
• ба бе би бо бу бы бю бя
са се СИ со су сы сю ся
5— ча че чи 40 чу чы чю чя
да де Ди ДО ДУ ды дю Дя
Рис. 1.5. Кодовая таблица семафорного телеграфа Кулибина
Обратим внимание на важный исторический факт, до сих пор
не упоминаемый в литературе. И.П. Кулибин предложил кодиро-
вать не только отдельные буквы и цифры («одинаковые склады»),
но и слоги («двойные склады»). Всего таких слогов было предложе-
но 188. Фактически новшество Кулибина заключалось в сжатии ин-
формации, за счет чего повышалась скорость ее передачи. Принцип
сжатия информации широко применяется в современных цифро-
вых системах.
Проект Кулибина, как часто было в России, был сдан в архив,
а через несколько лет русскому правительству, пришлось закупать
изобретенный французом Клодом Шаппом оптический телеграф.
В те же годы появилось еще несколько предложений по орга-
низации оптического телеграфа. Известно несколько проектов
российских изобретателей: А. Бутакова (1808), Понюхаева (1815),
П. Чистякова (1827). Но только первый из них нашел практическое
применение на русском флоте. Так, землемер Понюхаев в 1815 г.
Начало передачи дискретных сообщений
17
предложил «ночной скорый дальнописец или телеграф о семи фо-
нарях, которым несравненно скорее противу сего времени изобре-
тенных дневных (ибо ночного еще нет) телеграфов доставлять мож-
но сведения».
Кодирование в телеграфе Понюхаева отличалось оригинально-
стью конструкции: шесть фонарей с зеркальными отражателями
размещено по окружности, а седьмой — в ее центре (рис. 1.6). При
помощи тяг, сведенных в пульт центрального управления, каждый
фонарь можно было затемнять особым подвижным щитком, соче-
тание зажженных фонарей обозначало какую-либо букву. Поню-
хаев предлагал использовать свой телеграф не только стационар-
ном варианте, но и в виде передвижных установок — для военных
целей. Причем устройство могло быть приспособлено для работы
в дневное время. Понюхаев считал, что его телеграф можно сделать
«железным складным, возимым по дорогам», что обеспечит ему
успешное применение «...на походе армий, при занятии мест и вы-
сот, с которых можно подавать сведения о движении неприятеля».
18
Глава 1
Военный комитет рассмотрел предложение Понюхаева, но вместо
практического использования сдал его в архив канцелярии воен-
ного министерства.
В 1839 г. начала работу самая длинная в мире линия оптиче-
ского телеграфа, соединившая Петербург и Варшаву (149 стан-
ций, 1200 км, 100 сигналов-символов передавались за 35 мин). Она
действовала на протяжении 15 лет. Оптические телеграфы быстро
нашли практическое применение на железных дорогах, так как
работа железнодорожного транспорта невозможна без хорошо на-
лаженной сигнализации. До середины XIX в. они являлись един-
ственным средством такой сигнализации, несмотря на их явные
недостатки: низкая скорость передачи информации, зависимость
от времени суток и погоды, невозможность соблюдать скрытность
передачи.
Стремясь получить более высокие скорости и надежные систе-
мы передачи информации, изобретатели обращались к новым на-
учным открытиям и прежде всего — к электричеству. Так, в первой
половине XIX в. у оптического телеграфа появился конкурент —
электрический телеграф. С его появлением все линии механиче-
ского оптического телеграфа начали «угасать», так как преимуще-
ства электромагнитного телеграфа — более быстрая и надежность
передачи сообщений, а также меньшая зависимость передачи сооб-
щений от состояния небесного свода — были очевидными. Однако
изобретение К. Шаппа еще долгие годы применялось на железных
дорогах в виде семафоров.
1.3. ПЕРВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ТЕЛЕГРАФЫ РОССИИ
В 1824 г. сооружена первая в России линия оптическо-
го телеграфа между Санкт-Петербургом и Шлиссельбургом, по ко-
торой передавались сведения о судоходстве на Неве и Ладожском
озере. За основу была взята система Бетанкура, получившая к тому
времени повсеместное распространение. Линия оптического теле-
графа была сооружена под руководством русского генерал-лейте-
нанта Ф.А. Кюзена и просуществовала до 1836 г.
Позднее, во время царствования Николая 1, был создан особый
комитет при Военном Министерстве для рассмотрения проектов
строительства и использования в России оптических телеграфов,
который с 1827 по 1833 гг. из множества предложений русских и ино-
странных изобретателей выбрал разработку бывшего сотрудни-
ка К. Шаппа инженера Жаком Шато. Немаловажным основанием

22
Глава 1
красные фонари. Ненастная погода препятствовала правильному
действию такой сигнализации и порой даже искажала сигналы, что
могло привести к нарушению безопасности движения.
В эти же годы российские и иностранные ученые интенсив-
но работали над применением нового вида передачи сообще-
ний — электромагнитного телеграфа. Из исследований в России
различных телеграфных систем пришли к выводу: «что компа-
ния Царскосельской железной дороги, например, для собствен-
ной пользы, могла бы устроить электромагнитную линию между
С.-Петербургом и Царским Селом». Остановились на электромаг-
нитном телеграфе Морзе. Аппарат Морзе, по сравнению с други-
ми был значительно проще, его передатчиком служил телеграфный
ключ, а приемником — электромагнит. Передача и прием сообще-
ний осуществлялись относительно простым кодом (азбукой Мор-
зе). Преимуществом такого вида телеграфной связи было также
то, что другие системы требовали множества проводов, а аппарат
Морзе — только одного провода (второй провод заменяла земля),
он имел простой и удобный передатчик в виде ключа для замыка-
ния и размыкания электрической цепи. Кроме того, имелась воз-
можность получать контроль передачи собственного сообщения,
что очень важно при управлении движением поездов. По гальвано-
скопу (миллиамперметру) можно было контролировать состояние
цепи связи — обрыва или короткого замыкания (начало диагности-
ки состояния цепей). Все это обеспечило аппарату Морзе небыва-
лый успех и долгие годы применения на железных дорогах во всех
странах мира.
В 1846—1847 гг. на Царскосельской дороге была осуществлена
первая попытка применения электромагнитного телеграфа Мор-
зе. Однако молнии, поражавшие линии и аппараты, а также частые
кражи медной проволоки явились причиной его закрытия в 1848 г.
Повторно электромагнитный телеграф Морзе в России по насто-
янию и под наблюдением профессора Петербургского института
Корпуса инженеров путей сообщения В.С. Глухова (1813—1894) был
открыт в 1856 г.
Опыт строительства и эксплуатации Царскосельской желез-
ной дороги имел для России большое значение. Это был первый
шаг «кустроению в нашем Отечестве этих сообщений... и они про-
изведут благотворные последствия, которых нельзя даже пред-
видеть». Кроме того, была доказана эффективность управления
и безопасности движения поездов с помощью телеграфа. С тех пор
телеграф оставался единственным способом управления движе-
нием поездов.
Начало передачи дискретных сообщений
23
Коммерческая эксплуатация Царскосельской дороги оказа-
лась столь успешной, что банковскими кругами Царства Польско-
го, входящего в то время в состав Российской империи, в 1838 г. был
заявлен проект строительства Варшаво-Венской железной дороги
на конной тяге. Проект был одобрен, но с поправкой, заключавшей-
ся в ориентации не на конную, а на паровую тягу, и в 1835 г. нача-
лось строительство железной дороги, которое завершилось в 1848 г.
Она имела протяженность 305 верст и явилась второй в России па-
ровой железной дорогой общего назначения. Для управления дви-
жением поездов использовался оптический телеграф.
К строительству третьей и последней телеграфной линии
С.-Петербург—Варшава приступили в 1835 г. Ее открытие состоя-
лось в декабре 1839 г. Линию обслуживало 1908 человек. Она вклю-
чала шесть Дирекций в городах С.-Петербург, Псков, Динабург,
Вильно, Гродно, Варшава. Для передачи сообщений «при всяком
телеграфе полагается два шара, желтый и черный; желтый для сиг-
налов по направлению от Варшавы к Кракову, а черный от Крако-
ва к Варшаве». В ночное время в качестве сигналов использовались
фонари. Общая протяженность этой линии оптического телеграфа
составляла 1200 км. На ней было установлено 149 башен высотой
21,5 м с металлическими шестами со стрелкой высотой 3 м. Сооб-
щение от С.-Петербурга до Варшавы передавалось за 15—20 минут.
Телеграфом могли пользоваться только правительственные учреж-
дения, военные, полицейские. Частным лицам и организациям
пользоваться телеграфом не разрешалось.
ГЛАВА
2
Об электричестве
Кто действительно хочет понять все ве-
личие нашего времени, тот должен по-
знакомиться с историей науки об элек-
тричестве.
Никола Тесла (1856-1943)
2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Начальный период становления явлений, ныне назы-
ваемых электрическими, связан с древним Китае, Индией, Гре-
цией и др. Сохранившиеся предания гласят, что древнегреческому
философу Фалесу Милетскому (625—547 гг. до н. э.), жившему в го-
роде Милете, было известно, что янтарь, натертый мехом или шер-
стью, имеет свойство притягивать пушинки и другие легкие тела.
От греческого названия янтаря — «электрон» это явление позднее
получило наименование электризации.
Свойством притяжения одних материалов к другим заинтере-
совался лейб-медик английской королевы Елизаветы Уильям Гиль-
берт (1544—1603), который в 1600 г. опубликовал свой бессмертный
труд «О магните, магнитных телах и большом магните — Земле.
Новая физиология, доказанная множеством аргументов и опытов».
Он же впервые употребил термин «электрические тела — те, кото-
рые притягивают к себе мелкие тела таким же образом, как янтарь».
«Электрические тела» или «непроводники», по Гильберту, пло-
хо передают электричество. Сегодня они называются диэлектрика-
ми. И наоборот, «неэлектрические тела», по Гильберту, прежде все-
го, металлы, являются хорошими проводниками электричества.
Воздух он причисляет к телам электрическим. В 1733 г. француз-
ский физик Шарль Франсуа Дюфо (1698—1739) обнаружил два вида
Об электричестве
25
электричества: «стеклянное» и «смоляное» или, соответственно, по-
ложительное и отрицательное [109]. Одно возникает в смоле, янтаре,
шелке, бумаге; второе — в стекле, драгоценных камнях, шерсти.
Первой рукотворной машиной, вырабатывающей электри-
чество, была электростатическая машина бургомистра немецко-
го города Магдебурга Отто фон Герика (1660) — шар из серы, на-
саженный на ось с рукояткой для вращения с целью натирания
его ладонями и получения электрических зарядов. О. Герик пер-
вым из исследователей наблюдал слабое свечение и шум, произво-
димые искусственно вызванным электричеством. «Шар обладает
способностью звучать, — писал он, — потому что если поднести его
к уху, держа в руке, то в нем слышится шорох и треск». Свои опыты
с электризацией шара и других предметов с помощью рук он описал
в книге «Новые, так называемые «магдебургские опыты...», вышед-
шей в 1672 г. Он впервые обратил внимание на то, что «электриче-
ская сила» способна распространяться по льняной нитке на не-
сколько десятков сантиметров.
На усовершенствование электростатической машины Герика
потребовалось около полувека. В 1709 г. член Лондонского королев-
ского общества Фрэнсис Гауксби (1666—1713) предложил заменить
шар из серы на шар из стекла, что значительно упростило ее.
Дальнейшее усовершенствование электростатической маши-
ны профессором филологии Лейпцигского университета Иоганном
Винклером (1703—1770) заключалось в том, чтобы вместо рук при
натирании стеклянных шаров, использовать подушечки из шелка
и кожи. Подушечки, наполненные конским волосом, прижимались
к стеклянной поверхности пружинами. Как утверждал Винклер, ма-
шина «...дала возможность извлекать сильные электрические искры».
Результаты своих исследований он опубликовал в книге «Соображе-
ния о свойствах, действии и природе электричества, а также описа-
ние двух новых электрических машин», изданной в Лейпциге в 1744 г.
Исследованию атмосферного электричества посвятили свою
жизнь многие ученые. «Исследовать причину электричества»
в 1744 г. призывал академик Петербургской академии наук Леонард
Эйлер (1707—1783). Среди исследователей в первую очередь следу-
ет отметить Михаила Васильевича Ломоносова (1711—1765) и Геор-
га Вильгельма Рихмана (1711—1753), а также американского про-
светителя, изобретателя громоотвода (молниеотвода) Бенджамина
Франклина (1706—1790) [66], портрет которого изображен на сто-
долларовой купюре федеральной резервной системы США с 1928 г.
(Eripit Coelofulmen scemprumgue tyrannis. — «Он отнял молнию у небес
и власть у тиранов» — надпись вырезанная на бюсте Б. Франклину).

28
Г л а в a 2
профессора, который в самое то время, не издав ни малого голо-
са, упал назад, на стоящий позади него сундук. В самый же тот мо-
мент последовал такой удар, будто из малой пушки выпалено было»
(Санкт-Петербургские ведомости, 3 августа 1753 г.). В целом же экс-
перименты с «громовою машиною» ученым, которые «чинили опы-
ты» грозили «немалою опасностью для жизни».
Отмечая исследования Б. Франклина, М.С. Ломоносо-
ва и Г.В. Рихмана электрических разрядов — молний — нель-
зя не упомянуть о великом хорватском ученом и изобретателе
XIX—XX в. Никола Тесла, которого известный американский пи-
сатель Марк Твен образно назвал «повелитель молний», Н. Тесла
в лабораторных условиях исследовал искровые разряды, напоми-
нающие молнии.
Ни атмосферное электричество, ни электрические машины
Винклера нельзя было использовать для проведения эксперимен-
тов по практическому использованию электричества. Только с от-
крытием замечательного явления — накопления электрических
зарядов в стеклянном сосуде, получившим название «лейденская
банка», начались практические эксперименты с электричеством.
Лейденская банка — накопитель электрических зарядов, в котором
диэлектриком, разделяющим обкладки конденсатора, является
стеклянная стенка, а роль обкладок играет металлическая фольга,
которой банка оклеена с обеих сторон. Лейденская банка на первых
порах находила широкое применение в качестве источника элек-
тричества.
Изобретение лейденской банки относится к 1746 г., когда по-
явились две журнальные статьи о способности «банки» накапли-
вать электрические заряды. Автор одной — Эвальд Георг Клейст
(1700—1748) из Померании, а второй — голландский физик из горо-
да Лейдена профессор Питер ван Мушенбрук (1692—1761). По име-
ни города «банку» назвали лейденской [66].
К концу XVIII в. были получены, хотя и скромные, но все же
положительные результаты в опытах по передаче электричества
на близкие расстояния. Ученые имели в своем распоряжении элек-
тростатическую машину — весьма слабый источник статического
электричества, электрический конденсатор — лейденскую банку,
примитивный, но чувствительный приемник — бузиновые ша-
рики на шелковых нитях. Наконец, была доказана возможность
передавать электрические заряды на расстояние, причем не по ве-
ревкам, а по металлическому проводу. В целом это был успех, кото-
рый привлек внимание естествоиспытателей.
Об электри честве
29
В 1756 г., обобщив исследования атмосферного электричества
и представления ученых XVIII в. об «искусственном» электриче-
стве, которое возникало в основном от трения, Ломоносов в кни-
ге «Теория электричества, изложенная математически» (написана
на латыни), делает вывод: «Никто уже более не сомневается в тож-
дестве природного электричества с искусственным... Поэтому ни-
кто не станет отрицать, что для подтверждения этой теории можно
пользоваться наблюдениями и опытами, относящимися к природ-
ному электричеству».
Изучение электрических явлений хотя и медленно, но все же
расширялось, ими начали интересоваться и экспериментиро-
вать не только физики и естествоиспытатели, но и просто обра-
зованные люди того времени. Самым крупным открытием в этой
области было обнаружение «животного электричества» в 1791 г.
итальянским анатомом Луиджи Гальвани (1737—1798) из города
Болоньи. Из проведенных им опытов по изучению нервной си-
стемы лягушки он пришел к выводу о существовании в теле ля-
гушки некоего «животного электричества», часто называемо-
го «гальваническим электричеством». Свои мысли Гальвани
изложил в «Тракте о силах электрических при мышечном движе-
нии» (1791).
Повторяя опыты Гальвани, итальянский профессор физи-
ки Алессандро Вольта (1745—1827) пришел к выводу, что источ-
ником электричества являлась не лягушка, а контакт двух обяза-
тельно разнородных металлов, участвующих в опытах Гальвани.
«Я утверждаю, — писал Вольта в 1793 г., — что лапки лягуш-
ки — не более как чувственный электроскоп». На этом основа-
нии Вольта предложил заменить название «животное электриче-
ство» на «металлическое». Свои соображения Вольта подтвердил
на опыте. В 1800 г. он построил первую гальваническую батарею —
Вольтов столб.
В самом начале XIX в. в Петербурге русский физик Василий
Владимирович Петров (1761—1834) построил наиболее крупную ба-
тарею. Она состояла из 4200 цинковых и медных кружков. Круж-
ки укладывались в ящик горизонтально и разделялись бумажными
прокладками, пропитанными нашатырем. Батарея Петрова была
описана им в его книге «Известия о гальвани-вольтовых опытах»,
вышедшей в России в 1803 г. [77].
Полный триумф электричества и связанной с ним новой нау-
ки — электротехники — произошел в XIX в., который вошел в исто-
рию техники как век электричества.

Об электричестве
31
А. Вольта уподобил свое изобретение «электрическим» органам
ската. В первое время химические источники называли «вольтов
столб», а позднее закрепилось название «гальванический элемент».
Пророческую оценку вольтову столбу дал французский ученый
Франсуа Доменико Араго (1786—1853): «Этот столб из разнородных
металлов, разделенных небольшим количеством жидкости, состав-
ляет снаряд, чуднее которого человек никогда не изобретал, не ис-
ключая телескопа и паровой машины». «Наше XIX столетие было
встречено и приветствовано одним из величайших и самых блестя-
щих изобретений в области естествознания — вольтовым столбом».
Появление «вольтова столба» позволило значительно расши-
рить опыты с электричеством. Можно считать, что с его появле-
нием человечество вплотную подошло к «электрическому веку».
Предчувствуя всю его важность и пользу для грядущего времени,
император Наполеон (1769—1821) писал: «Я назначаю в поощрение
60 000 франков тому, кто, как Франклин и Вольта, своими опыта-
ми и открытиями по части электричества и гальванизма подни-
мет вперед эти знания. Моя цель обратить внимание ученых на эту
часть физики, которая, по моему мнению, может вести к великим
открытиям». И в этом Наполеон не ошибся.
Профессор физики Петербургской медико-хирургической
академии Василий Владимирович Петров (1761—1834) соорудил
«такой огромной величины батарею, чтобы оной можно было на-
дежнее производить новые опыты», каких еще не производил ни-
кто из физиков. Она была собрана из 2100 медных и 2100 цинковых
кружков, имела длину около 12 м и электродвижущую силу — око-
ло 1700 вольт. С помощью своей батареи Петров в 1802 г. установил,
что если два куска древесного угля, соединенных изолированны-
ми проводами с обоими полюсами, постепенно приближать один
к другому, то при расстояниях в 2—6 мм между углями возникает
«весьма яркий белого цвета свет или пламя, от которого оные угли
скорее или медлительнее загораются и от которого темный покой
довольно ясно освещен быть может». Так Петровым было откры-
то явление электрической дуги, впоследствии названной вольто-
вой дугой.
Результаты своих опытов Петров сообщил в книге «Известие
о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор
физики Василий Петров посредством огромной наипаче батареи,
состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находя-
щейся при Санкт-Петербургской Медико-хирургической Акаде-
мии». Это была первая книга об электричестве, изданная в 1803 г.
В 1804 г. вышла вторая книга В.В. Петрова — «Новые электрические
32
Гл а в a 2
опыты». Однако, как первая, так и вторая книги за рубежом оста-
лись неизвестными.
Появление «вольтова столба» позволило также лондонско-
му врачу Антони Карлейлу (1768—1840) со своим другом инжене-
ром Уильямом Никольсоном (1753—1815) открыть новое явление:
при прохождении электрического тока через воду выделялись газо-
вые пузырьки — кислород и водород. Так впервые был осуществлен
электролиз воды, нашедший в последующем применение в элек-
трохимическом телеграфе мюнхенского астронома Самуила Зем-
меринга (1755—1830).
«Гальванический ток получил в настоящее время такое обшир-
ное практическое применение, что кажется не излишним подвер-
гнуть источники его и законы, по которым он действует, более под-
робному рассмотрению и обсуждению», — так начиналась одна
из первых книг того времени [73].
Там же утверждалось, что принцип работы гальваническо-
го источника тока заключается в «соприкосновении разнородных
тел». «Следующий весьма простой опыт объяснит это лучше всего:
кусок железа, если его придержать к языку, то он совсем без всяко-
го вкуса; точно также кусок серебра. Если же одновременно при-
держать к языку: с одной стороны кусок железа ab (рис. 2.2), с дру-
гой кусок серебра ас и потом приблизить противоположные концы
этих двух металлов один к другому, то в тот момент, когда они при-
касаются в точке а, мы почувствуем на языке особенный вкус, свой-
ственный гальваническому току. Этот вкус тотчас прекращается,
как скоро металлы не прикасаются, и при новом прикосновении их
снова является» [73].
Рис. 2.2. Принцип работы
гальванического элемента
по Парроту [84]
На основании этого опыта «теория прикосновения» объясня-
лась следующим образом: «Каждый из двух металлов, употреблен-
ных при опыте, содержит в себе одинаковые количества двух так
называемых электрических жидкостей. Эти жидкости невидимы
и невесомы. В обыкновенном положении металлов они соединены
вместе и в таком случае не обличают никакого действия или явле-
ния, по которому можно было бы убедиться в их существовании.
Об электричестве
33
При прикосновении же двух металлов жидкости приводятся в дви-
жение около точки прикосновения: одна переходит с серебра на же-
лезо, другая обратно с железа на серебро; первая называется поло-
жительным, вторая отрицательным электричеством.
Эти электричества имеют стремление удаляться от точки при-
косновения металлов, для соединения вновь и восстановления пер-
воначального состояния совершенного бездействия. Вследствие
этого стремления они двигаются: положительное по направлению
ab, отрицательное по направлению ас и соединяются, проходя че-
рез язык. В тот же момент у точки прикосновения переходят новые
количества жидкости, чтобы совершить тот же путь и это продол-
жается беспрерывно, пока не изменится взаимное положение двух
металлов и языка. Направление, по которому пробегает положи-
тельное электричество, называется направлением тока. Отрица-
тельное электричество проходит в обратном направлении.
Это течение двух противоположных электричеств называется
электрическим или гальваническим током, по фамилии изобрета-
теля его Гальвани. Основатель же этой теории Вольта».
Таким образом, по теории Вольта, основу электрического или
гальванического тока составляют две невесомые и невидимые элек-
трические жидкости. Сила, которая при соприкосновении разно-
родных металлов приводит в движение электричества, находящи-
еся до тех пор в покое, называется электро-возбудительной силой.
Далее автор отмечает, что «одна пара, устроенная вышесказан-
ным способом образом, дает весьма слабый гальванический ток», по-
этому для его увеличения необходимо соединять «три, четыре и более
пар» и для получения «вольтова столба» формировать из них батареи
Батареи гальванических элементов с жидким электролитом
или «сухие батареи», в которых применен электролит в виде пасты,
были широко распространены как в то далекое, так и в настоящее
время. На практике применение получили батареи гальванических
элементов Лекланше, Мейдингера, Даниэля, Якоби—Даниэля,
Калло, Сименса и Гальске и др.
Французский инженер Ж. Лекланше (1839—1882) в 1865 г. раз-
работал марганцово-цинковый элемент небольшой емкости
(рис. 2.3, а), который широко применяется до настоящего времени
для питания устройств связи, малогабаритных переносных элек-
трически приборов и др. Широко использовались в системах свя-
зи также гальванические элементы Мейдингера большой емко-
сти (от 500 до 1000 А ч), допускающие длительный разрядный ток
в 1—3 А. Элемент с анодом из окиси меди (СиО), катодом из амальга-
вированного цинка и электролитом из каустической соды (NaOH)

36
Г л а в a 2
или притяжения) между двумя заряженными частицами, напри-
мер наэлектризованными шариками. Из этого эксперимента он
вывел основной закон электростатики, который впоследствии был
назван его именем. Однако следует отметить, что этот закон пер-
вым открыл не Кулон, а английский физик и химик Генри Кавен-
диш (1731—1810), член Лондонского королевского общества. Но Ка-
вендиш своих работ по электричеству не публиковал. Более ста лет
рукопись пролежала в библиотеке Кембриджского университе-
та в Англии, пока Дж. К. Максвелл не извлек и не опубликовал ее
в 1879 г.
Считается, что приоритет идеи о передаче электрических заря-
дов по линии в виде телеграфных сообщений принадлежит шот-
ландскому ученому Чарльзу Морисону (по другим сведениям,
Чарльзу Маршаллу) из города Ренфрю, опубликовавшему 1 февра-
ля 1753 г. в журнале «The Scot’s Magazin» статью, в которой предло-
жил протянуть между двумя пунктами столько параллельных про-
волок, сколько букв в английском алфавите. Передавая по тому или
иному проводнику электрический заряд, можно фиксировать пере-
даваемую букву и принимать сообщение.
Примерно с такой же идеей и конкретным предложением
конструкции линии передачи во французском журнале «Journal
de Paris» (№ 150 от 30 мая 1782 г.) была помещена статья анонимно-
го автора, предлагавшего «соединить два пункта позолоченными
железными проволоками, проложенными каждая в заполненном
смолой деревянном желобе. Все желоба закопать в землю. Между
каждой парой проволок на приемном конце укрепить вырезанную
из фольги букву, которая под воздействием разряда лейденской
банки давала бы в темноте свечение». Число необходимых лейден-
ских банок (источников электрических зарядов) и пар проводов
должно было быть равно 24 — числу букв французского алфавита.
Тот же автор для сокращения числа проволок до пяти пар пред-
лагал разряжать лейденские банки по определенному правилу, т. е.
использовать кодированную передачу букв алфавита. В том же
журнале от 15 июня 1782 г. предлагалась уже усовершенствованная
линия передачи: «Мы сможем проложить даже большее количество
проволок в одном деревянном канале с известными мерами предо-
сторожности, обеспечивающими изолирование их друг от друга».
На эти предложения откликнулся известный швейцарский фи-
зик Луи Лесаж (1724—1803), который в сентябрьском номере того же
журнала описывает собственный проект прокладки 24 медных
проволок в общей глиняной трубе, внутри которой через 1,8—2,0 м
должны быть установлены перегородки — шайбы из глаурованной
Об электричестве
37
глины или стекла с 24 отверстиями. Через отверстия пропускаются
проволоки, находящиеся параллельно и изолированно друг от друга.
Все статьи на эту тему заканчивались предложениями по соз-
данию линии передачи электрических зарядов. Однако, несмотря
на некоторые различия предложенных конструкций, четко прори-
совывались одинаковые практические выводы: первый — проволо-
ки должны быть обязательно изолированы друг от друга, второй —
проволоки могут быть подвешены в воздухе на столбах и изоляторах
или располагаться под землей в желобе или трубе. Стоит обратить
внимание на то, что во всех предложениях приоритет был отдан
подземным линиям передачи, для которых требуется разработка
специальной технологии изоляции проводов и прокладки. Пер-
вым такую технологию разработал итальянский ученый Тиберио
Кавалло (1749—1809), проживавший в Англии. Примерно в 1780 г.
он предложил натянутую отожженную медную или латунную про-
волоку покрывать смолой и обматывать полотняной лентой, так-
же равномерно покрытой смолой. Дополнительно изолированный
провод следовало защитить чехлом из щепоти. Провод предпола-
галось изготавливать отрезками длиной 6—9 м, которые при про-
кладке линии передачи соединять их между собой, обматывая ме-
ста соединений шелком.
Испанский врач Франсиско де Сальва (1751—1828) в 1795 г. впер-
вые прочитал в Академии наук в Барселоне лекции на тему «При-
менение электричества к работе телеграфа». Рассказывая о предла-
гаемой системе электростатического телеграфа, автор утверждал:
«Все-таки нет необходимости поддерживать проволоки удаленны-
ми друг от друга, они могут быть скручены в кабель и подвешены
на большой высоте. Во время моих первых опытов с кабелями это-
го вида каждая проволока обматывалась пропитанной смолой бу-
магой. Затем все вместе проволоки скручивались и обматывались
многими слоями бумаги. Таким образом предотвращалась утеч-
ка электричества». Ф. Сальва впервые употребил термин «кабель»
в описании системы передачи электричества и предложил и первую
его конструкцию и скрутку проводов в пучок.
Интересен следующий прогноз Сальвы: «Можно изготовить,
а именно изолировать кабель, что он будет непроницаем для воды.
Такие кабели можно прокладывать на дне морей, и в них редко бу-
дут возникать повреждения». В скором времени этот прогноз вопло-
тился в жизнь, и была разработана конструкция подводного кабеля.
С появлением электричества в разработке технологии переда-
чи его по проводам, кроме возникших задач изоляции проводов
при создании воздушных или подземных линий, возникла проблема
38
Гл а в a 2
соединения отдельных проводов между собой, а также с устрой-
ствами и приборами. На том уровне развития науки об электри-
честве при создании первых электрических устройств и прибо-
ров конструкторы вполне были удовлетворены простейшим видом
контактного соединения — скруткой двух оголенных проводов.
2.4. НАЧАЛО ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Было что-то странное и таинственное
в науке об электричестве, которое не то,
чтобы просто вещь, но и не то, что-
бы просто выдумка. Была еще стран-
ная загадка о «действии на расстоянии»,
и электричество ее только усугубляло.
Стивен Ликок (1869—1944)
К концу XVIII в. были получены, хотя и скромные,
но в целом положительные результаты в технологии передачи элек-
тричества на близкие расстояния. В распоряжении ученых имелись
электростатическая машина, лейденская банка, примитивный,
но чувствительный приемник — бузиновые шарики на шелковых
нитях, и, наконец, была доказана возможность передавать электри-
ческие заряды на расстояние, причем не по веревкам, а по металли-
ческому проводу электрической цепи.
Простейшая электрическая цепь состоит из источника тока Е
с внутренним сопротивлением г и приемника электрической энер-
гии (нагрузки) R, соединенных проводами (линией связи) (рис. 2.5).
dx I dx
Рис. 2.5. Простейшая электрическая цепь
Для реализации идеи создания телеграфа необходимо было ре-
шить проблемы, связанные с передачей электрических сигналов
по проводам линий связи, возникла потребность в теоретических
исследованиях электромагнитных явлений. На этой почве начала
Об электричестве
39
формироваться новая для того времени наука — электротехника.
Первые исследования в этой области были проведены немецкими
учеными Г. Кирхгофом и Г. Омом, а также английскими учеными
Дж. Максвеллом и М. Фарадеем.
Начало теории было положено с особого прибора, так называе-
мого «вольтаметра», принцип действия которого основан на «свой-
стве гальванического тока разлагать воду на составные части: водо-
род и кислород» [83].
«Если соединить концы проволок вольтова столба через кусок
железной, медной или серебряной проволоки, то в вольтаметре бу-
дет вода разлагаться на водород и кислород, такие провода назы-
ваются проводниками электричества; если же соединить концы
проволок вольтова столба через шелковую или шерстяную нить,
дерево, то вольтаметр не выделяет кислород и водород и поэтому
такие материалы называются изоляторами.
При проведении опытов с проводниками количество воды
разложенной в одинаковом промежутке времени, неодинаково,
а именно: если в известное время, при включении медной прово-
локи, образуется 100 частей газов, то при железной — 17, а при сере-
бряной — 136. Если таким образом испытать разные тела и опреде-
лить количество газов, которое образуется при включении каждого
из них в цепь тока, то мы найдем следующие цифры:
Серебро.........136
Желтая медь...... 29
Свинец.......... 10
Медь..........100
Цинк.......... 28
Новое серебро.. 9
Золото.........84
Олово..........20
Ртуть.......... 2,5».
Из проведенного опыта следовало, что не все тела обладают
в одинаковой степени свойством проводить гальванический ток,
а именно: серебро проводит его в 136/100 = 1,36 раз лучше, чем медь,
в 136/17 = 8 раз лучше железа и т. д. Кроме того, было сделано за-
ключение, что гальванический ток во всех телах при прохождении
встречает некоторое сопротивление, величина которого различна
при разных телах.
Обратные значения полученных результатов — относитель-
ные величины сопротивлений этих тел — называются коэффици-
ентами сопротивлений. За эталон, относительно которого можно
вычислить коэффициенты сопротивления любых веществ, при-
нимается коэффициент сопротивления железа. Отсюда коэффи-
циент сопротивления серебра будет равен 17/136 = 0,1257, меди —
17/100 = 0,1700 ит. д. [73].
Единицей для сравнения сопротивлений разных видов про-
водов в России была принята величина сопротивления куска
40
Гл а в a 2
железной проволоки длиной 1 верста и диаметром 4 миллиметра.
Сопротивления других проводников определялось в сравнении
с этой эталонной единицей, а само сопротивление выражалось
в верстах. Например, в характеристике гальванического элемен-
та Даниеля отмечалось, что его внутреннее сопротивление равно
3/4 версты; сопротивление 1 версты медной проволоки диаметром
4 миллиметра — 0,17/1 = 0,17 версты. Так появилась первая единица
электрического сопротивления — верста.
Затем «для измерения сопротивлений проводящих тел сравни-
вали их с сопротивлением, представляемым проволокою из чистой
прокаленной меди, в один миллиметр (0,0393 дюйма) в диаметре,
называемой нормальною проволокою. Один метр (1,4061 аршин)
этой проволоки принимают за единицу меры сопротивления».
Таким образом экспериментально было установлено, что сила
гальванического тока прямо пропорциональна электровозбуди-
тельной силе и обратно пропорциональна сопротивлению, встре-
чаемому током на пути. Научная мысль подошла к открытию ос-
новного закона электрической цепи (1826), сформулированному
немецким физиком Георгом Симоном Омом (1787—1854). В своей
работе Ом записал закон в следующем виде:
где X — показания гальванометра (в современных обозначениях,
сила тока /); а — электровозбудительная сила, характеризующая
свойства источника напряжения, постоянная в широких преде-
лах и не зависящая от величины тока (по современной термино-
логии —электродвижущая сила ЭДС); /— величина, определяемая
длиной соединяющих проводов (по современной терминологии —
сопротивление внешней цепи А); b — параметр, характеризующий
свойства всей электрической установки (по современной терми-
нологии — параметр, учитывающий внутреннее сопротивление
источника тока г) [73].
Приведенная формула при использовании современных терми-
нов выражает закон Ома для простейшей электрической цепи (см.
рис. 2.5):
Я + г’
где Е — ЭДС источника тока (напряжения), В; I — сила тока
в цепи, A; R — сопротивление нагрузки цепи, Ом; г — сопротивле-
ние источника, Ом.
Об электричестве
41
Следовательно, ток в цепи пропорционален электровозбуди-
тельной силы и обратно пропорционален электрическому сопро-
тивлению проволок (проводника). Сопротивление проводов R
определяется размерами и материалом проводника и равно
S
где / — длина проводника, м; 5 — площадь поперечного сечения
провода, м2; р — удельное сопротивление, Ом • м. Удельное сопро-
тивление показывает, чему равно сопротивление проводника, вы-
полненного из данного вещества, длиной 1 метр и с поперечным се-
чением 1 м2. Этим выводом Г. Ом заложил основы для определения
понятия удельной электропроводности.
С открытием закона Ома появились первые исследования
по одному из важнейших вопросов: «разделение токов на части»
в разветвленных цепях (1845—1847), когда ток протекает по разным
путям. Первые правила разделения токов, часто называемыми за-
конами, были определены немецким физиком Густавом Робертом
Кирхгофом (1824—1887). Правила Кирхгофа позволяют записывать
математические уравнения, описывающие поведение токов и на-
пряжений в отдельных ветвях сложной электрической цепи. Од-
ними из первых и немногих кто в то время оценили значение ра-
боты Г.С. Ома были академики Б.С. Якоби и Э.Х. Ленц. Академик
Б.С. Якоби в 1835г. писал о законе Г. Ома: «Я не поколебался при-
нять его и положил в основу моих работ по конструированию моего
магнитного аппарата».
На Международном конгрессе электриков в Париже в 1881 г.
впервые были установлены международные единицы измерения:
тока — ампер, электродвижущей силы (ЭДС) и напряжения — вольт
и электрического сопротивления — ом. За единицу сопротивления
1 ом было принято сопротивление столбика ртути длиной 106,28 см
при площади 1 мм2 и температуре таяния льда (0 °C); за единицу
силы тока 1 ампер — ток, который, проходя через раствор азотносе-
ребряной соли, способен за 1 секунду путем разложения выделить
из нее 1,1183 миллиграмма чистого серебра; за единицу ЭДС (на-
пряжения) 1 вольт — такую ЭДС, которая способна поддерживать
в проводнике с сопротивлением 1 ом силу тока, равную 1 амперу.
ГЛАВА
3
О магнетизме
и электромагнитах
Как прекрасно почувствовать единство
целого комплекса явлений, которые при
непосредственном восприятии казались
разрозненными.
А. Эйнштейн (1879—1955)
3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Первые сведения о магнетизме были известны с древ-
них времен. Так, древние греки знали, что существует особый ми-
нерал — железная руда (магнитный железняк), способный притя-
гивать железные предметы. Залежи этого минерала находились
возле города Магнесии, название которого послужило источником
термина «магнит».
В 1600 г. вышла книга английского ученого Уильяма Гиль-
берта (1544—1603) «О магните, магнитных телах и большом маг-
ните — Земле», которая явилась первым научным исследованием
магнитных явлений. В ней автор описал как уже известные свой-
ства магнита, так и собственные открытия. В частности Гильберт
первый предположил, что Земля представляет собой большой
магнит.
Постоянные магниты изготавливают обычно из железа, ста-
ли, чугуна и других сплавов железа (рис. 3.1). Основное свойство
магнитов — притягивать тела из железа или его сплавов (напри-
мер, стали). Постоянный магнит имеет два магнитных полюса:
северный (N) и южный (S), вокруг которых образуется магнит-
ное поле.

О магнетизме и электромагнитах
47
электричеством и магнетизмом. Так, сразу же после публикации
опытов Эрстеда, немецкий ученый Й. Швейггер предложил много-
витковую катушку — «множитель» магнитного поля, который су-
щественно увеличивал магнитную мощность электрической цепи.
Множитель Швейггера, снабженный магнитной стрелкой, стал
первым точным измерителем электричества — гальванометром.
Развивая идею гальванометра для электросвязи, французский фи-
зик А. Ампер первым, в 1821 г., предложил систему электромаг-
нитного телеграфа, в которой каждая буква или цифра передава-
лась по отдельной электрической цепи и визуально фиксировалась
по отклонению подвешенной магнитной стрелки. По существу
каждая цепь стрелочного телеграфа Ампера являлась первым
электрически управляемым по проводам электромеханическим
устройством скачкообразного действия, выходом которого была
магнитная стрелка, занимающая две позиции. В первой позиции,
когда тока (сигнала) в обмотке нет, стрелка ориентирована соглас-
но внешнему магнитному полю. Во вторую позицию магнитная
стрелка переходит, резко поворачиваясь, под воздействием магнит-
ного поля обмотки, образующегося при протекании по ней тока.
После прекращения тока и исчезновения искусственного магнит-
ного поля стрелка возвращается в стабильное исходное состояние
уже под воздействием системы возврата — внешнего магнитного
поля Земли и упругих сил подвеса. Таким образом, стрелочный те-
леграф Ампера представлял собой набор автоматических двухпо-
зиционных одностабильных электромеханических устройств.
Электромагнитные телеграфные реле — высокочувствитель-
ные устройства для приема телеграфных сигналов или переключе-
ния (коммутации) электрических цепей по сигналу, поступающему
в катушки электромагнита.
Первые реле нашли применении в телеграфной связи и состоя-
ли из двух электромагнитов и вращающегося на оси рычага, к кото-
рому прикреплен якорь из мягкого железа (рис. 3.5).
Необходимость в изобретении реле первоначально была об-
условлена задачей усиления слабых электрических сигналов —
импульсов тока, передаваемых по проводам в приемный элек-
тромагнит телеграфного аппарата. Потребность в усилении тока
могла возникнуть и гораздо раньше — в первых работах по созда-
нию электросвязи, которые велись учеными еще в XVIII в., с момен-
та открытия статического и гальванического электричества. Одна-
ко эти работы не могли иметь успеха, так как в то время не было
создано надежного способа регистрации электрических сигна-
лов, их усиления, измерения и преобразования в магнитную или

Регулировочный
винт
Катушка
Ярмо
50
Глава 3
Рис. 3.8. Электромагнитное поляризованное реле:
а — принцип действия; б — реле Приса
На начальном этапе в устройствах телеграфной связи применя-
лись относительно массивные поляризованные электромагнитные
реле Присса [92, 100]. Все узлы, регулировочные и присоединитель-
ные винты закрывались цилиндрическим стаканом со стеклян-
ной крышкой и располагались на массивном цокольном основании
с контактами для соединения со специальным гнездом.
В конце 1940 г. в телеграфной связи чаще стали применять-
ся поляризованные линейные реле ТРЛ (телеграфное реле линей-
ное), ТРМ (телеграфное реле местное), а затем малогабаритные реле
РП-4 (реле поляризованное) (рис. 3.9).
Высокочувствительное линейное реле ТРЛ использовалось
в качестве приемного телеграфного реле при работе по воздушным
и кабельным линиям связи. Его высокая чувствительность до-
стигалась за счет мостовой схемы магнитных потоков. Реле было
выполнено виде съемного устройства со штепсельной колодкой,
двумя направляющими и пятнадцатью выводными штифтами
и защищено от пыли чехлом из силумина. За счет сложной кон-
струкции магнитной и контактной системы габариты реле были
относительно большими (88 х 63 х 163 мм). Мощность срабатыва-
ния — всего 4 мВт.
В 1950-е годы в телеграфной связи широкое распространение
получили поляризованные реле ТРМ и РП-4.

52
Гл а в a 3
последовательная цепь подвижных контактных элементов из фер-
ромагнитного материала.
Контактирующие элементы для исключения загрязнения гер-
метизированы в стеклянном баллоне. Реле с магнитоуправляе-
мым герметизированным контактом получило название герконо-
вое реле.
3.4. СИГНАЛЬНО-ВЫЗЫВНЫЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ
На начальном этапе становления телеграфной и теле-
фонной связи в коммутаторах и других аппаратах как указатель вы-
зова в качестве оптических сигнально-вызывных приборов при-
менялись электромагнитные клапаны (аннуциаторы) и бленкеры.
Клапан — электромагнит, снабженный якорем с откидной двер-
цей 4 (рис. 3.11, а), закрывающейся вручную, что являлось суще-
ственным недостатком, который был устранен в самозакрыва-
ющемся электромагнитном приборе — бленкере (англ, blinker,
от blink — мигать) (рис. 3.11, б).
Рис. 3.11. Электромагнитные приборы:
а — клапан; б — бленкер
При прохождении тока по обмотке 3 клапана якорь его притя-
гивается к сердечнику 2 и дверца, не удерживаемая зубом 5 яко-
ря, открывается, сигнализируя о поступлении сигнала вызова или
окончания разговора.
Бленкер — простейший самозакрывающийся оптический сиг-
нально-вызывной прибор электромагнитного типа, состоящий
из стального сердечника 7 с обмоткой 3, якоря 7, указательной ка-
ретки 6, рамки с окном 5. Указательная каретка вращается на оси 4,
а якорь качается на ребре корпуса 2. При срабатывании бленкера
конец якоря воздействует на указательную каретку, которая, по-
вернувшись вокруг своей оси, показывает в окне рамки белое поле.

ГЛАВА
4
Электромагнитные
телеграфные аппараты
и трансляции
Все телеграфные приборы основаны
на двух свойствах гальванического тока,
а именно, на действии его на магнитную
стрелку и намагничивании мягкого же-
леза проходящим вокруг его током.
М.Ф. Паррот (1831—1882)
4.1. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
С появлением гальванических источников тока стало
возможным создание аппаратов, передающих сообщения на даль-
ние расстояния. Одним из первых, кто пытался использовать
гальванические источники для передачи телеграмм был испан-
ский медик Франциско де Сальва (1751—1828). Сначала он высту-
пил в Барселонской академии наук с трактатом «Гальванизм и его
применение в телеграфии» (1800), в котором предложил так назва-
емый «лягушачий телеграф», в котором для посылки телеграфного
сигнала использовалось «электричество, создаваемое большим ко-
личеством лягушек». В качестве приемника сигналов изобретатель
намеревался также использовать лягушку, у которой поступив-
ший сигнал «вызвал бы конвульсии». При этом Сальва утверждал,
что подобный телеграф успешно действует через изолированные
провода на расстояние свыше 300 м. В 1804 г. в той же Академии
он прочитал «Второй трактат о применении гальванизма для це-
лей телеграфии». На этот раз Сальва выдвинул проект «пузырько-
вого» телеграфа. Сигнал посылался при помощи вольтова столба,
Электромагнитные телеграфные аппараты и трансляции
57
подключенного к соответствующей паре проводов, концы кото-
рых в пункте приема подсоединялись к паре металлических стерж-
ней, опущенных в сосуд с подкисленной водой. Число пар прово-
дов и сосудов в таком электрохимическом телеграфе должно было
равняться числу букв алфавита. Каждый сосуд, в котором выделя-
лись пузырьки газа, соответствовал определенной букве. Дальше
Сальвы в направлении создания телеграфа, который долгие годы
называли электрохимическим, пока не переименовали в электро-
литический, продвинулся мюнхенский анатом Самуил Томас Зем-
меринг (1755—1830). В 1809 г. он соорудил более совершенную си-
стему электролитического телеграфа, в котором позолоченные
концы всех 25 проводов располагались не в 25 отдельных, а в одном
общем сосуде с подкисленной водой. Электролитический телеграф
действовал на расстоянии до 600 м. Увеличив число проводов до 35,
можно было передавать и цифры.
С открытием Г.-Х. Эрстедом электромагнитных свойств тока
французский физик А.М. Ампер (1775—1836) сформулировал пред-
ложения о создании электромагнитного телеграфа: «Ввиду успеха
опыта, указанного мне маркизом Де-Лапласом, можно было бы,
взяв столько проводников и магнитных стрелок, сколько имеет-
ся букв, и, помещая каждую букву на отдельной стрелке, устроить
своего рода телеграф с помощью одного вольтова столба, распо-
ложенного вдали от стрелок. Соединяя поочередно концы столба
с концами соответствующих проводников, можно было бы лицу,
которое наблюдало бы за буквами на стрелках, передавать сведения
со всеми подробностями и через какие угодно препятствия. Если
установить со стороны столба клавиатуру с буквами и производить
соединение нажатием клавиш, то этот способ сообщения мог бы
применяться достаточно просто и не требовал бы больше времени,
чем необходимо для нажатия клавиш на одной стороне и чтения ка-
ждой буквы на другой» [76].
Конечно, предложенный А.М. Ампером проект был слишком
сложен для реализации где-либо за пределами небольшой лабора-
тории. Ведь протянуть такое количество проводов (столько прово-
дов, сколько букв в алфавите) на достаточно большое расстояние
было просто нереально.
Однако старт применения электричества для телеграфа был
дан. Начался настоящий бум изобретений телеграфных аппара-
тов. Профессор института Корпуса путей сообщения М.Ф. Паррот
(1831—1882) так характеризовал этот период становления телеграфа:
«В короткое время существования телеграфов их устройство уже
несколько раз изменялась и по всей вероятности еще изменится,
58
Гл а в a 4
потому что сами аппараты постоянно усовершенствуются и де-
ятельность телеграфной корреспонденции быстро развивается».
Замечание М.Ф. Паррота подтверждается тем, что в истории теле-
графа в период с 1753—1839 гг. насчитывалось более 47 изобретен-
ных систем передачи. Большинство из них так и не нашли при-
менения, но были и такие, которые настойчиво пробивали себе
дорогу к практическому применению. В те же годы появился крат-
кий исторический обзор развития и усовершенствования телегра-
фов и электромагнитных часов, написанный Б. Лампе и изданный
в Брауншвейге (Германия) в 1857 г.
Один из первых электромагнитных телеграфов изобрел Шил-
линг. Его основу составляли приборы передачи и приема сооб-
щений. В передающей части телеграфных аппаратов, как прави-
ло, использовались манипуляторы, замыкающие и размыкающие
электрические цепи. [108].
Прием сигналов фиксировался отклонением магнитной стрел-
ки мультипликатора с диском и успокоителем колебаний. Во всех
последующих телеграфных аппаратах прием сигналов произво-
дился исключительно электромагнитами. Все основные узлы теле-
графных аппаратов того далекого времени — двигатели, регулято-
ры, лентопротяжные механизмы — были построены на элементах
с использованием механических передач и зависимостей.
4.2. СТРЕЛОЧНЫЙ ТЕЛЕГРАФНЫЙ АППАРАТ
ШИЛЛИНГА
Павел Львович Шиллинг фон Канштадт (1786—1837),
российский изобретатель первого в мире практически пригодно-
го электромагнитного телеграфа. Будучи сотрудником российско-
го посольства в Мюнхене он принимал активное участие в опы-
тах с электричеством и устройством электролитического телеграфа
мюнхенского анатома С.Т. Земмеринга (1775—1830).
По возвращении в С.-Петербург он привез с собой комплект
электролитического телеграфа Земмеринга и продемонстрировал
его действие царю Александру 1. Однако электролитический ап-
парат оказался непрактичным, сложным и дорогим. Он содержал
35 проводов и такое же количество золоченых электродов (по чис-
лу букв немецкого алфавита и цифр десятичной системы счисле-
ния), помещенных в сосуд с электролитом. О передаче того или
иного знака судили по выделению газа около соответствующего
электрода.
Электромагнитные телеграфные аппараты и трансляции
59
Причины непригодности электролитического телеграфа
П.Л. Шиллинг видел в том, что «электрический поток слабеет в со-
держании к длине пробеганной им проволоки ... да самое химиче-
ское разложение воды требует электричества гораздо сильнее...».
Еще в Мюнхене Шиллинг задумался над созданием электри-
ческого телеграфа, не имеющего недостатков электролитического
телеграфа. На протяжении многих лет он проводил эксперимен-
ты с электромагнитным телеграфом, пригодным для практиче-
ской передачи депеш. И только в 1828 г. появился первый вариант
такого телеграфа — двухпроводный одномультипликаторный (од-
нострелочный) аппарат Шиллинга, предназначенный для работы
по двухпроводной линии связи.
Основными элементами аппарата были источник питания (ба-
тарея гальванических элементов или «вольтов столб») и передат-
чик, который позволял телеграфисту изменять направление элек-
трического тока в двухпроводной телеграфной цепи, соединяющей
передающую и приемную части двух аппаратов, а также коммута-
тор, который производил переключение телеграфных аппаратов
с передачи на прием и наоборот.
Приемником служил мультипликатор, «способный умножать
электрическую силу» (рис. 4.1) и состоящий из рамки, намотан-
ной из нескольких сот витков изолированного медного провода,
внутри которой на шелковой нити крепился небольшой диск ди-
аметром около 40 мм. Одна сторона диска окрашивалась в черный
цвет, другая — в белый. Внизу к нити прикреплялся груз, опущен-
ный в сосуд со ртутью, который выполнял роль демпфера — гасите-
ля колебаний стрелки и диска. Если ток в катушку мультипликато-
ра не поступал, то телеграфист, принимающий депешу, видел ребро
диска. При поступлении одного или другого направления тока маг-
нитная стрелка мультипликатора поворачивалась то в правую, то
в левую сторону и телеграфист видел либо черную (Ч), либо белую
(Б) сторону диска.
Для передачи букв латинского алфавита и цифр Шиллингом
была разработан специальный код, состоящий из комбинаций раз-
ного числа (от одного до пяти) последовательных посылок, переда-
ваемых токами разного направления (см. рис. 4.1). Код Шиллинга
стал первым цифровым способом передачи информации. Процесс
передачи и приема депеш был трудоемким и происходил очень мед-
ленно. Все это явилось причиной того, что аппарат не получил
практического применения.
Проблема электрического телеграфного аппарата оставалась
не решенной, хотя основное направление было определено.
AO I I I I I
Б • I I I I I
В I О I I I I
Г I • I I I I
Д I I О I I I
п I IOO I I
pI I•• I I
с I I I I О О
E I I I I ••
у О I О I I I
iООО I I I
2 ••• I I i
з I 000 I I
4 I ••• I I
5 I I 000 I
Клавиатура
62
Гл а в a 4
новое средство связи. По свидетельству Б.С. Якоби, один из членов
Комитета заявил П.Л. Шиллину: «Ваше предложение — безумие,
ваши воздушные проволоки поистине смешны».
В 1835 г. Шиллинг увез свое изобретение из С.-Петербурга
в Бонн для демонстрации его действия на съезде естествоиспыта-
телей и врачей (отделение физики и химии). Доклад в Бонне вызвал
большой интерес среди зарубежных предпринимателей, они про-
сили ученого продать им патент на изобретение. Но Шиллинг на-
стойчиво добивался внедрения своего детища в России.
Только после съезда в Бонне Комитет предложил Шиллингу
установить телеграф в здании Главного Адмиралтейства с целью
его испытания в условиях, близких к эксплуатационным. Аппа-
раты располагались в противоположных концах длинного здания
Адмиралтейства, провода были проложены частично под землей,
частично под водой. Из-за частых неполадок связь так и не была
введена в действие, но опыты с подводным кабелем в Адмиралтей-
ском канале были удачны (1836).
В мае 1837 г. Комитет наконец предписал Шиллингу установить
телеграфную связь между Петергофом и Кронштадтом. Но выпол-
нить это предписание изобретатель не успел, так как летом 1837 г.
Шиллинг скончался.
И немного о приоритете. В марте 1836 г. профессор Мун-
ке в Гейдельберге демонстрировал электромагнитный телеграф,
идею которого заимствовал у Шиллинга. Присутствовавший при
демонстрации отставной офицер индийских колониальных войск
Вильям Кук познакомил с его конструкцией известного физика
и механика Ч. Уитстона. В 1837 г. Кук и Уитстон получил патент
на усовершенствованный телеграфный аппарат. В 1840 г. в Англии
начала успешно действовать телеграфная компания «Электрик Те-
леграф Компании». Аппараты У. Кука и Ч. Уитстона в течение 50 лет
широко применялись в Англии.
43. ТЕЛЕГРАФНЫЕ АППАРАТЫ ЯКОБИ
После смерти Шиллинга усовершенствованием элек-
трического телеграфа занимался Б.С. Якоби (1801—1874), выдаю-
щийся физик и электротехник, академик Петербургской академии
наук, многие научные труды которого были посвящены практиче-
скому применению электричества [77].
Зимой 1839 г. Б.С. Якоби получил от начальника штаба воен-
ных поселений П.А. Клейнмихеля приглашение на аудиенцию.
«Я пригласил вас, милостивый государь, на не совсем обычное

64
Г л а в a 4
комбинации посылок постоянного тока распространялись по под-
земной линии, состоящей из изолированных проводников, и по-
ступали в приемный электромагнит. Якорь электромагнита был
соединен через штангу с карандашом, опирающимся на вертикаль-
ное матовое стекло.
Часовой
механизм
ПРИЕМНИК
Подвижная
доска
Электромагнит
Линия связи
Гальванометр
с подкисленной
водой
Гальваническая.-[^Коммутатор
батарея
ПЕРЕДАТЧИК
Рис. 4.4. Принцип работы пишущего телеграфного аппарата Якоби
При движении с помощью часового механизма матового стекла
карандаш прочерчивал зубцы (точки и тире) в соответствии с пере-
данными манипулятором посылками тока. Контроль работы цепи
производился по появлению пузырьков в сосуде с подкисленной
водой — гальванометром.
Телеграфист специальным манипулятором включал и выклю-
чал электромагнит, который вертикально перемещал карандаш,
оставлявший на стекле зубцы разной величины. Такие же зубцы
появлялись на стекле другого аппарата, соединенного с первым
проводами. Перед включением ап парата проводился контроль про-
хождения тока по линейной цепи по появлению пузырьков в сосуде
с подкисленной водой.
Телеграфные аппараты были выполнены в виде конторок:
один — из карельской березы — для Зимнего дворца, другой из крас-
ного дерева — для Главного штаба (рис. 4.5). Сверху на конторке на-
ходилась каретка на колесиках с вертикальным матовым стеклом.
Под действием часового механизма с противовесом она медленно
двигалась по направляющим.
Однако пишущий аппарат Якоби, как и аппарат Шиллинга,
имел серьезный недостаток: переданную телеграмму было необхо-
димо расшифровать, а затем записать. Эти операции существенно
снижали скорость передачи сообщения. Для исправления данного
недостатка конструкции Б.С. Якоби начал разработку буквопечата-
ющего телеграфного аппарата. В 1845 г. Б.С. Якоби публично про-
демонстрировал в физико-математическом классе Академии наук
стрелочный аппарат синхронно-синфазного действия (рис. 4.6).

68
Гл а в a 4
весьма утомительно. Преуспевающий промышленник Стивен
Вейль для усовершенствования аппарата предложил Морзе две ты-
сячи долларов и помещение для опытов, а также помощь своего
сына Альфреда Вейля (1807—1859). В течение четырех месяцев те-
леграфный аппарат был усовершенствован, и, самое главное, Вейль
и Морзе разработали знаменитую азбуку — сочетание точек и тире,
получившую название азбука Морзе («морзянка»).
А __ В ___ С_ __D Е
аЛЛмлАЛлАлл/
F ___ G Н I Т
улЛААллллллА1
Рис. 4.8. Символы азбуки Морзе на телеграфной ленте
Особенность кода Морзе (1938) заключалась в том, что часто
встречающимся буквам английского алфавита соответствовали
короткие кодовые комбинации, а редко встречающимся —длинные
(рис. 4.9).
А к л —.— ф х 1 2
в м — ц —. —. 3 ... 1 1 — • • — •
г н —. ч 4 .... — ——- —— —— ...
д — •• О — ш — 5 ? • • —— —— • •
Е • п . щ — 6 —.... 1 • • — ——
Ж ... — р . —. ь,ъ 7 ... - —— • • • • —
3 .. с ... ы —. 8 « • • • — •
И •. т — э •. —.. 9 . ( —— • —— •
й У • • — ю .. 0 — / • • — •
я
Рис. 4.9. Телеграфная азбука (код) Морзе
Код Морзе стал первым примером эффективного метода стати-
стического кодирования источника сообщений. Общие принци-
пы статистического кодирования были установлены только через
Электромагнитные телеграфные аппараты и трансляции
69
100 лет К. Шенноном — создателем теории информации. В 1851 г.,
а затем в 1939 г. и 2004 г. код Морзе был несколько модифицирован
и стал международным. Он применялся во всех странах мира в про-
водных линиях связи, а позже стал международным и в радиосвя-
зи: его, в частности, использовали для обмена сообщениями сот-
ни тысяч радиолюбителей. В конце XX в. Международным союзом
электросвязи было принято решение о прекращении использова-
ния кода Морзе на всех линиях связи.
В телеграфном аппарате Морзе в качестве передатчика электри-
ческих сигналов применялся ключ (манипулятор), замыкающий
и размыкающий цепь тока гальванической батареей, приемник
сигналов — электромагнит (рис. 4.10). При замыкании на стан-
ции А ключа ток по линии связи поступал в приемный электромаг-
нит станции Б и возвращался обратно к батарее по земле. Якорь,
вращающийся на оси, притягивался к сердечнику электромагнита.
Одновременно с притяжением якоря отходило вверх его плечо с пи-
шущим приспособлением — колесиком, смоченным черной кра-
ской. Колесико, прижатое кдвижущейся бумажной ленте, оставля-
ло на ней след: при кратковременном нажатии ключа передатчика
колесико делало короткую черту (точку), при продолжительном —
длинную (тире) и налейте принимающей станции Б отображались
знаки в комбинациях кода Морзе.
Рис. 4.10. Принцип работы пишущего телеграфного аппарата Морзе
Внешний вид телеграфного связи с использованием аппарата
Морзе 1844 г. приведен на рис. 4.11. Основным преимуществом та-
кой телеграфной связи было то, что прежние системы имели мно-
жество проводов, были сложными и неудобными в обращении,
а аппарат Морзе требовал только одного провода (второй заменя-
ла земля), имел простой и удобный передатчик в виде ключа для
замыкания размыкания электрической цепи. Кроме того, имелась
возможность контролировать передачу собственного сообщения

72
Глава 4
(симплекс) — от станции А к станции Б с работоспособностью при-
мерно 500 слов в час. На практике также применялись схемы, да-
ющие возможность поочередно телеграфировать как от станции А
к станции Б, так и наоборот — от станции Б к станции А (полуду-
плекс — half duplex), или одновременно в обоих направлениях (пол-
ный дуплекс — Full duplex). Скорость передачи (пропускная способ-
ность линии) по телеграфу Морзе достигала десятков букв в минуту
(около 15 слов). При дуплексном телеграфировании пропускная
способность линии возрастала примерно в два раза.
На первоначальном этапе применялось однополюсное телегра-
фирование (рис. 4.14, а).
Станция Б Линия Станция А
Рис. 4.14. Телеграфные линии связи:
а — однополюсное телеграфирование; б — двухполюсное телеграфирование
С развитием телеграфа и применением телеграфных трансля-
ций прием сообщений в которых осуществлялся высокочувстви-
тельными электромагнитными реле, начали применять двухпо-
люсное телеграфирование (рис. 4.15).
a

Всего
8t0
%
6fo
6t0
12f0
20f0
t 22t„
Всего
Рис. 4.15. Код Морзе:
а — простой; б — кабельный

a
б

80
Г л а в a 4
Управляющие символы
° . Пробел, перейти к таблице букв
. о Пробел, перейти к таблице цифр
о о Удалить последний знак
Таблица букв Таблица цифр
о А о о О к ° .. 1 О . О . .
° ° . Ё 0 О 0 0 L О 2 о . о . 9/
. ° . Е о о О М . . о 3 о О 7/
о о 1 О 0 О о N ° . ° 4 О о о 2/
ООО О О О ООО Р ООО 5 О ООО •
О О и О О О О Q ° 0 . 1/ о о о
о Y О О О R о о 3/ О О о ?
. о О В О О S о О 6 О о ° .. (
О О О С О . О О т О О 7 О 0 . о , )
О ООО D о ООО V о . . о 8 О о о -
О О О F О О о W . о о о 9 о о О О /
о О G О О X О ООО 0 о о ООО +
о О О Н о ° ° . Z о О о 4/ о о О О =
. о о J о О — О о о 5/9/ О о О О £
Рис. 4.23. Телеграфный код Бодо
Принцип работы многократного аппарата Бодо показан
на рис. 4.24. На станциях А и Б устанавливались механические рас-
пределители с секторами 1 и 2 к которым присоединялись клави-
атура телеграфных передатчиков и приемники. На осях распреде-
лителей синхронно и синфазно вращались металлические щетки,
обеспечивающие соединение с контактами соответствующих сек-
торов. Скорость вращения щеток распределителя, приводимых
в движение при помощи гиревого движущего механизма с цен-
тробежным механическим регулятором, — 180 оборотов в мину-
ту. Для приема знаков было необходимо, чтобы щетки на станци-
ях А и Б имели одинаковые скорости и положения в пространстве,
Электромагнитные телеграфные аппараты и трансляции
81
т. е. вращались синхронно и синфазно. Это достигалось при помощи
механических и электромагнитных коррекционных устройств.
В дальнейшем для вращения щеток распределителя использова-
лись простейшие электрические моторы — фоническое колесо (ко-
лесо Лякура) и камертонный генератор переменного тока.
Станция А
Клавиатура
передатчика
Приемник
Рис. 4.24. Принцип работы
четырехкратного телеграфного аппарата Бодо
Станция Б
Приемник
Клавиатура
передатчика
Передающее устройство (клавиатура) аппарата одной станции
автоматически через линию подключалась на короткие промежут-
ки времени к соответствующим приемным устройствам. Очеред-
ность их соединения и точность совпадений моментов включения
обеспечивались системой синхронизации и фазирования распре-
делителей.
Особенностями аппаратов Бодо были следующие:
• многократность, т. е. одновременность работы нескольких
аппаратов по одному проводу с последовательным занятием
его для передачи сигналов;
• гибкость системы в случае одностороннего скопления теле-
грамм (можно установить на передачу большее количество
секторов, чем на прием);
• применение чувствительных поляризованных электромаг-
нитных реле Бодо в качестве приемника входящих линейных

a
б

88
Гл а в a 4
Аппарат мог передавать изображение текста, чертежа или ри-
сунка, предварительно нанесенного на свинцовую фольгу специ-
альным изолирующим лаком так, что оригинал представлял собой
совокупность перемежающихся элементов с большой (фольга) и ни-
чтожно малой (лак) электропроводностью. Передающее устрой-
ство посредством контактного штифта, скользящего по оригиналу,
«считывало» элементы изображения, передавая на линию связи то-
ковые и безтоковые сигналы.
Принятое изображение записывалось электрохимическим спо-
собом на увлажненной бумаге, пропитанной раствором железоси-
неродистого калия. Аппараты Казелли использовались на линиях
связи Москва—Петербург (1866—1868), Париж—Марсель, Париж—
Лион. Однако несовершенство таких аппаратов и главным обра-
зом необходимость переноса передаваемого изображения на фоль-
гу ограничили область их применения.
В России первая фототелеграфная связь между Москвой и Пе-
тербургом на аппаратах Казелли была организована в 1866—1868 гг.
Однако опытная эксплуатация аппаратов показала их экономи-
ческую нецелесообразность ввиду сложности оборудования, низ-
кой скорости передачи и высокой стоимости обслуживания.
В эти же годы были предложены и другие системы фототелеграфа
(Бена, Бекуэлла), но и их основу составляли громоздкие механи-
ческие устройства. Только с открытием французским ученым Эд-
моном Бекерелем (1820—1891) фотоэлектрического эффекта (1839),
А.Г. Столетовым (1839—1896) внешнего фотоэффекта и фотоэле-
мента, А.Н. Лодыгиным (1847—1923) угольной лампочки накалива-
ния, начался новый этап конструирования фототелеграфных аппа-
ратов [75].
В широко распространенных фототелеграфных аппаратах не-
подвижные изображения, выполненные на бумаге и подлежащие
передаче, закреплялись на вращающийся барабан, и все точки его
поочередно засвечивались очень узким световым лучом, исходя-
щим от электрической лампочки. Отраженные от изображения им-
пульсы света попадали в фотоэлемент и превращались в импульсы
тока, которые после усиления передавались в канал связи. На при-
емном конце ослабленные импульсы снова усиливались и превра-
щались в импульсы света, которые засвечивали обыкновенную фо-
тобумагу, закрепленную на приемном барабане. Недостатком такой
фототелеграфной связи было то, что принятая на фотобумаге фо-
тотелеграмма требовала проявления в фотолаборатории.
Первый фототелеграфный аппарат на железнодорожном транс-
порте ФТОЗ-52 был разработан ВНИИЖТом в 1952 г. и позволял

90
Г л а в a 4
с многими дополнительными услугами. На приемной стороне пе-
чатающее устройство (принтер) превращает полученное сообще-
ние в изображение на обычной бумаге или термобумаге в виде ко-
пии оригинала. Современные факс-аппараты выполняются на базе
и ПЭВМ с многими дополнительными услугами.
Удобства, предоставляемые факс-аппаратами пользовате-
лям, способствовали их широкому распространению, в том числе
и на железнодорожном транспорте.
Но по-настоящему рисовать телеграф научился, когда, начи-
ная с 1843 г. стали возрождать в новом виде электрохимический
телеграф, который искусно копировал и передавал любые изобра-
жения. В 1860 г. Дж. Казелли, работая в Париже, собрал машину,
которую назвал «пантелеграф». Принцип его действия прост: два
железных острия на передающей и приемной станциях движутся
синхронно по металлическим поверхностям, прочерчивая на них
густую сеть параллельных линий. На передающей станции под
острие подкладывают лист металлической фольги, на котором то-
конепроводящими чернилами нанесено передаваемое изображе-
ние. На приемной станции под острие подкладывают лист бума-
ги, пропитанный водным раствором железосинеродистого калия.
При протекании тока такой раствор разлагается, окрашивая бумагу
в синий цвет. Когда непроводящий участок изображения на фоль-
ге разрывает электрическую цепь, в реле на приемной станции за-
мыкаются контакты. Таким образом под действием тока от батареи
на листе под движущимся металлическим острием остается след
в виде параллельных цветных штрихов, воспроизводящих переда-
ваемое изображение. В современной факсимильной связи считы-
вание производится оптическим лучом. Изображение отражается
непосредственно от бумаги. Изменена также кинематика сканиро-
вания (перемещения) оптического луча: вместо качания маятни-
ка и поворота рычага используется вращение барабана вокруг оси
и его поступательное перемещение вдоль этой оси.
4.11. ТЕЛЕГРАФНЫЕ ТРАНСЛЯЦИИ
Уже на начальном этапе создания телеграфной свя-
зи возникла проблема дальней телеграфной связи — прямой связи
двух оконечных аппаратов, расположенных на значительных рас-
стояниях. Воздушные и кабельные линии связи тех лет позволяли
передавать телеграфные сигналы на нескольких десятков, макси-
мум до сотни километров, далее сигнал сильно ослабевал и терялся
Электромагнитные телеграфные аппараты и трансляции
91
в помехах. Возникла необходимость в усилителях телеграфных
сигналов, получивших название телеграфных трансляций. Идею
телеграфных трансляций блестяще решили с помощью электро-
магнитного реле, изобретенного в 1831 г. американским физиком
Джозефом Генри (1797—1878). Практически идея была воплощена
при организации С. Морзе дальней телеграфной связи от Балтимо-
ра до Нью-Йорка. Дж. Генри посоветовал Морзе соединить мно-
жество электрических цепей в одну «гирлянду», вставив в каждую
цепь реле и новый источник тока. «Гирлянда» могла быть большой
протяженности, что позволяло передавать сигнал на большие рас-
стояния по принципу эстафеты: каждая батарея передавала его
на ограниченное расстояние одной гирлянды, но соединенные
вместе, они обеспечивали гораздо более дальнюю передачу.
Вот как объясняли появление телеграфных трансляций в учеб-
никах того далекого времени. «Нам известно, что чем длиннее
проводник, тем сопротивление его больше и, следовательно, при
прохождении тока по длинному проводнику сила его ослабевает.
Проводником между двумя станциями служит проволока, подве-
шенная на изоляторах, укрепленных на крюках, которые, в свою
очередь ввинчены в столбы. Изоляторы, хотя и служат для того,
чтобы проходящий по проволоке электрический ток не мог ухо-
дить в землю, но однако, особенно в сырую погоду, часть тока ухо-
дит в землю. Вследствие такого несовершенства изоляции, часть
проходящего по проволоке тока у каждого изолятора ответвляется
в землю, особенно, если между юбками изоляторов много паутины
и пыли.
Чем длиннее линия, тем больше утечка тока, так что при боль-
шом протяжении электрический ток настолько теряет свою силу,
что становится недостаточным для приведения в действие теле-
графных аппаратов. Вышедший с оконечной станции ток, при
большом протяжении линейного провода, может дойти до следу-
ющей станции или слишком слабым, или будет поступать, вслед-
ствие переменного состояния атмосферы и электрических свойств
проводников, толчками — то слабее, то ботьше; кроме того, при бы-
строй автоматической передаче токами переменного направления,
емкость проводов, индукции и самоиндукции сделали бы работу
на большие расстояния невозможной.
Предел прямого действия тока на телеграфных линиях, при
благоприятных условиях всей телеграфной цепи, можно при-
нять в 600 верст. При расстояниях свыше 600 верст пришлось бы,
вследствие описанного, устраивать переприемные станции, кото-
рые принимали бы депешу с одного конца линии и передавали ее
92
Гл а в a 4
на другой конец линии по другому аппарату, при помощи своей ба-
тареи. Но такой переприем депеши вызывает сильное замедление
движения телеграфных сообщений и дорого стоит. Для устранения
этого неудобства необходимо установить на переприемных стан-
циях такие приборы, которые автоматически могли бы замыкать
ток местных батарей и посылать его далее на линию до следующей
станции. Для этой цели и устраиваются промежуточные станции
с трансляционным действием, т. е. с таким соединением аппарат-
ных приборов, при котором прием и передача депеш производится
автоматически без участия людей, и при том одновременно с око-
нечной станцией, почему такие станции и называют трансляцион-
ными» [24].
На начальном этапе для увеличения дальности передачи умень-
шали электрическое сопротивление проводов за счет увеличения
их диаметра. Например, при увеличении диаметра проводов кабеля
в три раза удалось увеличить дальность телеграфирования в шесть
раз. Такой способ был дорогим и малоэффективным. Телеграфные
трансляции (от лат. translatio — передача) значительно увеличива-
ли дальность передачи до 2000—9000 км (рис. 4.33). На сетях теле-
графной связи использовались два типа трансляций: простые сим-
плексные и дуплексные, а также регенеративные [73, 127].
Станция Б
Станция А
Рис. 4.33. Принцип действия телеграфной трансляции
Для увеличения дальности телеграфирования Дж. Генри пред-
ложил использовать известный в почтовой связи принцип «эста-
феты». Ослабевший при распространении по проводами электри-
ческий ток поступает на обмотку электромагнита чувствительного
телеграфного реле. Электромагнит замыкает контакты, и в выходя-
щую линию передается втысячи раз более сильный токотсвежей ба-
тареи, установленной здесь же. Таким образом, соединяя последо-
вательно несколько участков ретрансляции, удается организовать

94
Г л а в a 4
их применение вызвало и ряд неудобств, связанных с тем, что при-
ем производился телеграфными реле Приса, которые в отличие
от электромагнитов телеграфных аппаратов Морзе при приеме
сигналов издававших звук, достаточный для контроля приема «на
слух», были «тихими». При «употребление трансляционных реле
имеет место то неудобство, что регулирование их довольно затруд-
нительно. Движение рычага реле заметно для глаза только в весьма
близком расстоянии и, самое главное, происходит так тихо, что во-
все не слышно». «Неудобство это отстраняется употреблением так
называемых устройств «Klopfer» (Клопфер)», которые усиливают
звук при движении рычага и тем самым позволяют контролировать
на слух работу трансляции».
4.12. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
РАБОТЫ ТЕЛЕГРАФА
Одним из показателей, определяющих эффективность
работы телеграфной связи является скорость телеграфирования
(telegraph speed) — количество элементарных телеграфных посы-
лок (символов кода), передаваемых за 1 секунду (см. рис. 4.15). Чем
меньше длительность элементарных телеграфных посылок /0, тем
большее их количество можно передать за 1 секунду.
Основная единица измерения скорости телеграфирования (ма-
нипуляции) — бод (baud) (число символов в секунду) получила на-
звание в честь изобретателя многократного телеграфного аппарата
Ж. Бодо
1 бод = 1/г0.
В электромагнитных аппаратах Морзе и им подобных скорость
телеграфирования определяется в основном возможностями теле-
графиста, а также электрическими процессами, протекающими
в линиях связи и приемных электромагнитах. При автоматической
передаче скорость, как правило, равна 50 бод (г0 = 20 мс), т. е. в тече-
ние 1 секунды передается 50 элементарных посылок (точек).
Важным показателем эффективности является также пропуск-
ная способность (производительность) телеграфного аппарата (ли-
нии связи), которая определяется числом знаков, слов или теле-
грамм (депеш), обработанных в течение 1 часа. Поскольку слова
содержат разное число букв и передаются разным количеством зна-
ков, то для определения пропускной способности аппарата взяли
условное слово Paris (Париж), передаваемое латинскими буквами.
Электромагнитные телеграфные аппараты и трансляции
95
Скорость передачи знаков с помощью аппарата Шиллинга со-
ставляла всего 10 знаков в минуту. Телеграфные аппараты, изобре-
тенные Морзе позволили увеличить скорость телеграфирования
до 300 знаков в минуту. Высокую скорость телеграфирования обе-
спечивали синхронные аппараты Юза и Бодо. Более совершенны-
ми были стрелочные аппараты, созданные Уитстоном и Куком, по-
зволявшие передавать сообщения со скоростью 40 знаков в минуту.
Реальная производительность несколько Отличалась от тео-
ретической. Она уменьшалась на величину потерь времени теле-
графистом на выполнение второстепенных функций при передаче
и приеме телеграмм и зависела от его квалификации.
В среднем телеграмма содержала 25 слов, поэтому пропускная
способность долгие годы была одной из основных проблем теле-
графа. Для решения этой проблемы было предложено дуплексное
(двустороннее) телеграфирование — способ, с помощью которого
по одному проводу одновременно ведется передача и прием дис-
кретных импульсов. Разделение приема и передачи осуществля-
ется специальными схемами. При дуплексном телеграфировании
пропускная способность линии возрастает вдвое/
Количество знаков, передаваемых телеграфным аппаратом
за 1 минуту, вычисляется по формуле
п
где V — скорость телеграфирования данного аппарата, бод; п — ко-
личество элементарных символов кода, приходящихся на 1 знак.
Количество слов, передаваемых за 1 ч, определяется по формуле
D И^-60 3600И
о —-----=------,
т тп
где т — среднее число букв в одном слове; п — среднее число эле-
ментарных символов кода в одном знаке. Примерное значение те-
оретической производительности телеграфных аппаратов различ-
ных систем приведено в табл. 4.1.
Повысить пропускную способность на кабельных линиях по-
зволил переход к двухполюсному телеграфированию (см. рис. 4.15)
и использование кабельного кода Морзе.
Важным показателем телеграфной связи была также безоши-
бочность (верность) передачи сообщений. При передаче сообщений
по проводам линий связи возникла проблема помехоустойчивости,
т. е. способности системы связи противостоять вредному влиянию
посторонних сигналов — помех и грозовых разрядов. Из-за них
96
Г л а в a 4
происходил неверный прием передаваемых сообщений или, более
того, приемные аппараты начинали работать даже в то время, ког-
да передачу сообщений никто не производил. Это послужило по-
водом для исторического казуса, когда знаменитый сербский ин-
женер и изобретатель Никола Тесла (1856—1943) предположил, что
иногда передача сообщений ведется внеземными цивилизациями.
Таблица 4.1
Производительность телеграфных аппаратов
Система Количество слов за 1 час
Морзе-симплекс 500
Морзе-дуплекс 1000
Уитстон-симплекс 2000
Уитстон-дуплекс 4000
Бодо-двухкратный 2700
Бодо-четырехкратный 5400
Сименс-дуплекс 6000
Мера безошибочности (вероятности ошибки в переданном тек-
сте телеграммы) или коэффициент ошибок — это отношение ко-
личества знаков, принятых (за сеанс измерений) с ошибками Nom,
к общему количеству переданных знаков No6ui-
^ош ~ ^оиЖбш-
Международным консультативным комитетом по телефонии
и телеграфии (МККТТ) рекомендуется норма 3 • 10-5 (в среднем
не более трех ошибок на 100000 переданных знаков). В СССР, в свя-
зи с большими расстояниями, действовала другая норма — 1 10~4
(не более одной ошибки на 10 000 переданных знаков) при длине те-
леграфной линии 2500 км.
Кроме того, следует обратить внимание на проблему устойчи-
вой работы телеграфной связи или надежности. Под надежностью
понимают способность телеграфной системы исправно (безотказ-
но) работать в заданных условиях эксплуатации в течение опреде-
ленного времени.
ГЛАВА
5
Линии передачи
телеграфных сообщений
5.1. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Получив положительные практические результаты пе-
редачи электричества на большие расстояния, ученые и изобрета-
тели вплотную подошли к решению проблемы устройства электри-
ческих линий связи для передачи телеграфных сигналов. В 1840 г.
на Блоквельской железной дороге в Лондоне вйервые начал исполь-
зоваться электромагнитный телеграф, предложенный немецким
физиком В.Э. Вебером (1804—1891), который также в качестве ли-
нии передачи электрических телеграфных сигналов предложил ис-
пользовать рельсы железных дорог, проложенные по земле и соеди-
ненные между собой. В то время эту идею не удалось осуществить.
Только через несколько лет рельсовые цепи начали применяться
в железнодорожных системах сигнализации.
В России впервые на проблему электрической цепи обратил
внимание академик Б.С. Якоби в своей речи «Об электротелегра-
фии» на публичном заседании Петербургской академии наук 29 де-
кабря 1843 г.: «...Я должен просить вас подарить мне еще несколько
минут, чтобы... поговорить о самом важном, чем обуславливает-
ся всякое телеграфическое сообщение, а именно о токопроводной
гальванической цепи, предназначенной соединять оба отдельных
друг от друга конца» [74].
Строительство водных и железнодорожных путей сообщения
в России, начатое в начале XIX в., находилось в ведении Департа-
мента водных коммуникаций, созданного в 1798 г. по утвержден-
ному императором Павлом I (1754—1801) проекту, возглавляемого
графом Н.П. Румянцевым (1754—1826) [45]. Деятельность депар-
тамента была настолько успешной, что в 1809 г. его полномочия
98
Гл а в a 5
расширились и он был переименован в Управление водяными и су-
хопутными сообщениями.
Первые эксперименты по организации телеграфной связи
в России как и в большинстве стран проводились на подземных ли-
ниях связи. В 1841 г. подземная линия была построена между Зим-
ним дворцом и зданием Главного штаба в Петербурге. В последую-
щие годы линия была продолжена до Главного управления путей
сообщения и общественных зданий, а затем до Царского села. Пер-
вая из этих трех линий составляла 364 м, вторая — 2,7 км, третья —
25 км. Затем была построена также линия от железнодорожной
станции Петербург до села Александровское.
В 1844 г. под руководством Морзе была проложена телеграф-
ная линия между Вашингтоном и Балтимором общей протяжен-
ностью 65 км, где автор публично продемонстрировал передачу
кодового сообщения «What hath God wraght!» («О, Господи, что ты
сотворил!»).
С тех пор началось интенсивное строительство телеграфных
воздушных, подземных и подводных телеграфных линий между
Старым и Новым светом. Эта удивительная история описана в ис-
следованиях [44, 96]. Стоит отметить, что самой дорогой частью лю-
бой системы связи телекоммуникации является линия передачи,
по которой собственно и распространяется сигнал.
К числу труднейших задач, подлежавших разрешению при про-
кладке протяженных телеграфных линий, бесспорно относит-
ся строительство телеграфа через неизведанные материки и пу-
стынные территории. Например, во время постройки телеграфной
линии, проходящей через необъятные пространства Северной
Америки, приходилось преодолевать невероятные препятствия
с энергией, вызывающей искреннее изумление. Линии тянулись
то на протяжение целых сотен миль через девственные леса, в ко-
торых еще не ступала нога цивилизованного человека, являвши-
еся в то время неприкосновенной собственностью и охотничьи-
ми угодьями индейцев, то через бесконечные глухие степи, когда
бревна для телеграфных столбов приходилось доставлять за мно-
гие мили. При исполнении этих работ получил новое подтвержде-
ние замечательный факт, подмечаемый всюду, где проводился теле-
граф, а именно: даже у самых диких народов сооружения вызывали
чувство какого-то странного таинственного почтения, так что слу-
чаи вандализма были крайне редки. Не подлежит сомнению, что
этому в значительной мере способствовало миролюбивое и добро-
желательное отношение руководителей строительства к местным
жителям, так что многие из вождей местных племен высказывали

100
Глава 5
Первая линия, соединившая С.-Петербург и Москву, была по-
строена в 1852 г. Из-за частых повреждений подземного кабеля она
просуществовала совсем недолго, и в 1855 г. его заменили на воз-
душный. Первоначально для работы использовались аппараты
Уитстона—Кука, передававшие телеграммы со скоростью 25 слов
в час, а в 1854 г. они были заменены на аппараты Морзе, работавшие
со скоростью до 550 слов в час.
Телеграфная линия от Зимнего дворца до Царского села была
построена как многопунктовая (многоточечная) с включением всех
аппаратов в одну проводную цепь, что позволило сэкономить про-
вода на организацию непосредственной связи каждого аппарата
с каждым. В современной терминологии такое соединение оконеч-
ных пунктов носит название соединение «точка с точкой».
Таким образом, от демонстрации первого электромагнитного
телеграфа Шиллинга до его практического применения в России
прошло почти десять лет. За это время электрический телеграф по-
явился во всех ведущих странах мира. Началось совершенствование
этого нового вида коммуникации и строительство линий связи.
С увеличением числа оконечных пунктов многоточечное соеди-
нение требовало соответствующего увеличения количества линий
связи, что практически было трудно реализуемой задачей. Поэто-
му с увеличением числа оконечных пунктов для связи использова-
ли одну коллективную линию, оконечные пункты которой вклю-
чались параллельно (Царское село — Главноуправляющий Путями
сообщения и общественными зданиями — Главный штаб — Зим-
ний дворец). При этом значительно снижалась стоимость линий
связи и повышалась связность оконечных пунктов. Появилась так-
же возможность с одного оконечного пункта передавать сообщения
(циркуляры) всем оконечным пунктам, включенным в линию. Та-
кой принцип организации связи получил название многоточечный
или многопунктовый и долгие годы широко использовался на же-
лезных дорогах.
Первый подводный телеграфный кабель в России был проло-
жен в 1853 г. между Кронштадтом и Ораниенбаумом и продолжен
под землей до Петербурга. Тогда же осуществилась прокладка под-
земного кабеля между Зимним дворцом и гатчинской резиденцией
царя. В 1854—1855 гг. были введены в эксплуатацию телеграфные
линии от Петербурга к Ревелю через Гатчину, к Гельсингфорсу че-
рез Выборг, к Риге через Динабург, в Германию через Мариамполь,
в Австрию через Варшаву.
К концу 60-х гг. XIX в. интересы торговли и промышленно-
сти требовали интенсивного развития телеграфной сети. Началось
Линии передачи телеграфных сообщений
101
широкое внедрение телеграфа в жизнь: устанавливается телеграф-
ная связь столицы с Тулой, Орлом, Харьковом и Житомиром, с Но-
вочеркасском и Херсоном, с Тифлисом и Владикавказом. В 1864 г.
прокладывается линия между Казанью и Иркутском. В дальней-
шем от Иркутска линия была продолжена к Кяхте, что имело боль-
шое значение для торговли с Китаем, к Николаевску-на-Амуре, что
служило подспорьем в торговле с США, и к ряду других важных
в хозяйственном отношении пунктов Сибири. В эти годы большую
роль начали играть частные телеграфные линии. В 1865 г. было
утверждено положение о телеграфах на частных железных дорогах,
а затем — о телеграфах на промышленных предприятиях. Владель-
цы частных железных дорог проложили телеграфные линии меж-
ду Тамбовом и Козловом, Иваново-Вознесенском и Шуей, Москвой
и Курском, Киевом и Курском и т. д.
Масштабы строительства телеграфных линий побуждали рос-
сийских специалистов и изобретателей совершенствовать как те-
леграфные аппараты, так и телеграфные линии. Инженер и изо-
бретатель Ф.А. Пироцкий (1845—1898), внес серьезный вклад
в совершенствование способов изоляции телеграфных кабелей
и проводов. Механики придумывали различные приспособления
для повышенной защиты линий от разрушения и средства для об-
легчения их обслуживания. Ревизионные сжимы (сжимы, соеди-
няющие концы провода и позволяющие его разъединять для кон-
троля) удобной конструкции, защита изоляторов от поломки,
кронштейны оригинальной конструкции, способы обработки те-
леграфных столбов, приемы рытья грунта под столбы и многие дру-
гие усовершенствования получили распространение в российской
телеграфной практике.
Линия передачи состоит из одного или нескольких отрезков пе-
редающей среды и промежуточного оборудования. По виду пере-
дающей среды линии передачи делятся на проводные (воздушные
и кабельные) и беспроводные (радиорелейные и спутниковые).
Первое отечественное учебное пособие по устройству теле-
графных линий, учитывавшее сложные условия, было написано
и опубликовано в 1878 г. Н.Г Писаревским, основателем и первым
директором телеграфного училища (затем Электротехническо-
го института) в Петербурге, руководившего осуществлением ряда
сложных проектов. Так, по его проекту была выполнена подводная
телеграфная линия между Баку и Красноводском [112]. Эти горо-
да были связаны между собой не только торговлей, но и военно-
административными отношениями. Для строительства этой ли-
нии правительство пошло на приобретение в Англии 260 км

Линии передачи телеграфных сообщений
103
заключению, что наше поколение (поколение авторов энциклопе-
дии) делает большие шаги на пути своего умственного развития» [97].
В течение многих лет в создании в России линий электриче-
ского телеграфа ключевую роль играла фирма «Сименс и Гальске»,
поставлявшая телеграфную и кабельную технику, а также осу-
ществлявшая строительство самих линий. Одной из особенностей
государственной технической политики России, начиная с середи-
ны XIX в., было то, что с самого начала создания сетей телеграфной
связи императором Николаем I было решено, что их строительство
и эксплуатация являются исключительно государственной приви-
легией. В России связь развивалась в первую очередь в интересах
государственного управления обширными территориями. Интен-
сивное строительство телеграфа продолжалось и после смерти Ни-
колая I. Если к концу его царствования протяженность линий со-
ставляла 2 тыс. верст, то к 1 января 1857 г. она достигла 7 тыс. верст,
в 1858 г. — 10 тыс., в 1863 г. — 26 тыс. Общественные интересы, свя-
занные с развитием частного бизнеса, промышленности и торгов-
ли, никогда не стояли в России на первом месте.
5.2. ПЕРВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ТЕЛЕГРАФНЫЕ ЛИНИИ РОССИИ
Первую телеграфную линию Якоби построил в 1841 г.
между Зимним дворцом и зданием Главного штаба в Петербурге.
Протяженность линии составляла 363 м. Два провода диаметром
3 мм из отожженной мягкой меди изолировались путем обмотки
хлопчатобумажной пряжей в два слоя с последующей пропиткой
специальной мастикой из воска, сала и смолы хвойных деревьев —
канифоли. Изолированные провода затягивались в узкие жестяные
гильзы. Как писал Якоби, «проложенная под площадью опытная
линия, в которой провода проложены не в трубах, а в специально
формованных из железного листа гильзах, вставленных одна в дру-
гую, показали большие неудобства...». В местах соединения гильз
во внутрь проникала вода. Поэтому в 1842 г. была сооружена вторая
линия из двух медных проволок протяженностью 2,7 км, которая
соединила Зимний дворец с Главным управлением путей сообще-
ния. Гильзы из железного листа в ней были заменены стеклянными
трубками диаметром 20 мм и длиной 1,5—2,0 м (рис. 5,2). Система
линейных проводов состояла из трех изолированных медных про-
водников, размещенных в стеклянных трубках. Место стыков двух
трубок покрывалось гуттаперчей [42].
104
Гл а в a 5
------------------у~д .....( Изолированные
—//—*' "' 'ну! —---------------ИНД...... УТ-- меДнь|е провода
Стеклянная Гуттаперча
трубка
Рис. 5.2. Подземное соединение линейных проводов телеграфа Якоби
«Концы стекля иных трубок слегка шлифовались и соединялись
между собой каучуковыми втулками, так что вся система могла лег-
ко следовать каждому изгибу траншей. Трубы были первоначаль-
но проложены по дну траншеи и в местах закрепления обложены
кирпичом, но позднее кирпич не применялся, трубы укладывались
на слой мелкозернистого песка толщиной 15 см и засыпались слоем
такого же песка, тщательно очищенного от щебня. Ширина по дну
траншеи составляла 55 см», — так Якоби описывал новую линию.
Но и этот опыт Якоби оказался неудачным. Стеклянные трубки
также были ненадежны из-за их хрупкости. «Разумеется, было бы
лучше защищать трубы деревянным кожухом, но это значительно
увеличит стоимость, и, кроме того, дерево, подверженное увлажне-
нию, не может долго сохраниться».
В 1843 г. Якоби осуществил третью попытку прокладки подзем-
ной линии протяженностью 25 км. Медные проволоки обматыва-
лись двумя слоями узкой каучуковой ленты. Изолированные та-
ким образом провода закапывались в землю на глубину 0,5 м без
каких-либо защитных устройств. Этот вариант подземной линии
также оказался ненадежным. Вот как писал сам Якоби: «Испыта-
ния и опыты, произведенные на Царскосельской электротелегра-
фической линии, показали, что укладка изолированных резиной
проводников в землю имеет значительные недостатки, а потому
для лучшего предохранения проводников от повреждения счи-
таю необходимо нужным уложить их в деревянные, хорошо осмо-
ленные и закрытые желоба. При этом полагаю достаточным, если
деревянные желоба по всему протяжению будут зарыты в землю
на 6 вершков...» (26,7 см). Такую подземную линию он предлагал
в 1846 г. к проекту линии Петербург—Петергоф длиной около 30 км.
Подземная прокладка кабеля оказалась сложной задачей и бол ь-
шинство стран перешло от подземных к воздушным линиям связи
(ВЛС). Как и в подземных линиях, проблемой ВЛС была изоляция
проводов. Если идея располагать провода над землей на деревянных
опорах не вызывала сомнения, то их крепление на опорах и изоля-
ция от земли через опору потребовали времени и экспериментов.
Для телеграфной связи требовалась подвеска одного металличе-
ского провода. Медь в чистом виде или в виде ее сплава — бронза —
Линии передачи телеграфных сообщений
105
была первым металлом, который использовался для изготовления
телеграфных проводов. В последующие годы медные провода были
заменены стальными диаметром 4—5 мм (обратным проводником
служила земля, для чего на оконечных станциях связи устраива-
лись заземления).
Способность земли заменять металлические проводники при
разряде статического электричества была замечена еще в 1747 г.
Развитие гальванических телеграфов в последующие годы при-
вело к мысли применись это свойство земли и к гальваническим
токам: «Включение земли в гальваническую цепь имеет в прак-
тическом применении двоякую пользу: во первых, оно выгодно
в экономическом отношении, допуская употребление одного ме-
таллического проводника вместо двух; во вторых, земля пред-
ставляет менее сопротивления нежели металлический проводник
и, за известным пределом, сопротивление ее остается постоянным
и не изменяется от увеличения ее слоя; следовательно, включение
земли в цепь особенно выгодно в случае большого протяжения
цепи, которая с двумя металлическими проводниками потребова-
ла бы весьма сильную батарею». «Поверхность металлических ли-
стов, зарываемых в землю или опускаемых в воду, для включения
земли в гальваническую цепь имеет влияние на способность ее по-
глощать (пропускать) электричество». «Колодцы для погружения
металлических листов, проводящих ток в землю, можно выры-
вать или высверливать во всяком грунте, но они должны доходить
по возможности до грунтовых вод. В местности каменистой или
вообще дурнопроводящей, для большего прикосновения листа
к окружающему грунту, свертывают его в цилиндр или спираль-
но, и засыпают мелким песком, пропускающим дождевую воду;
толченный уголь в этом случае еще полезнее, потому что, приле-
гая плотно к изгибам листа и к стенкам колодца, он увеличива-
ет их поверхность прикосновения и сам проводит электричество.
Иногда, даже достаточно перед сомкнутием (соединением) цепи
налить несколько воды на лист, опущенный в колодезь, чтобы уси-
лить его действие. Если есть по близости природный или искус-
ственный большой резервуар воды, то во всяком случае его должно
предпочесть сухому колодцу» [81].
Столбы ВЛС с подвешенными на них проводами располагались
вдоль железных дорог. Как и при подземной прокладке, проблемой
ВЛС была также изоляция проводов. Если идея располагать прово-
да над землей на деревянных столбах не вызывала сомнения, то их
крепление на столбах и изоляция от опоры и земли потребовали
времени и экспериментов.
а б

Линии передачи телеграфных сообщений
111
5.3. ТЕЛЕГРАФНАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ
С.-ПЕТЕРБУРГО-МОСКОВСКОЙ
ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Подземная линия (два медных провода, изолиро-
ванных гуттаперчей) протяженностью 651 км была использова-
на на железнодорожной линии С.-Петербург—Москва (1851—1852).
В качестве основных доводов для прокладки Подземных проводов
было то, что они «не подвержены всем наружным влияниям и во-
ровству при глубокой кладке...».
Однако эксплуатация подземной прокладки проводов показа-
ла следующие недостатки: «дороговизна, непрочность, трудность
разыскания и исправления повреждений». Поэтому в 1854 г. на ли-
нии С.-Петербург—Москва начался переход к подвеске проводов
на столбах, т. е. к воздушным линиям связи. И это несмотря на то,
что «употребление и действие телеграфа, устроенного над землею,
подвержены многим помешательствам и неудобствам. Атмосфе-
рическое электричество имеет всегдашнее влияние на проволоки
и на большом протяжении часто вовсе мешает действию аппаратов.
Снег и иней покрывают проволоки и изоляторы ледяною корою,
прекращая на время изолировку; в северных же климатах тяжесть
снегачасто разрывает проволоки. Большие изменения температуры
северных стран значительно изменяют долготу проволоки и требу-
ют беспрестанных перемен в натяжении проволок. Сильная сту-
жа делает проволоку хрупкою и производит часто разрыв ее. Сверх
того, весь материал проводников выставлен беззащитно ворам
и охотникам до разрушения, почему устройство телеграфов и сое-
динено везде с железными дорогами, имеющими сторожей». И вот
несмотря на все эти недостатки начался самый продолжительный
в истории связи этап применения воздушных линий связи (ВЛС) —
более 100 лет. Это можно объяснить более высокими показателями
надежности ВЛС того времени, а также меньшими денежными за-
тратами на их строительство и эксплуатацию по сравнению с под-
земными линиями. Таким образом впервые в электросвязи проя-
вился технико-экономический подход к принятию решения о типе
линий связи, который в последующие годы стал основным.
До начала строительства С.-Петербурго-Московской желез-
ной дороги и сопутствующего ей телеграфа Департаментом желез-
ных дорог был изучен зарубежный опыт для выбора «самой лучшей
системы». Все работы по сооружению С.-Петербурго-Московской
железной дороги возглавлял Главноуправляющий путями сообще-

Линии передачи телеграфных сообщений
113
быстро (от 100 до 200 букв в минуту), но требует большого навы-
ка от телеграфистов: буквы означаются в нем черточками и точка-
ми. Телеграф же Сименса передает депеши гораздо медленнее (от
20 до 40 букв в минуту), но передача им депеш гораздо проще, и они
передаются не знаками, а прямо буквами». Было принято реше-
ние: «для железной дороги С.-Петербург—Москва телеграф Симен-
са должен быть предпочтен другим, рассмотренным комитетом те-
леграфам».
На столичных станциях и в Зимнем дворце было установлено
три аппарата Морзе, которые обслуживали по 4 старших «сигна-
листа». Промежуточные станции оборудовали 76 аппаратами Си-
менса. На каждом из них работали 1 старшему и 2 младших «сигна-
листа». При каждом «телеграфическом отделении» состоял также
один «кантонист» для подготовки его в сигналисты.
Все станции на железнодорожной магистрали С.-Петербург—
Москва были поделены на классы. Аппараты Морзе столичных
станций, как и аппараты Сименса, расположенные на всех стан-
циях первого класса, были соединены «толстым» проводником.
Станции второго, третьего и четвертого классов соединялись
«тонкими телеграфическими проводами». Обратим внимание, что
для работы аппаратов предусматривалось уже по две батареи пита-
ния: «одна для действия, а другая для смены на следующий день».
На российских телеграфах до 1865 г. для батарей использовались
гальванические элементы Даниэля, а затем их заменили элемен-
тами Мейдингера.
Первоначально линия была построена с использованием под-
земных проводников. Она действовала два года и была замене-
на на воздушную. С 1852 г. аппараты Сименса начали постепенно
заменять на аппараты Морзе. Это было связано с тем, что аппара-
ты Сименса обеспечивали скорость передачи не более 25 слов в час
и требовали питание от 100 и более элементов питания, контроль
депеш был затруднителен, так как при приеме по диску с буквами
их приходилось диктовать и это было причиной замедления прие-
ма депеш. Аппарат Морзе обеспечивал более высокую скорость пе-
редачи, а принятая депеша оставалась на телеграфной ленте. Мож-
но отметить, что аппараты Морзе еще около ста лет использовались
на железнодорожном транспорте.
В России того времени все телеграфы находились в веде-
нии Главного управления путей сообщения. По ним передава-
ли телеграммы не только связанные с работой железнодорожного
транспорта, но и частных лиц. Выручка за частные депеши расхо-
довалась на нужды телеграфа, остальные расходы покрывались
114
Глава 5
из выручки дороги. Такая организация работы телеграфа просуще-
ствовала до 1864 г., после чего он был передан почтовому ведомству.
Отсюда возникла «кабала» почтового ведомства над железнодорож-
ными телеграфами, бороться с которой пришлось до организации
в России телеграфной связи общего пользования.
Строительство телеграфного сообщения между С.-Петербур-
гом и Москвой велось под руководством академика, коллежского
советника Якоби по образцу проложенного им в 1843 г. электриче-
ского телеграфного сообщения между зданиями Главного управле-
ния путей сообщения в С.-Петербурге и дворцом Царского Села,
а также между Зимним Дворцом в С.-Петербурге и кабинетом
Главноуправляющего путей сообщения и публичными зданиями
П.А. Клейнмихеля [42].
Высочайшим повелением в 1845 г. было «признано нужным сде-
лать опытное электромагнитное сообщение от Знаменского моста,
по направлению железной дороги, на протяжении одной версты»,
в 1846 г. — опытную линию от С.-Петербурга до Александровско-
го завода, производящего «мастику» (изолирующую массу). Вы-
полнение этих работ также было поручено Якоби, перед которым
возникла необходимость решения ряда сложных задач: совершен-
ствовать свой телеграфный аппарат, улучшить производство под-
земных проводов, изолированных и уложенных в стеклянные тру-
бочки с резиновыми соединениями, создать изолирующую массу
для стыков трубочек, разработать необходимые измерительные
приборы и др.
Строительство начали с подземной прокладки металлических
проводников в берму полотна железной дороги. Предложение Яко-
би использовать воздушные провода, широко применяемые уже
за границей, не нашло поддержки, более того Главное управление
путей сообщения настояло на «более верном средстве» и останови-
лось на подземной проводке.
Якоби предпринимал много усилий для выполнения пору-
ченного ему дела. Для лучшей изоляции 600-верстной линии
применил два медных провода, уложенных в деревянные жело-
ба и залитые асфальтом. Открытие гуттаперчи дало возможность
использовать ее в качестве изолирующего вещества. Однако ку-
старный способ «изолировки» не дал удовлетворительных резуль-
татов. В конечном итоге неудачи разочаровали Якоби, и в 1848 г.
он попросил освободить его от работ по устройству телеграфа.
10 апреля 1858 г. для управления новым видом связи было создано
специальное учреждение—Департамент телеграфов, первым дирек-
тором которого стал полковник Людвиг Иванович Гергард. В 1866 г.

116
Г л а в a 5
исполнения этого условия необходимо, чтобы на всех тех пунктах,
где поезда будут останавливаться и где имеются боковые пути для
разъездов, т. е. на всех вообще станциях железной дороги, были
также устроены телеграфические станции.
Вместе с тем должно быть установлено, чтобы ни один пасса-
жирский поезд не отправился со станции, где есть телеграф, не по-
лучивши предварительно от следующей станции извещения, что
путь свободен. Этим только средством могут быть отстранены не-
счастные случаи, происходящие от столкновения поездов, и совер-
шенно обеспечена безопасность пассажиров».
«Кроме этого, такое распределение телеграфических станций
также крайне необходимо при отправлении внезапных и экстрен-
ных поездов, назначаемых для высочайших особ; ибо при том де-
ятельном движении, которое должно ожидать при открытии всей
линии железной дороги, не было бы возможности без помощи теле-
графа отправлять их, не изменяя на время порядок движения, при
том же, распоряжения эти следовало бы сделать заблаговременно».
«Как выше изложено было, оказывается необходимым устроить
столько же телеграфических станций, сколько является таковых
на железной дороге, а именно 33 (рис. 5.9). Для каждой из них кро-
ме оконечных в С.-Петербурге и Москве, потребно по два аппарата,
полагая при одном аппарате 3 сигналиста, что составляет по 8-ми
часов дежурств в сутки на каждого, потребуется для полного теле-
графического действия 192 сигналиста. Но как в короткое время
не только не невозможно было бы приучить всех к порядку пере-
дачи депеш, но что даже затруднительно было бы приискать столь
значительное число людей, способных к сему роду службы, то при
первоначальном устройстве телеграфической станции и на тех
пунктах, которые по открытию движения окажутся более важны-
ми, и наконец, когда весь комплект людей будет собран, и на всех
остальных, станциях железной дороги.
Для установки аппаратов на станциях 1 и 11 классов может быть
занята одна из комнат, находящихся возле кассы, которая входит
в состав квартиры кассира. На станциях III класса аппараты мо-
гут быть помещены в одной из пристроек водогрейной, которая
не имеет определенного назначения; в другой же пристройке по-
мещаться будет тендер запасной локомотивы. Наконец в станци-
ях IV класса, аппараты могут быть помещены в пассажирских до-
мах, где такие есть, а где их нет, самый аппарат может быть помещен
в нижнем отделении водогрейного дома, под топками, как теперь
сделано в Колпине».
Зимний дворец Класс станций
Наименование
С.-ПЕТЕРБУРГСКАЯ
Колпинская
Саблинская
Ушаковская
ЛЮБАНСКАЯ
Базинская
Чудовекая
Волховская
Грядская
МАЛОВИШЕРСКАЯ
Виргинская
Беребьинская
Торбинская
Боровенская
ОКУЛОВСКАЯ
Угловская
Валдайская
Березайская
БОЛОГОВС КАЯ
Зареченская
Вышневолоцкая
Осеченская
СПИРОВСКАЯ
Калашниковская
Осташковская
Кулицкая
ТВЕРСКАЯ
Кузьминская
Завидовская
Решетникове кая
КЛИНСКАЯ
Подсолнечная
Крюковская
Химская
МОСКОВСКАЯ

Линии передачи телеграфных сообщений
119
станциею, посредством ее — и со всеми другими» .«Постанов-
ка и действие сих переносных телеграфов так легки и просты, что
в один или несколько дней всякий машинист и помощник его нау-
чатся употреблять его».
5.4. СЛУЖБА ВРЕМЕНИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
На С.-Петербурго-Московской железной дороге впер-
вые для контроля за выполнением графика движения поездов была
внедрена «каждодневная» проверка времени. Производилась она
в 8 часов утра под наблюдением начальников станций. Часы всех
станций подводились по часам Петербургской станции, часы ко-
торой, в свою очередь, сверялись с хронометром Главного шта-
ба С.-Петербурга. Проверка производилась следующим образом:
за 5 минут до 8 часов с петербургской станции всем передавалось
сообщение «слушай» (------) и вслед за ним слово «часы». По по-
лучении этого сигнала все станции магистрали переводили стрел-
ки часов на 8 и останавливали ход часов. Затем с Петербургской
станции точно в 8 часов давался вторичный сигнал «по гальвано-
метру» и станции запускали ход своих хронометров [42, 43].
Проблема сверки времени на транспорте возникла в XIX в., ког-
да начали создаваться сети железных дорог и линий телеграфной
связи для управления движением поездов. Испокон веков люди
жили по солнечным часам. Точкой отсчета времени был полдень,
когда солнце находилось строго в зените. Таким образом, формаль-
ная середина дня всегда совпадала с наиболее светлым временем су-
ток. Но, как известно современному человеку, время в населенных
пунктах, находящихся в разных часовых поясах, не совпадает. Это
обстоятельство не создавало особенных проблем вплоть до появле-
ния железнодорожного транспорта и телеграфной связи. По мере их
развития сверка времени по солнцу становилась все более и более
неудобной. Дальность и скорость движения поездов увеличивались
настолько быстро, что стало очень трудно составлять точные рас-
писания. Не лучшим образом обстояли дела у телеграфистов, когда
им нужно было передать сообщение точно к назначенному сроку:
для каждого населенного пункта приходилось рассчитывать свою
временную поправку.
Выход из положения нашел канадский инженер-связист Сэнд-
форд Флеминг, много лет, проработавший на железной дороге. Он
предложил ввести Универсальное координированное время (UTC)
и разделить земной шар на 24 сектора по 15 градусов в каждом,
120
Глава 5
установив в каждом из них собственное единое время. В пределах
часового пояса действует единое локальное время. При пересече-
нии условной границы часового пояса время мгновенно изменяет-
ся на один час. Это решение позволяло значительно упростить рас-
чет временных поправок: разница между двумя часовыми поясами
всегда оставалась кратной целому часу.
В 1884 г. на Международной Меридианной конференции в Ва-
шингтоне была принята система стандартного поясного времени.
За нулевую точку отсчета приняли Гринвичский меридиан, от-
меченный как нулевой UTC 0. Солнечное время на Гринвичском
меридиане было принято называть всемирным временем. Поряд-
ковые номера часовых поясов увеличиваются с запада на восток.
Повсеместное введение поясного времени завершилось в 1929 г.
Но европейские страны для удобства ввели на своих территори-
ях единое время. Россия, как обычно, шла своим уникальным пу-
тем. До революции она продолжала жить по солнечному време-
ни — просто потому, что возможный переход к поясному времени
воспринимался царским правительством как «потрясение основ»
и «попрание святой самобытности». Поэтому в России железнодо-
рожный транспорт и телеграфы работали по Петербургскому вре-
мени, а каждый город жил по времени своего меридиана.
В 1918 г. советское правительство ввело в стране поясное время,
выделив на территории СССР 11 часовых поясов. В 1931 г. был из-
дан декрет, переводящий летнее время на 1 час вперед относитель-
но поясного. С тех пор сезонные переводы стрелок часов в СССР
и России менялись несколько раз и по разным причинам.
5.5. МЕЖКОНТИНЕТАЛЬНЫЕ
ТЕЛЕГРАФНЫЕ ЛИНИИ
С развитием телеграфа появилась проблема прокладки подво-
дного телеграфного кабеля через Атлантический океан, разделяю-
щий Европу и Америку. Мысль о подводном телеграфе возникла
и у английского физика Ч. Уитстона, который в 1840 г. предложил
свой проект соединения Англии и Франции телеграфной связью.
Его идея была, однако, отвергнута как неосуществимая, посколь-
ку в те годы еще не умели настолько надежно изолировать прово-
да, чтобы они могли проводить электрический ток, находясь на дне
морей и океанов.
«Основной причиной, что природа все еще противится оконча-
тельному воссоединению человечества, все еще ставит непреодо-
лимые преграды, и еще два десятилетия остаются разобщенными

122
Глава 5
цивилизованный мир ликовал. Но торжество было недолгим: ка-
бель проработал всего две недели и по нему успели отправить толь-
ко 400 телеграмм. Сигнал был настолько слабым на фоне шумов,
что для передачи нескольких слов требовалось часы. Попытка уве-
личить напряжение сигналов с 600 до 1000 вольт привела к выгора-
нию изоляции и прекращению работы телеграфной цепи.
Неудача не сломила волю первопроходцев. Были выполнены
большие теоретические исследования, которыми руководил зна-
менитый английский физик Уильям Томсон (1824—1907), накоплен
опыт по прокладке подводных кабелей через Средиземное море.
В 1865 г. вновь проложили два кабеля, соединивших Ирландию
с Ньюфаундленом, которые прослужил почти 100 лет.
5.6. ТРАНСАНТЛАНТИЧЕСКАЯ
ТЕЛЕГРАФНАЯ ЛИНИЯ
Даже сам Морзе, человек, который больше всех спо-
собствовал усовершенствованию телеграфа, считал прокладку
трансантлантической телеграфной линии слишком смелым пред-
приятием, но ему же принадлежат пророческие слова, что в случае
успеха это будет «the great feat of the century» — величайшим подвигом
столетия.
Прокладка первой трансатлантической телеграфной кабель-
ной линии потребовала в общей сложности десяти лет (1857—1866).
Было организовано пять экспедиций. И только пятая попытка,
длившаяся две недели, с 13 по 27 июля 1866 г., ознаменовалась пол-
ным успехом.
В августе 1850 г. со специализированного судна началась про-
кладка подводного кабеля от Дувра к берегам Франции. Через
четверо суток кабель был проложен и соединен с телеграфным
аппаратом. Из Дувра была послана приветственная телеграмма, со-
стоящая из 100 слов. Огромная толпа, собравшаяся в Дувре у кон-
торы телеграфной компании и с нетерпением ожидавшая вестей
из Франции, с большим воодушевлением приветствовала рожде-
ние подводной телеграфии. Однако эти восторги оказались преж-
девременными. Первая телеграмма, переданная по подводному
кабелю с французского берега в Дувр, оказалась и последней. Те-
леграф внезапно отказался работать. Только через некоторое время
узнали причину столь внезапного прекращения его работы. Оказа-
лось, что какой-то французский рыбак, закидывая невод, случайно
зацепил кабель и вырвал из него кусок.

5 4 3 2 1

Линии передачи телеграфных сообщений
127
После революции большевики национализировали телеграфную
линию, проходящую по территории России, а в 1922 г. была продле-
на концессия с англичанами по совместной эксплуатации телегра-
фа, который успешно работал вплоть до 1931 г.
До настоящего времени в Крыму и на Кавказе сохранились
отдельные столбы Индоевропейского телеграфа, поставленные
в 1860-х гг., а в Симферополе и Сухуми до сих пор существуют ког-
да-то принадлежавшие ему здания телеграфа.
5.8. КАНАЛЫ ТОНАЛЬНОГО ТЕЛЕГРАФИРОВАНИЯ
На начальном этапе телеграфная связь организовыва-
лась в основном по однопроводным стальным цепям ВЛС с числом
проводов 1—3, а иногда 10—15. С ростом числа телеграфных связей
требовалась подвеска дополнительных проводов или организация
радиоканалов, что требовало больших капиталовложений. В свя-
зи с этим в 1869 г. профессор Харьковского университета Ю.И. Мо-
розов (1836—1900) разработал установку для телеграфирования пе-
ременными токами разной частоты (идею частотного уплотнения
выдвинул французский учитель физики Э. Лаборд в 1860 г.). Благо-
даря частотному уплотнению линий связи, возможна одновремен-
ная передача несколько сообщений по одной цепи. В дальнейшем
это изобретение широко использовалось для вторичного уплотне-
ния телефонных каналов (каналов тональной частоты) многока-
нальных систем передачи информации.
Частотное телеграфирование могло осуществляться не толь-
ко по проводным цепям, но и по телефонным каналам. По прово-
дным каналам оно осуществляется, как правило, в звуковом диапа-
зоне частот. Если для передачи сигналов применяют ток с частотой
от 300 до 3400 Гц, то такой способ передачи называют тональным
телеграфированием (ТТ). Если применяют переменный ток с ча-
стотой выше разговорного спектра (4000...10 000 Гц), то такой спо-
соб передачи называют надтональным телеграфированием. Си-
стема телеграфной связи в полосе низких частот (0...100 Гц) (ниже
полосы тональных частот телефонного канала) получила название
системы подтонального телеграфирования и широко использова-
лась, начиная с 1916 г.
При тональном телеграфировании возникает задача переда-
чи дискретного (цифрового) сигнала постоянного тока по анало-
говому каналу тональной частоты, не пропускающего его. В ка-
честве переносчика дискретных сигналов в этом случае должен
128
Гл а в a 5
использоваться ток тональной частоты в диапазоне 300...3400 Гц.
Процесс преобразования цифрового сигнала в аналоговый на-
зывается модуляцией (в старой терминологии — манипуляцией),
а обратный процесс — демодуляцией. Конструктивно эти про-
цессы совмещаются в аппаратуре тонального телеграфирования.
В большинстве способов кодирования используют изменение ка-
кого-либо параметра периодического сигнала — частоты, амплиту-
ды и фазы синусоиды или же знак потенциала последовательности
импульсов. Периодический сигнал, параметры которого изменя-
ются, называют несущим сигналом или несущей частотой, если в ка-
честве такого сигнала используется синусоида.
Сигнал тональной частоты (переменного тока) s(f) = A sin (2ft + ср)
характеризуется тремя параметрами: амплитуда А, частота f и фа-
за q>. Соответственно возможны три простых вида модуляции —
амплитудная (ДМ), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ) (рис. 5.14).
Частотная
модуляция
Фазовая
модуляция
Смодулированный
несущий сигнал
Первичный цифровой
сигнал (1 бит за такт)
Амплитудная
модуляция
Рис. 5.14. Двухпозиционная модуляция сигнала тональной частоты
При AM переменный ток несущей частоты подается на линию
только при нажатии ключа. В случае размыкания ключа подача
тока на линию прекращается. При ЧМ посылке нажатию ключа со-
ответствует посылка переменного тока частотой fv а посылке по-
коя — посылка переменного тока частотой/2 (рис. 5.15).
Тональное телеграфирование с AM впервые было осуществле-
но по стальным проводам в 1925 г. Разработка аппаратуры была
Линии передачи телеграфных сообщений
129
выполнена в Московском государственном университете. Первые
системы ТТ строились с использованием принципов амплитудной
модуляции. С 1940 г. в аппаратуре ТТ началось применение частот-
ной модуляции (рис. 5.16). В период 1930—1934 гг. была разработана
и внедрена в эксплуатацию первая система подтонального телегра-
фирования, дающая один дополнительный канал телеграфной связи
на цепи телефонной связи. Она была разработана П.А. Азбукиным
и использовалась на линии связи между Москвой и Ленинградом.
Станция А Станция Б
х
О
е:
о
2
5
Разомкнут
Замкнут,.л. .,Замкнут
*
у:
Рис. 5.15. Способы передачи частотно-модулированных сигналов:
а — амплитудная модуляция; б — частотная модуляция
I wvwwm
t
Типовой канал тональной частоты
f, кГц
Типовой канал тональной частоты Каналы тонального
\ телеграфирования
LO L5 го Х5 3,0 3,5 f, кГц
Г, кГц
Рис. 5.16. Каналы частотного телеграфирования
130
Гл а в a 5
В период 1930—1940 гг. на заводе «Красная Заря» была разра-
ботана 18-канальная аппаратура ТТ. Ее особенностью было при-
менение машинного генератора несущих частот, расположенных
в диапазоне от 420 до 2460 Гц с интервалом в 120 Гц. Испытания
на линии Москва—Куйбышев показали высокую эффективность
и надежность действия. После этого аппаратуру использовали для
телеграфной связи Москвы с Новосибирском, Иркутском, Хаба-
ровском и др.
Как уже отмечалось, информация всех видов, в том числе и те-
леграфная, передается по каналам ТЧ. На железных дорогах с 1949г.
начали применять отечественную аппаратуру тонального телегра-
фирования с частотной модуляцией типа ТТ-12/16 на электрон-
ных лампах. Она позволила по одному каналу ТЧ образовывать
12 или 16, а позднее и 17, телеграфных двусторонних каналов, каж-
дый с полосой пропускания 140 Гц и скоростью передачи 50 или
75 бод. Аппаратура ТТ с частотной модуляцией обладала высокой
помехоустойчивостью и верностью передачи сообщений.
Кроме того, в 1952 г. промышленность разработала аппаратуру
надтонального телеграфирования, которую начали внедрять на же-
лезных дорогах. Она работала по физическим цепям в полосе частот
от 3 до 5,5 кГц со скоростью 50 бод. С ее помощью были организо-
ваны каналы телеграфной связи на магистральных направлени-
ях Новосибирск—Красноярск—Иркутск—Чита, Харьков—Ростов
и др. В последующие годы промышленность освоила выпуск ап-
паратуры ТТ на полупроводниковых приборах ТТ-17П для вторич-
ного уплотнения четырехпроводных каналов ТЧ с полосой частот
300...3400 Гц. В 1967 г. на направлении Москва—Новосибирск была
внедрена аппаратура частотно-временного телеграфирования типа
ЧВТ. Это позволило увеличить в два раза количество телеграфных
каналов, так как в одном канале ТЧ можно было организовать до
44 каналов тонального телеграфирования со скоростью передачи
50 бод.
Кроме многоканальности, преимуществом частотного телегра-
фирования является возможность осуществить связь практически
на любые расстояния. Такая сеть связи проста в обслуживании,
а также обладает гибкостью, что позволяет создавать обходные на-
правления при отказе линейных средств основного направления.
Разработкой технологии тонального телеграфирования в пер-
вой половине XX в. занимались видные советские ученые. Цен-
ным вкладом в техническую литературу по данному вопросу внес
В.Н. Листов. В 1930 г. были изданы его учебные пособия «Физи-
ческие основы частотного телеграфирования» и «Подтональное

132
Глава 5
и проводников, соединяющих полюсы батареи с электромагни-
том, который в этом случае получает наибольшую силу, которую
ему при данном количестве материалов вообще возможно полу-
чить» [83, 84]. Это правило лежит в основе теории электрических
цепей и связи и лежит в основе такого фундаментального понятия
как гармония. К сожалению, гармония электрических параметров
электрических цепей [1, 58] осталась незамеченной учеными и ис-
следователями. Для согласования (гармонии) параметров цепи «со-
противление электромагнитов реле должно было равняться сум-
ме сопротивлений линейной проволоки и линейной батареи той
станции, откуда действуют. Сопротивление земли, через которую
ток возвращается к батарее, так ничтожно, что мы им пренебрега-
ем». Исходя из этого условия «наибольшей силы» электромагнита
и среднего расстояния между станциями 600 верст сопротивление
электромагнита также должно быть 600, а иногда и более верст, что
невозможно, не увеличивая весьма значительно размеры электро-
магнита и реле». Вследствие этого в то время (1865) было применя-
лись электромагниты и реле с сопротивлением 75, 100 и 300 верст.
Следует обратить внимание, что это был первый стандарт в элек-
тротехнике на величину сопротивлений реле и электромагнитов.
Для установившегося режима гармонических колебаний, когда
известен закон изменения напряжений и токов во времени в любом
сечении цепи, их значения определяются следующими дифферен-
циальными уравнениями:
_1К = /г(А + утаЛ)/
ох
~ = (С? + УшС)£7
получивших название телеграфных уравнений, так как впервые
они были получены при анализе передачи телеграфных (дискрет-
ных) сигналов по проводам. В решение уравнений внесли свой
вклад выдающиеся математики и физики XIX в. — У. Томсон (лорд
Кельвин) (1855), Г. Кирхгоф (1857), О. Хевисайд (1876), А. Пуанка-
ре (1897) и многие другие. Наименование «телеграфные уравне-
ния» (['equation des telegraphistes) предложил французский математик
А. Пуанкаре (1854—1912).
Одну из первых теоретических работ, которая сыграла весьма
заметную роль в развитии знаний о распространении электриче-
ских сигналов в проводных цепях связи, выполнил в 1853 г. англий-
ский ученый Вильям Томсон, получивший за исключительные

134
Гл а в a 5
процесс в электрической цепи, состоящей из сопротивления, ин-
дуктивности и емкости, при подключении к ней источника посто-
янного тока.
Оливер Хэвисайд создал также теорию передачи телеграфных
сигналов на дальние расстояния. В результате математическо-
го анализа он впервые установил, что для неискаженной передачи
сигналов по кабелям связи необходимо, чтобы все частотные со-
ставляющие сигналов распространялись по линии связи с одина-
ковой скоростью и одинаковым затуханием (ослаблением). Такую
линию назвали «линией без искажений», для которой соблюдает-
ся условие
RC = LG,
где Л, С, L и G — соответственно сопротивление, емкость, индук-
тивность и проводимость изоляции проводов цепи. В идеализиро-
ванном случае, когда R = О, G = 0, электромагнитные сигналы рас-
пространяются без искажений вдоль линии со скоростью
1
Большой вклад по символическому исчислению электрических
цепей внес профессор Киевского университета Михаил Егорович
Ващенко-Захарченко (1825—1912) который издал первую моно-
графию на русском языке по символическому исчислению «Сим-
волическое исчисление» (1862) и использованию его для решения
линейных дифференциальных уравнений для длинных электриче-
ских цепей.
После открытия законов об электричестве и их применения
на практике был заложен фундамент новой науки — электротехни-
ки. Однако для окончательного ее формирования как науки потре-
бовалось еще более ста лет интенсивной работы, в которой приня-
ли участие многие выдающиеся ученые.
После того как исследование электрических цепей было сведе-
но к математической задаче решения системы линейных диффе-
ренциальных уравнений, казалось, что основные проблемы теории
цепей были решены. Тем не менее, несмотря на выдающийся вклад
многих великих умов в течение следующего столетия в создание со-
временной теории электрических цепей, эту работу и сегодня нель-
зя считать законченной.
С прокладкой первых морских кабелей, в полной мере проясни-
лась зависимость процесса телеграфирования от электрической ем-
кости проводов. Она оказалась настолько сильной, что по первым

136
Гл а в a 5
Воодушевленный предложенной ему для решения проблемой,
студент Коваленков готовит дипломный проект на тему «Телегра-
фирование на большие расстояния». После окончания института
работает старшим механиком телеграфной конторы на Московском
вокзале г. С.-Петербурга, как вольнослушатель продолжает учебу
на физико-математическом факультете Петербургского универси-
тета (1909).
В период с 1911 по 1913 гг. была окончена и опубликована его
первая научная работа — двухтомная монография «Устанавлива-
ющие процессы тока и напряжения и распространение прерыви-
стого тока по телеграфным проводам», имеющая большое научное
и прикладное значение. Коваленков организовал в ЛЭТИ факуль-
тет железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (впослед-
ствии — ЛЭТИИСС). В 1940—1948 гг. был директор Института
автоматики и телемеханики АН СССР, генерал-майор инженер-
но-технических войск.
С 1930по 1941 гг. КоваленковпрофессорЛИИЖТа—ЛЭТИИССа.
В эти годы были изданы научные монографии: «Основы теории
связи» в двух частях (1931), «Теория передачи по линиям электро-
связи» в двух томах (1937, 1938) и др. [58]. В 1941 г. за монографию
«Теория передачи по линиям электросвязи» ему была присуждена
Сталинская премия.
Особо следует отметить также его работы над книгами и статья-
ми научно-популярного жанра. В качестве примера приведем до-
ступную по изложению и строгую по научному содержанию книгу
«Популярная телеграфия» [30].
Информационные и коммуникационные
технологии
24—27 апреля 21
30-я юбилейная
международная выставка
Организатор:
ЭКСПОЦЕНТР
МОСКВА
12+ Реклама
f * *
При поддержке
• Министерства промышленности и торговли РФ
• Федерального агентства связи (РОССВЯЗЬ)
• Российской ассоциации электронных коммуникаций (РАЭК)
Под патронатом ТПП РФ
Россия, Москва, ЦВК «Экспоцентр»
www.sviaz-expo.ru
МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ САЛОН’
ИЗОБРЕТЕНИЙ И ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Конкурсная программа
Презентация высокотехнологичных проектов
Международная выставка товарных знаков «Товарный знак - Лидер»
Международная выставка изобретений, новых продуктов и услуг
Международная научно-практическая конференция
по правовой охране результатов интеллектуальной деятельности
Заявки'на участие принимаются до 1 марта 2018 года z
105187. г. Москва, ул. Щербаковская, д.53. к.В. ООО «ИнновЭксло»,
e-mait mail+arcbrpedes.ru. mailw»nnovexpo.ru Телефон/факс: +7(495)366-14-65, *7(495) 366 03 44
www.archimedes.ru. www innovexpo.ru. / /

ГЛАВА
б
Сети телеграфной связи
6.1. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Рис. 6.1. Радиальная сеть
телеграфной связи
С развитием линий телеграфной связи встал вопрос
о создании сетей связи, объединяющих оконечные (абонент-
ские) пункты (ТА), линии связи (ЛС) и узлы связи (УС). Центра-
лизованное временное соединение оконечных пунктов для обме-
на сообщениями производится в узле
связи (ЦТС) с помощью специально-
го устройства — коммутатора (от лат.
commutatio — перемена). Такое ради-
альное соединение оконечных пун-
ктов явилось началом формирования
сетей телеграфной связи (рис. 6.1).
Применение коммутатора позво-
ляет значительно уменьшить число
линий связи и аппаратов по сравне-
нию с числом линий при организации
связи каждого с каждым. Первоначально на телеграфных станциях
для ручной коммутации использовались простейшие круглые или
квадратные коммутаторы с тремя отверстиями (рис. 6.2).
Коммутаторы состояли из трех медных пластинок, прикреплен-
ных к деревянной доске так, чтобы они не прикасались друг к дру-
гу, но их можно было соединить вместе, вставляя медную втулку
(штепсель) и тем самым производить подключение одного линейно-
го провода на промежуточн ых станциях к одному из двух аппаратов.
С увеличением числа линейных проводов начали использовать
более сложные коммутаторы. Из них наибольшее распространение
получили швейцарские коммутаторы координатного типа, кото-
рые состояли из поперечных и продольных латунных пластин (ла-
мелей), расположенных друг к другу под прямым углом (рис. 6.3).

140
Глава 6
6.2. УЧАСТКОВАЯ ТЕЛЕГРАФНАЯ СВЯЗЬ
СЕТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Для телеграфной связи промежуточных станций же-
лезных дорог по приему и отправлению поездов использовался
«поездной» телеграфный провод, в который включалось 2—3 теле-
графных аппарата Морзе, которые образовывали так называемый
телеграфный круг (рис. 6.5).
1-й круг 2-й круг 3-й круг
г© ©—0 ©| [-Q © ©'—© ©! [-© 0—©
4г ЛгЛр?
Поездной телеграфный провод
-©-------------------------©
Циркулярный телеграфный провод
©

Прямой телеграфный провод
Рис. 6.5. Организация телеграфной связи отделения службы эксплуатации
Для связи станций, делящих телеграфные круги (деповские
станции) с отделениями службы эксплуатации применялся «цир-
кулярный» телеграфный провод. При этом основным на участко-
вых связях были аппараты Морзе, которые преимущественно рабо-
тали в симплексном режиме. Передача, прием и чтение телеграфных
сообщений вменялась в обязанности всех дежурных по станциям.
«Прямой» телеграфный провод применялся для связи отделе-
ний с управлением дороги, а управления — с НПКС. На прямых це-
пях обычно использовались аппараты Бодо и реже Уитстона.
6.3. ДОРОЖНАЯ И МАГИСТРАЛЬНАЯ
ТЕЛЕГРАФНАЯ СЕТЬ СВЯЗИ
На начальном этапе дорожная и магистральная те-
леграфная связь состояла из однопроводных 5-миллиметровых
стальных цепей ВЛС и быстродействующих телеграфных аппара-
тов Бодо. Для увеличения дальности связи начали использовать
простые и регенеративные телеграфные трансляции и ретрансля-
ции. На цепях, работающих кодом Морзе широкое применение по-
лучили простые трансляций типа БСТО (см. рис. 4.34).
На этой стадии началось становление телеграфной дорож-
ной связи управлений дорог между собой и некоторыми железно-
дорожными узлами (Самара, Харьков и др.) и станциями, а также
Сети телеграфной связи
141
магистральной телеграфной сети связи НКПС с управлениями до-
рог. В основу формирования телеграфной сети была положена ра-
диальная структура, которая сохраняется в основном и в наши дни.
На самых дальних телеграфных связях работали симплексные
аппараты Уитстона, на линиях средней дальности — дуплексные
телеграфные аппараты Бодо. На связи с Харьковом сохранялись ап-
параты Сименса.
На связи Москва—Хабаровск, протяженностью 8530 км было
установлено 15 телеграфных трансляций. Устойчивость работы те-
леграфных связей на дальние расстояния во многом зависела от ме-
ста расположения трансляций на линии и надежности их работы.
При ухудшении условий передачи (дождь, снег, иней и др.) прихо-
дилось переходить на симплексный режим передачи или произво-
дить переприем телеграмм в Омске или Чите. Из-за этого скорость
передачи телеграмм с Читой и Хабаровском значительно снижалась.
В целом магистральная телеграфная связь на дальние рассто-
яния обладала низкой надежностью. Так известны случаи, когда
связи с Читой не было 5, а с Хабаровском — 30 дней. Надежность
связи с управлениями дорог Сибири и Дальнего Востока удалось
несколько улучшить после установки в Омске и Иркутске дуплекс-
ных регенеративных трансляций Уитстона.
Дальнейшим решением проблемы дорожной и магистральной
телеграфной связи явилась разработка аппаратуры тонального те-
леграфирования, обеспечивающая по высокочастотным телефон-
ным каналам (каналам тональной частоты) связь дискретными
сигналами переменного тока практически на любые расстояния.
6.4. СЕТИ БЕСПРОВОЛОЧНОЙ
ТЕЛЕГРАФНОЙ СВЯЗИ
Радиотехника как область знаний и практической дея-
тельности за сто с лишним лет развития прошла огромный путь —
от первой системы беспроволочной передачи сигналов до современ-
ных наземных и космических радиосистем. Началом практической
беспроводной связи принято считать 25 апреля (7 мая по новому
стилю, День радио) 1895 г., когда А.С. Попов (1859—1905) на засе-
дании Русского физико-химического общества прочитал доклад
на тему «Об отношении металлических порошков к электрическим
колебаниям». Он продемонстрировал прибор, с помощью которого
мог улавливать и отмечать электрические разряды, происходящие
на большом расстоянии от места нахождения наблюдателя. Этот

Сети телеграфной связи
143
Продолжателями работ А.С. Попова были А.А. Петровский
и И.Г. Фрейман. В 1907 г. А.А. Петровским (1873—1942) была издана
работа «Научные основания беспроволочной телеграфии» которая
сыграла важную роль в подготовке радиоспециалистов [41].
В начале 1917 г. вышла в свет небольшая брошюра И.Г. Фрей-
мана «Краткий очерк основ радиотехники». На титульном листе
впервые появился новый для специалистов тех лет термин «радио-
техника». По свидетельству историка радиотехники профессора
И.В. Бренева (1901—1981), именно И.Г. Фрейман ввел это определе-
ние новой науки вместо «беспроволочной телеграфии», или «радио-
телеграфии» [41].
Беспроволочный телеграф по праву считают величайшим изо-
бретением конца XIX в., открывшим новую эру в истории науки
и техники. Точно также, как электрический телеграф положил на-
чало электротехнике, создание беспроволочного телеграфа послу-
жило исходным пунктом развития радиотехники.
В истории этих двух изобретений можно отметить и другую ин-
тересную параллель: создатели телеграфа Земмеринг и Шиллинг
были первыми изобретателями, которые попытались использовать
в интересах человека недавно обнаруженную новинку — электри-
ческий ток, а в основе действия радиотелеграфов Попова и Марко-
ни лежало только что открытое явление электромагнитного излу-
чения. Как тогда, так и теперь техника связи первой востребовала
и использовала новейшее достижение науки.
В электрическом телеграфе носителем сигнала является элек-
трический ток. В радиотелеграфе в качестве такого носителя вы-
ступают электромагнитные волны, которые распространяют-
ся в открытом пространстве с огромной скоростью без проводов.
Открытия электрического тока и электромагнитных волн отделя-
ют друг от друга ровно сто лет, и на их примере можно видеть ка-
ких разительных успехов достигла за этот век физика. Если элек-
трический ток был обнаружен Гальвани совершенно случайно,
то электромагнитные волны впервые проявили себя в результате
совершенно целенаправленного эксперимента немецкого физика
Генрих Герца (1857—1894), который прекрасно знал, что и как ему
надо искать, потому что еще за двадцать лет до его замечательно-
го открытия существование электромагнитных волн с математиче-
ской точностью было предсказано великим английским физиком
Джеймсом Максвеллом (1831—1879).
В России пионерами радио были выдающиеся ученые А.А. Пе-
тровский, И.Г. Фрейман, М.В. Шулейкин, В.Ф. Миткевич,
С.П. Ставитский и многие другие. Большие заслуги принадлежат
144
Г л а в a б
также Нижегородской радиолаборатории, руководимой М.А. Бонч-
Бруевичем.
В течение всего XX в. специалисты в области радиосвязи осваи-
вали все более высокие частоты, каждый раз сталкиваясь с пробле-
мами освоения новых диапазонов все более и более высоких частот.
Начав передачу радиосигналов с длинных волн (ДВ), ученые
постепенно перешли на средние (СВ) и короткие (КВ) и, наконец,
на ультракороткие (УКВ), к которым относятся волны длиной менее
10 м (частота более 30 М Гц). Длинные и средние волны распространя-
ются вдоль поверхности Земли, они ведут себя более или менее пред-
сказуемо. Однако в диапазонах длинных и средних радиоволн очень
тесно, там с большим трудом могут разместиться всего несколько со-
тен радиостанций. Коротковолновый диапазон значительно вмести-
тельнее, но радиосвязь на КВ неустойчива, она в значительной степе-
ни зависит от состояния ионосферы и подвержена сильным помехам.
УКВ имеют ряд принципиальных достоинств. Во-первых,
в данном диапазоне волн практически нет атмосферных помех,
в чем легко убедиться, сравнив-качество радиопередачи в диапазо-
нах СВ и УКВ на любом радиоприемнике. Во-вторых, УКВ-диапа-
зон более широкий по сравнению с ДВ и СВ. В один УКВ-радиока-
нал можно уплотнить множество телефонных каналов и передать
их практически без помех через эфир получателю. Однако УКВ-ра-
диоволны имеют один принципиальный недостаток — они не оги-
бают земную поверхность как ДВ и СВ, а распространяются толь-
ко в пределах прямой видимости. Следовательно, для передачи
УКВ-сигнала между городами, железнодорожными узлами, необ-
ходимо построить цепочку приемо-передающих станций, называ-
емую радиорелейной линией (РРЛ).
Экспериментальные РРЛ начали строить в 1940-х гг., в 1950-х гг.
башни радиорелейных станций высотой 40—100 м с направлен-
ными в разные стороны зеркалами-антеннами украсили пейзажи
многих стран. Современные радиорелейные линии, работающие
в сантиметровом диапазоне, обладают очень большой пропускной
способностью и выступают как альтернатива кабельным лини-
ям при сооружении магистральных каналов связи. Строительство
первой радиорелейной линии в нашей стране было осуществлено
в 1953 г. между Москвой и Рязанью.
Самая длинная в мире РРЛ Москва—Хабаровск имеет про-
тяженность около 8000 км, она насчитывает 162 радиорелейных
станции и имеет пропускную способность 155 Мбит/с в каждом
из 8 стволов, что достаточно для организации почти 20000 каналов
тональной частоты.
Сети телеграфной связи
145
С помощью РРЛ были решены многие проблемы междугород-
ной связи. На суше РРЛ потеснили магистральные кабельные ли-
нии. Однако для организации трансокеанской связи они оказались
непригодны — в море не поставишь ретранслятора.
Начало применения магистральной радиосвязи на железнодо-
рожном транспорте пришлось на ЗО-е гг. прошлого столетия. Не-
смотря на большие преимущества проводной телеграфии, она
не всегда гарантировала устойчивость связи, особенно с удаленны-
ми железными дорогами Сибири, Дальнего Востока, Средней Азии,
Закавказья. Частые природные явления (гололед, иней, снежные
и песчаные бури, грозы и др.) повреждали «воздушку» иногда на не-
сколько часов, а то и дней, что приводило к нарушению управления
железнодорожными перевозками. В эти годы начали создавать-
ся первые передающие и приемные радиоцентры НК.ПС в Москве,
Чите, Тифлисе Харькове, Казани и др. Сеть магистральной радио-
телеграфной связи строилась по радиальному принципу (рис. 6.6).
Рис. 6.6. Сеть магистральной радиосвязи железнодорожного транспорта
В 1903 г. на первой Международной радиотелеграфной конфе-
ренции в Берлине появилась запись о том, что «...станции беспро-
водного телеграфа, если это возможно, должны давать приоритет
сигналам о помощи, получаемым с кораблей в море сигнал бед-
ствия CQD, основой которого стал общий сигнал радиовызова CQ
(Come quick — «подойти быстро»), к которому был добавлен трево-
жный литер D (distress — «бедствие»).
На второй Международной радиотелеграфной конференции
1906 г. в Берлине, представителями 29 стран, в том числе и России,
была подписана специальная конвенция в которой было установ-
лено, что «корабли, терпящие бедствие, должны использовать сиг-
нал в азбуки Морзе ...----... (SOS), повторяемый через краткие
промежутки времени». Эти буквы не соответствуют какой-либо

ИСЗ с активным
148
Гл а в а б
Индийский и Атлантический) и три материка (Азию, Европу и Се-
верную Америку). К концу XX в. в результате реализации несколь-
ких грандиозных международных проектов все континенты ока-
зались закольцованы в единую планетарную информационную
супермагистраль.
6.5. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ
ТЕЛЕГРАФНЫЕ СЕТИ СВЯЗИ
Недостатком передачи телеграфных сообщений в рас-
смотренных телеграфных сетях было то, что для передачи теле-
граммы отправитель должен был отнести текст на центральный
пункт передачи, где телеграфист передавал ее по указанному адре-
су. В пункте приема телеграмма специально выделенным лицом
(курьером) доставлялась получателю. Процесс был трудоемким,
а на передачу и прием сообщения уходило много времени. Поэтому
с развитием телеграфа исследовались способы автоматизации пе-
редачи и приема посланий.
Вместе с развитием телеграфной сети и ростом объемов сооб-
щений возникла необходимость организации сети абонентского
телеграфа. Под абонентским телеграфированием понимается си-
стема, позволяющая двум абонентам устанавливать друг с другом
непосредственную телеграфную связь, минуя долгую и неудобную
процедуру приема-доставки.
В телеграфной лаборатории Научно-исследовательского ин-
ститута Народного комиссариата связи в 1939 г. была разработана
модель автоматической телеграфной станции на 100 абонентских
линий (АТГС-100). В 1940 г. Центральное управление сигнализа-
ции и связи НКПС планировало ее внедрение, которое задержа-
лось в связи с началом Великой Отечественной войны 1941—1945 гг.
Практически автоматизация сети телеграфной связи началась
во второй половине XX в. с применения декадно-шаговых автома-
тических телеграфных станций. При этом процессы коммутации
каналов производились автоматически по набранному с помощью
номеронабирателя вызывного прибора, номера вызываемого око-
нечного пункта.
Через некоторое время декадно-шаговые телеграфные станции
были заменены на более совершенные — с электромагнитными
многократными координатными соединителями (МКС). Из них
наибольшее применение на железнодорожном транспорте получи-
ли телеграфные станции АТ-ПС-ПД (рис. 6.9), которые позволяли

152
Глава 6
В Советском Союзе национальная первичная сеть принадлежа-
ла государству и управлялась Министерством связи. После распада
СССР на территории России появилось множество операторов свя-
зи разного уровня. Основным оператором магистральной первич-
ной сети является АО «Ростелеком», железнодорожный транспорт
организовал создал компания Транстелеком.
Для обеспечения магистральной связи Россия подключилась
к первичной мировой цифровой сети консорциума MCI WorldCom
в 1993—1998 гг. в трех точках: на западе — через ВОЛС Копенгаген
(Дания) — Кингисепп длиной 1210 км; на юге — через морскую оп-
тическую линию Палермо (Италия) — Стамбул (Турция) — Одес-
са (Украина) — Новороссийск длиной 3540 км; на востоке — через
оптический кабель Находка — Наоэцу (Япония) — Пусан (Корея)
длиной 1762 км.
В конце 2001 г. крупнейший российский монополист РАО ЕС
объявил о начале реализации телекоммуникационного проекта
под названием ТРОС (ТрансРоссийская Оптическая Сеть).
В США доминирующее положение на рынке услуг связи завое-
вала супермонополия AT&T с дочерними компаниями «Baby Bells»:
Bell Atlantic, Bell South и др.). Крупнейшими телекоммуникацион-
ными компаниями, владеющими магистральной сетью в Велико-
британии являются British Telecom и Cable&Wireless, в Германии —
Deutsche Telecom, во Франции — France Telecom.
На базе первичных сетей в масштабах страны, региона или го-
рода создаются разнообразные вторичные сети, соответствующие
тем или иным услугам связи. Одной из первых вторичных сетей
была телеграфная сеть.
ГЛАВА
7
Передача данных
7.1. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Первоначально ЭВМ использовались только как бы-
стродействующие счетные устройства. Однако вскоре выяснилась
возможность их применения для обработки, а потом и телеобра-
ботки данных, автоматизации производства, бухгалтерского учета,
банковских операций и др.
В дальнейшем человек понял, что машины могут быть умелыми
помощниками в самых различных областях интеллектуальной де-
ятельности — от редактирования текстов до конструирования ма-
шин, от постановки диагноза в медицине до управления транспор-
том и др.
С развитием и становлением глобального информационно-
го общества, возникла необходимость в дистанционной передаче
и обработке больших объемов сообщений (Message) с помощью ком-
пьютеров или аналогичных автоматических устройств — Х-марш-
рутизаторов, банкоматов и др. Эта необходимость, первоначально
(начиная с 50—60-х гг. XX столетия) привела к использованию те-
леграфа для передачи цифровой информации на ЭВМ, а затем к по-
явлению нового вида связи — передаче данных, который на началь-
ном этапе назывался «оргасвязь».
В технике связи рассматриваются вопросы передачи любых со-
общений (телефонных, телеграфных, факсимильных, телевизион-
ных), однако мы, имея в виду компьютерные сети, будем рассма-
тривать прежде всего передачу данных (data tranamissiori). Данными
называют сообщения, формируемые или принимаемые компью-
терами или аналогичными автоматическими устройствами (бан-
коматами, маршрутизаторами компьютерных сетей и т. п.), на-
зываемыми в общем случае оконечным оборудованием данных
(ООД) — Data Terminal Equipment (DTE).
ЛлЛ/Ч
Аналоговый канал
шлг
Аналоговый канал
3—1ЛПГ
Передача данных
155
создания телефонных каналов с преобразованием аналоговых (не-
прерывных) сигналов в дискретные (цифровые), т. е. сигналы обо-
значающие одну из цифр двоичного кода: 0 или 1 (см. рис. 7.1). Из-
учение цифровых сигналов началось с появлением первых систем
телеграфирования. В основу способа их передачи по цифровым ка-
налам связи положены методы временного разделения каналов, по-
добных тем, которые использовались в телеграфе Ж. Бодо.
На вход цифрового канала через телеграфный аппарат, терми-
налы передачи данных, персональные компьютеры и др., поступа-
ют дискретные (цифровые) сигналы в виде кодовых комбинаций,
которые на выходе канала остаются также цифровыми. Дискрет-
ные сигналы содержат информацию только в определенные мо-
менты времени, определяемые временем их отсчетов. Дискретный
канал характеризуется скоростью передачи информации в битах
в секунду.
Скорость передачи в битах в секунду не следует путать со скоро-
стью телеграфирования определяющей количество передаваемых
символов кода за единицу времени, которая измеряется бодами
(baud). При синхронной передаче цифровых двоичных импульсов
скорость в бодах может быть равной скорости в битах в секунду.
При асинхронной передаче битами в секунду измеряется скорость
передачи информации, без учета служебных битов (стартовых, сто-
повых, четность и др.).
Основные единицы измерения скорости передачи инфор-
мации — бит в секунду, бит/с (bits per second, bps) и байт в секун-
ду (bytes per second) равный 8 бит/с. Широко используются также
производные единицы информации:
• 1 килобайт (кбайт) = 1024 байт = 210 байт;
• 1 мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт;
• 1 гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт;
• 1 терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт;
• 1 петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.
Первые многоканальные системы передачи информации с циф-
ровыми методами передачи сигналов на основе импульсно-кодовой
модуляции (ИКМ) начинают внедряться во второй половине XX в.
В эти же годы появляются первые системы передачи данных (СПД)
(рис. 7.2).
Основными элементами СПД являются передатчик, он же
источник информации, канал передачи данных и приемник, он же
получатель информации. При двусторонней (дуплексной переда-
че) источник и получатель могут быть объединены таким образом,
что их оборудование передает и принимает данные одновременно.

Передача данных
157
Важную роль во взаимодействии DTE и DCE играет их ин-
терфейс, который состоит из входящих/исходящих цепей в DTE
и DCE, разъемов и соединительных кабелей. В отечественной ли-
тературе и стандартах также часто употребляется термин «стык».
Цифровой канал является средой распространения цифровых
(импульсных) сигналов на входе и выходе канала. На вход аналого-
вого канала поступает непрерывный сигнал, и с его выхода также
снимается непрерывный сигнал (см. рис. 7.2).
При передаче данных на входе аналогового канала должно на-
ходиться устройство, которое преобразует цифровые данные, при-
ходящие от DTE, в аналоговые сигналы, посылаемые в канал.
Приемник должен содержать устройство, которое преобразует об-
ратно принятые непрерывные сигналы в цифровые данные. Эти-
ми устройствами являются модемы. Аналогично, при переда-
че по цифровым каналам данные от DTE приходится приводить
к виду, принятому для данного конкретного канала. Этим преобра-
зованием занимаются цифровые модемы, очень часто называемые
адаптерами ISDN, адаптерами каналов Е1/Т1, линейными драйве-
рами, и так далее (в зависимости от конкретного типа канала или
среды передачи).
Коммутируемые каналы предоставляются потребителям
на время соединения по их требованию (звонку). В состав таких
каналов обязательно должно входить коммутационное оборудо-
вание автоматических телефонных станций (АТС). Обычные те-
лефонные аппараты используют коммутируемые линии и каналы
КТСОП. Кроме того, коммутируемые каналы предоставляет циф-
ровая сеть с интеграцией служб (ISDN — Integrated Services Digital
Network).
Как правило, двухпроводные каналы передают информацию
поочередно в обоих направлениях (полудуплекс) и имеют двухпро-
водное окончание. Двухпроводные каналы включают два про-
вода как для передачи, так и для приема сигналов. Такие каналы
позволяют экономить на стоимости кабелей, но требуют усложне-
ния каналообразующей аппаратуры и аппаратуры пользователя.
Двухпроводные каналы требуют решение задачи разделения при-
нимаемого и передаваемого сигналов. Такая развязка реализуется
при помощи специальных дифференциальных систем, обеспечи-
вающих необходимое затухание по встречным направлениям пере-
дачи. Неидеальность дифференциальных систем (а идеального ни-
чего не бывает) приводит к искажениям частотных характеристик
канала и к специфической помехе в виде эхо-сигнала.
158
Гл а в a 7
Четырехпроводные каналы предоставляют два провода (или
два двухпроводных канал ТЧ) для передачи сигнала одновременно
в обоих направлениях (дуплекс) и имеют четырехпроводное окон-
чание. Преимуществом четырехпроводных каналов является прак-
тически полное отсутствие влияния сигналов, передаваемых в пря-
мом и обратном направлении.
В настоящее время модемы наиболее широко используются для
передачи данных между компьютерами через коммутируемую теле-
фонную сеть [106]. Модемы, разработанные в 60—70-х гг. прошлого
столетия, представляли собой устройства исключительно с функ-
циями преобразования сигналов — модуляцией. Модуляцией на-
зывается процесс изменения одного либо нескольких параметров
выходного сигнала по закону входного сигнала. При этом входной
сигнал является, как правило, цифровым и называется модулирую-
щим. Выходной сигнал — обычно аналоговый и часто носит назва-
ние модулированного сигнала. Однако в последние годы модемы
приобрели значительное количество сложных функций, которые
будут рассмотрены далее. Слово модем является сокращенным на-
званием устройства, осуществляющего процесс модуляции—демо-
дуляции.
Назначение канала связи — перенести поступивший от пре-
образователя первичный электрический сигнал на некоторое рас-
стояние от источника до получателя. Для конечного потребителя,
который покупает услуги у компаний — операторов связи, канал
электрической связи начинается и заканчивается точками со-
пряжения — портами (port), физически реализованными в виде
электрических разъемов, к которым можно подключить обычное
устройство связи (телефон, видеотелефон, факс) либо аппаратуру
передачи данных. Поскольку производителей оконечного оборудо-
вания и операторов связи великое множество, необходимы четкие
правила их сопряжения и единые требования к каналам электриче-
ской связи. Для согласования этих требований разработаны меж-
дународные стандарты и рекомендации образованного еще в 1865 г.
в Париже Международного консультативного комитета по теле-
графии и телефонии (МКК.ТТ) — Comite Consultatif International
de Telegraphic et Telephonic (CCITT), вошедшего в 1932 г. в Междуна-
родный союз электросвязи (МСЭ) — International Telecommunications
Union (ITU). Многочисленные рекомендации МККТТ—ITU, а за-
тем МСЭ, имеющие обязательную силу, регламентируют все тех-
нические параметры каналов электрической связи, включая разме-
ры и конструкцию разъемов, уровни сигналов и помех, процедуры
установления соединений и т. д.
Передача данных
159
7.2. ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Главная функция СПД состоит в быстрой, верной и на-
дежной передаче информации из одной точки в другую.
В системах передачи данных, как и в телеграфной связи, для пе-
редачи дискретных сообщений используются дискретные (цифро-
вые) сигналы. Поэтому на начальном этапе в сетях использовались
коммутируемые и некоммутируемые каналы тонального телегра-
фирования со скоростями 50, 100, 200 бод. Такие скорости переда-
чи данных значительно ниже скорости ввода данных в ЭВМ. Что-
бы устранить этот недостаток на следующем этапе для передачи
данных начали использовать каналы тональной частоты (телефон-
ные каналы) с полосой частот 300...3400 Гц. При этом скорость пе-
редачи данных в зависимости от качественных показателей кана-
ла ТЧ возросла до 600, 1200, 2400, 4800 и 9600 бит/с. Однако и здесь
возникли проблемы, связанные тем, что каналы тональной часто-
ты изначально проектировались для передачи речевых (аналого-
вых) сигналов. Поэтому следующим этапом явилось применение
групповых каналов многоканальных систем передачи .информа-
ции с полосой пропускания 48 кГц, а затем применением каналоо-
бразующих устройств — модемов с многопозиционной дискретной
модуляцией и широкополосных каналов, образованных по радио-
релейным, спутниковым и волоконно-оптическим, линиям связи.
При этом скорости передачи информации возросли до сотен и ты-
сяч мегабит в секунду [106].
Для современных каналов передачи данных рекомендация-
ми МСЭ установлена иерархия скоростных цифровых каналов.
В качестве базового определен канал со скоростью 64 кбит/с, до-
статочный для передачи оцифрованной речи и в этом смысле эк-
вивалентный аналоговому каналу тональной частоты. Трид-
цать два базовых канала образуют первичный канал со скоростью
передачи 2048 кбит/с (он обозначается Е1), четыре канала Е1 обра-
зуют вторичный канал Е2 со скоростью 8 Мбит/с и т. д. вплоть до
нескольких гигабит в секунду.
Эффективным способом повышения скорости передачи яви-
лось сжатие — компрессия (compression) первичного цифрового по-
тока сигналов. Проблемой сжатия и обратной декомпрессией циф-
ровых потоков занимаются ученые многих стран мира. В целом
можно отметить, что разработка быстрых и эффективных алгорит-
мов компрессии данных является одним из важных направлений
информатики, требующим глубоких теоретических исследований.
В подтверждение этого отметим, что в 2016 г. «Премия Салема»,
160
Глава 7
которая является аналогом Нобелевской премии по математи-
ке, была присуждена украинскому математику Марине Вязовской
за решение задачи о плотной упаковке шаров в 8- и 24-мерном про-
странстве. Эта задача непосредственно связана с кодированием
и сжатием дискретных сигналов при передаче данных [164]. Совре-
менные решения этой задачи касаются только пространств с тремя
и менее измерениями.
Передача данных от источника к приемнику неизбежно сопро-
вождается помехами (noise), из-за чего искажаются сигналы на вы-
ходе системы, как и при телеграфной связи. При телефонной связи
передаваемая информация носит смысловой характер и выпадение
звука, слога, даже слова, не очень отражается на верности восприя-
тия всего сообщения в целом. То же можно сказать и о пропадании
отдельных букв в телеграфных сообщениях. При факсимильной
связи сообщения настолько избыточны, что с возможными ошиб-
ками кодовых комбинаций можно примириться и ничего не делать
для их устранения.
Значительно сложнее дело обстоит при передаче данных (циф-
ровой информации), когда сообщения не имеют избыточности
и понимание которой затруднительно. Пропадание или искажение
значений цифр не может быть обнаружено человеком, а тем более
ЭВМ. ЭВМ, обработав искаженные данные, выдаст неверные ре-
зультаты, которые при дальнейшем их использовании могут приве-
сти к нежелательным последствиям и даже катастрофам. Поэтому
при передаче данных необходима более высокая верность (fidelity)
передачи информации по сравнению с требованиями, предъявля-
емых к телеграфным системам (отсюда пошел термин Hi-Fi — High
Fidelity, т. е. высокая верность).
Верность передачи представляет собой отношение количе-
ства знаков, принятых (за сеанс измерений верности) с ошибками,
к общему количеству переданных знаков. Эта величина называ-
ется также коэффициентом ошибок. Международным консуль-
тативным комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ) реко-
мендуется норма 3 10~5 (в среднем не более трех ошибок на 100000
переданных знаков). При передаче данных требования более жест-
кие. Коэффициент ошибок при передаче данных по цифровым ка-
налам, в зависимости от вида сообщения, допускается не более
1 • 10-6...1 • ю-12.
Для достижения высокой верности передачи, как и при теле-
графной передаче, возможно применение многократной переда-
чи сообщений, что позволяет обнаруживать, а при большом чис-
ле повторений и исправлять ошибки. Но многократная передача
Передача данных
161
сообщений приводит к снижению в соответствующее количество
раз скорости передачи информации.
Более эффективным методом повышения верности передачи
является применение корректирующих кодов. Корректирующие
коды позволяют как обнаруживать, так и исправлять ошибки при
обработке и передаче информации в линиях связи. В основе кор-
ректирования лежит использование избыточности сообщений,
при которой часть символов кодового слова можно выделить для
обнаружения и исправления ошибок [6, 113].
Простейшими кодами, обнаруживающими ошибки, являются:
код с четным (нечетным) числом символов 1 в кодовых комбина-
циях; код с постоянным отношением числа символов 1 и 0, напри-
мер 3/2. Простейшим кодом обнаруживающим и исправляющим
одиночные ошибки в кодовых комбинациях является код, раз-
работанный американским математиком Ричардом Хэммингом
(1915-1998) [6, 52].
В середине XX в. началось бурное развитие теории корректи-
рующих кодов. Появились более совершенные коды по сравнению
с корректирующим кодом Хэмминга. Среди них отметим широко
используемые циклические коды. В компьютерах они применяют-
ся при последовательной передаче данных между ЭВМ и внешни-
ми устройствами, а также при передаче данных по каналам связи.
Для исправления двух и более ошибок используются циклические
коды БЧХ (Боуза—Чоудхури—Хоквингема), а также Рида—Соломо-
на, которые широко используются в устройствах цифровой записи
звука на магнитную ленту или оптические компакт-диски и позво-
ляют осуществлять коррекцию групповых ошибок более высокой
кратности [52].
В 1963 г. вышла замечательная книга А.А. Харкевича «Борьба
с помехами» (1963). В ней с поразительной ясностью были изложе-
ны многие весьма сложные вопросы теории помехоустойчивости
и указан ряд перспективных проблем [136].
Рациональным способом повышения верности передачи дан-
ных, является случай применения корректирующих кодов, ког-
да вводимая избыточность кода может изменяться в зависимости
от интенсивности помех в канале связи. Такая возможность появ-
ляется тогда, когда передатчик получает сведения о качестве прие-
ма сигналов по дополнительному каналу обратной связи. Системы,
использующие обратный канал для этих целей, получили название
систем с обратной связью.
Коды стандартизованы и определены рекомендациями ISO
(International Organization for Standardization) — Международной
162
Глава 7
организации по стандартизации (МОС) или Международного сою-
за электросвязи (МСЭ).
Кроме высокой скорости и верности, к задачам передачи дан-
ных необходимо отнести также высокую надежность системы, т. е.
способность безотказно выполнять свои функции в реальных усло-
виях эксплуатации и времени. Прекращение потока данных в ЭВМ,
вследствие сбоев и отказов в работе системы или каналов передачи
данных, может привести к нарушению технологического процес-
са на производстве, транспорте, срыву графика движения поездов.
Путями повышения надежности систем передачи данных являют-
ся как повышение надежности ее отдельных элементов, так ввод
избыточных элементов в виде резервных устройств и контрольной
аппаратуры. Резервные устройства включаются в работу после от-
каза основных, а контрольная аппаратура позволяет своевременно
обнаружить или предсказать отказ.
7.3. ТЕЛЕОБРАБОТКА ДАННЫХ
Телеобработка данных (data teleprocessing), или теледо-
ступ (remote access), явилась первым этапом дистанционной обра-
ботки данных, поступающих от отдельных пользователей находя-
щихся на значительном расстоянии от компьютера. Эксперименты
по телеобработке были предприняты еще до изобретения ЭВМ.
Исторически первым считается опыт, показанный американ-
ским математиком Джорджем Стибицем (1904—1995) в 1940 г. на за-
седании Американского математического общества, которое про-
ходило в Дартмутском колледже в городе Хановере. Телеграфный
аппарат, расположенный там, был подключен к релейному вы-
числителю, находящемуся за сотни километров в Нью-Йорке. Два
комплексных числа были отправлены по телеграфу в вычислитель,
перемножены, а результат вернулся обратно в Хановер.
После появления первых ЭВМ начали реализовываться различ-
ные технические идеи по телеобработке. Поскольку самым распро-
страненным видом цифровой связи был телеграф, то в большинстве
систем телеобработки в 50-х гг. прошлого столетия использовали те-
леграфные аппараты (рис. 7.3). Недостатком такой схемы был край-
не низкий коэффициент задействования ЭВМ, так как скорость те-
леграфирования (передачи данных) 50 бод этого не позволяла [37].
В эти годы академик А.А. Харкевич (1904—1965) обосновал ос-
новные пути организационно-технического объединения сетей,
предугадав важность цифровых методов передачи и коммутации

Выделенный (некоммутмруемый) удаленный
трлмЬонный канал
Удаленная ЭВМ
Иерархическая топология
Шина
Полносвязная топология
Расширенная звезда
Кольцо

Передача данных
167
низким, что организовать устойчивую работу удаленных абонен-
тов было невозможно даже на минимальной скорости модемов
1200—2400 бит/с.
В результате от телеобработки пришлось отказаться, а кол-
лективное использование ЭВМ свелось к тому, что пользовате-
ли из разных организаций заказывали на ВЦКП машинное вре-
мя, приходили туда со своими носителями данных (перфокартами,
магнитными лентами и др.) и уходили с рулонами бумажных вы-
дач. Так продолжалось до середины 1980-х гг., пока персональные
компьютеры не вытеснили громоздкие ЕС ЭВМ. Проект ВЦКП
не увенчался успехом.
Однако сама идея коллективного использования вычислитель-
ных и информационных ресурсов не пропала втуне. К концу XX в.
она возродилась на новой технической основе компьютерных сетей
с коммутацией пакетов. У систем телеобработки с коммутацией ка-
налов есть одно важное достоинство — отсутствие задержек при пере-
даче данных. Поскольку коммутационная аппаратура на узлах не из-
меняет сообщения, а только подключает одну из выходных линий
к входной, электрический сигнал проходит весь путь между абонен-
тами почти со скоростью света. Однако это положительное качество
достигается ценой двух принципиальных недостатков. Во-первых,
необходимость поддерживать сквозной физический канал на все вре-
мя сеанса неизбежно приводит к невысокой надежности системы,
когда канал образуется цепочкой из многих сотен отдельных участков
линий передачи и соединений на узлах коммутации. Во-вторых, за-
нятие отдельного физического канала для организации связи между
терминалом и ЭВМ не оправдано экономически, особенно при даль-
них междугородних соединениях, так как он используется на малую
долю своих возможностей. Все время, пока пользователь думает пе-
ред нажатием очередной клавиши, канал простаивает.
Указанные органические недостатки принципа коммутации
каналов привели к тому, что в 1980-х гг. он был повсеместно вытес-
нен принципом коммутации сообщений. Однако существуют обла-
сти применения, где коммутация каналов применяется до сих пор.
Например, сеть ARPAnet была не только эксперименталь-
ным полигоном для отработки технологии пакетной коммутации,
но имела и практическую цель — объединить мощные компьютер-
ные ресурсы университетов, работающих по контрактам с Мини-
стерством обороны США. Для этого разрабатывались специальные
программы, в частности, Telnet, позволяющие работать в режиме
удаленного терминала с компьютером, находящимися на расстоя-
нии тысяч километров.
168
Глава 7
Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных,
правительственных и домашних компьютерных сетей. Объедине-
ние сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благо-
даря сетевому протоколу TCP/IP (Transmission Control Protocols Inter-
net Protocol) и принципу маршрутизации пакетов данных.
Начиная с 1980-х гг. в связи с развитием компьютерных сетей ста-
ли создаваться многочисленные публичные и ведомственные сети
передачи данных (см. рис. 7.5). Любая вторичная сеть состоит из:
1) абонентов (subscriber), пользующихся услугой данной вторич-
ной сети;
2) узлов (node)',
3) абонентских линий (subscriber line), связывающих абонентов
с узлами (для сетей передачи данных этот участок часто на-
зывают «последней милей»);
4) соединительных каналов (их часто называют соединитель-
ными линиями — trunk line).
7.5. СТАНОВЛЕНИЕ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
7.5.1. Краткая история теории информации
История телекоммуникации как науки, связана с раз-
витием технических средств телекоммуникаций (телеграф, теле-
фон, радио, телевидение), а также со становлением кибернетики
и ее основной составляющей — теории информации.
Термин «кибернетика» (от др.-греч. кпреруг|Т1КГ| — «искусство
управления») изначально ввел в научный оборот французский фи-
зик Андре Мари Ампер (1775—1836), который в своем фундамен-
тальном труде «Опыт о философии наук» (1834—1843) определил это
понятие как науку об управлении государством, которая должна
обеспечить гражданам разнообразные блага. В современном пони-
мании — наука об общих закономерностях процессов управления
и передачи информации в машинах, живых организмах и обще-
стве — термин впервые был предложен американским математи-
ком и философом Норбертом Винером (1894—1964) в 1948 г. [134].
Объектом кибернетики являются все управляемые системы.
Основные технические средства для решения проблем кибернети-
ки — ЭВМ. Поэтому возникновение ее как самостоятельной науки
связано с созданием в 40-х гг. XX в. этих машин, а развитие в тео-
ретических и практических аспектах — с прогрессом электронной
вычислительной.

Передача данных
171
Важной вехой в истории развития теории связи в нашей стра-
не стали работы советского академика А. А. Харкевича (1904—1965).
В 1955 г. А.А. Харкевич издает первую в нашей стране книгу «Очер-
ки обшей теории связи», которая позволила широкому кругу ин-
женеров и ученых ознакомиться с важнейшими идеями теории ин-
формации. Значительная часть его работ была посвящена теории
информации, статистическому и помехоустойчивому кодирова-
нию, помехоустойчивости различных видов модуляции.
В работе о роли информации в развитии человеческого обще-
ства он писал: «...стала ясной всеобъемлющая роль информации
не только в сношениях между людьми, но и во взаимодействии че-
ловека и машины, а также в жизнедеятельности любого организ-
ма ...с повышением экономического, технического и культурного
уровня общества стремительно растет количество информации,
которую нужно собрать, передать и так или иначе использовать для
обеспечения всех функций сообщества людей. Никакая организо-
ванная форма деятельности немыслима без обмена информацией.
Без информации невозможно ни планирование, ни управление».
Эти мысли не утратили своей актуальности и сегодня. В этой же
статье он формулирует закон, называнный его именем: «Количе-
ство информации растет, по меньшей мере, пропорционально ква-
драту промышленного потенциала страны».
Рис. 7.6. Структура системы передачи информации
Круг задач теории связи вытекает из типичной структурной
схемы СПД для передачи или хранения информации (рис. 7.6).
В схеме источником является любой объект, порождающий сооб-
щения (message), которые должны быть перемещены в пространстве
и времени. Независимо от изначальной физической природы, все
подлежащие передаче сообщения обычно преобразуются в сигна-
лы (электрические, радио, оптические и др.) и рассматриваются как
выход источника. Кодер (кодирующее устройство) источника пред-
ставляет информацию в наиболее компактной форме. Кодер кана-
ла обрабатывает информацию для защиты сообщений от шумов
при передаче по каналу связи. Модулятор преобразовывает сооб-
щения, формируемые кодером канала, в сигналы, согласованные
172
Гл а в a 7
с физической природой канала связи (средой распространения ин-
формации сигналов).
Среда распространения информации (канал связи) вносит
в процесс ее передачи случайный шум (помехи), который искажа-
ет сообщение и тем самым затрудняет его прочтение. На приемной
стороне система выполняют обратные операции и предоставляет
получателю информацию в удобном для восприятия виде.
7.5.2. Мера количества информации
Американский ученый Ральф Хартли (1888—1970)
в 1928 г. предложил логарифмическую меру информации как выбор
одного сообщения из заранее заданного множества равновероятных
сообщений. Формула Хартли для определения количество инфор-
мации /в битах, содержащихся в сообщении длиной п, имеет вид:
/= log2A= «log2m, N=mn,
где N — возможное количество различных сообщений, которые
можно получить комбинируя т символов алфавита по п элементов
в сообщениях.
Логарифм по основанию 2 использован потому, что подсчет тре-
буется в основном в системах телекоммуникаций и вычислитель-
ной техники, где информация передается и хранится в двоичной
системе счисления. За единицу приняли количество информации,
получаемое при выборе одного из двух взаимоисключающих ва-
риантов. Если сигнал изменяется так, что можно различить толь-
ко две его позиции (рис. 7.7, а), то любое изменение будет соответ-
ствовать наименьшей единице информации — 1 биту (log2 2 = 1).
Если сигнал имеет четыре различимые позиции — 2 бита (log24 - 2)
(рис. 7.7, б), если восемь — 3 бита (log2 8 = 3) и т. д.
Рис. 7.7. Цифровой сигнал:
а —двухпозиционный; п четырехпозиционный
Увеличение количества состояний дискретных сигналов до зна-
чительных величин повысит пропускную способность канала,
Передача данных
173
но на практике этого нельзя сделать из-за шума (noise) в каналах
связи.
Проблема шума возникает при сигналах с уровнями более 16.
При этом амплитуда шума будет превышать разницу между сосед-
ними уровнями импульсов и приемник не сможет устойчиво рас-
познавать передаваемые дискретные сигналы. Поэтому количество
возможных состояний сигнала фактически ограничивается соот-
ношением мощности сигнала и шума
Формула определения количества информации / в битах, учи-
тывающая неравновероятность событий, выведена К. Шенноном
в 1948 г. и названа его именем:
<=1
где i — вероятность i-го события.
7.5.3. Пропускная способность канала связи
Пропускная способность (throughput) канала (линии
связи) означает максимально возможную скорость передачи дан-
ных по каналу связи. Она измеряется в битах в секунду (бит/с), а так-
же в производных единицах, таких как килобит в секунду (Кбит/с),
мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит в секунду (Гбит/с) и т. д.
Пропускная способность канала связи зависит спектра переда-
ваемых сигналов. Если значимые составляющие дискретного сиг-
нала (гармоники) попадают в полосу пропускания канала, то такой
сигнал будет распространяться без искажений и приемник сможет
правильно распознать принимаемый сигнал, отправленный по ка-
налу передатчиком. Если значимые составляющие сигнала выхо-
дят за границы полосы пропускания канала связи, то сигнал будет
значительно искажаться, а приемник неверно распознавать сигна-
лы, следовательно, информация будет приниматься с ошибками.
Инженер американской лаборатории связи «Bell Telephone
Laboratories» Гарри Найквист провел важные исследования по тео-
рии связи, в частности определения ширины частотного диапазона
канала связи, требуемого для передачи дискретных сигналов, ко-
торые он опубликованные в 1928 г. в статье «Certain factors affecting
telegraph speed» [161]. Он выел формулу, по которой можно рассчи-
тать максимально возможную пропускную способность С в битах
в секунду без учета шума в канале (линии связи):
С= 2F\og2m,

Передача данных
175
и шума на пропускную способность ограничено логарифмической
зависимостью, которая растет далеко не так быстро, как прямо про-
порциональная. Так, при достаточно типичном исходном отно-
шении мощности сигнала к мощности шума в 100 раз повышение
мощности передатчика в 2 раза даст только 15 % увеличения про-
пускной способности линии.
Из формулы пропускной способности канала связи также следу-
ет, что по модему, подключенному к телефонной сети общего поль-
зования (см. рис. 7.4), нельзя передавать информацию с бесконечно
большой скоростью. Поскольку верхняя частота ширины полосы те-
лефонного канала равна 3400 Гц, а отношение сигнал/шум состав-
ляет в лучшем случае 10б = 220, то предельная пропускная способ-
ность телефонного канала составляет 60 Кбит/с, что очень близко
к теоретическому пределу базового цифрового канала (64 Кбит/с).
7.5.4. Цифровые методы модуляции и кодирования
Научные достижения теории информации, в частно-
сти связанные с работами Г. Найквиста, фундаментальными за-
конами теории передачи сообщений установленными К. Шенно-
ном, теоремы отсчетов Котельникова легли в основу цифровых
систем связи, которые в настоящее время приобрели доминирую-
щее значение.
Начало современных цифровых систем связи восходит к пер-
вым системам с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) и преоб-
разованием аналоговых сигналов в цифровые (рис. 7.8) [67]. Пре-
образование аналогового сигнала (рис. 7.8, а) в двухпозиционный
цифровой происходит в три этапа и включает дискретизацию,
квантование уровней и двоичное кодирование.
Сначала происходит дискретизация, т. е. измерение величины
аналогового сигнала в моменты времени, отстоящие друг от друга
на величину Т (на рис. 7.8, б М = 8), затем производится кванто-
вание — округление измеренного значения до ближайшего целого
числа (рис. 7.8, в), и далее — кодирование, т. е. преобразование мно-
гоуровневого цифрового сигнала в двухпозиционный цифровой
(рис. 7.8, г). Качество преобразования существенно зависит от вы-
бора значений Ти М. Из теоремы, выведенной В.А. Котельниковым
(теоремы отсчетов) — фундаментального утверждения в области
цифровой обработки сигналов, которая связывает непрерывные
и дискретные сигналы и гласит, что «любую функцию, состоящую
из частот от 0 до/тах, можно непрерывно передавать с любой точно-
стью при помощи чисел, следующих друг за другом через Тсекунд»
176
Глава 7
[17, 157], следует, что если спектр аналогового сигнала ограничен
величиной fmax, то отсчеты следует делать с частотой не менее 2/тах.
Теорема Котельникова лежит в основе цифровой передачи всех ви-
дов сообщений по единым цифровым каналам.
а
Т I Т Т I Т I Т I т
Рис. 7.8. Преобразование аналогового сигнала
в двухпозиционный цифровой сигнал:
а — исходный аналоговый сигнал; б — дискретизация сигнала;
в — квантование сигнала; г — кодированный двоичный цифровой сигнал

ГЛАВА
8
Интернет — всемирная сеть
цифровой телекоммуникации
Интернет завтра будет тем, чем сегодня
является автомобиль.
Билл Гейтс (р. 1955)
8.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Начавшиеся во второй половине XX в. процессы обнов-
ления и наращивания средств телекоммуникаций на базе специа-
лизированных систем передачи информации, ЭВМ, персональных
компьютеров, микропроцессоров и др., в основе работы которых ле-
жат цифровые методы передачи и обработки информации, без пре-
увеличения можно назвать революционными. Их эффективность
многократно возросла за счет объединении отдельных автомати-
зированных комплексов, компьютеров и рабочих мест в единую
цифровую сеть цифровой связи в пределах учреждений, ведомств,
государств и континентов. Первые попытки создания таких сетей
на базе телеграфной и телефонной сетей связи привели к созданию
цифровой сети Интернет {Internet). Сейчас Интернет — всемирная
система объединенных компьютерных сетей для передачи и хра-
нения информации, которая часто упоминается как Всемирная
сеть, Глобальная сеть или просто Сеть. На основе Интернета рабо-
тает Всемирная паутина (World Wide Web, или просто «веб»)
и множество других систем передачи данных. Всемирную паутину
образуют миллионы web-серверов и компьютеров.
Интернет и общество — сейчас трудно представить, что в на-
шей жизни не будет компьютера, Интернета, сотовой связи. Мно-
гие и многие граждане мира уже не мыслят свою жизнь без этого,
особенно, молодое поколение.
Интернет — всемирная сеть цифровой телекоммуникации
179
К Интернету подключены государственные и правительствен-
ные учреждения, промышленные корпорации, общественные ор-
ганизации и исследовательские центры, коммерческие компании,
университеты, отдельные пользователи и т. д. Процессы передачи
сигналов (информации) и телеуправления в сети являются весьма
сложными и автоматизированными. В решении проблем переда-
чи информации и автоматизации сети принимали участие мно-
гие страны мира во главе с Международным союзом электросвя-
зи (МСЭ).
Всемирная сеть Интернет охватывает практически все страны
мира, объемлет все стороны человеческой деятельности, не зна-
ет границ и не имеет цензуры. Большинство национальных сетей
через так называемые шлюзы связаны между собой, образуя в со-
вокупности единое мировое информационное пространство. Под-
ключившись к нему, пользователь получает доступ практически
к сетям телекоммуникаций всех стран мира.
Интернет — вершина информатизации общества, получив-
шая много восторженных определений — информационный дво-
рец, кибернетическое пространство, всемирная паутина, седьмой
континент и др. Чем же обязан Интернет столь широким набором
определений? Прежде всего, своей демократичностью, духом сво-
боды, высокой оперативностью. Передать сообщение в сети можно
любому пользователю, имеющему свой адрес, даже если этот «лю-
бой» будет президент страны. Подключившись к Интернету, поль-
зователь получает доступ практически ко всей информации, на-
копленной человечеством и хранящейся в памяти тысяч серверов
(компьютеров, предоставляющих сервис другим субъектам по их
запросам), находящихся в разных концах земного шара.
Интернет — непрерывно развивающаяся всемирная информа-
ционно-компьютерная сеть, сеть сетей связи. В начале 1995 г. Ин-
тернет объединял около 170 стран с числом пользователей чуть
больше 25 млн. В настоящее время число стран и пользователей
значительно увеличилось и продолжает быстро расти (рис. 8.1).
На сегодняшний день количество подключенных к Интернету
устройств (компьютер, ноутбук, планшет, телефон и др.) неимовер-
но увеличилось. Если в 2003 г. на одного человека оно составляло
0,08, т. е. 8 устройств на 100 человек, то к 2015 г. оно уже возросло
до 3,47, т. е. число подключенных устройств превысило количество
людей на планете. Это знаменательное событие, так как произошло
качественное изменение Интернета от сети связи людей к сети связи
вещей. По данным компании Cisco, мирового лидера на рынке се-
тевых технологий, к 2020 г. количество подключенных к Интернету
Население
планеты
Количество
подключенных
устройств
Количество -----—।
подключенных 0,08 1,81 3,17 6,58
устройств ---------------------------------- — -----1
на 1 человека ,,,
2005 | 2010
Количество подключенных устройств
превысило количество людей
2015 2020

184
Гл а в a 8
протоколов TCP/IP, понимают язык, используемый в Интернете
и поэтому между ними могут осуществляться соединения и обмен
сообщениями.
В Интернете выделяются три главные сетевые службы:
• электронная почта;
• передача файлов (совокупность цифровых данных, рассма-
триваемых как единое целое);
• интерфейс (набор правил взаимодействия) удаленного досту-
па терминалов.
Электронная почта {electronic mail или просто E-mail) — средство
передачи сообщений или документов между пользователями сети
без применения бумажных носителей информации. Электронная
почта — наиболее простая и доступная услуга сети Интернета. Она
предназначена для передачи между пользователями любых сооб-
щений, включающих тексты, речь, изображения. Для хранения со-
общений перед их отправкой используются электронные почтовые
отделения. Они могут быть международными, национальными,
региональными, фирменными и т. д. В отделениях создаются по-
чтовые ящики пользователей.
В 1971 г. была разработана первая программа для отправки элек-
тронной почты. Систему обмена электронным письмами, а также
термин «е-mail» и служебный символ электронного адреса «@» раз-
работал программист Реймонд Томлинсон (р. 1941).
Основное удобство электронной почты — быстрота достав-
ки сообщений адресату. Время доступа пользователя к сети — та-
кое же, как при телефонной связи, но при этом не требуется одно-
временного присутствия обоих абонентов на разных концах линии.
Кроме того, она оставляет электронную копию послания, которое
может быть сохранено, передано повторно, стать объектом автома-
тизированной компьютерной обработки. Более того, письмо одно-
временно может быть послано нескольким абонентам в соответ-
ствии со списком рассылки.
Удобства электронной почты трудно переоценить. Ей свой-
ственна быстрота доставки сообщения адресату (максимум 1—2 ч),
надежность, возможность передавать и получать сообщения прак-
тически в любой точке мира.
В Интернет входят также сетевые службы. К ним, в первую оче-
редь, относится служба глобального соединения WWW, обеспечи-
вающая доступ к документам, находящимся на всех континентах.
Функционирует служба электронного распространения программ-
ного обеспечения. Осуществляется так называемая книжная ини-
циатива в режиме реального времени. Эта сетевая служба передает
Интернет — всемирная сеть цифровой телекоммуникации
185
заказчикам через сеть полные тексты книг с иллюстрациями.
В сети выполняется коммуникационный сервис, определенный
Национальным научным фондом США.
Одной из привлекательных услуг для пользователей Интернет
является телеконференция. Она предназначена для проведения
дискуссий между удаленными группами пользователей, как в пре-
делах отдельных регионов, так и в международном масштабе.
Телеконференция осуществляется на базе программно-тех-
нической среды, которая обеспечивает взаимодействие пользова-
телей. Для проведения телеконференций каждый из участников
должен иметь доступ к персональному компьютеру, включенно-
му в сеть.
Различают два вида телеконференций. Телеконференция в ре-
альном времени основана на том, что все ее участники одновре-
менно находятся у персональных компьютеров и получают воз-
можность:
• показывать партнерам тексты, изображения;
• вести речевой диалог;
• пользоваться дистанционным указателем для выделения на
экранах нужных частей изображения;
• управлять пересылкой файлов и изображений.
Вторая разновидность телеконференции работает в режиме
просмотра документов. Здесь используется одна из баз данных,
в котором создается файл, содержащий обсуждаемую информа-
цию, например, проект машины. Каждый пользователь в течение
согласованного времени знакомится с информацией, замечаниями
других пользователей и записывает в файл свои замечания. Такое
обсуждение может повторяться несколько раз.
Частным случаем телеконференции является электронная до-
ска объявлений, которой пользуются крупные фирмы, особенно
те, которые занимаются обучением специалистов. На ней «выве-
шиваются» различные объявления, например, о виде предоставля-
емых услуг, о новых товарах, расписания движения поездов и т. д.
Web-технологии — это технологии Интернета, развивающие
возможности всемирной паутины путем повышения эффективно-
сти интернет-коммуникации. Web-технологии расширяют функ-
циональные возможности web-сайтов, а также различные виды
самих web-сайтов (информационные сайты, социальные сети, по-
исковые системы, каталоги, и т. д.).
Стек протоколов TCP/IP — набор сетевых протоколов передачи
данных, используемых в сетях, включая сеть Интернет. Они были
разработаны и описаны первыми в данном стандарте.
186
Гл а в a 8
В июле 1977 г. Винт Серф и Боб Кан впервые продемонстриро-
вали передачу данных с использованием TCP по трем различным
сетям. Пакет прошел по следующему маршруту: Сан-Франциско—
Лондон—Университет Южной Калифорнии. В конце своего путе-
шествия пакет проделал 150 тысяч км, не потеряв ни одного бита.
В 1978 г. пакет TCP разделили на две отдельные функции: TCP
и протокол Интернета — IP. TCP был ответственен за разбивку
сообщения на дейтаграммы и соединение их в конечном пункте.
IP отвечал за передачу (с контролем получения) отдельных дей-
таграмм.
8.3. ЦИФРОВАЯ СЕТЬ СВЯЗИ ИНТЕРНЕТА
Компьютерная сеть Интернета — это сеть цифровых
сетей — совокупность компьютеров, соединенных с помощью ка-
налов связи и средств коммутации в единую систему для обмена
сообщениями и доступа пользователей к программным, техниче-
ским, информационным и организационным ресурсам сети. Ее
разработку начали американские военные в 60-х гг. XX в. К тому
времени уже существовали компьютерные сети и информацион-
ные сетевые технологии, и основная задача, которая ставилась пе-
ред Интернетом — обеспечение компьютерных сетевых комму-
никаций территориально распределенных сетей и пользователей
(рис. 8.3).
Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных,
правительственных и домашних компьютерных сетей. Объедине-
ние сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благо-
даря сетевому протоколу TCP/IP (Transmission Control Protocol и Inter-
net Protocol) и принципу маршрутизации пакетов данных.
Компьютер пользователя с помощью линии связи подключает-
ся к компьютеру провайдера, который, в свою очередь подключен
к другому компьютеру сети и т.д. Информация в сети хранится как
на компьютерах провайдера, так и на специальных компьютерах,
которые называются информационными серверами.
Компьютеры, к которым подключаются многие другие ком-
пьютеры называют серверами. Провайдером называется организа-
ция, через которую рядовые компьютеры подключаются к глобаль-
ной сети. Отличительной особенностью сети Интернет является
высокая надежность', при выходе из строя какого-либо компьютера
или линии связи сеть будет продолжать функционировать и пере-
давать сообщения по другим линиям связи.
Пользователь
Поставщик услуг
Интернета
Интернета
Пользователь
\ Поставщик услуг
/_ \ Интернета
Поставщик услуг '
Интернета \
Пользователь
Пользователь
Высокоскоростные выделенные линии связи
Выделенные линии связи
Локальная сеть
— — • Коммутируемые линии связи
CSSB9 Модемы для подключения компьютеров к линиям связи
188
Глава 8
и полезное. Здесь нет трюков, легких путей или готовых схем. Это
обычный процесс, даже если нет результата. Творчество — не ма-
гия, а работа.
К началу XXI в. благодаря Интернету наш мир основательно из-
менился во всех областях — в науке, технике, обществе. Появились
уникальные сервисы, значительно уменьшились границы между
государствами, народами и людьми. Интернет стал таким же «до-
машним» необходимым средством, как телефон, телевизор, ком-
пьютер, автомобиль. Развитие и становление Интернета не оста-
новилось, оно продолжается и сегодня. Более того, в начале XXI в.
начался новый виток развития Интернета, который продолжает
раскручиваться и возрастать. Его основой стали сенсорные сети,
Интернет вещей {Internet of Things, 1оТ) и Всеобъемлющий Интер-
нет {Internet of Everything, loE).
Интернет вещей приобретает огромное значение, поскольку
значительно расширил возможности сбора, анализа и распреде-
ления данных, которые человек может превратить в информацию
и знания.
Концепция Интернета вещей, как и многие другие концепции
вычислительных сетей и Интернете, зародились в 1999 г. в Масса-
чусетском технологическом институте (США). Она заключалась
в осмысливании перспектив широкого применения средств ради-
очастотной идентификации (RFID) для взаимодействия физиче-
ских предметов между собой и с внешним окружением. Наполне-
ние концепции Интернета вещей многообразным технологическим
содержанием и внедрение практических решений для ее реализа-
ции начиная с 2010 гг. считается устойчивой тенденцией в инфор-
мационных технологиях, прежде всего, благодаря повсеместному
распространению беспроводных сетей, появлению облачных вы-
числений, развитию технологий межмашинного взаимодействия,
началу активного перехода на IPv6 и освоению программно-кон-
фигурируемых сетей.
Концепцию и термин для нее впервые сформулировал осно-
ватель исследовательской группы Auto-ID при MTI Кевин Эштон
(р. 1963) в 1999 г. на презентации для руководства компании
«Procter & Gamble». На презентации было показано, как всеобъ-
емлющее внедрение радиочастотных меток RFID {Radio Frequency
Identification) сможет видоизменить систему управления логистиче-
скими цепями корпорации. RFID — метод автоматической иденти-
фикации объектов, в котором посредством радиосигналов считы-
ваются или записываются данные, хранящиеся в так называемых
транспондерах, или RFID-метках. Данная технология хорошо

190
Гл а в a 8
садового полива, освещения, охранная система), датчики (тепло-
вые, освещенности и движения) и «вещи» (например, лекарствен-
ные препараты, снабженные идентификационной меткой) взаимо-
действуют друг с другом посредством сетей связи (инфракрасных,
беспроводных, силовых и слаботочных сетей) и обеспечивают пол-
ностью автоматическое выполнение процессов (включают кофе-
варку, изменяют освещенность, напоминают о приеме лекарств,
поддерживают определенную температуру в помещении, обеспечи-
вают полив сада, сберегают электроэнергию). Сами по себе пред-
ставленные варианты домашней автоматизации не были новыми,
но упор в публикации на объединении устройств и «вещей» в еди-
ную вычислительную сеть, обслуживаемую Интернет-протокола-
ми, и рассмотрение Интернета вещей как особого явления способ-
ствовали обретению широкой популярности данной концепции.
Согласно одного из толкований (компании Cisco Business
Solutions Group (CBSG), loT — это состояние Интернета начиная
с момента времени, когда количество «вещей или объектов», под-
ключенных к Всемирной сети, превышает население планеты.
По данным CBSG, взрывной рост количества смартфонов и план-
шетных компьютеров довел число устройств, подключенных к Ин-
тернету до 12,5 млрд в 2010 г., в то время как число людей, живу-
щих на Земле, увеличилось до 6,8 млрд; таким образом, количество
подключенных устройств составило 1,84 единиц на человека (см.
рис. 8.1). Исходя из этого CBSG приняло точку наступления эры
«Интернета вещей» между 2003 и 2010 г., когда количество под-
ключенных устройств превысило население планеты, тем самым
«Интернет людей» стал «Интернетом вещей». Заглядывая в буду-
щее CBSG прогнозирует, что к 2020 г. количество подключенных
устройств будет превышать 60 млрд.
Быстрый рост и распространение технологий 1оТ и 1оЕ пред-
ставляются сегодня неизбежными. Многие связанные с этим из-
менения могут поначалу произойти незаметно для потребителей,
но долгосрочный эффект будет исключительно выгодным для
всех: и для частных лиц, и для экономики в целом. Ожидаются су-
щественные улучшения в сферах транспорта, экологии, безопас-
ности, реализации концепции подключенных сообществ (напри-
мер, школ) и т. д. Носимые устройства для мониторинга состояния
здоровья и физической активности, «умные» автомобили и си-
стемы электроснабжения, подключенные буровые вышки и про-
изводственные цеха — все это лишь начало грядущего переворо-
та в нашем образе жизни, работы, учебы и отдыха. Соответственно
большие перемены уже сейчас наступают в здравоохранении,
Пожарная
и охранная
сигнализация
Бытовая
автоматизация
освещение и др
Парковки,
городской
транспорт.
Логистика и транспорт
Энергетические сети
Управление автопарком I
Отслеживание грузов I
Сельское хозяйство
Мониторинг параметров
окружающей среды
Управление запасами
Окружающая среда
Мониторинг состояния
воздуха, водоемов и т. п.
Промышленность
Мониторинг и управление
технологическими
процессами
I Учет и мониторинг
I Управление
интеллектуальными сетями
Умные города
Умные дома
Пользовательская
электроника
I Носимые датчики
Мониторинг здоровья
Системы контроля
местоположения

Интернет — всемирная сеть цифровой телекоммуникации
193
данных особо важную роль в построении Интернета вещей играют
такие качества, как эффективность в условиях низких скоростей,
отказоустойчивость, адаптивность, возможность самоорганиза-
ции. Интернет вещей — это проводная или беспроводная сеть, со-
единяющая устройства, которые имеют автономное обеспечение,
управляются интеллектуальными системами, снабженными вы-
сокоуровневой операционной системой, автономно подключены
к Интернету, могут исполнять собственные или облачные прило-
жения и анализировать собираемые данные, они обладают способ-
ностью захватывать, анализировать и передавать (принимать дан-
ные) от других систем. Беспроводные среды передачи информации
предусматривают организацию взаимодействия между компьюте-
рами посредством передачи световых (инфракрасных) и радиоча-
стотных сигналов.
Среди проводных технологий важную роль в создании Ин-
тернета вещей играют решения PLC (Power Line Communication) —
технологии построения сетей передачи данных по линиям элек-
тропередач, так как во многих приложениях присутствует доступ
к электросетям (например, торговые автоматы, банкоматы, интел-
лектуальные счетчики, контроллеры освещения изначально под-
ключены к сети электроснабжения).
Для технологий беспроводной передачи электроэнергии мож-
но использовать тепловую энергию (температурные колебания
на близком расстоянии, преобразующиеся в электричество), источ-
ники энергии из окружающей среды, такие как свет, электромаг-
нитные волны, а также химические и биоэлектрические системы.
В этой области уже достигнут большой успех. Ученые анон-
сировали пригодный к коммерческому использованию наногене-
ратор — гибкий чип, преобразующий в электроэнергию телодви-
жения человека (даже одного его пальца). «Это событие (создание
наногенератора) стало важной вехой на пути к портативной элек-
тронике, использующей движения человеческого тела для про-
изводства электроэнергии, что позволит обходиться без батареек
и розеток электрической сети. В будущем наногенераторы смогут
полностью изменить нашу жизнь» [5].
Любой элемент системы Интернета вещей связан с другими
и влияет на них, открывая злоумышленникам возможности для
проведения атак. Поэтому одной из сложных задач в развитии кон-
цепции Интернета вещей во многих приложениях является обеспе-
чение информационной безопасности в широком спектре защиты
от угроз хакеров. Это особенно актуально, поскольку прогнозиру-
ется рост потребности пользователей в 1оТ.
ГЛАВА
9
Становление
профессиональных кадров
телеграфа
9.1. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ
С появлением оптического телеграфа в России возник-
ла проблема подготовки сигналистов как для передачи и приема со-
общений, так и для обслуживания механических систем телеграфа.
В обязанности сигналистов входила как установка с помощью ме-
ханических передач крыльев семафоров (см. рис. 1.2), так и с помо-
щью подзорных труб принимать передаваемые с соседних башен
положения крыльев и расшифровывать их.
Начало подготовки специалистов, обслуживающих линии оп-
тического телеграфа было положено в 1840 г., с открытием «посто-
янной сигнальной школы», которая готовила старших и младших
сигналистов.
С появлением электрического телеграфа линии оптического
телеграфа прекратили существование и подготовка специалистов,
которых продолжали именовать сигналистами, была передана
из военного ведомства в ведение Главного управления путей сооб-
щения и публичных зданий.
Для подготовки обслуживающего персонала специалистов при
Институте Корпуса инженеров путей сообщения в 1842 г. была от-
крыта школа телеграфических сигналистов. Выпускники этой
школы успешно справлялись со строительством и эксплуатацией
телеграфных линий и станций. Более того, они же способствовали
широкому внедрению телеграфной связи, на значительной части
территории России. Как следует из отчетов Главного управления
путей сообщения и публичных зданий в 1858 г., телеграфные линии

196
Гл а в a 9
Заполненные бланки депеш передавались телеграфистам —
«служащим, на обязанности которых лежала передача и прием
с аппарата телеграфических депеш». Рабочие места телеграфистов,
передающих телеграммы с аппарата Морзе и Уитстона показаны
на рис. 9.2.
а б
Рис. 9.2. Рабочее место телеграфиста:
а — за аппаратом Морзе; б — за аппаратами Уитстона
На крупных телеграфах, где количество телеграмм исчислялось
сотнями, телеграфные аппараты располагались в специальных за-
лах (рис. 9.3). Например, в 1867 г. на Центральной телеграфной стан-
ции в Москве было четыре аппарата Юза, 23 аппарата Морзе и один
аппарат «Пантелеграф» Дж. Казелли (см. рис. 4.31) [70].
Рис. 9.3. Аппаратный зал телеграфа С.-Перербурга
Становление профессиональных кадров телеграфа
197
Бланки телеграмм пересылались в аппаратный зал с помощью
пневматической почты. Для этого бланк помещался в особую гиль-
зу, которая передвигалась по металлическим трубам благодаря дав-
лению воздушной струи.
На телеграфах, с самого начала их создания расположенных
на железных дорогах, было разрешено работать только мужчинам.
По легенде, Николай I велел «и на пушечный выстрел баб к чугун-
ке не подпушать».
В целом служить в Почтово-телеграфном ведомстве в XIX в.
было трудно, но престижно. Стать телеграфистом было непро-
сто — от кандидатов на должность требовалось не только креп-
кое физическое и психическое здоровье, но и хорошее образова-
ние. Работа была очень ответственной, ведь зачастую по телеграфу
проходили секретные военные сообщения. Поэтому при поступле-
нии на службу каждый подписывал «клятвенное обещание», в ко-
тором присягал на верность царю. Телеграфисту было необходимо
свободно владеть одним иностранным языком (французским или
немецким), знать служебную и техническую телеграфию. От теле-
графных механиков требовалось знание проектов по устройству,
прокладке и сооружению станций, подземных и подводных, город-
ских линий и т. д.
В компании «Сименс и Гальске», которые строили первые те-
леграфные линии, с 6 февраля 1856 г. в телеграфное ведомство
на льготных условиях принимали отставных по ранению офице-
ров, знающих один иностранный язык. С 19 июля 1859 г. на низ-
шие должности был разрешен прием лиц «из всех свободных сосло-
вий, а также дворян и чиновников гражданских как по найму, так
и на службу действительную». «Лица, не имеющие по происхожде-
нию прав на вступление в общую службу гражданскую» принима-
лись с обязательством отслужить 12 лет до увольнения в отставку
и числились «в звании нижних чинов, с правами, предоставленны-
ми канцелярским служителям».
В России первые телеграфисты готовились в Петербурге, но рас-
пространение телеграфа по империи, сделало это экономически
невыгодным делом. Но подготовка специалистов, начатая на ме-
стах — в школах при телеграфных отделениях, не устраивала пра-
вительство. Преподавателями в основном были немецкие специ-
алисты фирмы «Сименс и Гальске», которые являлись хорошими
практиками, но, как правило, не обладали необходимым запасом
теоретических и педагогических знаний.
Кадровый кризис заставил правительство принимать экс-
тренные меры, чтобы нормализовать ситуацию. 20 ноября 1864 г.

Становление профессиональных кадров телеграфа
199
В 1870 г. директор телеграфов К.К. Людерс в приказе писал:
«Имея в виду существующий ныне недостаток в чинах и будучи
уверен, что телеграфное дело, которому мы посвятили нашу дея-
тельность, одинаково дорого для всех моих сослуживцев, я обраща-
юсь в настоящем случае к их содействию, учитывая при этом найти
в них полную готовность способствовать по мере сил и возможно-
сти к приисканию молодых людей к телеграфной службе».
С января 1871 г. временная мера сделана постоянной и женщи-
нам разрешили занимать должности телеграфистов в определен-
ной пропорции от общего числа должностей. Циркуляром МВД
от 24 марта 1874 г. устанавливалась 30 %-ная норма для женщин-те-
леграфисток и предпочтение отдавалось вдовам и сиротам бывших
служащих и дочерям лиц, состоящих на службе железных дорог.
С этого решения назначение женщин телеграфистками стало по-
стоянной мерой.
Почтово-телеграфное ведомство не могло по собственно-
му усмотрению принимать сотрудников. Прежде нужно было по-
лучить разрешение от начальника почтово-телеграфного округа.
При этом заключение брака с представителями иных профессий
не приветствовалось.
Со временем, стремясь поднять образовательный уровень со-
трудников, Министерство путей сообщения признало желательным,
чтобы на всех железных дорогах были предприняты опыты замеще-
ния женщинами, окончившими средние учебные заведения, долж-
ностей начальников станций, их помощников и кассиров. Первый
такой опыт был предпринят на Рязанско-Уральской железной доро-
ге и оказался вполне удачным. На открытые в 1903 г. в С.-Петербурге
при Императорском русском техническом обществе железнодорож-
ные курсы принимаются и женщины. В этом же году дано разреше-
ние открыть в Москве технические женские курсы по специально-
стям строительной, механической и электротехнической.
Но дискриминация в отношении к женщинам никуда не делась.
Согласно циркуляру Министерства путей сообщения от 15 апреля
1906 г., «количество женщин, принимаемых в конторы Управления
дорог... не должно превышать 10 % от общего числа служащих в дан-
ной конторе». В циркуляре 1910 г. объявлялось, что процент приема
женщин на службу превышен, и прием этот надо временно приоста-
новить (что и было сделано). Впрочем, даже эти 10—15 % некоторым
руководителям частных железных дорог не давали спокойно спать.
В частности, в апреле 1907 г. управляющий Киево-Воронежской же-
лезной дорогой издал приказ, предписывающий сократить штаты
женщин, служащих на дороге, с заменой их мужским персоналом.

202
Глава 9
сообщений». Ученый совет принял решение именовать предмет
«Электротехника», телеграфия в него вошла отдельным разделом.
Это решение Ученого совета явилось началом подготовки инжене-
ров-электриков путей сообщения.
В целом предмет «Электротехника» был отнесен к одной из ве-
дущих кафедр института — теоретической и прикладной механи-
ки. В учебный план раздела телеграфии, кроме аппаратов Морзе,
были включены телеграфные аппараты Юза и предварительные
сведения о телефонной связи. В 1895 г. Ученый совет института
единогласно признал предмет электротехники необходимым для
образования инженера путей сообщения и ввел его преподавание
на третьем курсе и в первом семестре четвертого (один час в неде-
лю) курсов.
После Великой Октябрьской революции институт инжене-
ров путей сообщения был переименован в Ленинградский инсти-
тут инженеров железнодорожного транспорта (ЛИИЖТ). В 1933 г.
на базе электротехнической специализации ЛИИЖТа был образо-
ван факультет сигнализации, централизации, блокировки (СЦБ)
и связи. Организатором и первым руководителем факультета стал
профессор Дмитрий Семенович Пашенцев (1885—1949) инженер
и видный ученый по телеграфии.
В настоящее время ЛИИЖТ преобразован в Петербургский го-
сударственный университет путей сообщения (ПГУПС) Мини-
стерства путей сообщения Российской Федерации.
9.3. ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧИЛИЩЕ
ПОЧТОВО-ТЕЛЕГРАФНОЙ СВЯЗИ
В 1883 г. в России была организована первая Телеграф-
ная школа, послужившая впоследствии образцом для местных
окружных телеграфных школ. Одновременно была начата раз-
работка вопроса об устройстве специального училища для под-
готовки телеграфных техников. После того, как в Государствен-
ный совет Российской империи поступила справка о потребности
Главного управления почт и телеграфов в специалистах, имею-
щих высшее образование, министром внутренних дел, графом
Д.А. Толстым в Государственный Совет был представлен проект
временного положения и штата Технического училища. 3 июня
1886 г. он удостоился Высочайшего утверждения. Директором
Училища был назначен Н.Г. Писаревский (1821—1895), видный об-
щественный деятель России, бывший в 1868—1885 гг. инспектором

Становление профессиональных кадров телеграфа
205
высшего учебного заведения с введением пятилетнего обучения,
а с 12 (24) августа 1899 г. был переименован в «Электротехнический
Институт Императора Александра III». С 1900 г. выпускникам при-
сваивалось звание инженеров-электриков.
Первый выпуск студентов, окончивших Электротехнический
институт, состоялся в июне 1893 г. В числе 14 человек, окончив-
ших его, были М.М. Божко-Степаненко, впоследствии крупный
специалист по телеграфной связи, и В.М. Нагорский, получивший
в дальнейшем известность своими работами в области телефонной
связи. Выпускникам было присвоено звание техника, причем 11 че-
ловек получили звание техника 1-го разряда, а 3 человека — звание
техника 2-го разряда. Все окончившие институт были назначены
на должности младших механиков в различных периферийных по-
чтово-телеграфных округах.
В ЭТИ в 1925 г. началась подготовка инженеров по специаль-
ностям «Транспортная связь» и «Сигнализация, централизация
и блокировка» на железнодорожном транспорте. В год в среднем
готовили 15—20 специалистов, что было явно недостаточно. Имен-
но поэтому в 1930 г. в Ленинградском институте железнодорожно-
го транспорта (ЛИИЖТ) была открыта электротехническая специ-
ализация по СЦБ и связи. С этого времени подготовка инженеров
по СЦБ и связи в Ленинградском электротехническом институте
прекратилась [29].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Если посмотреть на тот громадный успех, с которым
развивалась и совершенствовалась цифровые телекоммуника-
ции с момента появления первого оптического телеграфа Клода
Шаппа (1792), а затем электрических телеграфов Шиллинга (1832),
Морзе (1837) и других изобретателей до наших дней, то мы с гор-
достью можем констатировать, что ни одно изобретение прежних
лет ни приобрело такой безусловной и бесспорной популярности
как телеграф. Сегодня можно с полным основанием утверждать,
что развитие телеграфа и Интернета явились чрезвычайно важны-
ми вехами в истории человечества. То, что сделано изобретателями,
инженерами в данной области за столь короткий по историческим
меркам срок, является чудом.
Первым, получившим распространение в России, был опти-
ческий телеграф К. Шаппа. Благодаря ему был накоплен бесцен-
ный опыт по эксплуатации протяженных линий для передач теле-
грамм. Были разработаны первые правила и нормы телеграфного
дела России, начата подготовка кадров (сигналистов) по передаче
депеш и обслуживанию аппаратов (механиков). Оптический теле-
граф стал также основным средством управления и обеспечения
безопасности движения поездов на железных дорогах России.
Оптические телеграфы, эпоха которых в России продолжалась
около 30 лет, явились необходимой ступенью и условием для пере-
хода к следующему этапу развития телеграфии — эпохе электро-
магнитных телеграфов. Попытки создать электрический телеграф
начались через треть века после того, как в 1800 г. итальянский фи-
зик А. Вольта изобрел химический источник тока — вольтов столб.
Изобретателем первого, получившего практическое применение
электрического телеграфа в отечественной и мировой литерату-
ре, принято считать Павла Львовича Шиллинга, продемонстри-
ровавшего в октябре 1932 г. первый сеанс электрической телеграф-
ной связи по проводам, с помощью изобретенного им телеграфного
аппарата и кода (азбуки). В последующие годы были разработаны
и другие конструкции телеграфных аппаратов: Морзе, Юза, Уит-
стона, Сименса, Бодо и др. Наиболее долговечным из них оказал-
ся телеграфный аппарат, изобретенный в 1837 г. нью-йоркским ху-
дожником Самюэлем Морзе. Он также разработал знаменитую
Заключение
207
азбуку Морзе, состоящую из точек и тире. Аппарат Морзе завоевал
весь мир и обессмертил имя его изобретателя.
Не менее значимым было изобретение в 1874 г. французским
механиком Ж. Бодо многократного буквопечатающего телеграф-
ного аппарата и пятиэлементного кода Бодо. Аппараты Морзе
и Бодо обеспечивали телеграфную связь до середины XX в. Прин-
ципы телеграфа Бодо в дальнейшем легли в основу всех систем
цифровой связи.
Проблема дальности телеграфов Морзе, Бодо и других была
решена применением телеграфных трансляций, в основу кото-
рых было положено предложенное английским физиком Дж. Ген-
ри электромагнитное реле. На железных дорогах долгие годы при-
менялись трансляции Большого северного телеграфного общества
(БСТО) и английского изобретателя Ч. Уитстона.
После успешного внедрения дальней телеграфной связи впер-
вые стал вопрос о создании межконтинентальной и глобальной
телеграфной связи. Были созданы Трансатлантическая, а затем
Индоевропейская телеграфные линии. Строительство межконти-
нентальных телеграфных линий человечество оценило как вели-
кий инженерный подвиг. Эти линии фактически явились основа-
ми всемирной телеграфной связи. К 1870 г. сформировалась первая
всемирная проводная телеграфная сеть, объединившая страны
и континенты.
Значительно расширились возможности телеграфа с изобре-
тением в конце XIX в. А.С. Поповым и итальянским инженером
и предпринимателем Г. Маркони телеграфирования без прово-
дов — радио и его практической реализации. Развитие этого изо-
бретения привело к появлению радиорелейных линий, а затем
и спутниковых радиолиний. 23 апреля 1965 г. в СССР был запущен
искусственный спутник Земли «Молния-1», на борту которого на-
ходилась приемопередающая ретрансляционная радиостанция.
Английский электротехник профессор Уильями Эйтона
(1847—1908) в начале XX в. представлял будущее телеграфа следую-
щим образом: «Нет сомнения, что придет день, когда мы все будем
забыты, а медную проволоку, гуттаперчевую изоляцию и сталь-
ную броню поместят в музей антикварных вещей. В будущем, если
кто-нибудь захочет поговорить со своим другом, он свяжется с ним
посредством совершенных аппаратов, работающих с помощью
электромагнитных колебаний» [45].
И это будущее осуществилось. На смену телеграфной связи в се-
редине XX в. на базе проводных и беспроводных сетей телеграфной
связи, ПЭВМ, ЭВМ и суперЭВМ началось формирование нового
208
Заключение
вида цифровой связи — передачи данных, ставшей основой все-
мирной сети цифровой передачи данных. Торжеством цифровой
передачи данных стала глобальная цифровая информационная
сеть связи — Интернет, которая сегодня является и телеграфом
и почтой, и телефоном, и телевидением, и справочной службой,
и библиотекой, и кинотеатром и многими другими видами услуг
связи. И все это благодаря цифровым методам передачи информа-
ции, начало которым было положено в первых электрических те-
леграфах.
Передача данных как одного из этапов развития телеграфа яви-
лась также значительным событием в жизни общества. Пожалуй,
одним из первых кто обратил на это внимание, был профессор
электротехники и компьютерных наук Массачусетского техноло-
гического института (МТИ) Роберт Фано (1917—2016). Это он в ста-
тье «On the Social Role of Computer Communications» о роли науки
информатики в жизни общества отметил: «Брак между вычисли-
тельной машиной и средствами связи совершился. Свадьба сыграна,
медовый месяц позади, и супруги начинают все больше и больше ощу-
щать, как сильно они стали зависеть друг от друга» [156]. Почти по-
лувековой брак показал, что узы основательно укрепились и с года-
ми становятся все крепче и крепче.
С появлением Интернета телеграф начал постепенно терять
свои позиции. Телеграфные компании постепенно прекращали
свою работу. Так в США старейшая телеграфная компания Western
Union перестала выполнять прямые функции, т. е. принимать и от-
правлять телеграммы и с 2006 г., сосредоточилась исключительно
на денежных переводах. Как сообщила с большим пафосом компа-
ния The Times of India, последняя в мире сеть проводного телеграфа
закончила свою работу в воскресенье, 14 июля 2013 г. Но в некото-
рых странах, в том числе в России, Беларуси телеграф продолжают
действовать и сейчас, хотя и в значительно меньшем объеме, так как
не в каждую деревню на обширных территориях этих стран есть
возможность провести телефонную линию и Интернет.
В XXI в. начался новый этап развития Интернета, оказываю-
щего услуги людям. С ростом числа пользователей и оконечных
устройств (ПЭВМ, планшетов, гаджетов и др.) Интернет людей на-
чал постепенно перерождаться в Интернет вещей, оказывающий
услуги вещам.
Концепция Интернета вещей была сформулирована в 1999 г.
как результат осмысления перспектив широкого применения
средств радиочастотной идентификации для взаимодействия
Заключение
209
физических предметов между собой и с внешним окружением. На-
полнение концепции Интернета вещей многообразным техноло-
гическим содержанием и внедрение практических решений для ее
реализации, начиная с 2010 гг., считается устойчивой тенденцией
в информационных технологиях, прежде всего, благодаря повсе-
местному распространению беспроводных сетей, появлению об-
лачных вычислений, развитию технологий межмашинного взаи-
модействия, программно-конфигурируемых сетей.
Появление Интернета вещей, не менее знаменательное собы-
тие, чем появление Интернета людей, но еще предстоит уяснить его
роль в жизни общества, выработать по отношению к вещам соот-
ветствующие технологии, способы управления и др. Требуется раз-
работка гармонии вещей, математического и программного обеспе-
чения, предназначенных для связи систем с вещами. Это огромные
задачи ближайшего будущего. Предел услуг Интернета не бесконе-
чен, но где предел — пока неизвестно.
Таков краткий путь эволюции телеграфа. Он полностью соот-
ветствует словам немецкого философа и политического мыслите-
ля XIX в. Карла Маркса (1818—1883): «Медленно начинает история
свой бег от невидимой точки, вяло совершая вокруг нее свои обо-
роты, но круги ее все растут, все быстрее и живее становится по-
лет, наконец, она мчится, подобно пылающей комете, от звезды
до звезды, часто касаясь своих стартовых позиций, часто пересе-
кая их, и с каждым оборотом все быстрее и быстрее приближаясь
к бесконечности». Остановимся на «оборотах» и «кругах» в про-
цессе эволюции. Из известного философского закона «отрица-
ние отрицания», как повторение в высшей стадии известных черт,
свойств и т.д., вытекает что развитие в целом приобретает фор-
му спирали, диалектически соединяющей в себе круговое линей-
но спирально-восходящее развитие. История Интернета ни в коем
случае не заканчивается. Спираль Интернета будет раскручиваться
и дальше. Ярким подтверждением этого является начало формиро-
вания Интернета вещей и Всеобъемлющего Интернета.
Из всего изложенного можно отметить постоянное движение
и развитие телеграфной техники и теории цифровой связи.
Механика была основной наукой при создании оптических —
телеграфных аппаратов, приводов передающих и приемных
устройств (гиревых и пружинных с центробежными регуляторами
скорости работы), ключей, клавиатур, кодирующих и декодирую-
щих устройств, распределителей, механизмов синхронизации пе-
редающих и приемных устройств.
210
Заключение
Электромеханические телеграфные аппараты также были по-
строены намеханической основе. Электрическими являлисьтолько
приемные электромагниты и электромагнитные реле. Гиревые
и пружинные лентопротяжные механизмы заменили электродви-
гатели, гальванические элементы — динамомашины (электриче-
ские генераторы).
В современных устройствах, обеспечивающих работу Интерне-
та, все основные элементы — клавиатура, кодирующие и декоди-
рующие распределители, устройства синхронизации выполнены
на основе электронных приборов и микропроцессоров. Из механи-
ческих остались только лентопротяжные устройства.
С изменением элементной базы изменялись и методы передачи
данных: от асинхронных — к синхронным, от неравномерных ко-
дов — к равномерным, от простых кодов — к кодам с обнаружением
и исправлением ошибок, от систем с односторонней передачей —
к системам с обратной связью, от коммутации каналов — к комму-
тации сообщений и пакетов.
Дальнейшее развитие получили и линии связи. От проводных
телеграфных цепей воздушных и кабельных линий связи пере-
шли к узкополосным каналам тонального телеграфирования,
а затем к широкополосным каналам многоканальным системам
передачи по радиорелейным и волоконно-оптическим систем пе-
редачи информации. Сети передачи данных, как и телеграфные
сети, на начальном этапе использовали топологию «шина» и «де-
рево», азатем перешли к более сложным топологиям «звезды», то-
кен ринг и др.
С появлением абонентского телеграфирования для множе-
ства пользователей (телеграфные абоненты, телеграфные агент-
ства) были созданы «сайты», а для общения абонентов и телеграфи-
стов — «чаты» и др.
Но основы цифровой связи, заложенные телеграфом, оказались
очень продуктивными и во многом были повторены в технологиях
Интернета.
Телеграфная связь явилась предтечей Интернета и с полным
основанием можно утверждать что Интернет сегодня — телеграф
XXI в. со своей инфраструктурой. Интернет — свободный «кон-
тинент», базирующийся на огромных сетевых ресурсах. Интер-
нет — это телекоммуникации, наука, государственное управление,
бизнес, образование, это наша жизнь. Сегодня всемирную сеть И н-
тернета можно гипотетически рассматривать в качестве возможно-
го «пристанища» искусственного интеллекта.
Заключение
211
История телеграфа от первых оптических устройств до Интер-
нета явилась результатом трудов изобретателей, инженеров и уче-
ных многих стран мира. Это привело к формированию нового
глобального информационного общества, которое является еще
одним шагом на пути достижения единения всех людей, живущих
на Земле.
Возникновение информационного общества предвидел еще
в начале 20-х гг. прошлого века наш знаменитый соотечественник
академик В.И. Вернадский, разработавший концепцию становле-
ния на Земле ноосферы — сферы разума [19].
список
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
1. Акулыиин П.К. Теория связи по проводам / П.К. Акульшин, И.А. Куль-
бацкий, И.А. Кощеев. — М.: Связьиздат, 1940. — 458 с.
2. Александров В.Н. Телеграф / В.Н. Александров. — М.: Воениздат,
1954. - 130 с.
3. АлферовЖ.И. Физика и жизнь/Ж.И. Алферов. — СПб.: Наука, 2000. —
183 с.
4. Багуц В.П. Электропитание устройств автоматики, телемеханики
и связи на железнодорожном транспорте / В.П. Багуц, Н. Ковалев. —
М.: Транспорт. 1996.— 256 с.
5. Балагин И.Я. Телеграфия / И.Я. Балагин, В.П. Попов. — М.: Трансжел-
дориздат, 1952. — 234 с.
6. Балагин И.Я. Передача дискретной информации и телеграфия /
И.Я. Балагин В.А. Кудряшов, Н.Ф. Семенюта. — М.: Трансжелдориз-
дат, 1971.- 333 с.
7. Беда С.И. Подводные кабельные системы связи / С.И. Беда, А.А. Ката-
нович. — М.: Судостроение. 1971. — 240 с.
8. Белькинд Л.Д. История техники / Л.Д. Белкинд, И.Я. Конфедератов,
Я.И. Шнейберг. — М.: Связьиздат, 1956.
9. Бернал Дж. Наука в истории общества /Дж. Бернал. — М.: Изд. ино-
странной литературы, 1956.
10. Бондарик В.Н. / Прогнозирование развития Интернета Вещей на го-
ризонте планирования до 2030 г. // В.Н. Бондарик, А.Е. Кучерявый //
Труды МФТИ: радиотехника и коммуникации. Том 1, — № 3. — С. 92.
11. Борисова И.Е. Музыкальный телеграф кн. В.Ф. Одоевского: контексты,
риторика, интерпретация / И.Е. Борисова//Звучащая философия.: сб.
материалов конференции — СПБ.: — Санкт-Петербургское философ-
ское общество, 2003. — С. 8—11.
12. Бывший директор телеграфного департамента тайный советник Карл
Карлович Людерс / Почтово-телеграфный журнал. — 1911. № 4.
13. Борцов Д.В. Телеграфная связь на железнодорожном транспорте /
Д.В. Борцов, Н.С. Сухоруков. — М.: Трансжелдориздат, 1971.
14. Будовниц И.У. История телеграфа. — М—Л.: ОНТИ, 1932. — 165 с.
15. Быховский М.А. Советская радиотехника и электросвязь в датах /
М.А. Быховский, В.А. Бурлянд, В.Е. Володарская, А.В. Яроцкий. — М.:
Связь, 1975.- 192 с.
Список используемой литературы
213
16. Быховский М.А. Развитие телекоммуникаций: на пути к информа-
ционному обществу. История телеграфа, телефона и радио до начала
XX в. / М.А. Быховский. - М.: МЦНТИ. 2013.
17. Быховский М.А. Роль электросвязи в развитии общества / М.А. Быхов-
ский // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. — 2015. — Том 9. —
№ 7. - С. 89-93.
18. Вебер Г. Популярные лекции о гальваническом токе и его примене-
ниях / Г. Вебер. — СПб. 1891. — 153 с.
19. Вернадский В.И. Размышления натуралиста (Научная мысль как пла-
нетарное явление) / В.И. Вернадский. — М.: Наука, 1977.
20. Вернадский В.И. Труды по всеобщей истории науки / В.И. Вернад-
ский. — М.: «Наука», 1988.
21. Винер Н. Кибернетика и общество / Н. Винер. — М.: Изд. иностранной
литературы, 1958.
22. Гладких Б.А. Информатика. Введение в специальность / Б.А. Глад-
ких. — Томск: Изд-во науч.-тех. лит. 2002. — 350 с.
23. Головешкин В.Г. Телеграфное дело / В.Г. Головешкин, В.В. Мурашко. —
М.: Воениздат. 1947. — 496 с.
24. Дубовик В.А. Аппаратура тонального телеграфирования / В.А. Дубо-
вик. — М.: Связьиздат, 1949. — 307 с.
25. Здоровцов И.А. ТранТелеКом: история и современность / И.А. Здоров-
цов. — М.: Альпина Бизнес Букс. 2007. — 272 с.
26. Кукк К. Жизнь в радиополе. Автобиографические заметки. — М.: Горя-
чая линия — Телеком, 2016. — 312 с.
27. Верховский В. О международном железнодорожном конгрессе /
В.О. Верховский // Инженер. —1885. Т. IV. Кн. 11. — С. 181—238.
28. Владимир Николаевич Листов. Ученый, педагог, человек. Сб. статей
и воспоминаний Сост. В.А. Кудряшов, А.Е. Красковский. Под ред.
В.А. Кудряшова. — СПб.: Информационный центр «Выбор», 2002. —
136 с.
29. Волков В.М. Введение в специальность / В.М. Волков. — СПб.: ПГУПС,
1995. - 120 с.
30. Войнаровский П.Д. Условия развития электротехники в России /
П.Д. Войнаровский//Электротехнический вестник. 1889.
31. Галушкин А.П. Состояние и основные направления развития телеграф-
ной связи железнодорожного транспорта / А.П. Галушкин, Н.Ф. Семе-
нюта. Автоматика и связь (ЦНИИТЭИ МПС). Обз. 1. 1982. — 24 с.
32. Гамель И. Исторический очерк электрических телеграфов / И. Га-
мель // Управление путей сообщений и публичных зданий. — 1860. —
Т. 32.-С. 73-128.
33. Гезехус Н.А. Телеграфия/ Н.А. Газехус // Энциклопедический словарь.
Т. XXXII. 1901.
34. Головин Г.И. Развитие в России одновременного телеграфирования
и телефонирования / Г.И. Головин // Вестник связи. — 1948. — № 4. —
С. 42-44.
35. Гордиенко Я.Н. Курс железных дорог / Г.И. Гордиенко. — СПб., 1898.
214
Список используемой литературы
36. Городничин Н.Т. Работы русских новаторов в области телеграфии
во второй половине XIX в. / Н.Т. Городничин, В.И. Шляпоберский.
Труды по истории техники, вып. VI. 1953.
37. Дзюбин И.И. Выхожу на связь / И.И. Дзюбин. — М.: Знание, 1979.
38. Дубовик В.А. Аппаратура тонального телеграфирования / В.А. Дубо-
вик. — М.: Связьиздат, 1949. — 306 с.
39. Здоровцов И.А. Начало электротехнического образования в России /
И.А. Здоровцов, Н.Ф. Семенюта//Автоматика, связь, информатика. —
2002. — №6. -С. 46-48.
40. Золотинкина Л.И. Вклад профессора И.Г. Фреймана в развитие те-
лекоммуникации в России / Л.И. Золотинкина // Телевидение: про-
шлое, настоящее будущее: Материалы седьмых научных чтений памя-
ти А.С. Попова. — СПб.: Центральный музей связи им. А.С. Попова,
2014.-С. 46-53.
41. Каргин Д.И. Начало сигнального дела на наших железных дорогах /
Д.И. Каргин. — М.: Транспечать, 1922. — 84 с.
42. Каргин Д.И. Сигналы времени / Д.И. Каргин. — М.: Транспечать.
1922.- 26 с.
43. Карръев Батыр. Интернет, краткая история и влияние на общест-
во. — LAP LAMBERT Academic Publishing. 2015. — 368 с.
44. Кларк А. Голос через океан / А. Кларк . — М.: Связь. 1964. — 236 с.
45. Красковский Е.Я. ЛИИЖТ на службе Родины (1809—1984) / Е.Я. Кра-
сковский. — Л.: Транспорт, 1984. — 237 с.
46. Краткий технический железнодорожный словарь. — М. Трансжелдо-
риздат, 1946. — 606 с.
47. Кудинов Н. Электрический телефон, телеграф и телефон /Н. Куди-
нов. - СПб, 1891.-107 с.
48. Кудрявцев П.С. История физики / П.С. Кудрявцев. Том I, II. — М.:
Учпедгиз, 1956. — 564 с., 486 с.
49. Кудряшов В.А. Телеграф, железные дороги и обеспечение безопасности
движением поездов / В.А. Кудряшов // Автоматика и транспорт. № 2,
Том 2. июнь 2016. — С. 288—299.
50. Кудряшов В.А. Первая магистральная телеграфная связь России /
В.А. Кудряшов, Н.Ф. Семенюта // 7-я МНПК «Инфотранс-2002» СПб.:
ПГУПС. 2002.- 191-192.
51. Кудряшов В.А. Передача дискретной информации на железнодорож-
ном транспорте / В.А. Кудряшов, Н.Ф. Семенюта. — М.: Транспорт,
1986. - 333 с.
52. Котов П.А., Сергиевский Б.Р., Городничин И.Т. Основы теории и техни-
ки телеграфной связи / П.А. Котов, Б.Р. Сергиевский, И.Т. Городни-
чин.-Л.: ВКАС, 1964.- 572 с.
53. Коузов А.И. Исторический очерк устройства телеграфного сообщения
между Петербургом и Москвою /А.И. Коузов // Почтово-телеграфный
журнал. Отдел неофициальный. — 1910. — № 2—3.
54. Коузов А.И. Исторический очерк развития главной телеграфной кон-
торы в С.-Петербурге / А.И. Коузов, М.М. Божко-Степаненко // По-
чтово-телеграфный журнал. Отдел неофициальный. — 1914. — № 5—7.
Список используемой литературы
215
55. Коузов А. И. Подготовка кандидатов на должности телеграфных чинов-
ников в и механиков в управлении городских телеграфов в Петрогра-
де / А.И. Коузов // Почтово-телеграфный журнал. Отдел неофициаль-
ный. - 1914. - № 12; - 1915. - № 1-2.
56. Коузов А.И. Краткий обзор развития телеграфов в России в связи
с ролью инженеров-электриков в почтово-телеграфном ведомстве /
А.И. Коузов // Почтово-телеграфный журнал. Отдел неофициаль-
ный. - 1915. — № 9-12.
57. Коваленков В.И. Теория передачи по линиям электросвязи / В.И. Кова-
ленков. — М.: Связьиздат, 1937. — 366 с.
58. Кульбацкий К.Е. Изобретение советской трансляции / К.Е. Кульбац-
кий // Вестник связи. — 1948. — № 2. — С. 22.
59. Лебединский В.К., Попов А.С./ В.К. Лебединский // Вестник военной
радиотелеграфии. — 1917. — № 1.
60. Лебединский В.К. Еще об изобретателе ТБП/В.К. Лебединский //Теле-
графия и телефония без проводов. — 1924. — № 23.
61. Лебединский В.К. Изобретение беспроволочного телеграфа (1895).
А.С. Попов / В.К. Лебединский. — М., 1925.
62. Лебединский В.К. Александр Степанович Попов. (1859—1905) / В.К. Ле-
бединский // Электричество. — 1925. — № 4. — С. 207—211.
63. Лисич Н.И. Директор телеграфов Карл фон Людерс / Н.И. Лисич //.
Электросвязь: история и современность. № 4, 2007. — С. 5—7.
64. Листов В.Н. Из истории электротехнического образования в России /
В.Н. Листов //Автоматика, телемеханика и связь. — Л.: Л ИИЖТ, 1960.
Вып. 169.-С. 3-1.
65. Листов В.Н. Физические основы частотного телеграфирования /
В.Н. Листов. - Л.: ЛИИЖТ, 1931. - 120 с.
66. Листов В.Н. Дальняя связь/В.Н. Листов, В.Л. Тюрин. — М.: Трансжел-
дориздат, 1964. — 472 с.
67. Листов В.Н. Подтональное телеграфирование / В.Н. Листов. — Л.:
ЛИИЖТ. 1932.
68. Лодж О. Современные взгляды на электричество / О. Лодж. — СПб.,
1891.- 230 с.
69. Макриденко Б.А. Автоматизированное рабочее место телеграфиста /
Б.А. Макриденко, Н.Ф. Семенюта, А.Н. Семенюта. — М.: Транспорт. —
68 с.
70. Малявко В.Е. Состояние и основные направления развития телеграф-
ной связи железнодорожного транспорта / В.Е. Малявко, Н.Ф. Семе-
нюта. Автоматика, телемеханика и связь, — 1985. — № 10. — С. 12—14.
71. Марценицын С.И. 150 лет отечественному телеграфу / С.И. Марцени-
цын, В.В. Новиков. — М.: Радио и связь. 1982. — 150 с.
72. Наумов П.К. Основы телеграфии / П.К. Наумов, В.С. Коган. — М.:
Связьиздат, 1969; — 234 с.
73. Опыты телеграфирования без проводов в России // Почтово-теле-
графный журнал. Отдел неофициальный. — 1903. — № 10.
74. Кукк К.И. Радиосвязь в Великую Отечественную / К.И. Кукк // ЭИС.
Электросвязь: история и современность. — 2005. — № 2. — С. 21—25.
216
Список используемой литературы
75. Иванов А.А. История развития телеграфной службы в России /
А.А. Иванов. — Москва, 1996.
76. Иванов Б.И. История развития электротехники в Санкт-Петербурге /
Б.И. Иванов, Л.М. Вишневецкий, Л.Г. Левин. — СПб.: Наука. 2001. —
208 с.
77. Медведев Д.Л. Основоположники сети Интернет / Д.Л. Медведев //
ЭИС. Электросвязь: история и современность. — 2006. — № 3—4. —
С. 21-26.
78. Мерчинг Г. Электрическая передача силы на расстояние, электриче-
ские железные дороги, электромагнитные телеграфы, телефоны /
Г. Мерчинг. — СПб., 1891. — 189 с.
79. Михайлов М.И. Воздушные и кабельные линии связи и их защита /
М.И. Михайлов, П.А. Азбукин. — М.: Связьиздат, 1939.
80. Нейман В.И. Системы и сети передачи данных на железнодорожном
транспорте / В.И. Нейман. — М: Маршрут. 2005. — 470 с.
81. Опыты телеграфирования без проводов в России // Почтово-теле-
графный журнал. Отдел неофициальный. — 1903. — № 10.
82. Паррота М.Ф. Гальванические батареи и законы электрического тока
М.Ф. Паррота. — СПб.: Институт инженеров путей сообщения, 1864. —
62 с.
83. Паррота М.Ф. Телеграфы. Телеграфные аппараты в России. / М.Ф. Пар-
рот. — СПб.: Институт инженеров путей сообщения, 1865. — 87 с.
84. Паррота М.Ф. Телеграфы. Устройство телеграфных станций /
М.Ф. Паррота. — СПб.: Институт инженеров путей сообщения, 1865. —
54 с.
85. Паррота М.Ф. Электрические сигналы на железных дорогах // Инже-
нерные записки, издаваемый конференциею института инженеров
путей сообщения. Т. 1. — СПб.: Институт инженеров путей сообще-
ния, 1874.-С. 76-103.
86. Пашенцев Д.С. Телеграфирование на железнодорожном транспорте /
Д.С. Пашенцев. —Л.: ЛИИЖТ, 1931. - 124с.
87. ПашенцевД.С. Россия — родинаэлектромагнитноготелеграфа Д.С. Па-
шенцев. - СПб.: АН СССР. 1949.
88. Пахомов А.А. Ключи соединившие континенты /А.А. Пахомов. — М.
2013.
89. Пересыпкин И.Т.... А в бою еще важней / И.Т. Пересыпкин. — М.: Сов.
Россия. 1970. — 252 с.
90. Пересыпкин И.Т. Связь в Великой Отечественной войне / И.Т. Пере-
сыпкин. — М.: Связь. 1973. — 248 с.
91. Петровский А.А. Попов и Маркони / А.А. Петровский // Телеграфия
и телефония без проводов. — 1925. — № 30.
92. Полое Л.С. О телеграфировании без проводов/А.С. Попов. — СПб.: Ти-
пография. Арнгольда. 1897.
93. Развитие автоматики, телемеханики и связи на железных дорогах: под
ред. Б.С. Рязанцева. — М.: Транспорт. — 1986. 279 с.
94. Попов А.С. О телеграфировании без проводов / А.С. Попов // Электро-
технический вестник. — 1897. — № 48. — С. 499—509.
Список используемой литературы
217
95. Попов А.С. Телеграфирование без проводов/А.С. Попов//Труды Пер-
вого Всероссийского электротехнического съезда 1899 в С.-Петербур-
ге. - Т. 2. - СПб., 1901. - С. 288-309.
96. Применение электричества в эксплуатации железных дорог / Инже-
нер, 1885. - Т. IV. Кн. И. - С. 12-23.
97. Промышленность и техника: Энциклопедия промышленных знаний.
Т. X. — СПб.: Просвещение. 1900. — 720 с.
98. Профессора Лодж и Маркони по поводу телеграфа без проводов //
Почтово-телеграфный журнал. Отдел неофициальный. — 1898. — № 5.
99. Радовский М.И. Борис Семенович Якоби / М.И. Радовский. — М.: Гос-
энергоиздат, 1949. — 134 с.
100. Развитие автоматики, телемеханики и связи на железных дорогах /
Подред. Б.С. Рязанцева. — М.: Транспорт, 1986. — 276 с.
101. Рамлау П.Н. Радиосвязь на железнодорожном транспорте П.Н. Рам-
лау. — М.: Транспорт, 1970. — 289 с.
102. Рольщиков Е.П. Повышение достоверности информации в низкоско-
ростных системах передачи данных вычислительных центров желез-
ных дорог / Е.П. Рольщиков, В.П. Филипченко, В.П. Ильин // Труды
ВНИИЖТ, вып. 331, 1967.
103. Сахаров М.В. Связь на железнодорожном транспорте / М.В. Саха-
ров. — М.: Трансжелдориздат, 1934. — 160 с.
104. Семенюта Н.Ф. Профессор В.Н. Листов — пионер многоканальной
связи в России / Н.Ф. Семенюта // Электросвязь. — 2000, — № 12. —
С. 38-40.
105. Семенюта Н.Ф. Каналообразующие устройства передачи дискретных
сигналов / Н.Ф. Семенюта. — Гомель: БелГУТ. 2003. —137 с.
106. Семенюта Н.Ф. Электротехника и связь на железнодорожном транс-
порте (начальный период истории развития) / Н.Ф. Семенюта,
И.А. Здоровцов. — Гомель: БелГУТ, 2004. — 171 с.
107. Семенюта Н.Ф. Системы и сети связи на железнодорожном транс-
порте / Н.Ф. Семенюта, И.А. Здоровцов. — Гомель: БелГУТ. 2007. —
244 с.
108. Семенюта Н.Ф. Безопасность прежде всего / Н.Ф. Семенюта // Вест-
ник Белорусского государственного университета транспорта: Наука
и транспорт. — 2001. — № 1. — С. 54—57.
109. Семенюта Н.Ф. Развитие радиофикации/Н.Ф. Семенюта//Автомати-
ка, связь, информатика. № 5 2012.
110. Семенюта Н.Ф. У истоков сигнализации на железных дорогах России /
Н.Ф. Семенюта // Автоматика, связь, информатика. 2003, № 10. —
С. 34, 48.
111. Семенюта Н.Ф. Первые электротехнические институты России. ЭИС.
Электросвязь: история и современность. — № 3, 2007. — С. 28—31.
112. Семенюта Н.Ф. Передача данных на железнодорожном транспорте /
Н.Ф. Семенюта. — Гомель.; БелИИЖТ, 1971. — 24 с.
113. Семенюта Н.Ф. Новый этап развития всемирной сети — Интернет ве-
щей / Н.Ф. Семенюта//Автоматика, связь, информатика. 2017, № 2. —
С. 42-45.
218
Список используемой литературы
114. Семенюта Н.Ф. От телеграфа до Интернета / Н.Ф. Семенюта // Исто-
рия техники и музейое дело: вып. 8. Материалы VIII межд. науч.-практ.
конф. — М.: Институт истории естествознания и техники им. С.И. Ва-
вилова РАН. 2017.
115. Семенюта Н.Ф. От телеграфа до Интернета / Н.Ф. Семенюта //Автома-
тика, связь, информатика. 2015, № 5. — С. 56—57.
116. Семенюта Н.Ф. Царскосельская железная дорога / Н.Ф. Семенюта //
Автоматика, связь, информатика. 201 , № . — С. 54—55.
117. Семенюта Н.Ф. История электрической связи на железнодорожном
транспорте / Н.Ф. Семенюта, И.А. Здоровцов. — М.: ГОУ «Учебно-ме-
тодический центр по образованию на железнодорожном транспорт».
2008.- 324 с.
118. Сотин Б.С., Титова В.М. Развитие радиотелеграфных сообщений
в России (до 1917 г. / Б.С. Сотин, В.М. Титов // Труды института исто-
рии естествознания и техники. Т. 11. История энергетики, электротех-
ники и связи. — М., 1957.
119. Системы передачи данных и сети ЭВМ: под ред. П. Грина и Р. Лаки. —
М.: «МИР», 1974.- 216 с.
120. Сокольцов Д.М. Опыты телеграфирования без проводов в военной
электротехнической школе / Д.М. Сокольцов // Почтово-телеграф-
ный журнал. Отдел неофициальный. — 1904. — № 1.
121. Ступицкий М. Научное обеспечение / М. Ступицкий // Электросвязь,
2016. № 5. С.
122. Супрун Б.А. Первичные коды / Б.А. Супрун. — М.: Связь, 1970. — 162 с.
123. Телеграф, экономическое значение // Энциклопедический словарь
Брокгауза и Эфрона в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
124. Телеграф в древности // Энциклопедический словарь Брокгауза и Еф-
рона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
125. Теряев В.Г. Особенности трансляции Уитстона с приемными реле
по схеме Гульстада (английского типа). Сигнализация и связь на же-
лезнодорожном транспорте. № 6. 1934. — С. 14—16.
126. Технический справочник транспортника. Под ред. П.И. Антонова
и др. Т. 7. — М.: Трансжелдориздат, 1935. — 708 с.
127. Тернова Т.А. Телеграф как универсалия в литературе русского авангар-
да (футуристический вектор развития) / Т.А. Тернова // Известия Вол-
гоградского государственного педогогического университета. — Вол-
гоград: ВГПУ. № 2, 1956. - С. 109-112.
128. Технический справочник железнодорожника. Т. 8; Сигнализация,
централизация, блокировка и связь / Под. ред. М.И. Вахнина. — М.:
Трансжелдориздат, 1952. — 968 с.
129. Тихонравова З.Б. Опыт реконструкции облика общественного теле-
графа второй половины XIX в. в музее «Дворцовая телеграфная стан-
ция» ГМЗ «Петергоф» / З.Б. Тихонравова // История техники и музей-
ное дело: вып. 8. 2016. — С. 115—118.
130. Томашевский Б.А. Курс телеграфии / Б.А. Томашевский, С.Д. Чанцов,
ГУ Осипенко. — М.: Связьиздат, 1963.
131. Томсон С. Электричество и магнетизм / С. Томсон. — СПб., 1891. — 435 с.
Список используемой литературы
219
132. Таненбаум Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум — СПб.: Питер,
2003 - 992 с.
133. Харкевич А.А. Очерки общей теории связи / А.А. Харкевич. — М.: Го-
стехиздат. 1955. — 176 с.
134. Харкевич А.А. О теореме Котельникова/А.А. Харкевич // Радиотехни-
ка. 1958. Т. 13. С. 3-10.
135. Харкевич А.А. Борьба с помехами / А.А. Харкевич. — М.: Физматгиз,
1963.- 276 с.
136. Уилсон М. Американские ученые и изобретатели М. Уилсон. — М.:
Знание, 1976. — 151 с.
137. Управление первозочным процессом с применением электронных
цифровых вычислительных машин. Сб. под общ. ред. проф. Петро-
ва А.П. — М.: Трансжелдориздат. 1963. — 132 с.
138. Цверава ГК. Джозеф Генри / Г.К. Цверава. — Л.: Наука, 1983. — 184 с.
139. Хвольсон О.Д. Изобретатель электромагнитного телеграфа барон Па-
вел Львович Шиллинг фон Конштадт / О.Д. Хвольсон // Электриче-
ство. — 1886. — № 12.
140. Чирахов Ф.Х. Работы П.Л. Шиллинга и Б.С. Якоби в области электро-
технических линий связи / А.А. Харкевич // Известия АН СССР. Се-
рия физическая. 1949. Т. 13. 1949. — С. 12—14.
141. Чирахов Ф.Х. Устройство кабельных линий сильного и слабого тока /
Ф.Х. Чирахов. — М.: Трансжелдориздат, 1932. — 176 с.
\А2.Шапп К. История телеграфии с набором альбомов / К. Шапп. — Paris
Chezl'ateur, 1824.
143. Энциклопедия промышленных знаний. — СПб.: Просвещение,
1900.- 720 с.
144. Шателен М.А. Русские электротехники XIX в. / М.А. Шателен. — М,—
Л.: Госэнергоиздат, 1955. — 431 с.
145. Шеннон К. Математическая теория связи / работы по теории информа-
ции и кибернетики / К. Шеннон. — М.: ИЛ, 1963.
146. Шварцман В.О. Закономерности развития электросвязи / В.О. Шварц-
ман // Электросвязь. —1997. — № 9.
147. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи / Р. Фриман. — М.:
Техносфера, 2003. — 440 с.
Яроцкий А.В. Электромагнитный телеграф — великое русское изобре-
тение / А.В. Яроцкий. — М., 1953.
149. Яроцкий А.В. Основные этапы развития телеграфии / А.В. Яроцкий. —
М,—Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 80 с.
150. Шарле Д.Л. По всему земному шару: прошлое, настоящее, будущее ка-
белей связи / Д.Л. Шарле. — М.: Радио и связь, 1985. — 320 с.
151. Шедлинг М.Ю. История телеграфа / М.Ю. Шедлинг // Почтово-теле-
графный журнал. Отдел неофициальный. — 1896. — № 9—11.
152. Шедлинг М.Ю. Новейшие успехи в области беспроволочного телегра-
фирования / М. Ю. Шедлинг// Почтово-телеграфный журнал. Отдел
неофициальный. — 1903. № 2.
153. Шедлинг М.Ю. Исторический очерк развития телеграфа / М.Ю. Шед-
линг. — М., 1921.
220
Список используемой литературы
154. Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. (В 86 то-
мах с иллюстрациями и дополнительными материалами). Издате-
ли: Ф.А. Брокгауз (Лейпцигъ), И.А. Ефрон (С.-Петербургъ). 1890—1907.
155. Яблоновский Н.А. Телеграфирование по кабелю / Н.А. Яблоновский. —
М.: Гостехиздат, 1930. — 188 с.
156. Фано Р.М. О роли организации службы передачи в жизни общества /
Р. Фано // Системы передачи данных и сети ЭВМ. — М.: Мир. 1974. —
С. 210-215.
157. Kotel’nikov V.A. The Theory of Optimum Noise Immunit/V.A. Kotel’nikov. —
McGraw-Hill Book Co., 1959. — 140 p.
158. Shennon K.E. Communication in the presence of noise / K.E. Shennon //
Proc. Institute of Radio Engineers. Vol. 37. № 1. — P. 10—21. Jan. 1949.
159. Standage T. The Victorian Internet / T. Standage. — New York: Walker&-
Company. 1998. — 227 p.
160. Gershenfeld N. The Internet of Things/N. Gershenfeld, R. Krikorian, D. Co-
hen // Scientific American, Oct, 2004.
161. Nyquist H. Certain topics in telegraph transmission theory / H. Nyquist //
AIEE Trans., Vol. 47, Apr. 1928. - P. 617-644.
162. Sunde E.D. Theoretical fundamentals of pulse transmission / E.D. Sunde //
Bell Syst. Tech. J., vol. 33. May 1954. - P. 721-788.
163. Henry Cohn. A Conceptual Breakthrough in Sphere Packing, Notices
of the American Mathematical Society, 64(2), 2017, pp. 102—115.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Развитие телеграфов XIX века
по Ф.А. Брокгазу и И.А. Ефрону
ТЕЛЕГРАФЫ 3.1 Е КТ РIIЧ ЕС КIЕ. I.
ТЕЛЕГРАФЫ 3.1 EKT РИ ЧЕС К IE II.
224
Приложения
ТЕЛЕГРАФЫ Э.1ЕКТРМЧЕСК1Е. Ill
1 — коммутатор; 2 — реле Юза; 3 — ключи к коммутатору (1); 4 — элемент
Мейдингера; 5 — громоотвод с остриями и плавящимися проволоками; 6 —
слуховой морзиевский аппарат Дэй и К; 7 — элемент Лекланше; 8 — электри-
ческий звонок; 9 — пластинчатый громоотвод; 10 — копирующий телеграф
Денисова; 11—13 — электрические звонки разного устройства
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение....................................................4
Diaea 1. НАЧАЛО ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ...............9
1.1. Исходные положения..............................9
1.2. Оптический телеграф............................12
1.3. Первые оптические телеграфы России.............18
Diaea 2. ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ..................................24
2.1. Общие сведения.................................24
2.2. Гальванические элементы и аккумуляторы.........30
2.3. Линии передачи электричества...................35
2.4. Начало теории передачи электричества...........38
Diaea 3. О МАГНЕТИЗМЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТАХ........... ........42
3.1. Общие сведения.................................42
3.2. Электромагнит — великое изобретение XIX века...44
3.3. Телеграфные электромагнитные реле..............46
3.4. Сигнально-вызывные электромагнитные приборы....52
3.5. Электродвигатели и электрогенераторы...........53
Гиава 4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ТЕЛЕГРАФНЫЕ АППАРАТЫ
И ТРАНСЛЯЦИИ...............................................56
4.1. Исходные положения.............................56
4.2. Стрелочный телеграфный аппарат Шиллинга........58
4.3. Телеграфные аппараты Якоби.....................62
4.4. Пишущий телеграфный аппарат Морзе..............67
4.5. Буквопечатающий телеграфный аппарат Юза........74
4.6. Быстродействующий телеграфный аппарат Уитстона..75
4.7. Быстродействующий телеграфный аппарат Сименса...78
4.8. Аппарат Бодо — новый этап развития телеграфии..79
4.9. Стартстопный буквопечатающий
телеграфный аппарат..................................85
4.10. Фототелеграфные аппараты.......................87
4.11. Телеграфные трансляции.........................90
4.12. Основные показатели работы телеграфа...........94
226
Оглавление
Diaea 5. ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕГРАФНЫХ
СООБЩЕНИЙ...................................................97
5.1. Исходные положения..............................97
5.2. Первые электрические телеграфные линии России.... 103
5.3. Телеграфная линия связи С.-Петербурго-Московской
железной дороги.................................... 111
5.4. Служба времени железных дорог................. 119
5.5. Межконтинетальные телеграфные линии........... 120
5.6. Трансантлантическая телеграфная линия......... 122
5.7. Индоевропейская телеграфная линия............. 125
5.8. Каналы тонального телеграфирования............ 127
5.9. Проблемы передачи дискретных сигналов
по линиям связи.................................... 131
Глава 6. СЕТИ ТЕЛЕГРАФНОЙ СВЯЗИ........................... 137
6.1. Исходные положения............................ 137
6.2. Участковая телеграфная связь сети железных дорог. 140
6.3. Дорожная и магистральная телеграфная сеть связи.. 140
6.4. Сети беспроволочной телеграфной связи......... 141
6.5. Автоматизированные телеграфные сети связи..... 148
6.6. Первичные и вторичные сети связи.............. 150
Глава 7. ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ.................................. 153
7.1. Исходные положения............................ 153
7.2. Особенности передачи данных................... 159
7.3. Телеобработка данных...........................162
7.4. Сети передачи данных.......................... 164
7.5. Становление теории передачи данных............ 168
7.5.1. Краткая история теории информации........ 168
7.5.2. Мера количества информации............... 172
7.5.3. Пропускная способность канала связи...... 173
7.5.4. Цифровые методы модуляции и кодирования.....175
Глава 8. ИНТЕРНЕТ - ВСЕМИРНАЯ СЕТЬ ЦИФРОВОЙ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ......................................... 178
8.1. Исходные данные................................178
8.2. К истории Интернета........................... 180
8.3. Цифровая сеть связи Интернета................. 186
8.4. Интернет XXI века — проблемы и перспективы.... 187
Оглавление 227
Шва 9. СТАНОВЛЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КАДРОВ
ТЕЛЕГРАФА................................................. 194
9.1. Начальные сведения............................ 194
9.2. Инженер-электрик путей сообщения...............200
9.3. Техническое училище почтово-телеграфной связи..202
9.4. Первый Электротехнический институт России......203
Заключение.................................................206
Список использованной литературы...........................212
Приложения. РАЗВИТИЕ ТЕЛЕГРАФОВ XIX ВЕКА
ПО Ф.А. БРОКГАЗУ И И.А. ЕФРОНУ.............................221
Массовая радиобиблиотека. Выпуск 1288
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU
Научно-популярное издание
Семенюта Николай Филиппович
ОТ ТЕЛЕГРАФА ДО ИНТЕРНЕТА - ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ
ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Редактор Н. В. Попова
Компьютерная верстка Н. В. Поповой
Обложка художника В. Г. Ситникова
Печать цифровая. Подписано в печать 30.09.2017. Формат 60x88/16. Уч. изд. л. 14,25.
Тираж 500 экз. (1-й завод 100 экз.) Изд. №170700
ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия - Телеком»
OEXPtEEJ?
□ащщТНЕ
U Семенила
От телеграфа до Интернета
иаЯо^шя становления и^/говых »нелекоммуншащий
Рассмотрены исторические аспекты становления и разви-
тия систем передачи дискретных сообщений в России, в т.ч. на
железнодорожном транспорте, начиная с первых устройств
оптических и электрических телеграфов до современной
всемирной цифровой сети связи Интернет.
Наряду с историческими сведениями рассмотрены при-
нципы действия и некоторые технические особенности
телеграфных аппаратов, вопросы организации сетей телег-
рафной связи и современных систем передачи дан
обсуждаются вопросы становления Интернета и Интернй
вещей.
Для широкого круга читателей, интересующихся становле-
нием и развитием информационно-коммуникационных
технологий, систем и сетей передачи дискретной (цифровой)
информации-телеграфа, передачи данных, Интернета.
ISBN
Сайт издательства:
www.techbook.ru