Развитие телекоммуникаций: на пути к информационному обществу. История телеграфа, телефона и радио до начала ХХ века: Учебное пособие - Быховский М.А.

Автор: Быховский М.А.

Теги: история техники радиотехника телекоммуникации учебное пособие электросвязь

ISBN: 978-5-397-02412-0

Год: 2012

Похожие

Управление социально-техническими системами с учетом нечетких предпочтений

Педагоги шутят тоже... Только строже

Менеджмент в телекоммуникациях

Корпоративные сети связи

Текст

РАЗВИТИЕ М. А. Быховский
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
На пути к информационному
История телеграфа,
телефона и радио
до начала хх века
История электросвязи
и радиотехники

М. А. Быховжий
?>*
РАЗВИТИЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
НА ПУТИ К ИНФОРМАЦИОННОМУ
ОБЩЕСТВУ
История телеграфа, телефона и радио
до начала XX века
Рекомендовано УМО по образованию
в области телекоммуникаций в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений, обучающихся
по направлению подготовки дипломированных специалистов
210400 «Телекоммуникации»
Издание второе
URSS
МОСКВА
ББК 30г 32.84 32.88 72.3
Быковский Марк Аронович
Развитие телекоммуникаций: на пути к информационному обществу.
История телеграфа, телефона и радио до начала XX века: Учебное пособие.
Изд. 2-е. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2012. — 344 с.
Настоящая книга является первым в России учебным пособием по курсу «История
и методология науки», посвященным истории развития телекоммуникаций в мире. Материал
ее охватывает период с 1600 по 1912 гг. В первой части книги изложена история развития
физики электромагнитных явлений, на которой основана техника электросвязи; рассматри-
вается история развития всех направлений электросвязи в указанный период: техники теле-
графной связи, кабельной техники, методов уплотнения линий связи, техники телефонной
связи, факсимильной связи и телевидения, видео- и звукозаписи. Во второй части книги
достаточно подробно излагается предыстория развития систем беспроводной связи, рассматри-
вается вклад в их создание таких ученых, как Н. Тесла, А. С. Попов, Г. Маркони; подробно
рассказывается об истории развития радиотехники (передающих и приемных устройств,
антенной техники, а также знаний о распространении радиоволн) вплоть до 1912 г. Кроме того,
в одной из глав представлен исторический материал о развитии международного сотрудниче-
ства в области электросвязи. Две большие главы книги посвящены изложению истории разви-
тия сетей проводной и беспроводной связи в мире и в России. В работе детально обсуждаются
важные для понимания истории развития техники социальные условия прогресса в области
науки и техники, которые существовали в передовых западных странах и в России. Затронуты
в книге и принципиальные вопросы о роли личности в создании новой техники.
Книга будет полезна для всех, кто интересуется историей развития науки и техники.
Она может служить учебным пособием по курсу истории электросвязи и радиотехники для
студентов и аспирантов вузов.
Рецензенты:
ректор Московского технического университета связи и информатики,
д-р техн, наук, проф. А. С. Аджемов;
президент попечительского совета МТУСИ, вице-президент НТОРЭС им. А. С. Попова,
чл.-корр. РАН, проф. В. В. Шахгильдян;
проф. кафедры прикладной математики и кибернетики Сибирского государственного
университета телекоммуникаций и информатики, д-р техн, наук А. Н. Финнов
Обложка выполнена по материалам М. А. Быховского
Издание книг по истории электросвязи и радиотехники производится при организационно-
методической поддержке Российского научно-технического общества радиотехники, электроники
и связи им. А. С. Попова (РНТОРЭС)
Издательство «Книжный дом “ЛИБРОКОМ”». 117335. Москва, Нахимовский пр-т, 56.
Формат 60x90/16. Печ. л. 2],5. Зак. №ЖХ-96.
Отпечатано в ООО «ЛЕНАНД». 117312, Москва, пр-т Шестидесятилетия Октября, 11А, стр. 11
ISBN 978-5-397-02412-9
© Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009,2011
Содержание
Предисловие ....................................... 9
Часть I
История развития телеграфа, телефона,
факсимильной связи и телевидения
до начала XX века.......................................... 11
Введение. Роль электросвязи в развитии и просвещении общества .... 12
1. Единство человечества ............................ 12
2. Значение электросвязи для развития общества........ 14
3. История науки и техники и духовное
и моральное развитие личности ....................... 16
4. Основа техники электросвязи — физика............... 18
5. Создание первых государственных сетей
семафорного телеграфа................................ 20
6. Этапы развития электросвязи........................ 20
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года... 22
7.1. Развитие телеграфной техники.................. 22
7.2. Создание кабельной техники................... 23
7.3. Методы уплотнения линий связи................. 23
7.4. Развитие телефонной связи.................... 24
7.5. Развитие факсимильной связи и телевидения..... 25
7.6. Первые системы видео- и звукозаписи .......... 27
7.7. Начало развития систем беспроводной связи..... 28
7.8. Пионерские работы по созданию систем
беспроводной связи................................. 29
7.9. Развитие радиотехники до 1912 года............ 32
7.10. Социальные условия прогресса
в области науки и техники............................ 37
Литература к Введению.............................. 39
Глава 1. Открытие новых физических явлений и развитие
теоретических представлении в области
электричества в период до начала XX века................... 40
1. Законы электро- и магнитостатики................... 41
2. Электрический ток и законы электромагнетизма....... 46
3. Создание приборов и методов электрических измерений . . 52
4
Содержание
4. Явления, связанные с превращением
света в электрический ток.............................. 53
5. Явления, связанные с превращением
электрического тока в свет............................. 55
6. Явления взаимодействия электрического тока и вещества . . 57
7. Создание первых электронных приборов................. 59
8. Оптика............................................... 60
9. Теоретические работы в области электродинамики ...... 67
10. Теория цветового зрения............................. 73
Хронология к главе 1................................. 74
Литература к главе 1................................. 82
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии................ 83
1. Семафорный телеграф................................. 83
2. Электростатический телеграф......................... 84
3. Электролитический телеграф.......................... 87
4 Создание электромагнитного телеграфа................ 88
5. Стрелочные телеграфные аппараты..................... 90
6. Пишущие телеграфные аппараты........................ 93
7 Буквопечатающие телеграфные аппараты................ 96
8. Изобретение телетайпа .............................. 97
9. Автоматическое телеграфирование .................... 98
10. Увеличение скорости телеграфирования................ 99
Хронология к главе 2.................................100
Литература к главе 2.................................102
Глава 3. Развитие кабельной техники..........................104
1. Первые кабели связи.................................104
2. Развитие кабельной техники в России.................106
3. Развитие кабельной техники за рубежом ..............107
4. Создание первой линии трансатлантической связи......109
5 Расширение полосы частот кабельных линий............112
Хронология к главе 3.................................114
Литература к главе 3.................................115
Глава 4. Развитие методов уплотнения линий связи.............117
1. Дуплексное телеграфирование ........................118
2. Частотное телеграфирование .........................119
3. Повышение эффективности использования проводных
линий связи путем создания фантомных цепей.............124
4. Многократное временное телеграфирование.............125
Хронология к главе 4.................................127
Литература к главе 4.................................128
Содержание
5
Глава 5. Развитие телефонной связи.........................129
1. Предыстория телефонной связи...................... 129
2. Начало развития в мире телефонной связи............132
3. Создание первых сетей проводного вещания...........138
4. Создание первых систем коммутации каналов связи....138
Хронология к главе 5...............................142
Литература к главе 5...............................143
Глава 6. Развитие факсимильной связи и телевидения.........144
1. Создание факсимильных аппаратов....................144
2. Первые проекты телевизионных систем................148
3. Методы развертки телевизионного изображения........150
4. Первый проект цветного телевидения.................152
5. Первые идеи создания электронного телевидения......153
Хронология к главе 6...............................156
Литература к главе 6...............................157
Глава 7. Первые системы видео- и звукозаписи...............158
1. Интеллектуальная память человечества...............158
2. Изобретение фотографии.............................159
3. Изобретение кинематографа..........................165
4. Предыстория звукозаписи............................166
5. Создание фонографа Эдисоном .......................167
6. Создание граммофона Берлинером.....................169
7. Начало магнитной звукозаписи.......................171
Хронология к главе 7...............................173
Литература к главе 7...............................175
Часть II
История создания беспроводной связи.
Развитие сетей связи и промышленности
средств связи в мире и в России............................177
Глава 1. Начало развития систем беспроводной связи.........178
1. Системы беспроводного телеграфа,
основанного на явлении индукции......................179
2. Опыты Махлона Лумиса..............................183
3. Опыты Бранли и Риги...............................185
4. Опыты Лоджа и Бозе................................187
Хронология к главе 1...............................189
Литература к главе 1...............................190
6
Содержание
Глава 2. Пионерские работы по созданию систем беспроводной связи . . 192
1. Работы Тесла........................................192
2. Работы Попова.......................................195
3. Работы Маркони .....................................203
4. Работы Карла Брауна, Адольфа Слаби и Георга Арко....208
5. Приоритетные споры относительно первенства
в изобретении радио....................................209
Хронология к главе 2.................................216
Литература к главе 2.................................218
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года..................219
1. Совершенствование приемных устройств................ 220
1.1. Совершенствование детекторов радиосигналов......220
1.2. Повышение частотной избирательности приемников . . 222
1.3. Гетеродинный, синхронный и регенеративный
прием сигналов.................................... 225
2. Совершенствование передающих устройств..............228
2.1. Повышение избирательности передающих трактов . . . 228
2.2. Совершенствование разрядников...................231
2.3. Создание генераторов непрерывных колебаний
средствами импульсной техники.......................233
2.4. Создание дуговых генераторов
непрерывных колебаний...............................234
2.5. Создание машинных генераторов
непрерывных колебаний...............................238
3. Исследования в области распространения радиоволн....242
3.1. Распространение поверхностных радиоволн
и распространение радиоволн путем дифракции.........243
3.2. Ионосферное распространение радиоволн...........244
4. Создание антенной техники...........................246
5. Первые опытные передачи по радио звуковых сообщений ..251
Хронология к главе 3.................................252
Литература к главе 3.................................258
Глава 4. Развитие в мире сетей электросвязи .................259
1. Развитие семафорного телеграфа.......................260
2. Развитие электрического телеграфа...................262
2.1. Воздушные линии связи...........................262
3. Развитие в мире телефонной связи....................271
4. Развитие в мире радиосвязи..........................275
5. Развитие в мире промышленности средств связи........277
5.1. Создание предприятий для производства
телеграфной и кабельной техники.....................278
5.2. Создание предприятий для производства
техники телефонной связи............................282
Содержание
7
5.3. Создание производства техники беспроводной связи . . 284
Хронология к главе 4.................................286
Литература к главе 4.................................289
Глава 5. Развитие электросвязи в России......................290
1. Строительство телеграфных линий связи...............293
1.1. Строительство телеграфных линий связи
на европейской части страны..........................293
1.2. Строительство телеграфных линий связи
на Кавказе и в Закавказье........................ 296
1.3. Строительство телеграфных линий связи
в Сибири и на Дальнем Востоке........................296
1.4. Строительство телеграфных линий связи
в Средней Азии.......................................300
1.5. Строительство городских телеграфных линий связи ... 301
2. Данные о развитии телеграфной связи
России в начале XX века................................301
3. Развитие телефонной связи...........................303
4 Развитие радиосвязи................................ 308
4.1. Радиосвязь в ВМФ................................310
4.2. Радиосвязь в армии..............................311
4.3. Применения радиосвязи почтово-телеграфным
ведомством...........................................312
5. Развитие промышленности средств связи...............314
5.1. Развитие промышленности проводной связи.........314
5.2. Развитие радиопромышленности ...................317
Хронология к главе 5.................................321
Литература к главе 5.................................323
Глава 6. Международное сотрудничество в области электросвязи .... 324
Хронология к главе 6.................................330
Литература к главе 6.................................331
Заключение...................................................332
Материалы по истории электросвязи в Интернете ...............335
Книги, посвященные биографиям ученых и изобретателей.........337
Книга посвящается светлой памяти моих
дорогих родителей — замечательных людей
Арона Викторовича Быховского
и Тамары Марковны Болотиной
Остановитесь на путях ваших,
рассмотрите их и вопросите от
путей древних, где же будет путь
благ, и шествуйте по нему.
Пророк Иеремия
Предисловие
Развитие электросвязи играло и продолжает играть огромную роль
в развитии человеческой цивилизации. Эта область техники не только дает
средства для решения важных практических проблем, но и в значительной
степени способствует распространению в обществе образования, знаний
и культуры во всех ее видах. Количество специалистов, работающих над со-
вершенствованием техники электросвязи, ее производства, эксплуатации
и подготовке информации, распространяемой по всему миру с помощью
этой техники, постоянно растет. Во все большем числе институтов и тех-
нических университетов ведется их подготовка. На старших курсах этих
высших учебных заведений читаются курсы «История и методология нау-
ки». Однако до сего времени отсутствуют учебные пособия, в которых бы
систематически излагалась история развития электросвязи в целом, при-
чем были бы отражены достижения в этой области, полученные во всем
мире. Без знания истории подготовка высококвалифицированного спе-
циалиста невозможна. Это понимали еще древние. Великий греческий
мыслитель Аристотель утверждал: «Если вы хотите понять что-либо, об-
ратитесь к истокам данной области и рассмотрите ее развитие».
При изучении истории познается не только техника прошлого, но по-
вышается культура изучающего ее человека. Перед его умственным взором
проходят значительное количество живших до него людей, принадлежащих,
по существу, к элите человеческого общества. Он видит, что целью их, ча-
сто нелегкой, жизни было служение людям. Благодаря их упорному и,
нередко, бескорыстному труду, мир за прошедшие столетия кардинально
изменился.
История науки и техники, жизнь, прожитая их творцами, иллюстри-
рует реальность многих понятий, связанных с духовным миром человека.
Этот мир, безусловно, существует, и изучение жизни людей, наделенных
творческой энергией и даром созидания, — мудрецов, героев, поэтов —
а ученых и инженеров, без сомнения, можно поставить в один ряд с ними,
10
Предисловие
позволяет проникнуть в тайны этого мира, который развивается по выс-
шим законам — законам Красоты.
Словно подчиняясь грандиозному замыслу одного Дирижера, по-
стоянно, уже много тысячелетий ни на минуту не прекращаясь, звучит
прекрасная песня, исполняемая огромным стройным хором творцов, жи-
вущих в разное время и в разных странах. Каждый имеет яркую ин-
дивидуальность и, вступая в хор, подхватывает и продолжает мелодию,
исполненную до него, внося в нее новые прекрасные оттенки.
Участие в этом замечательном действе доставляет огромную радость
и позволяет людям наиболее полно выразить свою человеческую сущность
в процессе созидания, результаты которого определяют прогресс человече
ской цивилизации. Чувства, которые испытывают при этом исполнители,
очень точно выражены А. Эйнштейном: «Каждый день я бесчисленный раз
вспоминаю, что в основе моей внешней и внутренней жизни — труд ныне
живущих и уже умерших людей, а значит я должен напрячь все свои силы,
чтобы дать не менее того, что уже получил и продолжаю получать».
Возможности, которые предоставляет человечеству современная тех-
ника, и в частности, техника электросвязи, выглядят чудом, и темп про-
гресса постоянно ускоряется.
Данная книга состоит из двух частей и охватывает период развития
электросвязи с 1600 по 1912 г. В первой части излагается история развития
в этот период телеграфа, кабельной техники, телефона, факсимильной
связи и телевидения, а также видео- и звукозаписи. Вторая часть по-
священа истории развития беспроводной связи, а также развитию сетей
электросвязи и промышленности средств связи в мире и в России. В конце
каждой главы книги приводится хронология основных описываемых в ней
событий, а также список литературных источников, которые были исполь-
зованы при ее составлении.
В последующих томах будут освещены вопросы развития технологий
создания оборудования электросвязи (электронных, полупроводниковых,
оптических приборов и устройств и т. п.), а также история развития от-
дельных систем электросвязи, таких как многоканальная связь, радиосвязь
и телерадиовещание, радиолокация и радионавигация и т. п.
Данная книга адресуется не только студентам и аспирантам вузов,
но и всем, кто интересуется историей развития науки и техники.
Часть I
История развития телеграфа,
телефона, факсимильной связи
и телевидения до начала XX века
Введение. Роль электросвязи
в развитии и просвещении общества
Наука, ее открытия и завоевания, ее работники
и герои — все это должно бы явиться достояни-
ем поэзии. Эта область человеческой деятель-
ности, может быть, более чем всякая другая
достойна восхищения, изумления, пафоса.
Максим Горький
В данной главе обсуждаются некоторые гуманитарные проблемы, свя-
занные с развитием электросвязи, и показывается ее значение для раз-
вития общества. Вводится периодизация истории развития электросвязи.
Для удобства читателей в этой главе представлен краткий обзор основных
исторических событий, связанных с развитием в мире электросвязи, кото-
рые более обстоятельно и подробно изложены в остальных главах книги.
1. Единство человечества
Обращаясь к истории человечества можно заметить, что развитие
нашей цивилизации всегда сопровождало усиление тенденций единения
живущих на Земле людей. В давние времена роды объединялись в племена,
племена в княжества, княжества в государства, а государства в империи.
Нередко такое объединение происходило не добровольно — более слабые
государства завоевывались более сильными.
Если политика империи сопровождалась развитием в ней промышлен-
ности и торговли, ростом благосостояния и культуры проживающего на ее
территории населения, то она оказывалась устойчивой и могла существо-
вать столетия, если же эта политика приводила к экономическому и по-
литическому застою и культурной деградации, то империя распадалась.
С происходящим в мире в течение многих веков развитием промыш-
ленности и торговли взаимозависимость государств, расположенных в раз-
ных регионах земного шара, возрастала. В XX столетии во многих отрас-
лях промышленное производство вместе с сырьевой базой превратилось
1 Единство человечества
13
в единый мировой комплекс. В докладе «За пределами роста», сделанном
одним из участников прошедшей в 1995 году в Брюсселе конференции
по организации всемирной информационной системы — Эймори Ловин-
сом, эта мысль была выражена в яркой и остроумной форме: «...пишущая
машинка, которой я сейчас пользуюсь, состоит, возможно, из деталей, из-
готовленных из алюминия Ямайки, железа Швеции, магния Чехословакии,
марганца Габона, хрома Родезии, ванадия Советского Союза, цинка Перу,
никеля Новой Каледонии, меди Чили... Вполне возможно, что эмаль содер-
жит титан Норвегии, пластмасса сделана из нефти Ближнего Востока,
переработанного с помощью американских редкоземельных катализаторов...
В обрабатывающих станках использовался китайский вольфрам, а электро-
энергия получалась при сжигании угля, добытого в Руре».
Острые и жизненно важные проблемы, стоящие сегодня перед чело-
вечеством: парниковый эффект, разрушение озонового слоя в атмосфере,
загрязнение окружающей среды отходами производства, перенаселение
нашей планеты и т. д., приобрели глобальный характер и серьезно угро-
жают самому его существованию. Решение этих проблем может быть до-
стигнуто только путем консолидированных усилий всех стран мира. Даль-
нейшее развитие человеческой цивилизации в области промышленности,
торговли, культуры и т. п. настоятельно требует объединение ресурсов го-
сударств всего мира.
Одним из примеров такого объединения является создание Евросою-
за, в который сегодня входят 28 европейских стран, и ряд стран выразили
желание стать его членами. Объединенная Европа имеет европарламент,
разрабатывающий единые для европейских стра! i законы, связанные с эко-
номической деятельностью, с созданием экологически чистых технологий
производства разной продукции. В странах Европы введена единая ва-
люта — евро, быстро ставшая одной из самых надежных валют мира.
Гражданам Европы обеспечивается свободное перемещение по всей ее
территории и возможность работать в любой из европейских стран и т. п.
Поскольку данная книга посвящена истории развития в мире элек-
тросвязи, то особо отметим факты, иллюстрирующие международное со-
трудничество в области разработки техники электросвязи и развития теле-
коммуникаций. В Европе создан Европейский институт стандартизации
(ETSI), в котором специалистами европейских стран совместно разра-
батываются стандарты на системы связи и вещания. Ряд таких систем
(например, системы сотовой связи стандартов GSM и UMTS, а также си-
стемы наземного цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-T),
уже нашли широкое применение во многих странах за пределами Европы.
Европейская организация СЕПТ — Конференция европейских почтовых
и телекоммуникационных ведомств, разрабатывает для всех европейских
стран единую техническую политику развития сетей связи, включая весь-
ма важные вопросы использования радиочастотного спектра, от решения
которых зависят возможности развития радиотехнологий.
14
Введение
Аналогичные межгосударственные объединения созданы и других ре-
гионах мира. Решения общих для всех стран проблем в области телеком-
муникаций вырабатываются на Международных конференциях Междуна-
родного союза электросвязи, основанного в 1865 г. в Париже.
Будущее человечества напрямую зависит от того, смогут ли люди объ-
единиться для решения своих проблем и действовать согласовано. Эта,
очень верная мысль, была четко выражена еще в 30-х годах XX века Шо-
ги Эффеди — руководителем Международного сообщества бахаи, одним
из последователей учения Баха—Уллы: «Объединение всего человечества яв-
ляется наивысшим критерием той стадии развития, к которой приближа-
ется человеческое сообщество. Единство семьи, племени, города-государства
и страны исторически было осуществлено. Мировое единство — вот та цель,
к которой стремиться обеспокоенное человечество. Создание наций заверши-
лось. Анархия, присущая государственному суверенитету, нарастает. Мир,
входя в эпоху зрелости, должен отбросить этот фетиш, признать единство
и целостность человеческих взаимоотношений и утвердить раз и навсегда
механизм, способный воплотить этот основополагающий принцип в жизнь».
Создание единого мира зависит не только от руководителей госу-
дарств, но и от конкретных людей, создающих своим трудом материальные
и духовные ценности, на которых зиждется наша цивилизация. В созда-
нии условий, необходимых для объединения человечества в единое целое,
особое место занимает развитие в мире телекоммуникации.
2. Значение электросвязи
для развития общества
Создание техники электросвязи в XIX веке стало мощнейшим ка-
тализатором прогресса всего человечества. Конец XX века стал началом
наступления Информационной эры, в которой каждому человеку будет
обеспечена возможность свободного доступа к всевозможным базам дан-
ных, содержащих информацию научного характера, произведения литера-
туры, музыки, живописи, справочную информацию, касающуюся всевоз-
можных сфер жизни, информацию политического характера, касающуюся
мировой политики, управления государством, регионом, городом и т. п.,
бизнеса. В наступлении этой эры колоссальную роль сыграл прогресс
в технике электросвязи.
Заметим, что возникновение Информационного общества предвидел
еще в начале 20-х годов прошлого века наш знаменитый соотечествен-
ник академик В. И. Вернадский, разработавший концепцию становления
на Земле ноосферы — сферы разума. Эта концепция предсказывала следу-
ющие коренные изменения на нашей планете, которые можно наблюдать
уже сегодня:
— появление в глобальном масштабе реальной общности всего челове-
чества, появившегося в результате развития мирового рынка, роста
и совершенствования средств связи и транспорта,
2. Значение электросвязи для развития общества
15
- превращение человеческой деятельности в новый геологический фак-
тор под влиянием достижений науки и техники, преобразующий те-
чение многих процессов на нашей планете,
- превращение народных масс в активных творцов истории.
Важность электросвязи для развития всех сфер общественной и госу-
дарственной деятельности сегодня является общепринятым положением
во всем мире.
В нашей стране развитие электросвязи также является приоритетным
направлением. Правительством 28 января 2002 года была принята Феде-
ральная целевая программа «Электронная Россия». Ее цель — «создание
условий для развития демократии, повышение эффективности функциони-
рования экономики, государственного управления и местного самоуправления
за счет внедрения и массового распространения информационных и комму-
никационных технологий, обеспечения прав на свободный поиск, получение,
передачу, производство и распространение информации, расширения подго-
товки специалистов по информационным и коммуникационным технологиям
и квалифицированных пользователей».
На протяжении всей истории нашей цивилизации влияние телеком-
муникации на развитие ее культуры, науки и экономики все время воз-
растало. Сегодня невозможно себе представить современное общество без
телефона, радио, телевидения, спутниковой и оптической связи. Инду-
стрия телекоммуникаций составляет заметную часть индустрии развитых
стран мира. Телекоммуникационные приборы стали бытовыми и ими еже-
дневно пользуются миллиарды живущих на Земле людей.
Следует отметить, что, хотя попытки создания средств связи, работа
которых основана на электрических явлениях, предпринимались с се-
редины XVH столетия, технология электросвязи появилась сравнительно
недавно. Ее начало можно отсчитывать с 1832 г., когда российским ученым
бароном Павлом Львовичем Шиллингом был создан первый в мире элек-
тромагнитный телеграфный аппарат, основанный открытых за несколько
лет до этого законах электромагнетизма.
С развитием нашей цивилизации потребности человечества в обме-
не информацией постоянно возрастали. За прошедшие годы колоссально
выросли объемы передаваемых по линиям связи сообщений. Это можно
проиллюстрировать следующим образом. Если первые аппараты электро-
магнитного телеграфа могли передавать сигналы со скоростью около од-
ного бит/с, то в современных системах связи обычная скорость передачи
сигналов больше указанной в миллионы и даже миллиарды раз. Сегодня
она составляет десятки и даже сотни Мегабит/с, а в оптической связи до-
стигнута скорость в Терабит/с. В первых системах связи по одной линии
(затраты на строительство которой были весьма значительны) в одном
направлении можно было передать сигналы только одного телеграфно-
го аппарата. В настоящее время разработаны технологии, позволяющие
по одной оптической линии связи передавать десятки тысяч телевизион-
ных программ. Потребности в передаче информации все годы постоянно
16
Введение
возрастали. Особенно быстро они стали расти после создания «всемирной
паутины» — сети Интернет.
Сегодня совершенствование техники электросвязи продолжается очень
быстрыми темпами. Развитие электросвязи привело к появлению таких но-
вых в обществе направлений деятельности, как электронная торговля то-
варами, билетами на разные виды транспорта, на зрелищные мероприятия
и т. п., развивается электронное образование, во многих странах создаются
общедоступные электронные библиотеки, разного рода музеи, как худо-
жественные, так и технические. Все это открывает для любого живущего
на Земле человека огромные возможности для общения с другими людьми,
живущими в разных регионах земного шара, и доступа ко всему культурно-
му наследию человечества, созданному за всю его историю. Электросвязь
оказывает огромно влияние на развитие экономики и промышленности.
История электросвязи является важным научным направлением, ко-
торое не только позволяет сохранить память об ее творцах, а также науч-
ных и технических достижениях в этой области техники в прошлом, но и,
выявляя влияние электросвязи на глобальные процессы развития нашей
цивилизации, позволяет определить стратегию развития этого направле-
ния техники в будущем.
В электросвязи возникло огромное количество разных (однако тес-
но взаимосвязанных) научных и инженерных направлений. Это законы
распространения радиоволн и антенная техника, методы передачи и при-
ема сообщений, техника коммутации, теория связи и многое другое. За-
нимаясь отдельными направлениями электросвязи, специалистам труд-
но составить синтетическое представление об электросвязи в целом как
о важнейшем направлении современной техники. История электросвязи
позволяет сформировать такое представление, понять закономерности ее
развития, в том числе, и на современном этапе. А ведь понимание этих
закономерностей необходимо любому специалисту для плодотворной со-
зидательной работы. Недаром великий русский писатель Лев Николаевич
Толстой считал, что «наука раскрывается через ее историю».
История электросвязи является средством активного освоения ее со-
временных научных и технических достижений, прогнозирования путей
ее развития и (что очень важно для общества) формирования на осно-
ве таких прогнозов государственной политики, определяющей развитие
электросвязи в стране.
3. История науки и техники. Духовное
и моральное развитие личности
Однако значение истории важно не только с чисто утилитарных по-
зиций. Знание истории делает человека более мудрым и человечным, так
как история учит истинному уважению к напряженному созидательному
труду тех людей, с именами которых связано развитие электросвязи. Бла-
годаря их самоотверженной работе за последние 100-150 лет коренным
3. История науки и техники. Духовное развигГГУё^иМнЫгти
17
образом изменились условия жизни людей на Земле. Сам строй жизни
созидателей является ярким примером благой жизни. Недаром Альберт
Эйнштейн не раз говорил, что выдающиеся ученые оказывают воздей-
ствие на современников и последующие поколения не столько своими
интеллектуальными достижениями, сколько нравственным влиянием.
Очень важно также и то, что знание истории повышает культурный
уровень всего общества. Ведь нельзя представить себе крупного музы-
канта, художника или писателя, которые не знали бы произведения своих
предшественников. Художники специально годы тратят на поездки по му-
зеям, в которых они изучают технику мастеров прошлого. Только овладев
всем арсеналом средств и приемов, созданных предшественниками, мож-
но приступить к собственным творческим поискам. Аналогичным образом
дело обстоит и науке и в инженерной деятельности. Поэтому знание исто-
рии науки и техники является необходимой предпосылкой для успешной
творческой работы ученого и инженера, а само творчество представляет
собой высшее проявление сущности человеческой личности.
Академик В. И. Вернадский, которому принадлежат замечательные
работы по истории естествознания и техники, так оценивал ее значение:
«История науки, философии и техники является не только областью знаний,
имеющей огромное значение для выяснения истины, ее изучение необходи-
мо и для правильной оценки современного знания и техники, и для создания
столь необходимой, особенно у нас, преемственности научного творчества,
осознанности значения и непрерывности научной работы в определенной об-
ласти, имеющей корни в научной мысли страны. В то же время изучение этих
дисциплин... единит вместе всех разрозненно работающих специалистов, как
в области чистого, так и во всех отделах прикладного знания. Такое общение
на общей работе само по себе является крупным достижением в культур-
ной жизни страны». Вернадский писал, что: «История науки есть история
мысли', человеческая мысль развивается и есть законы ее развития, так же
как законы развития другого естественного явления. Задачей истории науки
должно явиться', найти законы развития мысли, условия открытий, появле-
ния „гениев", внутреннего развития методов развития как методов научного
мышления, так опыта и наблюдения».
Знаменитый французский ученый — лауреат Нобелевской премии
по физике Луи де Бройль считал, что «...история наук является частью
общей системы наук о природе и обществе. Очевидно, что духовная, мораль-
ная или материальная культура какой-либо эпохи в весьма большой степени
является следствием научных знаний этой эпохи и техники, которой она
располагает. История этой эпохи будет обязательно неполной, если не изу-
чается ее наука и техника». История наук как часть культуры позволяет
лучше понять эволюцию и борьбу идей, почувствовать динамику науки,
внут реннюю логику ее развития.
История наук показывает науку в процессе непрерывного развития.
Современная наука является лишь временной ступенькой научного про-
гресса. Каждый успех, каждое открытие ставит больше новых проблем,
18
Введение
чем решает их. По мнению лауреата Нобелевской премии академика РАН
В. Л. Гинзбурга, «...как ни интересна наука сама по себе, изучение ее истории
объективно особенно важно и оправдано, как мне кажется, как раз с целью,
отправляясь от прошлого к настоящему, „заглянуть" в будущее, в какой-то
мере предвидеть это будущее».
4. Основа техники электросвязи — физика
Первая глава этой книги посвящена истории открытий в области фи-
зики, так как техника электросвязи основана на учении об электрических
явлениях. В период, о котором идет речь в этой книге, были установлены
важнейшие физические законы, создавшие в XIX веке возможность разви-
тия телеграфной и телефонной связи, а затем развития радиосвязи. К кон-
цу этого века были созданы научные предпосылки электроники и воз-
никли первые идеи, лежащие в основе квантовой физики, повлиявшие
на развитие электросвязи только через много лет — в конце XX столетия.
Началом создания науки об электрических явлениях можно считать
1600 г., когда в Англии была издана книга Вильяма Гильберта, в которой
были систематизированы многие экспериментальные данные об извест-
ных к тому времени электрических и магнитных явлениях и даны их объ-
яснения. За ней в течение почти 200 лет последовали многие исследования
в области статического электричества и магнетизма. В 1784 г. французом
Огюстом Кулоном были сформулированы первые количественные законы,
определяющие взаимодействие электрических зарядов и магнитов.
Важной вехой в физике является 1800 г., когда великий итальянский
ученый Алессандро Вольта сконструировал первую в мире батарею, да-
ющую постоянный электрический ток, названную позже вольтов столб.
Появление источника постоянного электрического тока создало огром-
ные возможности для изучения электрических явлений — новые откры-
тия в этой области стали следовать одно за другим.
Ключевым моментом в истории физики явилось еще одно открытие,
в результате которого развитие учения об электрических явлениях зна-
чительно ускорилось. Оно состоялось в 1820 г., когда датскому учено-
му Христиану Эрстеду удалось обнаружить связь между электрическими
и магнитными явлениями. В том же году во Франции Андре Мари Ампер
опубликовал первую теоретическую работу по электродинамике. Через
несколько лет в 1827 г. немецким ученым Георгом Симоном Омом был
открыт один из основных законов электротехники, определяющий зави-
симость между напряжением и током, текущим через сопротивление.
Огромный вклад в учение об электрических явлениях внес англий-
ский физик Майкл Фарадей, который является основоположником учения
об электромагнитном поле. Теоретическое осмысление эксперименталь-
ных результатов Фарадея привело другого выдающегося английского уче-
ного Джеймса Клерка Максвелла к созданию теории электромагнитного
4. Основа техники электросвязи — физика
19
поля, носящей сегодня его имя. Фарадеем и Максвеллом было установле-
но, что природа электромагнитного излучения и света не отличаются.
Созданная Максвеллом теория в течение почти 20 лет не находила
признания континентальных физиков в Европе, пока в 1888 г. знаменитый
немецкий физик Генрих Рудольф Герц не опубликовал результаты своих
экспериментальных исследований, подтвердивших ее справедливость. Вы-
полняя исследования, Герц попугно открыл важное явление внутреннего
фотоэффекта, которое позже нашло широкое применение в системах теле-
видения. В том же году к исследованию этого явления приступил русский
физик Александр Григорьевич Столетов.
Разработкой электродинамики Максвелла занимались многие уче-
ные. Один из них — выдающийся английский ученый Оливер Хевисайд,
не только усовершенствовал теорию Максвелла, но и разработал на ее
основе важную для электросвязи теорию длинных линий. Кроме того, он
создал операционное исчисление исчисление — эффективный математи-
ческий аппарат для исследования переходных процессов в электрических
цепях, выдвинул для объяснения дальнего распространения радиоволн
основополагающую гипотезу о существования в верхних слоях атмосферы
ионизированного слоя — ионосферы, отражаясь от которого радиоволны
могут распространяться на многие тысячи километров.
Оптические явления привлекали внимание ученых с давних времен.
В этой области работали такие выдающиеся ученые, как итальянец Фран-
ческо Мариа Гримальди, открывший в 1665 г. явление дифракции света,
голландский ученый Христиан Гюйгенс, выдвинувший в 1690 г. представ-
ления о волновой природе оптического излучения. В 1704 г. вышла книга
«Оптика» корифея физики Исаака Ньютона, содержащая его знаменитые
опыты по интерференции света на тонких пленках. В ней он выдвинув
для объяснения своих опытов корпускулярную теорию света. Авторитет
Ньютона надолго задержал развитие волновой теории свеча.
Только в 1801 г. в Англии Томасом Юнгом с успехом была развита вол-
новая теория. Во Франции фундаментальные результаты этой теории были
получены Огюстеном Френелем в 1815 г. Волновая теория распространения
радиоволн прочно утвердилась в физике и является фундаментом для рас-
чета систем передачи сигналов, как в проводных, таки в радиоканалах связи.
В 1900 г. в физике произошла революция. Она связана с именем не-
мецкого ученого Макса Планка — Нобелевского лауреата по физике. В кон-
це этого года он опубликовал статью, в которой была выдвинута знамени-
тая гипотеза о том, что энергия электромагнитного излучения не является
бесконечно делимой, но может распределяться только довольно боль-
шими количествами — квантами, которые нельзя дробить дальше. Эта
статья открыла в физике новую область — квантовую теорию, приведшую
в XX веке к таким новым открытиям, как лазеры — генераторы света,
усилители света и др. Эти от крытия нашли широчайшее применение в оп-
тических системах связи,
20
Введение
В 1905 г. появилась первая научная работа, в которой квантовая тео-
рия Планка была применена для объяснения закономерностей важного
физического явления — внешнего фотоэффекта. Автором этой работы,
которая позже была отмечена Нобелевской премией по физике, был Аль-
берт Эйнштейн. Свою теорию он основал на предположении, что свет
состоит их частиц — фотонов.
Выше отмечены лишь важнейшие за 400 лет, начиная с 1600 г., от-
крытия физиков, которые лежали в основе проектов и разработок систем
электросвязи. Нередко эти проекты и разработки создавались вскоре по-
сле того, как были сделаны эти открытия. Однако иногда добытые новые
знания находили практическое применение лишь через многие десятиле-
тия. I [одробно тема «Электросвязь и физика» обсуждается в первой главе
данной книги. В ней показано, как исследователями добывались новые
знания законов природы, которые с неизбежностью вели к созданию но-
вой техники, кардинальным образом изменившей в XIX и в XX столетиях
жизнь людей на нашей Земле.
5. Создание первых государственных
сетей семафорного телеграфа
Потребность в срочной передаче сообщений на дальние расстояния
возникла еще в глубокой древности. Для этой цели использовались, в част-
ности, расположенные на высоких холмах костры, которые в ночное мож-
но было видеть с большого расстояния. Однако создание подобных линий
связи носило эпизодический характер.
Разветвленные государственные сети связи, охватывающие террито-
рии нескольких стран — линии семафорного телеграфа, стали создаваться
лишь в конце XVIII века. Они были изобретены французом Клодом Шап-
пом и строились им самими или его последователями. Такие линии по-
лучили широкое распространение в Европе, Америке и во многих других
странах. Подобные же идеи выдвигались и в других странах. В России из-
вестным русским изобретателем И. П. Кулибиным также была предложена
система, аналогичная системе Шаппа. Однако практического применения
она не получила.
С изобретением электромагнитного телеграфа, обладающего по срав-
нению с семафорным значительными техническими и эксплуатационны-
ми преимуществами, он постепенно вытеснил семафорный и стал быстро
совершенствоваться.
6. Этапы развития электросвязи
Если в основу хронологии электросвязи положить развитие технологии,
использовавшейся при создании систем передачи и приема сообщений,
то в ее истории можно выделить несколько периодов.
6. Этапы развития электросвязи
21
Первый период простилаетсяс древних времен до 1912г. Он может быть
назван периодом электрических и электромеханических систем телеком-
муникаций или доламповым периодом развития ее техники. Хотя па-
тенты на изобретение трехэлектродной лампы, ставшей началом нового
этапа развития электросвязи, были в 1906 г. выданы в США Ли де Фо-
рестом, а в Германии Роберту фон Либену, только с 1912 г. начинается
широкое использование этого изобретения при создании техники элек-
тросвязи (усилителей, генераторов и т. п.). Данная книга целиком посвя-
щена только этому периоду. История развития электросвязи после 1912 г.
будет освещаться в последующих книгах.
Второй период начинается с 1912 г. Этот период может быть назван
периодом электроники, так как в эти годы широчайшее распространение
получают системы телекоммуникации, основные узлы которых построены
с использованием электронных приборов разного назначения.
Третий период — период полупроводниковой электроники, начинает-
ся с изобретения в 1947 г. в США транзистора Вильямом Шокли, Джоном
Бардиным и Уолтером Браттейном. Это выдающееся изобретение было
отмечено в 1956 г. Нобелевской премией по физике. Во многих узлах
телекоммуникационных систем транзисторы заменили электронные лам-
пы, сделав аппаратуру гораздо более компактной и надежной, снизив ее
энергопотребление. С помощью полупроводниковой техники стало воз-
можным реализовывать весьма сложные алгоритмы обработки передавае-
мых и принимаемых сигналов, создавать системы, в которых применялись
устройства с большим объемом памяти, использовать в системах сложные
методы кодирования и декодирования сигналов, позволявшие как увели-
чить пропускную способность каналов связи, так и помехоустойчивость
приема переданных сигналов.
Начало четвертого периода относиться к 1953 г. и его можно назвать
периодом квантовой и оптоэлектроники. В начале этого периода оте-
чественными учеными академиками Николаем Геннадьевичем Басовым,
Александром Михайловичем Прохоровым, и, независимо, американским
ученым Чальзом Таунсом и его сотрудниками были созданы первые мазе-
ры. Это изобретение в 1964 г. также было отмечено Нобелевской премией
по физике. В этот же период (1960 г.) американский ученый Теодор Мей-
ман создал первый рубиновый лазер. Используя эти устройства, в конце
60-х годов XX в. стали создаваться компактные атмосферные линии оп-
тической связи, работающие в оптическом диапазоне частот и обеспечи-
вающие высокоскоростную передачу сигналов на небольшие расстояния.
В конце 70-х годов прошлого века начался промышленный выпуск опти-
ческого волокна, имевшего малое удельное затухание (в дБ/км) передава-
емого по нему оптического сигнала. Разработка технологии производства
оптического волокна с малым удельным затуханием связана с именами
английских ученых Чарльза Као и Чарльза Хокхэма и американских уче-
ных Роберта Маурера, Питера Шульца и Дональда Кека. В этот же период
академиком Ж. И. Алферовым были выполнены пионерские исследования
22
Введение
в области физики и техники полупроводников, за которые ему в 2000 г.
была присуждена Нобелевская премия. Эти исследования легли в осно-
ву создания первых отечественных транзисторов, фотодиодов, мощных
германиевых выпрямителей, лазеров на основе двойных гетероструктур
и другой электронной техники.
В настоящее время мы стоим на пороге пятого периода развития
техники электросвязи, основанной на использовании нанотехнологии.
7. Основные вехи развития
электросвязи до 1912 года
7.1. Развитие телеграфной техники
Одна из первых поп ыток создать средство связи с использованием элек-
тричества относится ко второй половине XVIII века, когда Лесаж в 1774 г.
построил в Женеве электростатический телеграф. В 1798 г. испанский
изобретатель Франциско де Сальва создал собственную конструкцию элек-
тростатического телеграфа. Позднее, в 1809 г. немецкий ученый Саму-
ил Томас Зсммеринг построил и испытал электрохимический телеграф.
В 1816 г. английский изобретатель Фрэнсис Рональде выдвинул идею син-
хронного телеграфа. Эта идея сегодня общепринята и применяется во мно-
гих системах передачи сигналов. Им же были выдвинуты и апробированы
ряд важных идей создания кабельных линий связи.
Честь создания первого в мире электромагнитного телеграфа принад-
лежит российскому ученому Павлу Львовичу Шиллингу, который провел
публичную демонстрацию работы своего аппарата 21 октября 1832 года. Этот
момент истории целесообразно считать началом развития электросвязи.
Впоследствии электромагнитный телеграф был построен в Германии —
Карлом Гауссом и Вильгельмом Вебером (1833 г.), в Великобритании —
Куком и Уитстоном (1837 г.), а в США в 1837 г. электромагнитный т елеграф
запатентовал Самуэль Морзе.
Телеграфные аппараты Шиллинга, Гаусса—Вебера, Кука—Уитстона от-
носятся к электромагнитным аппаратам стрелочного типа, в то время как
аппарат Морзе являлся первым электромеханическим пишущим аппара-
том. Система Морзе быстро завоевала ведущие позиции во всех странах
мира. Большой заслугой Морзе является изобретение весьма эффектив-
ного неравномерного телеграфного кода, где буквы алфавита были пред-
ставлены комбинацией точек и тире (код Морзе).
В России работы П. Л. Шиллинга продолжил Б. С. Якоби, построив-
ший в 1839 году пишущий телеграфный аппарат, а позднее, в 1850 году, —
буквопечатающий телеграфный аппарат.
Значительную роль в создании и развитии, как телеграфной техники,
так и строительства линий телеграфной связи в Европе и Азии сыграл
в XIX веке немецкий ученый и изобретатель Вернер Сименс.
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года
23
В 1855 г. американский изобретатель Дэвид Эдвард Юз запатентовал
первый в мире синхронный буквопечатающий телеграф, позволявший пе-
редавать телеграфные сигналы с большой скоростью и получивший ши-
рокое распространение в Европе. Этот аппарат применялся в телеграфии
вплоть до 30-х годов XX века.
Важными вехами в развитии телеграфной техники сыграли изобретения
скоростного автоматического метода передачи телеграмм с помощью пер-
фоленты (Уитстон — 1867 г., Крид — 1902 г.) и телетайпа — старт-стопного
телеграфного аппарата (Чарльзом Крумом и Говардом Крумом — 1906 г.).
7.2. Создание кабельной техники
В середине 30-х годов XIX века в России П. Л. Шиллингом были
выполнены обширные эксперименты по созданию надежных кабельных
линий связи. Эти работы после его смерти были продолжены академиком
Российской академии наук Якоби.
Важным для начального периода развития проводной связи явилась
установленная немецким ученым Карлом Штейнгелем в 1838 г. возмож-
ность осуществлять телеграфную связь по линии, имеющей только один
провод, в качестве второго использовалась земля. При строительстве те-
леграфных линий это давало существенную экономию средств.
Уитстон является инициатором создания первой в мире подводной
кабельной линии между Англией и Францией, которая была построена
и введена в эксплуатацию в 1851 г. братьями Джоном и Джекобом Бретг.
Выдающийся немецкий инженер-электрик Вернер Сименс стал в 1847 г.
использовать каучук «гуттаперчи» для изоляции телеграфных кабелей. Эта
технология нашла широкое применение при создании подземных и подвод-
ных кабельных телеграфных линий связи во многих странах мира, в том
числе при прокладке таких линий через Средиземное море и между Евро-
пой и Индией.
Огромное значение для развития электросвязи в мире имело созда-
ние под руководством американского бизнесмена Сайруса Филда первой
трансатлантической телеграфной линии, соединившей в 1866 г. Северную
Америку с Европой.
Выполненные в 1892 г. выдающимся английским ученым Оливером
Хевисайдом теоретические работы, а также теоретические и практические
работы сербского ученого и инженера Михайло Пулина, жившего и ра-
ботавшего в США, позволили расширить полосу частот кабельных линий
связи и существенно увеличить их протяженность. В 1894 г. началось
широкое внедрение разработанной Пупином технологии в практику стро-
ительства кабельных линий связи.
7.3. Методы уплотнения линий связи
Важным направлением развития техники электросвязи явились со-
здание учеными и инженерами в XIX веке методов уплотнения линий
24
Введение
связи, значительно увеличивших эффективность их использования и со-
кративших стоимость передачи по ним сообщений.
Первый такой метод — метод дуплексной передачи сообщений по од-
ной линии связи, был предложен в 1853 г. чешским электриком Франтише-
ком Петржипой и австрийским механиком Юлиусом Гинтлем. Этот метод
был усовершенствован Сименсом в 1854 г., который применил на кон-
цах линии связи дифференциальный мост Уитстона. В 1858 г. российский
изобретатель Зелиг Слонимский предложил систему квадруплексного те-
леграфирования, обеспечивающую возможность одновременной передачи
двух пар тел шрам м друг другу навстречу по одному и тому же проводу.
Подобная же система была предложена Томасом Альва Эдисоном и Джор-
джем Прескоттом в США в 1874 г., где она получила очень широкое
применение, давая дополнительный доход в миллионы долларов от повы-
шения эффективности использования проводных линий связи.
В XIX веке были предложены два метода уплотнения каналов свя-
зи — частогное и временное. Эти методы широко применяются во всех
современных системах связи.
В 1860 г. французским изобретателем Эдмондом Лабордом была впер-
вые предложена идея частотного уплотнения телеграфной линии связи,
когда по одной линии связи на нескольких несущих частотах одновре-
менно передаются несколько разных сообщений. Тогда же была сделана
первая попытка ее реализации. Над созданием такой системы уплотнения
работали российский изобретатель Григорий Иванович Морозов, амери-
канские изобретатели Элайша Грей и Александр Белл. Однако данная идея
стала широко применяться только в XX веке, когда в технике электросвязи
стали использоваться электронные лампы.
Идея временного уплотнения телеграфной линии связи, когда по од-
ной линии связи разные сообщения передаются поочередно в своем вре-
менном интервале, была выдвинута изобретателем Фарменом в 1853 г.
Реализовать эту идею удалось Эмилю Бодо, получившему в 1874 г. патент
на первый практически пригодный двухкратный аппарат временного те-
леграфирования. Бодо создал также принятый впоследствии повсеместно
равномерный пятизначный телеграфный код (код Бодо).
7.4. Развитие телефонной связи
Телефонная связь является одним из важнейших видов электросвязи.
Услугами этого вида связи сегодня пользуются более половины населе-
ния Земли. Идеи создания систем связи, по которым можно было бы
передавать звуковые сигналы (голос, музыку) выдвигались многими изоб-
ретателями — французом Шарлем Бурселем, немцем Иоганном Рейсом,
американцами Элайша Греем и Антонио Меуччи. Однако начало развития
в мире этого вид связи неразрывно связано с именем канадца Александра
Белла, который 17 марта 1876 г. получил патент на устройство телефон-
ной связи.
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года
25
После получения патента и серии судебных процессов, на которых мно-
гими оспаривался приоритет Белла в изобретении телефонной связи, в кон-
це 1879 г. была основана знаменитая компания «Bell Telephon Со.» —
впоследствии одна из крупнейших телекоммуникационных компаний мира
«AT&T». Развитие телефонной связи во всем мире происходило очень быстро.
В совершенствовании телефонной связи принимали участие очень
многие ученые и изобретатели: Дэвид Эдвард Юз, изобретший уголь-
ный микрофон, Эдисон, применивший для усиления электрических сиг-
налов и увеличения дальности действия телефонной связи включение
в микрофонную цепь индукционной катушки, повышающей напряжение,
российский изобретатель Павел Михайлович Голубицкий, сконструиро-
вавший многополюсный микрофон, способный обеспечить телефонную
связь на дальние расстояния и др.
На основе телефона в 1881 г. французский изобретатель Клемент Адер
создал первую в мире систему проводного вещания, получившую широкое
развитие в XX столетии.
Быстрое развитие в городах обширных сетей телефонной связи потре-
бовало создание коммутационных станций, через которые можно было бы
соединить любых двух абонентов сети. Первый ручной коммутатор, обес-
печивающий соединение оператором любых двух абонентов через цен-
тральную станцию, сконструировал в 1877 г. венгерский инженер Тидавар
Пушкаш. Вскоре в 1878 г. фирма «Bell Telephon Со.» открыла в городе
Нью-Хевене, расположенном между Бостоном и Нью-Йорком, первую
в мире телефонную сеть общего пользования.
Первая автоматическая декадно-шаговая телефонная станция, полу-
чившая весьма широкое распространение в XX веке, была создана в 1889 г.
американским изобретателем Алмоном Брауном Строужером. В 1892 г.
в городе Ла-Порте (штат Индиана, США) компанией, созданной Стро-
ужером, была запущена в эксплуатацию первая в мире автоматическая
коммутационная станция.
К концу XIX века в мире действовали три крупные компании, выпус-
кающие телефонное оборудование и строящие телефонные сети в разных
странах мира: «Международная компания Белла», «Сименс и Гальске»
и «Эрикссон» — компания, созданная шведским инженером и предпри-
нимателем Ларсом Магнусом Эрикссоном.
7.5. Развитие факсимильной связи и телевидения
Первый факсимильный аппарат сконструировал и запатентовал в 1843 г.
шотландский физик и изобретатель Александр Бэн. Прошло немало времени,
пока системы факсимильной связи стали широко применяться на практике.
Первую практическую систему — «Пантелеграф», которая применялась
для передачи факсимильных сообщений, изобрел в 1860 г. итальянский про-
фессор физики Джованни Казелли. В 1863 г. она использовалась для пере-
дачи факсимильных сигналов между Парижем и Лионом. В 1866 г. Казелли
установил свои аппараты в Москве и в Петербурге. Опыт их эксплуатации
26
Введение
показал, что они обеспечивали высокое качество передачи документов.
Однако из-за весьма высокого тарифа эксплуатация этой системы пре-
кратилась в 1870 г.
Известный американский изобретатель Элайша Грей на Междуна-
родной ярмарке в Чикаго в 1893 г. продемонстрировал свой факсимиль-
ный аппарат, в котором впервые принятое изображение фиксировалось
не на специальной, а на обычной бумаге.
Первый оптоэлектрический факсимильный аппарат был изобретен
в 1881 г. британским физиком Шелфордом Бидвеллом. В 1902 г. оптоэлек-
трическую систему факсимильной связи — телеавтограф, пригодную для
практического использования, сконструировал немецкий профессор Ар-
тур Корн. Эта система получила широкое распространение и на ее основе
в 1910 году была создана фототелеграфная сеть, работавшая по существо-
вавшим линиям телефонной связи между Парижем, Лондоном и Берли-
ном, а также между Берлином и Стамбулом.
Опыт, накопленный при разработке факсимильных систем: методы
построчной развертки изображения, преобразование оптического изоб-
ражения в электрический сигнал и т. п., стимулировал изобретательскую
мысль к выдвижению идей по созданию систем передачи на расстояние
движущихся изображений — телевидения.
В последней четверти XIX века было выдвинуто много проектов по-
добных систем. Первый проект создания телевизионной системы разра-
ботал в 1878 г. Адриано де Пайва — профессор физики Политехнического
института португальского города Порту, изложив ее в первой в истории
телекоммуникаций книге, специально посвященной телевидению «Элек-
трическая телескопия».
В главе 6 данной рассказывается о других проектах телевизионных си-
стем, которые выдвигались в XIX веке учеными и изобретателями разных
стран. По некоторым из них были собраны опытные установки, однако
практически интересного решения данной задачи найти в те годы изоб-
ретателям не удавалось.
Важным шагом на пути создания телевизионных систем явилось изоб-
ретение немецкого студента Пауля Нипкова. В 1883 г. он создал названный
позже его именем диск, с помощью которого решалась проблема разло-
жения передаваемых изображений на отдельные элементы. Этот диск стал
одним из основных элементов систем механического телевидения, работа
над созданием которых в XX веке велась во многих странах мира в течение
почти 30 лет. В 1889 г. Вейдером был предложен другой метод развертки
изображения — так называемое зеркальное колесо. Этот метод также ис-
пользовался в первых системах механического телевидения.
В самом конце XIX века (1899 г.) в России Александром Аполлоно-
вичем Полумордвиновым был предложен первый проект механической
системы передачи цветных изображений. Однако этот проект практиче-
ского воплощения не получил.
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года
27
Трудности, с которыми сталкивались инженеры при создании систем
механического телевидения, привели российского ученого Бориса Льво-
вича Розинга к идее создания системы электронного телевидения. Он
предложил в приемниках ТВ сигналов вместо диска Нипкова использо-
вать электронно-лучевую трубку, созданную немецким физиком Брауном.
К экспериментальным исследованиям по созданию системы электронно-
го телевидения Розинг приступил в 1902 г. Именно электронные системы
сделали возможным в XX веке широчайшее развитие в мире систем пере-
дачи телевизионных изображений.
В 1908 г. шотландским инженером А. А. Кемпбеллом Суинтоном был
разработан проект полностью электронной системы передачи и приема
телевизионных сигналов, который, однако, реализован не был.
7.6. Первые системы видео- и звукозаписи
Устройства памяти, позволяющие запоминать изображения и звуки,
играют большую роль в телерадиовещании и в других областях электросвязи.
Возможность записи на специальную бумагу изображений появилась
тогда, когда были открыты светочувствительные материалы, изменяющие
свой цвет под действием падающего на них света. Эта техника — фо-
тография, сегодня поучила массовое распространение и является, с од-
ной стороны, одним из видов изобразительного искусства, а с другой —
одним из инструментов познания окружающего нас мира. Фотография
применяется в физике и астрономии, в археологии и биологии, фиксируя
изображения явлений и видов, которые изучаются этими науками. Осно-
вы техники фою1рафии были заложены в середине XIX века известными
изобретателями Жозефом Нисефором Ньепсом, Луи-Жаком Манде Ддге-
ром и Вильямом Фоксом 1енри Тальботом.
Кино стало видом искусства, имеющим, по сравнению с театром,
ту особенность, что оно может быть просмотрено через много лет после
того, как оно было отснято. Техника кино также находит применение
в научных исследованиях. Начало кино — это цепь людей и событий,
начавшаяся с момента первых экспериментов по демонстрации изобра-
жения. В 1895—1896 годах были изобретены аппараты, сочетающие в себе
все основные элементы кинематографа: во Франции — «синематограф»
братьев Л. и О. Люмьер (1895 г.) и «хронофотограф» Ж.Дсмсни (1895 г.);
в Германии — «биоскоп» М. Складановского (1895 г.) и др.
Первый проект технического средства для записи и воспроизведения
звука был предложен французским ученым Шарлем Кро, который описал
и представил его в Академию наук в 1877 г. В Академии его идея поддержки
не получила, и его имя и идея оказались почти забытыми.
Честь создания в конце 1877 г. первого устройства звукозаписи и зву-
ковоспроизведения принадлежит американскому изобретателю Эдисону,
давшего ему название фонограф. Создание фонографа явилось для со-
временников сенсацией, и он применялся для записи и воспроизведения
звука длительное время — вплоть до 1929 г.
28
Введение
В 1887 г. немецкий изобретатель Эмиль Берлинер разработал аппарат
для воспроизведения звука — граммофон. Этот аппарат оказался гораздо
более совершенным в сравнении с фонографом Эдисона и постепенно
вытеснил его с рынка. Граммофонные пластинки выпускались до 70-х
годов XX века.
В конце XIX века в 1898 г. был предложен еще один метод записи
звука, который получил в XX веке очень широкое развитие — магнитная
запись. Этот метод предложил датчанин Вальдемар Паульсен. В 1904 г.
на основе этого метода был создан первый автоответчик, который начал
применяться на телефонных станциях для ответов на обращения клиентов
и объявления счетов за пользование услугами. Широкое распространение
магнитофоны получили во второй половине XX века.
7.7. Начало развития систем беспроводной связи
Прокладка проводных линий связи требовала огромных затрат. На-
чиная с 30-х годов XIX века и до начала XX века многие изобретатели
в разных странах мира пытались создать системы передачи электриче-
ских сигналов, которые не требовали бы прокладки проводов. Большая
часть таких систем работала, используя электростатическую или магнит-
ную индукцию. При этом были достигнуты дальности передачи сигналов,
доходящие до 18 км.
Подобные эксперименты были выполнены в США, в Англии и в не-
которых других странах. В экспериментах на берегах Вашингтонского
канала в 1842 г. Морзе достигнул дальности телеграфирования 1,6 км.
Профессор 1арвардского университета Троубридж 1880 г. впервые в мире
использовал для приема телеграфных сигналов телефон и достиг надежной
связи на довольно значительное расстояние. Профессор колледжа Тафта
в Бостоне Амос Долбеар создал в 1880 г. систему электростатического
телеграфа, применив в ней высокоподнятые над землей антенны. Свои
эксперименты он вел более 15 лет, и ему удалось достигнуть дальности
телеграфирования на 18 км.
В 1891 г. Эдисон запатентовал беспроволочный телеграф, действовав-
ший на принципе электромагнитной индукции. Он был предназначен для
связи между берегом и кораблем, а также для связи движущегося поезда
со станциями. В следующем году Главный инженер Британского почто-
вого ведомства Вильям Присс, используя индукционную связь, передал
сигналы через Бристольский канал на расстояние свыше 5 км, а в 1895 г.
он установил связь между Обэном и островом Мэлл.
Значительный исторический интерес представляют пионерские опы-
ты американского изобретателя Махлона Лумиса, который в 1866 г. орга-
низовал первую линию радиосвязи протяженностью более 20 км. В 1872 г.
он получил первый в мире патент на систему передачи сигналов с помо-
щью радиоволн. Опыты Лумиса опередили время но, к сожалению, после
его смерти полученные им результаты были преданы забвению.
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года
29
После того, как Герц экспериментально доказал справедливость тео-
рии Максвелла и существования радиоволн, ряд физиков выполнили ис-
следования, которые вплотную подвели к изобретению радиосвязи.
Во Франции в 1891 г. Эдуард Бранли открыл эффект существенно-
го снижения сопротивления железных опилок, заполнявших стеклянную
трубку, при воздействии на нее импульса электромагнитного излучения,
создав тем самым чувствительный детектор радиоволн. В Италии профес-
сор физики Аугусто Риги усовершенствовал прибор Румкорфа, который
на начальном этапе развития радиотехники использовался многими фи-
зиками в качестве искрового передающего устройства.
Исключительно важные для развития радиотелеграфной связи экс-
перименты выполнил в 1894 г. британский физик Оливер Джозеф Лодж.
Используя усовершенствованный прибор Бранли, названный им «когера-
тор», он создал установку, с помощью которой можно было обнаружить
влияние возникшей в передатчике искры на расстоянии около 40 м. Для
восстановления чувствительности трубки Бранли в своей установке Лодж
применил декогератор — механическое устройство, периодически встря-
хивающее когерер и восстанавливающее его чувствительность. Опыты
Лоджа были опубликованы и стали широко известны. Их повторяли мно-
гие физики. В Индии их повторил знаменитый физик Джагадиш Чандра
Бозе в 1895 г., осуществив передачу команд с помощью радиоволн на рас-
стояние до 1,5 км. В 1896 г. свои опыты он демонстрировал в Лондоне.
7.8. Пионерские работы по созданию
систем беспроводной связи
К пионерам создания систем беспроводной связи, которые внесли огром-
ный вклад в ее развитие, следует отнести че тверых выдающихся ученых
и изобретателей: серба Никола Теслу, русского Александра Степановича
Попова, итальянца Гульельмо Маркони и немца Карла Фердинанда Брауна.
Н. Тесле принадлежат многие пионерские изобретения, нашедшие
широкое применение в радиотехнике в первый период ее развития. Он
был, по-видимому, первым, кто с самого начала отчетливо понимал значе-
ние применения резонансных электрических цепей в беспроводной связи
и широко использовал их при разработке, как устройств передачи, так
и устройств приема радиосигналов. Им были предложены такие важные
элементы первых радиосистем, как резонанс трасформатор, дуговые гене-
раторы и электрические машины, вырабатывающие высокочастотные ко-
лебания. Он был предтечей применения методов синхронного, гетеродин-
ного и регенеративного приема сигналов, получивших в радиотехнике ши-
рокое применение в последующие годы. К числу его выдающихся достиже-
ний относится создание первой в мире телеавтоматической системы, с по-
мощью которой он мог дистанционно управлять движущимися объектами.
Работу этой системы он продемонстрировал в 1898 г., управляя лодкой, на-
ходящейся от него на расстоянии 1,5 км. По командам, передаваемым им
30
Введение
по радио, лодка совершала разные маневры: двигалась вперед и назад, раз-
ворачивалась, останавливалась, на ней зажигались и выключались огни.
Л. С. Попов, узнав об опытах Лоджа, тут же приступил к самостоятель-
ным экспериментальным исследованиям, и в начале 1895 г. создал «прибор
для обнаружения и регистрирования электрических колебаний» — пер-
вый радиоприемник. Попов внес важное усовершенствование в установку
Лоджа, создав в ней дополнительную электрическую цепь, автоматически
осуществлявшую операцию декогерирования. Работу своего устройства
он продемонстрировал 7 мая этого же года на заседании Русского физи-
ко-технического общества и вскоре опубликовал полученные результаты.
Прибор Попова почти сразу же нашел практическое применение для изу-
чения характера атмосферных помех. В 1897 г. на кораблях Балтийского
флота по программе испытаний, подготовленной Поповым, начались экс-
перименты по практическому применению радиосвязи, в ходе которых со-
вершенствовались как приемная, так и передающая части оборудования.
Осенью 1899 г. из-за навигационной ошибки в Финском заливе у ост-
рова Готланд сел на мель броненосец «Генерал-адмирал Апраксин». Для
координации работ по спасению броненосца необходимо было создать
линию связи между островом и материком протяженностью 45 км. С по-
мощью оборудования, разработанного А. С. Поповым, эта задача была
успешно решена.
В этом же году сотрудники А. С. Попова П. И. Рыбкин и Д. С. Троиц-
кий обнаружили, что прием телеграфных сигналов на слух значительно
увеличил чувствительность приемника. На основе этого явления Попов
разработал новую схему «телефонного приемника депеш», который был
запатентован им в России, Франции и Англии. Исследования Попова были
широко известны в Европе. На Всемирном электротехническом кошрессе
в Париже в 1900 г. его работы были отмечены золотой медалью. В 1901 г.
в опытах по применению беспроводной телеграфии по системе Попова между
кораблями в Черном море радиосвязь была установлена на расстоянии 150 км.
Попов внес определенный вклад в создание отечественной радио-
промышленности, В 1900 г. при его активном участии было создано
первое в России радиотехническое предприятие «Кронштадтские радио-
мастерские». По инициативе Попова во Франции фирмой Эжена Дю-
крете — фабриканта физических приборов, для военно-морского флота
России стали выпускать радиостанции, построенные по системе Popoff—
Ducretet—Tisso.
В 1901 г. Попов, как крупный ученый, был приглашен в качестве про-
фессора на кафедру физики в Петербургский электротехнический инсти-
тут, а в 1905 г. он был избран ректором этого института.
Г. Маркони сыграл особо значительную роль в развитии радиосвязи
и вещания в мире. Он начал свои первые опыты по практическому ис-
пользованию электромагнитных волн в 1895 г. В 1896 г. Маркони приехал
в Англию и подал в Британское патентное ведомство заявку на «усовер-
шенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и аппа-
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года
31
ратуре для этого». Патент на свое изобретение Маркони получил в июле
1897 г. Сразу же после получения патента он основал «Компанию бес-
проволочного телеграфа и сигналов». В 1900 г. она была преобразована
в «Компанию беспроволочного телеграфа Маркони».
Фирма Маркони постоянно совершенствовала выпускаемое обору-
дование с учетом последних достижений в области радиотехники. Даль-
ность действия выпускаемых фирмой станций постоянно увеличивалась.
В 1899 г. им была построена первая международная радиолиния через
пролив Ла-Манш протяженностью около 60 км. В январе 1901 г. ему уда-
лось достигнуть дальности радиосвязи 290 км, а к концу этого же года
он предпринял успешный эксперимент по передаче радиосигналов между
Англией и Америкой на огромное расстояние в 3500 км. Этот эксперимент
послужил началу открытия нового механизма распространения радиоволн
путем их отражения от верхних ионизированных слоев атмосферы, ко-
торый после освоения ламповой техники стал широко использоваться во
всем мире при создании линий дальней связи на коротких волнах.
Фирма Маркони широко развернула деятельность по промышлен-
ному выпуску радиооборудования и способствовала быстрому внедрению
систем радиосвязи во всем мире. Она выпускала аппаратуру для берего-
вых и судовых станций. Береговые маяки фирмы Маркони, установленные
вдоль побережья Англии и Америки, обеспечивали безопасность плавания
судов. В первом десятилетии XX века многими странами мира, включая
Россию, большая часть радиооборудования гражданского и военного на-
значения приобреталась у фирмы Маркони.
В 1907 г. фирмой «Маркони» была открыта первая в мире коммер-
ческая линия беспроволочной связи, осуществляющая регулярную радио-
связь между Европой и Америкой. В 1919 г. в США была создана фирма
«Marconi Wireless Telegraph Company of America» (позже она стала назы-
ваться «Radio Corporation of America — RCA») сыгравшая ключевую роль
в развитии радиопромышленности в США. В 1921 г. фирмой Марко-
ни была построена первая коммерческая вещательная станция, ведущая
регулярные радиопередачи. В 1924 г. этой фирмой была построена Им-
перская сеть беспроводной связи, связавшая Англию с Канадой, Австра-
лией, Южной Африкой и Индией. В 1927 г. этой фирмой была развернута
международная сеть коммерческих коротковолновых телеграфных связей,
а в 1934 г. ею была продемонстрирована возможность применения мет-
ровых волн для навигации в открытом море. В этом же году Маркони
основал в Англии фирму «The Marconi-EMI Television Со. Ltd.», которая
приступила к выпуску приемного и передающего оборудования для теле-
визионных систем.
К. Браун — знаменитый немецкий физик, которому принадлежат не-
сколько основополагающих изобретений в области передающей и прием-
ной техники. Он существенно усовершенствовал искровые передатчики,
применив избирательный контур с искровым промежутком, индуктивно
связанный с передающей антенной. Это позволило значительно увеличить
32
Введение
протяженность радиолинии. Изобретенная им электронно-лучевая трубка
широко применялась в XX веке в измерительной технике, в телевидении
и радиолокационной технике. Браун один из первых стал разрабатывать
направленные антенны. Он — один из основателей фирмы «Телефункен».
В начале XX столетия эта фирма была основным конкурентом фирмы
Маркони.
В 1909 г. заслуги Маркони и Брауна в создании и внедрении техники
беспроводной связи получили всемирное признание и были отмечены
присуждением им Нобелевской премией по физике.
7.9. Развитие радиотехники до 1912 года
До начала широкого применения ламповой техники (1912 г.) в тех-
нике радиосвязи были сделаны ряд важных изобретений, которые стали
основой ее дальнейшего развития. Эти изобретения были направлены
на совершенствование приемных устройств путем повышения их чув-
ствительности и избирательности. В области передающей техники усилия
были направлены на повышение мощности передатчиков и уменьшения
полосы частот передаваемых сигналов. Последнее привело к постепенно-
му переходу от искровых передатчиков к передатчикам, использующим
непрерывное излучение. В этот же период были установлены некоторые
закономерности распространения радиоволн на дальние расстояния и вы-
двинуты новые представления о физических закономерностях распростра-
нения радиоволн в ионизированной среде. Кроме того, были изобретены
первые направленные антенны и начато создание теории, объясняющей
работу антенных устройств.
Важным достижением этого периода явились успешные попытки пе-
редачи по радио человеческой речи. Это привело позже к созданию систем
радиотелефонирования и звукового вещания.
Совершенствование приемных устройств
Когерер, который применялся в первых приемниках радиосигналов
Лоджем, Поповым и Маркони, был весьма ненадежным устройством. Чув-
ствительность приемников с когерером была низкой. Многими изобрета-
телями были предложены разные виды более надежных самовосстанавли-
вающихся когереров, которые делали совершенно ненужной применен-
ную в первых приемниках Попова и Маркони электрическую цепь для их
встряхивания.
В 1897 г. Эрнстом Резерфордом была обнаружена возможность со-
здания высокочувствительного магнитного детектора, в котором обнару-
жение радиосигналов осуществлялось на слух с помощью телефона. Та-
кой детектор был создан фирмой Маркони и применялся в выпускаемой
ею аппаратуре. Он, в частности, был применен для обнаружения сигна-
лов на первой трансатлантической сверхпротяженной линии радиосвязи
длиной 3500 км.
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года
33
На основе эффекта, обнаруженного сотрудниками А. С. Попова П. Н. Рыб-
киным и Д. С. Троицким в 1901 г., Попов запатентовал высокочувствитель-
ный «телефонный приемник депеш» для приема радиосигналов путем их
прослушивания.
Еще в 1874 г. немецкий физик Карл Браун обнаружил, что электри-
ческая проводимость некоторых металлических сульфидов меняется в за-
висимости от направления, в котором через них проходит ток. Это явление
послужило основой создания кристаллических детекторов.
Первым (1901 г.) такой детектор предложил применить в приемнике
Бозе, а позже (1906 г.) эту идею реализовал американский инженер Дан-
вуди. Ключевым в радиотехнике явилось изобретение в 1904 г. Джоном
Флемингом первой электронной лампы с накаливаемым катодом — диода,
который стал применяться в качестве детектора. В 1906 г. Ли де Форе-
стом и Робертом фон Либеном была изобретена трехэлектронная лампа —
триод, которая до 1912 г. также использовалась только как детектор ра-
диосигналов. Электронная аппаратура, в которой триод применялся для
создания усилителей сигналов и генераторов электрических колебаний,
стала выпускаться только после 1912 г.
Применение резонансных контуров для повышения избирательности
приемных и передающих устройств было предложено Теслой (1897 г.),
Лоджем (1898 г.) и Маркони (1899 г.). Заслугой Маркони является нала-
живание массового выпуска приемного оборудования, в котором изби-
рательные цепи использовались для одновременного приема нескольких
станций, работающих в разных частотных каналах.
Для повышения чувствительности приемника важное значение имело
применение в нем «джиггера» — высокочастотного трансформатора, что
увеличило дальность надежной связи с 30 до 85 миль (патент Маркони
1899 г.). Другой метод для повышения чувствительности приемника пред-
ложил немецкий инженер Арнольд Слаби, указавший способ включения
когерера в пучность напряжения в антенне.
Идеи чрех важнейших методов приема сигналов: гетеродинного, син-
хронного и регенеративного впервые были выдвинуты Теслой в 1899 г.
Все они нашли широкое практическое применение только после того,
как получила развитие ламповая техника. Однако гетеродинный прием
стал использоваться для приема сигналов незатухающих колебаний еще
в начальный период развития радиотехники. Он был реализован в устрой-
ствах, созданных после 1905 г. известными специалистами Реджинальдом
Фессенденом, Вальдемаром Паульсеном и др.
Совершенствование передающих устройств
В 1891 г. Тесла изобрел резонанс-трасформатор — первый мощный ис-
точник радиоколебаний, в котором спектр ограничивался за счет примене-
ния резонансных цепей. Это устройство широко использовалось в искровых
передатчиках, в том числе и тех, которые применяли Попов и Маркони.
34
Введение
Другое важное изобретение, позволившее заметно повысить излу-
чаемую в пространство энергию сигнала и увеличить дальность линии
беспроводной связи, было сделано в 1899 г. немецким физиком Брауном.
В устройстве Брауна разрядник был помещен в замкнутый колебательный
контур, с которым антенна связывалась индуктивно при помощи высоко-
частотного трансформатора.
От режима работы разрядника, помещенного в колебательный контур
существенно зависела мощность искровых передатчиков. Многие изобре-
татели работали над его усовершенствованием. Одно из первых и наиболее
удачных решений этой задачи было предложено Теслой в 1896 г. Он со-
здал вращающийся разрядник, в котором искровой промежуток быстро
увеличивался за счет того, что между неподвижными электродами вра-
щался диск с радиальными зубцами, по очереди проходившими вблизи
электродов. Разряд происходил каждый раз, когда зубцы проходили рядом
с электродами. Такие передатчики создавались многими фирмами, в том
числе, фирмой Маркони. Их мощность доходила до 300 кВт.
Немецким инженером М. Вином в 1906 г. был создан другой «мно-
гократный» разрядник, в котором разрядный промежуток был разделен
на несколько автономных последовательно включенных зазоров. Он также
применялся во многих искровых передатчиках.
Искровые передатчики имели ряд серьезных недостатков: широкий
спектр излучаемого сигнала, затрудняющий работу нескольких станций
в одном регионе из-за взаимных помех, низкий к. п. д. передатчиков и т. д.
Поэтому инженеры искали пути их преодоления и пришли к идее создания
передатчиков непрерывных колебаний.
В доламповый период развития радиотехники для таких передатчи-
ков были созданы дуговые и машинные генераторы. Оба эти типа таких
генераторов впервые были предложены Теслой. Идея создания дугового
генератора электрических колебаний была доложена Теслой в лекции, ко-
торую он прочел в 1893 г. в институте Франклина в Филадельфии. В 1900 г.
англичанин Дуддель построил первый пригодный для связи дуговой вы-
сокочастотный генератор. Датским инженером Вальдемаром Паульсеном
в 1902 г. были разработаны дуговые передатчики, получившие широкое
распространение при создании мощных радиостанций длинных волн. Их
мощность доходила до 1000 и более кВт. В России оригинальные мощные
дуговые генераторы разрабатывал С. М. Айзенштейн.
Другим методом получения непрерывных (незатухающих) высокочас-
тотных колебаний на начальном этапе развития радиотехники стало при-
менение машин высокой частоты. В 1891 г. Тесла получил патент на такую
машину, мощность которой составляла 1 кВт. В 1906 г. Реджинальдом Фес-
сенденом был создан машинный генератор мощностью 60 кВт, который
был использован при создании радиостанции Бронд-Рок, работающей
на частоте 50 кГц.
Значительный вклад в развитие передающей техники на основе ма-
шинных генераторов внес американский инженер Эрнст Александерсон,
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года 35
разработавший конструкции машинных генераторов с мощностью до 200 кВт.
Генераторы Александерсона широко применялись на радиостанциях США,
Англии, Швеции, Польши и в других странах. В Европе фирмой «Теле-
функен» выпускались машинные генераторы конструкции leopra фон Ар-
ко, имевшие мощность до 400 кВт. Фирма «Маркони» также выпускала
машинные генераторы, разработанные ее сотрудником английским инже-
нером К. Франклиным. В России в конструировании оригинальных ма-
шинных генераторов большую роль сыграл Валентин Петрович Вологдин.
Машинные генераторы работали более стабильно, по сравнению с дуго-
выми, и имели более высокий к. п. д.
Исследования в области распространения радиоволн
В первый период развития радиосвязи не было ясного представления
о влиянии условий распространения радиоволн на дальность связи.
В конце 1901 г. Маркони решил поставить эксперимент по передаче
сигналов с побережья южной Англии в Северную Америку, завершивший-
ся блестящим успехом. Для объяснения его результатов были выдвинуты
три гипотезы, требующие тщательного исследования. Эти гипотезы отно-
сились к разным механизмам распространения радиоволн. В исторической
перспективе все они оказались верными и в их развитии участвовали мно-
гие ученые.
Оливер Хевисайд в Англии и Артур Кеннеди в США в 1902 г. од-
новременно выдвинули гипотезу о существовании в атмосфере Земли
на большой высоте ионизированного слоя, который способен отражать
падающие на него радиоволны.
Авторами двух других гипотез были немецкий ученый Джонатан Цен-
ней и знаменитый английский физик Дж. Релей. Согласно гипотезе Цен-
нека на низких частотах вдоль Земли на сравнительно коротких наземных
трассах до 200 км распространялись поверхностные радиоволны. Теория,
основанная на гипотезе Ценнека — ученика Карла Брауна, была разрабо-
тана в 1909 г. известным немецким физиком Арнольдом Зоммерфельдом.
Джон Релей предложил применить для объяснения дальнего рас-
пространения радиоволн теорию дифракции, учтя при этом сферичность
поверхности земли. Решение этой сложной задачи удалось найти в 1918 г.
известному английскому математику Г. Ватсону.
Расчеты, основанные на обеих этих теориях, не согласовывались с экс-
периментальными данными, полученными на морских трассах большой про-
тяженности. Следует, однако, отметить, что теории Зоммерфельда и Релея
были в последующие годы развиты и нашли применение при создании ме-
тодов расчета напряженности поля на наземных средневолновых и длин-
новолновых линиях связи сравнительно небольшой протяженности.
В США Л. Остин в 1909-1910 гг. провел важные экспериментальные
исследования распространения длинных волн над морем на радиолиниях
протяженностью 2000 км и нашел важную эмпирическую формулу для
36
Введение
расчета зависимости напряженности поля от расстояния и длины вол-
ны. В 1918 г. Ватсон учел гипотезу Хевисайда—Кеннеди и развил теорию
распространения радиоволн между двумя проводящими сферами — зем-
ной поверхностью и ионосферой, окружающей Землю. Из этой теории
следовала формула, определяющая напряженность поля в месте приема
сигналов, которая согласовывалась с эмпирической формулой Остина.
Первоетеоретическое исследование распространения радиоволн в иони-
зированной среде выполнил знаменитый голландский физик Гендрик Ло-
ренц, получивший в 1909 г. выражение для показателя преломления элек-
тромагнитных волн, распространяющихся в такой среде параллельно или
перпендикулярно магнитному полю. Следующий шаг предпринял англий-
ский ученый Иклз. В 1912 г. он вывел формулу, определяющую фазовую
скорость и поглощения волн в ионосфере.
Интерес к ионосферному распространению радиоволн сильно возрос
только после 1924 г., когда радиолюбители установили возможность ис-
пользования коротких волн для организации связи на дальние расстояния
с использованием передатчика небольшой мощности.
Создание антенной техники
Высокоподнятые над землей антенны для осуществления беспровод-
ной связи использовались в опытах и предлагались в патентах Лумиса,
Долбеара, Эдисона и Теслы. Попов и Маркони в своих системах в качестве
антенны также использовали антенны в виде вертикально подвешенных
заземленных проводов.
Первые десятилетия для радиосвязи применялись почти исключи-
тельно длинные волны. Мощные станции работали на длинных волнах
10 000 -25 000 м и их антенны имели очень высокие мачты 200—250 м.
Для своего эксперимента по трансатлантической связи Маркони постро-
ил в 1901 г. в Полдью антенну из многих длинных проводов, которые
были закреплены вверху на 4-х башнях высотой 50 м и сходились внизу.
Антенна имела вид опрокинутой пирамиды.
В начале XX века были разработаны три типа антенн длинных волн:
Г-образная, Т-образная и зонтичная антенна, в которой применялись на-
клонные провода. Сложной оказалась проблема заземления — размещение
в земле проводов, увеличивающих проводимость земли вблизи антенны
и снижающих потери излучения сигнала. В 1910 г. французскими инжене-
рами на основании обширных экспериментов были разработаны рекомен-
дации по проектированию системы заземления, позволяющие увеличить
к. п. д. передающих длинноволновых станций.
Важным направлением в антенной технике, начало которому было
положено в самом конце XIX века, стало создание антенн с направленным
излучением. В 1899 г. британский инженер С. Г. Браун и американский ин-
женер Джон Стоун для создания направленных передающих антенн стали
использовать две вертикальные антенны, разнесенные на полволны. По-
добную же идею выдвинул в 1900 г. немецкий ученый Джонатан Ценнек.
7. Основные вехи развития электросвязи до 1912 года 37
В 1904 г. американский инженер Ли де Форест предложил в качестве на-
правленной приемной антенны использовать рамочную антенну, а в 1905 г.
немецким ученым Карлом Брауном была создана направленная антенна,
состоящая из трех вертикальных проводов, токи которых были сдвинуты
по фазе.
В 1907 г. Г. Пикар предложил для создания направленных антенн ис-
пользовать комбинацию рамочной антенны и вертикального провода с кар-
диоидной диаграммой направленности. Такая антенна нашла широкое
применение в системах пеленгации. В 1908 г. в Германии Э. Беллини
и А. Този изобрели знаменитую направленную гониометрическую антен-
ну, которая и сегодня широко применяется в системах радиопеленгации.
11ервое физически правильное теоретическое объяснение работы за-
земленной антенны было дано известным немецким инженером Слаби,
рассматривавшим излучение расположенного над проводящей землей вер-
тикального заземленного провода по принципу зеркальных изображений.
Немецким ученым М. Абрагамом в 1898 г. был разработан метод рас-
чета сопрогивления излучения такой антенны, позволявший определить
излученную в эфир мощность сигнала и согласовать выход передатчика
со входом антенны. В 1908 г. Р. Рюденберг ввел важный параметр антен-
ны — ее «действующую высоту», обличивший расчеты энергетических
параметров линий радиосвязи.
Опытные передачи по радио звуковых сообщений
Первым опыты по передачи с помощью радиоволн речи выполнил
в 1899 г. американский инженер-электрик Гринлиф Виттер Пикард, пере-
дав голосовые сообщения по радио на расстояние около 18 км. В 1900 г.
начал свои работы по созданию систем радиотелефонирования другой
американский инженер Реджинальд Фессенден. В 1901 г. он получил пер-
вый в мире патент на передачу сигналов радиотелефонии. В ноябре 1906 г.
Фессенден со своими коллегами провел первую успешную опытную пе-
редачу голосовых сигналов из США в Шотландию. В 1906 г. в Германии
Георг фон Арко также осуществил по радио передачу голоса на расстояние
около 40 км.
7.10. Социальные условия прогресса
в области науки и техники
С историей науки и техники связана проблема создания в обществе
благоприятных условий, при которых совершаются открытия или дела-
ются изобретения. Для этого важно знать, как и почему было совершено
то или иное открытие или изобретение, какие мотивы направляли мысль
ученого и инженера, в чем состоял его подход к проблеме. Анализ исто-
рических фактов показывает, что, как правило, открытия и изобретения
являются результатом интуитивной догадки, опирающейся на аналогии
и сопоставления, результатом отступления от обычного хода рассужде-
ний. Однако, чтобы делать сопоставления, нужно знать существующие
38
Введение
представления и факты, а чтобы сравнивать пути исследования, нужно,
чтобы они были изучены. Поэтому любое открытие является результатом
длительного и кропотливого труда в процессе сбора фактов, проведе-
ния исследований и размышлений. Изучение истории науки, несомнен-
но, должно способствовать воспитанию умения ставить эксперименты,
наблюдать, созерцать и размышлять. Для истории значительный интерес
представляют биографии ученых и инженеров.
След в науке и технике оставляет лишь тот человек, у кого есть талант,
любовь к творчеству, охота к дерзновенным попыткам выйти за рамки су-
ществующих представлений, смелость перед признанными авторитетами,
пусть даже чреватая иногда личными жертвами. Общество должно от-
носиться к таким людям с особым вниманием, создавая необходимые
условия для их работы и для внедрения в жизнь выдвигаемых ими идей
и изобретений. Достижения творческих личностей необходимо должным
образом оценивать.
Важным для истории является анализ влияния социальных условий
в обществе. Изучение истории показывает, что там, где государство жестко
контролирует творческую деятельность личности, как в сфере создания
новой техники, так и в области бизнеса, прогресс техники и процесс
внедрения новых технологий в жизнь общества существенно тормозится.
На переднем крае технического прогресса оказываются, как показывает
история, страны с демократической формой правления, страны, в которых
гарантируется свобода творчества и созидательной деятельности, страны,
в которых отсутствуют бюрократические препоны для изобретателей и они
могут рассчитывать на поддержку общества и государст ва.
В главах 4 и 5 второй части книги анализируются данные о развитии
электросвязи в мире и в России. Анализ показал, что развитых странах
Запада (Германия, Англия, Франция, Швеция, США и некоторые другие)
уже в XIX веке действовали такие законы, которые допускали обществен-
ную инициативу, а свобода творчества и предпринимательства не ограни-
чивались. Поэтому ученые, инженеры, которые выдвигали оригинальные
идеи и получали патенты на свои изобретения, имели возможность само-
стоятельно приступить к их реализации и, нередко, они добивались ком-
мерческого успеха, а выпускаемая созданными ими фирмами продукция
поставлялась во многие регионы мира. Ряд подобных фирм, созданных
такими легендарными в области телекоммуникаций фигурами, как, на-
пример, Вернер Сименс, Ларс Эрикссон, Гульельмо Маркони, Атександр
Белл, успешно работают на рынке телекоммуникаций уже более 100 лет,
выпуская многие десятилетия самую совершенную технику электросвязи.
В XIX столетии строительство телеграфных и телефонных сетей в Рос-
сии осуществлялось, в основном, фирмами Сименса, Белла и Эрикссона.
Фирмы Сименса и Маркони играли основную роль в поставках в Россию
станций беспроводной связи.
В России же, к сожалению, несмотря на то, что основополагающие
изобретения — электромагнитный телеграф и беспроводная связь, были
Литература к Введению
39
сделаны отечественными учеными П. Л. Шиллингом и Л. С. Поповым,
создать национальную промышленность, выпускающую телекоммуника-
ционное оборудование, до начала 20-х годов XX века не удалось. Исключе-
нием являлось созданное в 1900 г. при участии А. С. Попова маломощное
государственное предприятие «Кронштадтская мастерская», выпускающее
радиостанции, и частная фирма, созданная в 1908 г. С. М. Айзенштейном,
в 1910 г. перешедшая под контроль фирмы Маркони. До революции в Рос-
сии практически вся промышленность, выпускающая телекоммуникаци-
онную технику, была создана иностранными фирмами.
Причиной такого положения вещей являлось то, что в России были
установлены такие законы, которые предоставляли возможность бюро-
кратическому аппарату жестко контролировать все сферы общественной
жизни, в том числе и сферу изобретательства и предпринимательства.
Со времени правления императора Николая I только государство имело
право строить сети электросвязи. Отечественные изобретатели, как прави-
ло, поддержки на родине не находили и, нередко, для того, чтобы реализо-
вать свои замыслы, вынуждены были уезжать за рубеж, а предпринимате-
лям, располагающим финансовыми средствами, не удавалось преодолеть
бюрократические и коррупционные барьеры, сооруженные властью, и от-
крыть в стране свое собственное дело.
Литература к Введению
1. Бернал Дж. Наука в истории общества. М.: Изд. иностранной литературы, 1956.
2. Вернадский В. И. Размышления натуралиста (Научная мысль как планетарное
явление). М.: Наука, 1977.
3. Вернадский В. И. Труды по всеобщей истории науки. М.: Наука, 1988.
4. Вернадский В. И. Философские мысли натуралиста. М.: Наука, 1988.
5. Ершова Т. Информационное общество — это мы. М.: Институт развития
информационного общества, 2008.
6. Моисеев Н. Н. Человек и ноосфера. М.: Молодая гвардия, 1990.
7. Моисеев Н. Н. Универсум. Информация. Общество. М.: Устойчивый мир, 2001.
8. Печчеи А. Человеческие качества. М.: Прогресс, 1980.
9. Пуанкаре А. О науке. М., 1990.
10. Тейяр де Шарден П. Феномен человека. М.: Устойчивый мир, 2001.
11. Соломатин В. А. История науки. М.: ПЕР СЭ, 2003.
12. Шнейберг Я. А. История выдающихся открытий и изобретений (электротехника,
электроэнергетика, радиоэлектроника). М.: Издательский дом МЭИ, 2009.
13. Фейнберг Е.Л. Две культуры (Интуиция и логика в искусстве и науке). М.:
Век 2, 2003.
14. Философия науки. Хрестоматия (Общие проблемы познания. Методология
естественных и гуманитарных наук). М.: Изд. «Прогресс-Традиция», Мос-
ковский психолого-социальный институт, изд. «Флинта», 2005.
15. Фролш Э. Революция надежды. СПб.: Ювента, 1999.
16. Яхнин Е.Д. Размышления о разуме, боге и будущем человечества. М.: Изд.
АО «Х.Г.С.», 1997.
Глава 1
Открытие новых физических явлений
и развитие теоретических представлений
в области электричества в период
до начала XX века
Важные приложения учения об электромагнетизме
к телеграфии оказали воздействие на чистую на-
уку, придав коммерческую ценность точным элек-
трическим измерениями, предоставив электрикам
возможность пользоваться аппаратами в таких
масштабах, которые далеко превосходили масшта-
бы любой лаборатории.
Джеймс Максвелл
Техника электросвязи целиком основана на отрытых физиками зако-
нах природы и, по сути, является одним из разделов прикладной физики.
Электросвязь дает яркий пример того, как, с одной стороны, познание
законов природы приводит к созданию новой техники и коренным из-
менениям в жизни человеческого общества, а, с другой, как потребности
техники телекоммуникаций выявляют новые научные проблемы, над ко-
торыми начинают работать большие коллективы ученых во всем мире.
Изучение истории развития электросвязи, которая базируется на фи-
зике, показывает, что познание учеными основополагающих законов при-
роды, чаще всего, никак не связано с какими-либо практическими за-
дачами и делается людьми исключительно из потребности творческой
деятельности.
Новые знания усваиваются творческими людьми другой формации —
учеными и инженерами, а нередко и дилетантами, увлеченными дости-
жения человеческой мысли, которые ставят перед собой цель решение
практических задач, важных для человечества. Основываясь на новых
знаниях, они создают новую технику, которая радикально меняет жизнь
нашей цивилизации.
В этой главе рассказано о развитии физики до начала XX столетия,
когда после изобретения трехэлектродной лампы Л и де Форестом и Робер-
том фон Либеном открылась новая эра в истории электросвязи — эра
электроники. Открытые в этот период физиками новые явления и законы
стали основой развития электросвязи в XIX и в XX столетиях.
1. Законы электро- и магнитостатики
41
1. Законы электро- и магнитостатики
Электрические и магнитные явления люди наблюдали еще в глубокой
древности. В Китае еще до нашей эры изготовлялись компасы с магнитной
стрелкой, которые использовались для навигации в море судов. В древней
Греции было известно, что натертый янтарь приобретает свойство при-
тягивать к себе легкие тела, а железные предметы могут притягиваться
камнем, называемым магнитом. Однако эти знания не носили система-
тический характер, и о природе наблюдаемых явлений ничего не было
известно.
Началом систематического изучения явлений, лежащих в основе си-
стем электросвязи, можно считать 1600 г., когда английский физик и при-
дворный врач Вильям Гильберт опубликовал книгу «О магните, магнитных
телах и о большом магните — Земле». В этой книге
впервые были собраны и описаны многие магнит-
ные и электрические явления и введены понятия
«электричество», «электрическая сила» и «электри-
ческое тяготение».
Гильберт провел огромное количество опытов
по изучению свойства магнитов и показал, что маг-
нит обязательно имеет два полюса, а получить маг-
нит с одним полюсом невозможно, что одноимен-
ные полюса магнита отталкиваются, а разноимен-
ные — притягиваются. С помощью небольшой маг-
нитной стрелки Гильберт исследовал изменение си-
ловых линий вблизи намагниченных стальных ша-
ров и установил совершенную аналогию их дей-
ствия с действием Земли на компас, покончив с существовавшими столе-
тия фантастическими объяснениями этого явления. Гильберт открыл, что
«земной шар может намагнитить сталь». В отличие от своих предшествен-
ников он, кроме янтаря, указал на ряд других тел, способных при трении
«электризоваться»: алмаз, сапфир, аметист, горный хрусталь и т. д. Он пока-
зал, что нельзя путем трения электризовать жемчуг, мрамор, кость, металлы.
В результате сравнения электрических и магнитных свойств Гильберт
пришел к следующим выводам:
1) электрические свойства тел возбуждаются трением, магнитные при-
сущи намагниченным телам по природе;
2) магнитные действия бывают притягательными и отталкивательными,
электрические — только притягательными (отталкивательных Гиль-
берт не знал);
3) электрические явления слабее магнитных, но зато они универсальнее;
4) электрическую силу можно уничтожить влажностью, магнитную — нет.
Оценивая труд Гильберта, Галилей в своей книге «Диалог» написал:
«Я воздаю хвалу и завидую этому автору. Достойны удивления его идеи о пред-
Вильям Гильберт
42
Глава 1. Открытие новых физических явлений
мете, о котором трактовало столько гениальных людей, но который ни од-
ним из них не был изучен внимательно. Высочайшей похвалы заслуживает он,
по мнению моему, за то, что произвел такое количество новых и точных на-
блюдений... Гильберту не достает только побольше математики, и особенно
геометрии... Я не сомневаюсь, что со временем эта отрасль науки сделает
успех как вследствие новых наблюдений, так и, в особенности, вследствие
строгой методы доказательства. Но это не умаляет славы первого изобре-
тателя... От простейших вещей переходить к великим открытиям и под
первыми ребяческими очертаниями предчувствовать скрытое — удивитель-
ное искусство, не дело дюжинных людей: такие прозрения и мысли принад-
лежат гениям сверхчеловеческой силы».
Книга Гильберта в течение XVII выдержала несколько изданий. По ней
учились не только в Англии, но и в Италии, Германии и в Голландии.
Для учения о магнетизме он оказался тем, чем великий Галилей был для
механики. За свои исследования Вильям Гильберт получил титул «отца
электричества».
История открытий в области электричества тесно связана с использова-
нием разнообразных конструкций электростатических машин — устройств
для получения электрических зарядов. В средние века физиками были
созданы два типа электростатических машин — машины трения и электро-
форные машины.
Первая электростатическая машина, которую сконструировал немец-
кий ученый, бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике, появилась
около 1650 г. Ее работа основывалась на явлении электризации тел тре-
нием. Шар из серы приводился во вращение и, соприкасаясь с руками
человека, за счет трения приобретал электрический заряд. В 1705 г. ан-
глийский экспериментатор Френсис Хоксби показал, что вращающийся
стеклянный шар, к которому он прикасается руками и из которого уда-
лен воздух, сильно электризуется. Иоганн Винклер, профессор латинской
литературы Лейпцигского университета, заменил стеклянный шар стек-
лянной трубкой, вращающейся с помощью педального механизма и на-
тиравшейся уже не руками, а кожаными подушечками, соединенными
с землей. Машина давала столь сильные искры, что воспламеняла эфир.
Позднее, в период с 1755 по 1766 гг., стеклянная трубочка была заменена
стеклянным диском. В дальнейшем было создано большое количество раз-
нообразных конструкций электрических машин трения, но все они имели
общий существенный недостаток — работа с такими машинами требовала
приложения больших физических усилий.
Электрофор был изобретен в 1775 г. великим итальянским физи-
ком Алессандро Вольта и послужил основой для создания целого класса
элекгрофорных машин. В отличие от машин трения, действие электро-
форных машин было основано на возбуждении электричества благодаря
явлению индукции, т. е. без непосредственного соприкосновения вызы-
вающих электризацию частей машины. Впервые электрофорная машина
была создана в 1865 г. немецким физиком Августом Тендером.
1. Законы электро- и магнитостатики
43
Рис. 1. Первая электростатическая
машина Отто фон Герике
Рис. 2. Современная
электрофорная машина
Одновременно с Тендером и независимо от него подобную машину
изобрел другой немецкий физик Вильгельм Гольц. Машина Гольца имела
более простую, чем машина Теллера, конструкцию, но в то же время поз-
воляла получать большую разность потенциалов и могла использоваться
в качестве источника постоянного электрического тока. Именно она по-
лучила наибольшее распространение.
Познание законов электричества продолжилось в XVTH веке. В 1729 г.
Стефеном Греем было открыто явление электропроводности, т. е. возмож-
ность передачи электричества от одного тела к другому. Опыты Грея об-
ратили на себя внимание французского ученого с энциклопедически ши-
роким диапазоном интересов — Шарля Франсуа де Систерне Дюфэ. Он
повторил опыт Грея и проделал некоторые другие опыты, важным резуль-
татом которых было установление в 1733 г. двух родов электричества, кото-
рые он назвал «стеклянным» и «смоляным». Дюфэ показал, что однород-
ные электричества отталкиваются, разнородные — притягиваются (это от-
крытие было забыто и только почти через 30 лет вновь повторено Сайме-
ром в 1759 г.). Дюфе изобрел также прибор — прототип электроскопа.
Результаты исследований Грея и Дюфэ послужили основой при созда-
нии первых проектов и опытных систем электростатического телеграфа.
В 1745 г. была установлена возможность накапливать электрические
заряды — создана знаменитая «лейденская банка» — первый электриче-
ский конденсатор. Это открытие было сделано Пт ером ван Мушенбруком
в Лейденском университете в Голландии и независимо Дин фон Клейстом
в Германии.
В 1747 г. вышла книга французского физика, аббата Джеана Нолле,
явившаяся первой книгой, специально посвященной только электриче-
ским явлениям. В ней были собраны все сведения, известные в то время
об этом предмете. Эта книга представляла собой курс электростатики,
в котором, однако, еще не было никаких формул. В ней указывалось,
как изготовить электрическую машину типа Отто Герике, как изолировать
тело при помощи резиновых подставок, шелковых шнурков; как узнать
наэлектризовано ли тело и пр.
44
Глава 1. Открытие новых физических явлений
В 1748 г. американский государственный деятель, ученый, один из ав-
торов Декларации независимости и Конституции США Бенджамин Фран-
клин разработал «унитарную» теорию электрических явлений. Он исходил
из предположения о том, что существует единая электрическая субстан-
ция, недостаток или избыток которой обусловливает знак заряда тела.
Франклин установил принцип сохранения электрического заряда. Со-
гласно его воззрениям, «электрическая субстанция состоит из чрезвычайно
малых частиц, так как она способна проникать в обыкновенную материю,
даже в самые плотные металлы, с большой легкостью и свободой, как бы
не встречая при этом сколь либо заметного сопротивления». Он объяснил
принцип действия лейденской банки, установив, что главную роль в ней
играет диэлектрик, разделяющий проводящие обкладки; ввел общеприня-
тое теперь обозначение электрически заряженных состояний «+» и «—».
Важное место в его исследованиях занимают работы в области ат-
мосферного электричества. Франклин был один из первых, кто заметил
сходство искры, возникающей при разряде лейденской банки, и мол-
нии. В одном из писем своему лондонскому другу Питеру Коллинсону
Франклин сообщил, что для того, чтобы доказать электрическую приро-
ду молнии, он собирается поставить опыт, установив на высокой башне
длинный железный шест с острием на конце и наблюдать, не удастся ли
из него извлечь искры при прохождении над острием грозовых облаков.
Попытки Коллинсона опубликовать планы этих опытов в трудах Королев-
ского общества были отвергнуты. Их идея была признана фантастической,
и потому недостойной публикации. Тем не менее, Коллинсон за свой счет
в 1752 г. опубликовал письмо Франклина и почти сразу же во Франции был
поставлен предложенный Франклином опыт. Его результат оказался имен-
но таким, как предсказал Франклин. Эго сделало знаменитым имя Фран-
клина и в Европе и в Америке. Несколько позже Франклин повторил этот
опыт, запустив змей с железным острием, связанный с землей бечевкой.
В результате своих экспериментов Франклин пришел к выводу, что гро-
зовые облака большей частью оказываются заряженными отрицательно.
Во Франции Луи Гийом Ломонье в 1752 г. открыл новое явление —
наэлектризованность атмосферы даже при ясной погоде. Опыты Фран-
клина позволили ему предложить метод защиты зданий от грозового раз-
ряда с помощью молниеотвода, который был впервые применен в Англии
в 1753 г.
Исследования в области электрических явлений в атмосфере про-
водил также великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов.
На основании экспериментальных исследований им была разработана
теория атмосферного электричества. Исследования в этой области он стал
проводить совместно с Рихманом, после того как в Петербурге стали из-
вестны работы Франклина. Рихман с 1745 г. занимался опытами по элек-
тричеству и был первым, кто начал количественное изучение электри-
ческих явлений, построив первый электроскоп. Летом 1753 г. во время
1. Законы электро- и магнитостатики
45
опытов с атмосферным электричеством произошла трагическая смерть
Рихмана от шаровой молнии.
Ломоносов продолжал начатые исследования, экспериментируя с «гро-
мовой машиной», которая представляла собой установленный на крыше
дома или дереве железный шест, от которого в комнату проводилась про-
волока. В результате опытов им была разработана теория образования
атмосферного электричества, согласно которой в атмосфере имеют ме-
сто восходящие и нисходящие потоки воздуха. В результате происходит
трение между «горючими шариками» (т. е. испарениями) в восходящих
потоках и парами воды в нисходящих. Эти «горючие шарики» и пары
воды, электризуясь трением, создают в атмосфере (вследствие громадного
их числа) огромные электрические заряды.
Изучение атмосферного электричества продолжались и в ХЕХ веке.
В 1825 г. английский инженер-электрик Вильям Стержен провел более
500 опытов с помощью воздушных змеев и пришел к выводу, что в ясную
погоду атмосфера положительно заряжена относительно Земли и заряд
увеличивается с высотой.
Исследования в области атмосферного электричества послужили осно-
ванием для создания в 1866 г. американским дантистом Махлоном Луми-
сом первой в мире линии беспроводной связи.
В 1759 г. немецкий ученый Франц Ульрих Теодор Эпинус, принявший
российское подданство, издал в Петербурге книгу «Опыт теории электри-
чества и магнетизма». Его т еория развивала представления об электриче-
ской и магнитной жидкостях, частицы которых взаимодействуют с мате-
рией и между собой путем притяжения и отталкивания. Он считал, что
силы притяжения или отталкивания пропорциональны электрическим за-
рядам. Он также предполагал, что они убывают обратно пропорционально
квадрату расстояния между зарядами. Эпинусу удалось сделать многое:
он установил факт поляризации, объяснил индукцию, изготовил пер-
вый электрофор, высказал мысль о контактной
электризации, о колебательном разряде лейден-
ской банки. Эпинус впервые экспериментально
и математически исследовал магнитные сило-
вые линии.
Завершением почти 150-летнего периода ис-
следований явлений электро- и магнитостатики,
результаты которых носили чисто описательный
характер, стало открытие в 1784 г. французским
военным инженером Шарлем Огюстеном Куло-
ном носящих сегодня его имя количественных
законов, определяющих силы взаимодействия
двух электрических зарядов или двух магнитов
в зависимости от расстояния между ними. Для
Огюст Кулон
измерения силы магнитного и электрического
притяжения он сконструировал весьма точные
46
Глава 1. Открытие новых физических явлений
крутильные весы и определил, что
где F — сила притяжения или отталкивания двух электрических зарядов
С] и в2, к — коэффициент пропорциональности.
Интересен исторический факт, что закон взаимодействия электриче-
ских зарядов первым открыл Генри Кавендиш, поставивший свои опыты
в 1771 г. Он выполнил также ряд опытов по определению распределения
зарядов в проводниках. К сожалению, Кавендиш, получивший фундамен-
тальные результаты в разных областях физики, занимался ею исключи-
тельно для своего удовольствия и не публиковал их при жизни. О них стало
известно только в 1879 г., когда Джеймс Клерк Максвелл, став первым
заведующим знаменитой Кавендишской лаборатории, созданной на сред-
ства, завещанные Кавендишом, собрал его рукописи и издал их, снабдив
своими комментариями.
Именно с открытия Кулона учение об электричестве становится на-
укой, позволяющей выполнять расчеты, связанные с разными электриче-
скими и магнитными эффектами.
Законы физики, открытые в данный период, а именно:
1) законы взаимовоздействия электрических зарядов;
2) открытие возможности электризовать тела путем трения и накапли-
вать электрические заряды на обкладках конденсатора;
3) возможность передачи зарядов от одного тела к другому по прово-
дам — вот та научная основа, на которой уже в середине XVIII века
стали создаваться проекты первых систем передачи сигналов на рас-
стояние.
2. Электрический ток
и законы электромагнетизма
Важнейшее открытие сделал в 1791 г. Луиджи Гальвани, открывший
«гальваническое электричество». Он заметил, что мышцы препарата ля-
гушки, лежащей на металлической поверхности, сильно сокращались при
прикосновении к ним скальпелем. Это сокращение было подобно тому,
которое наблюдалось при воздействии на мышцы заряда от электриче-
ской машины. Суть своего открытия Гальвани не понял. Он предположил,
что положительное электричество находится в нерве, а отрицательное —
в мышце. Свои исследования Гальвани описал в «Трактате о силах элек-
тричества при мышечном движении».
Открытие Гальвани привлекло внимание многих ученых, в том числе
и знаменитого физика и физиолога Алессандро Вольта, который некоторое
время разделял воззрения Гальвани. Однако в 1800 г. он понял, что подер-
гивание лап лягушки в опытах Гальвани вызвано контактом разнородных
2. Электрический ток и законы электромагнетизма
47
Алессандро Вольта
Рис. 3. Элемент Вольта
металлов, а вовсе не «животным электричеством». Исходя из этого, он
поместил пластины из цинка и меди в кислоту и получил непрерывный
электрический ток. Вольта назвал свое изобретение «электрический ор-
ган». Это был первый химический источник постоянного тока на медно-
цинковой паре («вольтов столб» или «батарея Вольта»),
Создание «вольтова столба» открыло путь для проведения разнооб-
разных экспериментальных исследований, которые привели к познанию
многих новых законов электричества.
Исследования Вольта в области электричества, прославившие его
имя, многочисленны. Им были созданы электрофоры, он установил связь
между количеством электричества, емкостью и напряжением изолирован-
ного проводника, построил ряд точных приборов для измерения электри-
чества, им был создан конденсаторный электроскоп, о котором он в 1784 г.
сделал доклад Королевскому обществу.
Открытие Вольта источника постоянного тока существенно ускори-
ло развитие науки об электричестве. За ним быстро последовали новые
открытия других ученых в этой области. Уже в том же году английскими
учеными Вильямом Никол ьсоном и Антони Карлелем, а позже Гемфри
Деви и Поганом Риттером было открыто явление электролиза воды, суть
которого заключается в том, что пропускание электрического тока через
воду вызывает ее разложение на кислород и водород. Отметим, что от кры-
тие явления электролиза через два года послужило основой для создания
в Испании и Германии нового способа передачи телеграмм по проводам —
электрохимического телеграфа.
Большой вклад в изучение действия электрического тока внес рос-
сийский профессор физики Василий Владимирович Петров, построивший
в 1803 г. самую мощную по тем временам батарею, составленную из 2100
гальванических элементов. С помощью этой батареи он на 10 лет раньше
известного английского физика Дэви открыл электрическую дугу, устано-
вил зависимость силы постоянного тока от площади поперечного сечения
проводника. В своих опытах он широко применял параллельное соеди-
48
Глава 1. Открытие новых физических явлений
нение электрических цепей. Петров выполнил исследования химического
действия тока и измерял электропроводность различных веществ; изучал
явление электрического разряда в вакууме, исследовал явление люминес-
ценции. Свои результаты он опубликовал в 1803 году в статье, названной
им «Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил про-
фессор физики Василий Петров посредством огромной наипаче баттереи,
состоящей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся
при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической академии». Труды Пет-
рова, к сожалению, после его смерти и до начала XX века были преданы
забвению и не оказали влияние на развитие науки ни в России, ни за ру-
бежом. Ученый мир вновь узнал о них только в 1887 г., когда студент
С.-Петербургского университета И. А. Гершун, впоследствии профессор,
будучи в 1886 г. на каникулах в городе Вильно, случайно наткнулся на его
труды в местной библиотеке и опубликовал сгатью о своем открытии
в журнале «Электричество».
Значительный импульс познанию законов электрических и магнитных
явлений, был дан в 1820 г. датским физиком Гансом Христианом Эрстедом.
Во время своей лекции в Копенгагенском университете он, демон-
стрируя нагревание электрическим током провода, неожиданно обнару-
жил связь между электричеством и магнетизмом: когда провод от гальва-
нической батареи случайно упал на компас, то его стрелка отклонилась
от «северного» положения. Об этом Эрстед тут же написал на латинском
языке статью на четырех страницах и отравил ее во Французскую академию
наук. В августе 1820 г. в Женеве происходил съезд естествоиспытателей
и врачей, на котором женевский физик Огюст де ла Рив демонстрировал
весь комплекс опытов Эрстеда. Опыты произвели большое впечатление.
Член Парижской Академии наук Доменик Араго, участвовавший в работе
съезда, вернувшись, рассказал об опытах на заседании академии и не-
замедлительно приступил к исследованию открытого Эрстедом эффекта.
Французскими учеными были сразу же поставлены опыты по проверке
результатов Эрстеда, которые привели к открытию многих новых осново-
полагающих законов электромагнетизма.
В том же 1820 г. Араго наблюдал притяжение железных опилок токо-
несущим проводом, а один из основоположников и автор термина «элек-
тродинамика» Андре Мари Ампер открыл закон механического взаимо-
действия токов (закон Ампера). Он также сформулировал первую теорию
магнетизма, предположив возможность существования в веществе микро-
скопических циркулярных молекулярных токов.
Тогда же в 1820 г. Ампер высказал провидческую идею создания элек-
тромагнитного телеграфа, указав, что путем комбинации проводников
и магнитных стрелок можно «устроить своего рода телеграф с помощью
одного вольтова столба, расположенного вдали от стрелок». Этой идеей
руководствовался русский ученый Павел Львович Шиллинг, создавший
первый практически действующий электромагнитный телеграф в 1832 г.
2. Электрический ток и законы электромагнетизма
49
Христиан Эрстед
Андре Мари Ампер
Ампер ввел различие между электрическим напряжением и электри-
ческим током. Созданная Ампером электродинамика очень высоко оцени-
валась современниками. Знаменитый английский физик Максвелл по по-
воду работ Ампера позже писал: «Исследования Ампера, которые установили
законы механического взаимодействия электрических токов, принадлежат
к блистательным подвигам в науке. Теория и опыт, по-видимому, в полной
мощи и законченности вылились сразу из головы „Ньютона электричества"».
В это же время французские ученые Жан Батист Био и Феликс Савар
установили количественный закон, который позволял, зная силу тока
в прямолинейном проводе, определить напряженность магнитного поля
на определенном расстоянии от него.
Все эти достижения физики послужили основой как для дальнейшего
развития науки об электричестве, так и для создания новой техники,
в корне изменившей жизнь людей.
Один из основных законов электротехники, определяющий зависи-
мость между напряжением и током, текущим через сопротивление, был
установлен в 1827 г. немецким школьным учителем физики Георгом Симо-
ном Омом. На первых порах он использовал в своей экспериментальной
установке химические элементы тока, которые, как оказалось, во вре-
мя опытов из-за поляризации заметно изменяли свое напряжение. Впо-
следствии он стал пользоваться термоэлектрической батареей. Он внес
в физику новые понятия «электродвижущая сила», «уровни напряжения»,
«сила тока».
Получив свою формулу, являющуюся сегодня азбукой электротехни-
ки, Ом надеялся, что его экспериментальные работы откроют ему дорогу
в университет, чего он очень хотел. Однако его исследования прошли
незамеченными. Только через 15 лет его результаты постепенно стали
пользоваться признанием среди ученых.
В 1895 г. в Мюнхенском университете был открыт памятник ученому.
При открытии этого памятника профессор физики этого университета
50
Глава 1. Открытие новых физических явлений
Георг Ом
Густав Кирхгоф
Майкл Фарадей
Е. Ломмель так оценил значение исследований Ома: «... открытие Ома
было ярким факелом, осветившим ту область электричества, которая до не-
го была окутана мраком. Ом указал единственно правильный путь через
непроходимый лес непонятных фактов. Замечательные успехи в развитии
электротехники, за которыми мы с удивлением наблюдали в последние деся-
тилетия, могли быть достигнуты только на основе открытия Ома. Лишь
тот в состоянии господствовать над силами природы и управлять ими,
кто сумеет разгадать законы природы. Ом вырвал у природы так долго
скрываемую ею тайну и передал ее в руки современников». В 1881 г. на элек-
тротехническом съезде в Париже ученые в знак признания заслуг ученого
единогласно утвердили название единицы сопротивления — 1 Ом.
В 1847 г. Густав Кирхгоф с помощью закона Ома создал названный его
именем метод определения токов и напряжений в разветвленной электричес-
кой цепи. Закон Ома и метод расчета электрических цепей Кирхгофа стали
фундаментом для создания в последующие годы методов расчета сложных
электрических цепей, которые широко применяются в электросвязи.
Огромный вклад в науку об электричестве и магнетизме внес английский
физик Майкл Фарадей. Он является основоположником учения об элек-
тромагнитном поле. Им были открыты основные закономерности химичес-
кого действия электрического тока, установлена взаимосвязь между элек-
тричеством и магнетизмом, магнетизмом и светом. В 1831 г. он открыл
очень важное явление, составляющее основу электротехники — электро-
магнитную индукцию. Следует отметить, что независимо это же явление
было открыто также американским физиком Джозефом Генри в 1832 г. Явле-
ние электромагнитной индукции лежит в основе электротехники. В 1833 г.
российский академик Эмилий Христианович Ленц сформулировал четкое
правило, позволяющее определить направление индуцированных токов в
проводниках, возникающих при электромагнитной индукции. Вскоре по-
сле открытия Фарадея появились индукционные машины, способные вы-
рабатывать электрический ток без применения гальванических элементов.
2. Электрический, ток и законы электромагнетизма
51
Особенно быстрое развития этого направления электротехники на-
чалось после 1867 г., когда Вернер Сименс — ученый, инженер и пред-
приниматель, заменил используемые в индукционных машинах сталь-
ные магниты электромагнитами, которые питались вырабатываемым эти-
ми машинами током. Машинные генераторы стали широко применяться
в радиосистемах с непрерывным излучением радиоволн в первой четверти
XX века.
Пытаясь найти взаимосвязь электрических и магнитных явлений с оп-
тическими, Фарадей в 1837 г. открыл поляризацию диэлектриков, которая,
как он установил, заключается в смещение в них в противоположные сто-
роны положительных и отрицательных электрических зарядов.
Для физики в целом и для электросвязи в частности большое зна-
чение имело открытие колебательного характера токов в электрическом
контуре, содержащем емкость и индуктивность. Такие работы были нача-
ты Джозефом Генри в 1838 г. Его исследования, завершенные в 1842 г.,
показали, что разряд лейденской банки состоит не из одного перехода
электричества с одной обкладки на другую, а из целой серии быстро зату-
хающих электрических колебаний. Подобные же исследования выполнил
в 1847 г. Герман Гельмгольц. В 1853 г. Вильям Томсон (лорд Кельвин)
развил теорию электрических колебаний в контуре, состоящем из кон-
денсатора электроемкостью С и катушки, индуктивность которой равна
L, показав, что период этих колебаний определяется формулой
Т =2к\/ЬС
и установив условия, при которых процессы в контуре носят колебатель-
ный характер.
Колебательный контур входит в состав многих устройств электросвя-
зи, и поэтому значение исследований процессов в таком контуре имели
огромное значение и легли в основание учения об электрических коле-
баниях. Отметим, что решению этой задачи, которая сегодня по силам
каждому студенту, выдающиеся ученые XIX века уделяли пристальное
внимание в течение почти двадцати лет! Такова немалая цена, которую
платит человечество за познание законов природы.
В 1845 г. Фарадеем были открыты явления парамагнетизма и диамаг-
нетизма. Он установил, что парамагнитные тела, помещенные во внешнее
магнитное поле, намагничиваются (приобретают магнитный момент) в на-
правлении, совпадающем с направлением этого поля, а диамагнитные —
в противоположном направлении. Поэтому парамагнитные тела притяги-
ваются к полюсам магнита, а диамагнитные — отталкиваются.
Фарадей, в отличие от большинства европейских ученых, отрицал
концепцию дальнодействия. Сторонники этой концепции считали, что
заряженные тела непосредственно (через пустоту) могут мгновенно дей-
ствовать друг на друга на расстоянии. Согласно идеям Фарадея, взаимо-
действие между зарядами и токами осуществляется посредством проме-
жуточных агентов: заряды и токи создают в окружающем пространстве
52
Глава 1. Открытие новых физических явлений
электрические или магнитные поля, с помощью которых взаимодействие
передается с определенной скоростью от точки к точке (концепция близ-
кодействия). В основе представлений Фарадея об электрическом и маг-
нитном полях лежало понятие силовых линий. Эти линии он рассматривал
как механические образования в гипотетическом эфире, подобные растя-
нутым упругим нитям.
Для истории науки интересен тот факт, что в 1938 г. в архивах Коро-
левского общества было найдено Фарадея письмо: «Новые воззрения, под-
лежащие в настоящее время хранению в запечатанном конверте». В пись-
ме содержался совершенно определенный вывод, что «на распростране-
ние магнитного взаимодействия требуется время». Ученый указал, что
хотел бы проверить стой идеи экспериментально, но ввиду занятости ре-
шил передать письмо на хранение, чтобы закрепить за собой это открытие.
Это письмо и многочисленные результаты научных исследований Фара-
дея показывают, что он обладал поразительной интуицией, позволяющей
глубоко проникать в суть физических проблем, предвосхищая открытия,
которые через много лет были сделаны другими учеными.
Идеи Фарадея о реальности электромагнитного поля далеко не сра-
зу полупили признание. В Европе ученые придерживались концепции
дальнодействия и развивали электродинамику на ее основе. На основе
этой концепции профессором Кенигсбергского университета Францом
Нейманом в 1845 г. была дана математическая формулировка законов
электромагнитной индукции. Им же были введены важные понятия ко-
эффициентов само-и взаимоиндукции токов.
Крупные теоретические исследования по электродинамике, суще-
ственно обобщившие результаты Ампера, выполнил Вильям Вебер. Он
теоретически вывел закон взаимодействия движущихся зарядов, впервые
получив формулу, в которой учитывались не только знаки и величина
этих зарядов, но и их относительная скорость перемещения. Вебер, одна-
ко, не учитывал конечности скорости взаимодействия, считая, что силы
взаимодействия действуют мгновенно, вне зависимости от расстояния. Он
также разрабатывал гипотезу о дискретности электрического заряда.
3. Создание приборов и методов
электрических измерений
Большое значение для развития учения об электричестве имело созда-
ние новых приборов и методов электрических измерений. Одним из таких
приборов является гальванометр — прибор для измерения электрических
токов. В основе его лежит мультипликатор (соленоид с помещенной внут-
ри него магнитной стрелкой), созданный в 1820 г. профессором Галльского
университета Иоганном Швейггером. В 1866 г. Вильям Томсон создал зер-
кальный гальванометр, позволяющий измерять очень малые токи поряд-
ка 0,02 А.
4. Явления, связанные с превращением света в электрический ток 53
Рис. 4. Катушка Румкорфа
Важный физический прибор — рео-
стат (регулируемое сопротивление), пред-
назначенный для изменения электриче-
ского тока и сегодня широко применяе-
мый в электро-и радиотехнике для реше-
ния разных технических задач, был изоб-
ретен 1842 г. Чарльзом Уитстоном.
Другой физический прибор — «ка-
тушка Румкорфа» — был создан в 1851 г.
немецким исследователем Генрихом Да-
ниелем Румкорфом. Этот прибор сыграл
исключительно важную роль в исследова-
ниях законов распространения радиоволн
и создании радио. Он применялся в боль-
шинстве опытов с электромагнитными волнами в конце XIX — начале
XX веков, в том числе в передатчиках Александра Степановича Попова
и Гульельмо Маркони.
Для систематизации работ в области электричества Карлом Гауссом
и Вильямом Вебером была создана единая система электрических и маг-
нитных единиц измерений. В 1846 г., а Вебер указал на связь силы тока
с плотностью электрических зарядов в проводнике и скоростью их упо-
рядоченного перемещения. Он установил также закон взаимодействия
движущихся точечных зарядов, который содержал новую универсаль-
ную электродинамическую постоянную — отношение электростатических
и электромагнитных единиц заряда, которая имела размерность скорости.
В 1856 г. Вильям Вебер и Рудольф Кольрауш экспериментально опреде-
лили значение этой постоянной и установили, что оно близко к скорости
свсга. Это указывало на связь электромагнитных явлений с оптическими.
4. Явления, связанные с превращением
света в электрический ток
В электросвязи (телевидение, оптические системы связи), а также
в других областях техники, широкое применение находят фотоэлемен-
ты — устройства, создающие электрическое напряжение под воздействи-
ем падающего на них света (внешний фотоэффект), или изменяющие под
воздействием света свое сопротивление (внутренний фотоэффект).
Впервые возможность преобразования света в электрический ток была
установлена в 1839 г. французским ученым Александром Эдмоном Бекке-
релем. Созданный им прибор, который он называл «актинометр», пред-
ставлял собой стеклянный сосуд, разделенный на две части мелкопори-
стой перегородкой. В каждую часть сосуда помещался электрод и зали-
валась жидкость разной плотности (например, раствор хлористого железа
и спирт). Электроды подключались к разным полюсам электрической
54 Глава 1. Открытие новых физических явлений
батареи. Опытным путем Беккерель обнаружил, что при освещении пла-
стин солнечным светом ток в электрической цепи увеличивается. Этот
прибор, который, по существу, являлся первым в мире фотоэлементом,
Беккерель использовал в своих опытах с фотографией. По современной
терминологии Беккерель наблюдал внутренний фотоэффект, при котором
при облучении вещества светом в нем образуются свободные электроны.
В электросвязи этот прибор применения не нашел.
Изобретателями были предложены многочисленные проекты разных
систем, в которых в качестве фотоэлемента, преобразующего свет в элек-
трический сигнал, использовался химический элемент селен, открытый
в 1817 г. шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом.
Только через 54 года в 1873 г. на это важное открытие обратил внима-
ние англичанин У. Смит. Он открыл в селене внутренний фотоэффект —
уменьшение его сопротивления под воздействием падающего света. В тем-
ноте сопротивление селеновых полосок было большим, однако под дей-
ствием света оно значительно уменьшалось. Причем чем ярче был свет,
падающий на селеновую пластинку, тем легче она проводила ток. Было
установлено, что внутренний фотоэффект обладает инерционностью: из-
менение его сопротивления запаздывает по отношению к моменту облуче-
ния светом. Селеновые фотоэлементы использовались в первых проектах
телевизионных систем.
Внешний фотоэффект был открыт совершенно случайно в 1888 г.
Генрихом Герцем. Проводя свои знаменитые опыты по проверке справед-
ливости теории Максвелла, он обнаружил, что при освещении искрового
промежутка в резонаторе длина проскакивающей в нем искры заметно
увеличивается. Этому явлению Герц не дал никакого объяснения. Однако
через некоторое время на него обратили внимание другие исследователи.
Немецкий физик Вильгельм Гальвакс, используя электроскоп, наблюдал,
как при освещении заряженного цинкового шарика светом электрической
дуги он терял заряд. Однако количественных соотношений, характеризую-
щих закономерности, присущие данному явлению, Гальваксом не нашел.
Александр Григорьевич
Столетов
Рис. 5. Опыт Столетова
5. Явления, связанные с превращением электрического тока в свет 55
Такие закономерности были установлены в опытах, начатых в 1888 г.
русским ученым Александром Григорьевичем Столетовым.
Первый его прибор имел два электрода, один из которых представлял
собой диск из полированного цинка диаметром 22 см, а другой — метал-
лическую сетку такого же размера. Диск был соединен с отрицательным
полюсом батареи, а сетка с положительным. В опытах установке Столе-
това применялись и другие приборы, в которых электроды были запаяны
в стеклянную трубку.
Столетовым были установлены следующие закономерности внешнего
фотоэффекта:
1. униполярность,
2. прямая пропорциональность между силой фототока и энергией облучения,
3. практически мгновенная реакция фотоэлемента на свет,
4. рост фототока с повышением температуры.
5. Явления, связанные с превращением
электрического тока в свет
Не менее важную роль, чем фотоэлементы, в электросвязи играют
устройства, которые излучают свет, когда через них начинает течь ток.
Как уже отмечалось, первым устойчивый свет от гальванических ба-
тарей получил в 1802 г. русский ученый Василий Владимирович Петров.
Он наблюдал яркую электрическую дугу при сближении двух электродов
(в качестве их он использовал либо древесные утли, либо металлические
стержни), соединенных с полюсами батареи. В одном из своих опытов
Петров поместил электроды в сосуд, из которого был откачен воздух,
и получил «сильнейший прежнего свет».
В 1812 г. возникновение электрической дуги обнаружил известный
английский физик Гемфри Дэви, результаты исследований которого стали
широко известны европейским ученым. Большое развитие дуговые источ-
ники света получили благодаря исследованиям и изобретениям русского
ученого Павла Николаевича Яблочкова, создавшего в 1874 г. мощный ис-
точник света — «свечу Яблочкова», нашедшую применение не только как
осветительный прибор, но и как источник света на передающей стороне
линии связи в ранних проектах телевизионных систем.
Другим явлением, дающим превращение электричества в свет, было
получение света от тела, которое накалялось в результате прохождения
по нему электрического тока. По-видимому, Вольта был первым, кто на-
блюдал это явление. Созданием осветительных приборов в XIX веке зани-
мались очень многие ученые. Однако лишь в 1880 г. выдающемуся аме-
риканскому изобретателю Томасу Альва Эдисону, работавшему над совер-
шенствованием осветительных ламп, удалось создать пригодную для прак-
тического использования электрическую лампочку накаливания, имев-
шую достаточно большой срок службы.
56
Глава 1. Открытие новых физических явлений.
В проектах приемных установок телевизионных систем многих изоб-
ретателей в качестве источника света указывались лампы накаливания,
но для этих систем они оказались непригодными, так как были чрезмерно
инерционными и не могли менять свою яркость при быстром изменении
принимаемого сигнала.
Еще одно важное явление, позволяющее создать источник света, было
отрыто в 1858 г. странствующим художником и стеклодувом, ставшим,
в конце концов, заведующим кафедрой физики в Боннском университете,
Генрихом Гейслером. Он изготавливал стеклянные газонаполненные под
низким давлением трубки с впаянными в них электродами. Электроды
трубок соединялись с полюсами электрической батареи. Такие трубки,
наполненные разными газами, имели различный цвет свечения и часто
использовались как для декоративных целей, так и для демонстрации
физических опытов. Всесторонние исследования явлений газового разряда
выполнили англичанин Вильям Крукс и немец Иоганн Гитторф. Ясного
представления о механизме газового разряда в те годы получено не было,
однако такие источники света нашли широкое применение в приемной
аппаратуре первых телевизионных систем.
Еще одно важное для развития электронного телевидения и дру-
гих областей техники явление — катодолюминесценция, было открыто
в 1858 г. боннским профессором Юлиусом Плюккером, изучавшим спек-
тры светящихся газов в запаянных гейслеровских трубках. Такие трубки
изготовлялись специально для него самим Гейслером. Плюккер заметил
характерное свечение стекла у катода трубки и сделал вывод об особом
«катодном» излучении, возникающем в вакууме при электрическом разря-
де. Иоган Гитторф выполнил обстоятельные исследования этого явления
и опубликовал свои результаты в 1869 г. Им были установлены ряд таких
важнейших свойств катодных лучей как: прямолинейность распростране-
ния, способность отклоняться под действием магнитного поля и вызывать
нагрев облучаемых тел.
Аналогичные исследования выполнил также Вильям Крукс в 1879 г.
Он, помимо указанных выше свойств, установил, что эти лучи способны
вызывать люминесценцию кристаллов алмаза и рубина. Крукс разработал
ряд светосоставов катодолюминофоров — веществ, светящихся при ка-
тодной бомбардировке. Заслугой Крукса является также и то, что он дал
первое объяснение механизму катодолюминесценции, указав, что она воз-
никает вследствие возбуждения движущихся в катодном луче молекул. Это
мнение оспаривалось Гитторфом и рядом других ученых. Дополнительные
опыты, проведенные Круксом по совету Максвелла, дали окончательное
доказательство справедливости его точки зрения.
В 1910 г. в Париже открылась международная автомобильная выстав-
ка, на которой были продемонстрированы рекламные вывески, основан-
ные на газовом разряде в трубках, заполненных неоном. Использование
таких трубок для рекламы было предложено французским инженером
Ф. Гланде. Годом позже инженер и предприниматель Жак Клод установил
6. Явления взаимодействия электрического тока и вещества Ы
первую неоновую рекламную вывеску из выгнутых по форме букв трубок
над модным салоном на бульваре Монмартр в Париже.
Широкое применение газового разряда для производства плазменных
экранов для отображения видеоинформации в телевизионных системах
началось почти через 150 лет после начала исследований этого явления —
в XXI веке.
Природа явлений, связанных с прохождением электрического тока
в газах, а также с эффектом Эдисона, о котором рассказывается в § 7,
стала понятной только после открытия в 1897 г. английским физиком,
президентом Лондонского королевского общества Дж. Томсоном электро-
на — субатомной частицы, и измерения ее заряда и массы. Это открытие
Томсон сделал, исследуя «катодные лучи» — прохождение электрического
тока через разреженные газы. Трубка Крукса с широким катодным лучом
широко использовалась физиками для выполнения разнообразных опы-
тов. Одним из таких физиков был Вильгельм Рентген, открывший в 1895 г.
невидимые лучи, обладающие большой проницательностью и названные
впоследствии его именем.
Дж. Томсоном была предложена одна из первых моделей атома и в 1903 г.
им была разработана электронная теория металлов. В 1906 г. Дж. Томсоном
стал лауреатом Нобелевской премии по физике.
В 1888 г. австрийским ботаником Ф. Рейнитцером было сделано важ-
ное открытие, которое через 75 лет легло в основу создания нового направ-
ления в технике визиодисплеев. Он открыл жидкие кристаллы, обнаружив,
что у кристаллов холестерил бензоата и холестерилацетата было две точки
плавления и, соответственно, два разных жидких состояния — мутное
и прозрачное. Долгое время физики и химики в принципе не признавали
жидких кристаллов, потому что их существование разрушало теорию о трех
состояниях вещества: твердом, жидком и газообразном. Ученые относили
жидкие кристаллы то к коллоидным растворам, то к эмульсиям. Исследо-
вания профессора университета в Карлсруэ Отто Леманна научно доказали
существование жидких кристаллов. Но даже после появления в 1904 г. его
книги «Жидкие кристаллы», открытию не нашлось применения. Только
в конце XX века жидкие кристаллы получили широкое распространение
в разнообразных устройствах отображения видеоинформации.
Исследования физики поведения электронного потока в газах и в ва-
кууме, а также жидких кристаллов послужили основанием для развития
в XX веке многих видов электронных приборов, например таких, как уси-
лительные лампы, приемные и передающие телевизионные трубки и др.
6. Явления взаимодействия
электрического тока и вещества
Немецкий физик Карл Фердинанд Браун в 1874 г. обнаружил од-
ностороннюю проводимость в кристаллах сульфидов металлов: в точке
58
Глава 1. Открытие новых физических явлений
контакта кристалла с проводником сопротивление проходящему току бы-
ло высокое в одном направлении, а в обратном — низкое. В дальнейшем
на основе этого явления были разработаны различные типы «кристалли-
ческих детекторов», широко применявшиеся в ранних радиоприемниках.
Французские физики братья Пьер и Жак Кюри в 1880 г. открыли пье-
зоэффект — возникновение электричества при механическом воздействии
на грани крошечных кристаллов кварца, турмалина, топаза и др. Это от-
крытие вызвало настоящий фурор в научном мире. В 1881 г. на осно-
ве математических и физических расчетов 1абриэль Липпман предсказал
обратный эффект — механические изменения формы кристаллов при
воздействии на него электрического напряжения. Первое практическое
применение пьезоэффекта было осуществлено в 1917 г. французским уче-
ным Полем Ланжевеном при создании датчика глубины для подводных
лодок (гидролокатора). В настоящее время этот эффект широко использу-
ется во многих областях электроники, электротехники, метрологии и т.д.
В частности, пьезоэффект широко применялся для создания стабильных
по частоте генераторов электрических колебаний.
Важное открытие, связанное с процессом намагничивания металлов,
нашедшее широкое применение в электросвязи только в XX столетии,
было сделано немецким физиком Эмилем Варбургом. Было известно,
что в железе, никеле, кобальте и некоторых сплавах при растущей силе
магнитного поля намагничивание достигает насыщения. В 1880 г. Варбург
обнаружил явление, которое назвал гистерезисом. Оно заключалась в том,
что в том случае, когда магнитное поле возрастает от нуля, намагничи-
вание происходит иначе, чем при его убывании до нуля. Такие свойства
намагничивания металлических тел нашли применение в радиотехнике
в XX веке при создании умножителей частоты, а также устройств магнит-
ной памяти.
Другое явление, сыгравшее ключевую роль в создании первых си-
стем радиосвязи, обнаружил французский физик Эдуард Брэнли в 1890 г.
Он установил, что электромагнитное возмущение может заметно пони-
зить сопротивление прибора, представляющего собой стеклянную трубку,
в которую засыпан тонкий слой медного порошка. Это наблюдение бы-
ло сделано после экспериментов Герца, обнаружившего существование
радиоволн, предсказанных Максвеллом. Вскоре оно легло в основу созда-
ния первого чувствительного детектора электромагнитного поля, который
широко применялся на первом этапе развития радиотехники. Трубка Бр-
энли была усовершенствована в 1894 г. Оливером Лоджем, назвавшим ее
«когерером».
Следует отметить, что обнаруженное Брэнли явление, было открыто
еще в 1835 г. шведским ученым Мунком фон Розеншольдом, и повторно
(через 49 лет) итальянским физиком Фемистоклом Кальцекки-Онести.
Однако в те годы (до исследований Герца) никакого внимания на это
важное открытие не обратили, и оно было забыто на многие годы.
7. Создание первых электронных приборов
59
7. Создание первых электронных приборов
В 1883 г. Эдисон обнаружил, что между горячей нитью лампы нака-
ливания и другим элекфодом, помещенным в эту же лампу, течет ток,
и что этот ток течет только в одном направлении.
Этот процесс получил название «эффекта Эдисона». Эдисон не на-
шел должного применения своему открытию. Однако через 22 года, когда
благодаря исследованиям Дж. Томсона была понята физическая природа
этого явления, английский ученый Джон Фле-
минг, продолжив с 1889 г. начатые Эдисоном
исследования, создал в 1904 г. первую электрон-
ную лампу — диод. Диод открыл в радиотехнике
новую эру — эру электроники.
Очень важные для развития в последую-
щие годы электроники исследования выполнил
в 1900—1901 гг. английский физик Оуэн Вильямс
Ричардсон. В результате он установил зависи-
мость плотности тока насыщения термоэлек-
Рис. 6. Опыт Эдисона
тронной эмиссии от температуры поверхности
катода. За эти исследования в 1928 г. он был
удостоен Нобелевской премии.
В 1897 г. профессором Страсбургского физического института Кар-
лом Брауном на основе работ Крукса был создан один из важнейших
физических приборов, на основе которого впоследствии создавались ос-
циллографы, передающие и приемные телевизионные трубки, индикаторы
кругового обзора радиолокационных станций и др. Трубка Брауна, предна-
значенная для изучения быстро протекающих процессов (электрических
сигналов), имела флюоресцирующий экран. На пути широкого электрон-
ного луча, излучаемого катодом, он поставил диафрагму, формирующую
узкий луч. Кроме того, Браун добавил электромагнит, расположив его
между диафрагмой и экраном. Если к катушке электромагнита подводили
исследуемый сигнал, катодный луч отклонялся, оставляя след на флю-
оресцирующем экране. С помощью зеркальца, изображение светящейся
линии на экране трубки отбрасывалось на внешний экран. Для развертки
исследуемого процесса во времени зеркальце устанавливалось на якорь
еще одного электромагнита, в катушку которого подавался ток частоты,
кратной частоте исследуемого сигнала. Браун решил не патентовать свое
изобретение. Он выступал со множеством публичных демонстраций сво-
Рис. 7. Трубка Брауна
60
Глава 1. Открытие новых физических явлении
его прибора и широко публиковал его описание в научной печати. Трубка
Брауна использовалась и совершенствовалась многими учеными.
В 1899 г. немецкий физик Эмиль Вихарт предложил фокусировать
электронные лучи не диафрагмой, а магнитным полем. Другое важное
усовершенствование трубки Брауна сделал а 1902 г. русский исследова-
тель А. А. Петровский. Он избавился от необходимости применения зер-
кальца, установив вторую сигнальную катушку электромагнита в самой
трубке Брауна и обеспечив тем самым отклонение электронного луча
сразу по двум координатам. В 1903 г. Артур Венельт поместил в трубке
цилиндрический электрод (цилиндр Венельта), позволяющий менять ин-
тенсивность электронного луча, а соответственно и яркость свечения лю-
минофора. Усовершенствованная трубка Брауна представляла собой при-
бор, который можно было приспособить для передачи изображений.
8. Оптика
Оптика представляет собой обширный раздел физики. Изучение оп-
тических явлений началось в глубокой древности, и размах таких исследо-
ваний постоянно возрастал. Поэтому накопленные в оптике знания, по-
лученные задолго до того, как была понята природа оптических явлений,
оказались мощным инструментом решения многих задач радиотехники.
К таким законам, в частности, относятся законы ослабления сигналов
с увеличением расстояния между источником света и точкой наблюдения,
законы отражения света от разных поверхностей, законы преломления
света (его рефракции) при его прохождения в разных оптических сре-
дах, законы дифракции света на различных препятствиях, а также законы
изменения поляризации света при воздействии на него магнитных и элек-
трических полей. К важным для электросвязи оптическим явлениям отно-
сятся также те, которые связаны с преобразованием света в электрический
ток и обратным преобразованием электрического тока в свет.
Результаты исследований оптических явлений сыграли важнейшую
роль в создании телевидения, волоконно-оптических систем связи и др.
На законах этих явлений были основаны созданные в XX веке теории
распространения радиоволн разных диапазонов частот.
Еще в древности ученые заметили, что свет распространяется прямо-
линейно. Это отметил в своей книге «Оптика» за 300 лет до н. э. вели-
чайший математик всех времен Евклид. Примерно в 140 г. н. э. появились
труды Птолемея, в которых описывались явления рефракции света в ат-
мосфере, а в самом начале X века арабский ученый Альхазен описал
эксперименты по отражению света параболическими зеркалами и наблю-
дения сферической аберрации. Позже, в XII столетии, труды Птолемея
и Альхазена были переведены на латинский язык и послужили основой
для будущих исследований европейских ученых.
В течение нескольких столетий популярным источником знаний по оп-
тике был трактат, написанный примерно в 1270 г., выходцем из Польши
8. Оптика
61
Эразмом Вителлием. В нем нашли отражение результаты исследований
Евклида и арабских ученых, а также исследование явления радуги.
Важным событием в науке об оптических явлениях стала публикация
в 1604 г. фундаментального трактата великого немецкого физика Иоганна
Кеплера «Паралипомены к Вителлию», в которой впервые было указано,
что интенсивность света уменьшается с увеличением расстояния от свое-
го источника образно пропорционально квадрату расстояния, а также то,
что скорость распространения света является конечной. В другой книге
Кеплера «Диоптика», опубликованной в 1611 г., были рассмотрены во-
просы коррекции зрения с помощью очков и конструирования подзорной
трубы. Кеплер изучал также преломления света и отметил, что угол па-
дения не равен углу преломления. Однако он не смог найти правильного
соотношения между этими узлами.
Закон преломления света установили в 1621 г. независимо голланд-
ский ученый Виллеброд Снеллиус и французский — Рене Декарт. Декарт
был первым, кто стал рассматривать цвет, как свойство света. В те годы
такая точка зрения не разделялась даже такими физиками, как Кеплер,
который считал, что цвет — это вещь совершенно отличная от света.
Важный принцип, на основе которого можно было теоретически об-
основать закон Снеллиуса, был выдвинут в 1657 г. итальянским мате-
матиком и физиком Пьером Ферма. Принцип Ферма устанавливает, что
в оптически неоднородной среде свет распространяется по траектории,
для которой время, затрачиваемое на ее прохождение, минимально.
Одно из важных оптических явлений — дифракция света, играющее,
в частности, значительную роль и в распространении радиоволн путем
огибания ими препятствий, было открыто итальянским ученым Франче-
ско Мариа 1римальди в 1665 г. В пучке света, проходящем через небольшое
отверстие, он помещал предмет и получал от него на экране тень, более
широкую, чем сам предмет. Кроме того, по обе стороны от нее лежали
три цветные полосы. Эти наблюдения показывали, что за отверстием свет
отклоняется. Гримальди старался объяснить свое открытие волновым ха-
рактером распространения света. Это явление было описано в его книге
«Физико-математический трактат о свете, цветах и радуге», в которой был
введен термин «дифракция», сохранившимся в науке и по сей день.
В том же году английский ученый Роберт Гук озтубликовал свой труд
«Микрография». В нем были изложены сведения о микроскопах и о на-
блюдениях, сделанных с их помощью цветов помещенных в световой
пучок тонких слоев (мыльные пузыри, масляные пленки и т. п.) и др. Гук,
также как Гримальди, объяснял эти яззления «колсбательзгым» характером
распростраз 1сния света.
Замечательные оптические оззыты выполнззл в период с 1666 г. по 1704 зт.
корифей классической физизоз Исаак Ньютон. Полученньзе результаты
им были опубликованы в 1704 г. в книге «Огггика». Эта книга, переведен-
ная в 1706 г. на латинсзогй язык, переиздавалась в 1711 и 1721 зт. В се
первом томе рассматривались явления отражении, преломления и дис-
62
Глава 1. Открытие новых физических явлений
версии света (анализ и синтез цветов) с приложениями к объяснению
радуги, устройства телескопа и т. п. Во втором томе рассматривались цве-
та тонких пленок, а в третьем были представлены результаты исследования
дифракции света. Для объяснения своих опытов Ньютон выдвинул кор-
пускулярную теории света, согласно которой свет состоит из мельчайших
корпускул, вылетающих из источника света с громадной скоростью, тем
большей, чем больше плотность среды, причем, для разных цветов корпус-
кулы имеют различные размеры. Оптические опыты Ньютона являются
классическими, однако его теоретические представления в области оп-
тики были весьма сложны и запутаны. Эти представления почти 100 лет
(до начала XIX века) препятствовали принятию волновой теории света,
которую в те годы развивали другие ученые, так как авторитет Ньюто-
на-физика, открывшего законы механики и закон всемирного тяготения,
был огромен, а его мнение по любым физическим проблемам принима-
лось безоговорочно.
Одним из важных свойств света является возможность его двойного
лучепреломления. Оно было обнаружено датским ученым Эразмом Бар-
толином. Это свойство электромагнитных волн играет значительную роль
при их распространении в ионосфере, а также устройствах коммутации
лучей в волоконно-оптических системах связи.
В 1669 г. Бартолин опубликовал статью «Опыты с кристаллами исланд-
ского известкового шпата, которые обнаруживают удивительное и стран-
ное преломление». Странность состояла в том, что, попадая на поверх-
ность кристалла, луч света, преломляясь, раздваивался. Бартолин также
обнаружил, что в кристалле шпага существует направление, в котором,
распространяясь, луч света не раздваивается. Научного объяснения от-
крытому явлению он дать не смог.
Одной из основных характеристик света является скорость его рас-
пространения. Сама постановка проблемы измерения скорости света бы-
ла сформулирована Галилео Галилеем в его знаменитой книге «Беседы
и математические доказательства, касающиеся двух отраслей науки, отно-
сящихся к механике и местному движению», изданной в 1638 г. Однако
первым, кому в ходе астрономических исследований удалось измерить
с определенной точностью скорость света в 1676 г., стал датский ученый
Олаф Ремер. Точность его измерений была невысока (измеренное значе-
ние скорости составило 200000 км/с), и только через 173 года (в 1849 г.)
Арману Ипполиту Физо во Франции удалось поставить опыт, подобный
намеченному Галилеем, и измерить скорость света с достаточно высо-
кой точностью (его измерения дали следующее значение скорости света:
313 274,304 км/с).
В 1690 г. Христианом Гюйгенсом был опубликован написанный им
двумя годами раньше теоретический трактат, в котором рассматривались
явления прямолинейного распространения света, его отражения и прелом-
ления, рефракции света в атмосфере, двойного лучепреломления, а также
преломления света в линзах разной формы. Начав с критики корпускуляр-
8. Оптика
63
ной теории света Ньютона, Гюйгенс выдвинул свою волновую теорию. Он
считал, что свет распространяется в виде волн в окружающем нас эфире.
При этом, им был выдвинут знаменитый принцип Гюйгенса, объясня-
ющий механизм распространения этого волнового процесса. Согласно
этому принципу волна света, дойдя до какой либо частицы эфира, воз-
буждает ее колебания и, в свою очередь, эта частица становится центром
другой сферической волны. Все эти сферические волны распространяют-
ся и, достигая других более далеких от источника света частиц эфира,
вызывают их колебания. Эта теория позволяла дать объяснение многим
оптическим явлениям. Принцип Гюйгенса сегодня входит во все курсы
физики и радиотехники, в которых излагаются вопросы распространения
волн самой разной природы, в том числе и радиоволн. Недостатком тео-
рии Гюйгенса было то, что он полагал, что свет распространяется путем
продольных колебаний частиц эфира, хотя в те годы Гримальди и 1ук вы-
двигали верное предположение, что свет распространяется как волновой
процесс с поперечными колебаниями.
Потребовалось еще несколько десятков лет для того, чтобы в нау-
ке утвердились представления о свете как волновом процессе. Важные
опыты, подтверждающие волновую теорию света, провел в 1801 г. англий-
ский ученый Томас Юнг — человек поразительных способностей. Будучи
по профессии врачом, он был полиглотом, прекрасно играл на многих
музыкальных инструментах, выступал в цирке как канатоходец и т.д. Его
критичному уму теория Ньютона представлялась совершенно неудовле-
творительной. Свои исследования Юнг начал с воспроизводства опытов
Ньютона по окрашиванию тонких пластин. Ему пришла в голову гени-
альная мысль о возможности иной, чем данной Ньютоном интерпрета-
ции этого явления, рассматривая его как наложение света, отраженного
от первой поверхности тонкой пластинки, и отраженного от второй ее
поверхности и вышедшего затем через первую. Такое наложение волн
(их интерференция) могло в зависимости от разности их хода привести
как ослаблению, так и к усилению падающего монохроматического света.
В 1802 г. он поставил классический опыт с двумя небольшими отвер-
стиями в первом экране, на который падал узкий луч солнечного света.
На втором экране, стоящим за первым, возникала чередующаяся серия
светлых и темных полос. Теория Юнга очень просто объясняла это явле-
ние: в тех местах, куда лучи света от двух отверстий приходили в фазе,
интенсивность света увеличивалась, а тех, куда они приходили в противо-
фазе, — уменьшалась. Если одно отверстие закрывали, то интерференци-
онная картина исчезала. Выполнив такие опыты со светом разного цвета,
Юнг впервые измерил длину волны для света красного и фиолетового
цветов. С помощью волновой теории Юнг смог объяснить все эмпири-
ческие результаты, полученные Ньютоном. К результатам Юнга многие
ученые отнеслись с недоверием, а в Англии, где авторитет Ньютона был
особенно велик, они подверглись даже грубым насмешкам.
64
Глава 1. Открытие новых физических явлений
Выдвинутый Юнгом принцип интерференции лучей света является
его основным научным достижением. Этот принцип лежит в основе мно-
гих закономерностей формирования диаграмм направленности антенн,
применяемых в радиосистемах, распространения радиоволн разных диа-
пазонов частот и т. п.
Еще одно важное оптическое явление — поляризации света при от-
ражении от поверхности, обнаружил в 1808 г. французский военный ин-
женер Этьен Малюс. В его опытах свет становился поляризованным при
отражении от поверхности воды под углом 52°. В Англии в 1815 г. Дэ-
вид Брюстер открыл носящий его имя закон: отраженный луч полностью
поляризован (а преломленный луч имеет максимальную поляризацию),
когда траектории обоих лучей перпендикулярны друг другу. Исследовани-
ями поляризации лучей при отражении в 1808—1815 г. занимались также
французские ученые Доминик Франсуа Араго и Жан Батист Био. Для
интерпретации результатов поляризации света при отражении все упо-
мянутые ученые использовали корпускулярную теорию света, и это, как
тогда казалось, давало ей экспериментальное подтверждение.
Волновая теория света прочно утвердилась в науке благодаря исследо-
ваниям молодого французского инженера Огюстена Френеля, который
до 1815 г. физическими исследованиями никогда не занимался. В 1815 г.
Френель начал свои опыты с наблюдения тени тонкой проволоки и об-
наружил поразившее его явление образования полос не только вне,
но и внутри тени. Это привело его к открытию (независимо от Юн-
га) принципа интерференции. Узнав о работах Юнга, Френель приду-
мал еще несколько опытов, убедительно доказывавших волновую при-
роду света. Френель создал волновую теорию света, объединив в ней
два принципа: принцип интерференции Юнга и принцип элементарных
волн Гюйгенса, показав, что в произвольной точке пространства пол-
ный волновой эффект представляет собой алгебраическую сумму при-
шедших от других точек пространства импульсов, создаваемых каждой
элементарной волной. Он показал, что влия-
ние сферической волны во внешней точке про-
странства сводится к влиянию небольшого про-
странственного сегмента волны (1-й зоны Фре-
неля), центр которого находится на линии, со-
единяющей источник света с точкой наблюде-
ния. Этот результат устранил основное препят-
ствие, мешавшие утверждению в оптике волно-
вых представлений о природе света — согласо-
вание прямолинейного распространения света
с механизмом его волнового распространения.
Его метод позволял определять интенсив-
ность света за препятствием. Французские ака-
демики Лаплас, Пуассон и Био приняли резуль-
таты Френеля неодобрительно. Из его теории
Огюстен Френель
8. Оптика
65
следовало, что при дифракции света на непрозрачном диске в центре те
ни будет наблюдаться светлое пятно. Это представлялось парадоксальным.
Френелю удалось экспериментально подтвердить выводы своей тео-
рии. В 1823 г. комиссия Академии за его исследования присудила ему
премию и он был избран академиком.
Совместно Араго и Френелю удалось показать, что поляризованные
в параллельных плоскостях лучи света всегда интерферируют, а два лу-
ча с ортогональной поляризацией не интерферируют. Френель в своей
теории придерживался взглядов, что распространение света происходит
путем изменения механических свойств эфира, пронизывающего все тела
во Вселенной. Созданная Френелем всего за восемь лет (с 1815 г. по 1823 г.)
волновая оптика позволила объяснить все известные в те годы оптические
явления (отражение и преломление света, в том числе двойное лучепре-
ломление, дифракцию света, его дисперсию в веществе и т. д.). Эта теория
позволяла выполнять сложные расчеты интенсивности света за препят-
ствиями разной формы.
Несмогря на триумф волновой оптики идея заполнения пространства
непонятной субстанцией — эфиром, в котором свет распространяется
путем его поперечных колебаний, многим физикам представлялась весьма
грубой, и они отказывались принять ее.
В 1830 г. ирландец Вильям Гамильтон задался целью создать теорию
известных оптических явлений, которая не опиралась бы на представле-
ния о свете как потоке корпускул или его распространении как волнового
процесса. Он намеревался создать формальную теорию, которая «обла-
дала бы красотой, эффективностью и гармонией». Ему удалось создать
«математическую» теорию света, опираясь на принцип наименьшего дей-
ствия (в оптике принцип Ферма). Теория Гамильтона сыграла значитель-
ную роль в последующем развитии физики, в частности, в исследованиях
по квантовой механике, выполненных в XX веке Луи де Бройлем, Шре-
дингером и др.
Весьма важное для развития техники электросвязи оптическое явле-
ние было открыто Фарадеем. Он неоднократно задавался вопросом о связи
между магнитными явлениями и светом. В 1845 г. он пропускал поляризо-
ванный луч света через параллелепипед из тяжелого стекла (флингласа),
помещенного между полюсами электромагнита. Луч света распростра-
нялся параллельно силовым линиям магнитного поля. При возбуждении
электромагнита плоскость поляризации света поворачивалась. В его опы-
тах было показано, что угол вращения этой плоскости пропорционален
толщине пластины и интенсивности магнитного поля. Это явление было
обнаружено не только в флингласе, но и в других телах.
Фарадей придерживался воззрений, что свет представляет собой элек-
тромагнитные колебания, и эти взгляды подтвердились теорией, создан-
ной Максвеллом.
В 1875 г. шотландским физиком Джоном Керром был открыт квад-
ратичный электрооптический эффект — явление возникновения под дей-
66
Глава 1. Открытие новых физических явлений
ствием электрического поля в оптически изотропных веществах двойного
лучепреломле! 1ия.
На основе эффектов Фарадея и Керра позже создавались модуляторы
света, применяющиеся в телевизионных системах, в оптических системах
связи и т. п.
В 1871 г. Джон Релей выполнил первое исследование рассеяния света
частицами, размеры которых существенно меньше длины волны. Уста-
новленные им закономерности нашли применение в радиосвязи при раз-
работке теории распространения радиоволн на дальние расстояния путем
их рассеяния на неоднородностях диэлектрической проницаемости тро-
посферы и электронной плотности ионосферы.
В конце XIX века многим физикам представлялось, что фундамен-
тальные научные проблемы уже решены, физическая картина мира созда-
на, и дальнейшие исследования должны быть направлены на уточнение
деталей созданных теорий. Так считал, например, лорд Кельвин (Вильям
Томсон).
Однако одна проблема — излучение «черного тела», решению не под-
давалась. Эта проблема состояла в том, что надо было определить количе-
ство лучистой энергии, испускаемой или поглощаемой телом при любой
температуре и на любой частоте. В 1859 г. немецкий ученый 1 устав Кирх-
гоф, исходя из термодинамических соображений, установил следующий
закон: излучательная способность тела пропорциональна его поглощатель-
ной способности, т. е. тело тем больше поглощает излучение, чем больше
оно способно испустить его. Кирхгоф ввел в употребление сам термин
«черное тело» и указал способ получения такого тела в виде замкнутой
полости с малым отверстием, через которое проникающее внутрь поло-
сти излучение путем многих отражений от стенок практически полностью
поглощается.
В 1879 г. профессор Венского университета Йозеф Стефан экспери-
ментально установил, что общая энергия, излучаемая ежесекундно чер-
ным телом и включающая все длины волн, пропорциональна четвертой
степени абсолютной температуры тела. Используя термодинамику, другой
австрийский физик Людвиг Больцман обосновал этот закон теоретически
(сегодня его называют законом излучения Стефана—Больцмана).
Из экспериментов было известно, что нагретое тело испускает излу-
чение в определенной области, или спектре частот (длин волн), но не од-
нородно. График излучаемой энергии как функции длины волны пред-
ставляет собой кривую, начинающуюся с низких значений при больших
длинах волн, плавно поднимается к закругленной вершине, представ-
ляю] цей максимум интенсивности при некоторой промежуточной длине
волны, а затем вновь падает до низких значений энергии при более ко-
ротких длинах волн.
Попытки дать этим кривым теоретическое обоснование предпринял
в 1896 г. Вильгельм Вин и в 1900 г. Релей. Закон Вина оказался удовле-
творительно совпадающим с экспериментальными результатами в области
9. Теоретические работы в области электродинамики.
67
малых длин волн, в то время, как Релся, наоборот, в области больших длин
волн. Попытки других ученых на основе классических результатов физики
найти объяснения экспериментальным данным во всей области спектра
излучения результатов не дали.
К проблеме излучения черного тела обратился немецкий ученый
Макс Планк. В конце 1900 г. появилась его статья, сделавшая револю-
цию в физике. В этой статье для объяснения закономерностей изменения
спектра мощности, излучаемого черным телом, была введена новая фунда-
ментальная константа физики h — квант действия, известная сегодня как
постоянная Планка. Планк предположил, что в процесс излучения энер-
гии происходит малыми порциями — квантами энергии. Он выдвинул
знаменитую гипотезу о том, что энергия не является бесконечно дели-
мой, но может распределяться только довольно большими количествами,
которые нельзя дробить дальше. Исходя из этой гипотезы, он получил
формулу спектра излучения черного тела практически точно совпадаю-
щую с экспериментальными результатами.
Теория Планка противоречила законам классической физики, и он
сам долгое время сомневался в ее адекватности, пытаясь найти другие
объяснения закону излучения черного тела. Однако его работа заложи-
ла основы нового направления физических исследований — квантовой
физики, которая вскоре кардинально изменило взгляды на физическую
картину мира.
Первым, кто воспользовался новыми взглядами на природу излуче-
ния, был Альберт Эйнштейн, установивший в 1905 г. закономерности
внешнего фотоэффекта, основываясь на предположении, что свет состоит
их частиц — фотонов, энергия которых равна hv (v — частота падающего
на фотоэлемент света).
В XX веке квантовая механика получила огромное развитие. Ее зако-
ны были положены, в частности, в основу создания квантовых генераторов
электромагнитного излучения, квантовой оптики и новых волоконно-оп-
тических систем связи.
9. Теоретические работы
в области электродинамики
Наряду с интенсивными экспериментальными исследованиями уче-
ными велись работы по созданию математических методов исследования
электрических явлений. В ] 839 г. были изданы мемуары Симона Пуассона
«О распределении электричества на поверхности проводника», в которых
содержались результаты его исследований, начатых еще в 18 П г. Пуассон
распространил понятие потенциала, введен ного в науку о тяготении JIarpai i-
жем, на явления электро- и магнитостатики. В этих мемуарах было получе-
но дифференциальное уравнение, связывающее потенциальную функцию
68
Глава 1. Открытие новых физических явлений
V(x,y,z) с плотностью электрических зарядов р:
d7V 02v d2V
d^ + W + ^~ P'
Это уравнение может служить для теоретического обоснования закона
Кулона. Используя его, Пуассон вычислил потенциал шара и решил труд-
ную задачу нахождения распределения электричества на двух шарах, на-
ходящихся в соприкосновении. Среди многих следствий теории Пуассона
следует отметить, что в полом шаре из магнитного материала постоянной
плотности при определенных условиях точки внутри шара не испытыва-
ют влияния внешних магнитных масс, а внешние точки не испытывают
действия магнитных масс внутри шара. Таким образом, Пуассоном были
теоретически открыты магнитные экраны.
Работы Пуассона были продолжены и повторены английским уче-
ным Георгом Грином, который до сорока лет был пекарем и мельником.
В 1828 г. он опубликовал работу «Опыт приложения математического ана-
лиза к теории электричества и магнетизма», в которой он ввел сам термин
«потенциальная функция». Введенная Грином потенциальная функция,
определенная им как «сумму всех электрических частиц, действующих
на данную точку, разделенных на их расстояние от этой точки», позво-
ляла находить распределение зарядов в проводящих телах произвольной
формы, вычислять силу взаимодействия, возникающую между несколь-
кими заряженными телами и определять электрическую емкость системы
из нескольких тел и т. д. Им был теоретически выведен закон Кулона, опре-
делена емкость лейденской банки, изучены действия заряженных шаров
на внешнюю точку, рассмотрены задачи магнитостатики. Работа Грина
долгое время оставалась незамеченной, так как она не была опубликована
в научном журнале, и имя ее автора не было известно в научном мире.
Лишь в 1850 г. Вильям Томсон обратил внимание на важность этой ра-
боты и опубликовал ее по частям в широко известном научном журнале,
открытом немецким математиком Крелле.
Через 12 лет после опубликования трактата Грина в 1840 г. появи-
лось сочинение Гаусса «Общая теория сил притяжения и отталкивания,
действующих обратно пропорционально квадрату расстояния», в кото-
ром он изложил основные принципы теории потенциала. Он установил
ряд положений и теорем этой теории и, в частности, основную теоре-
му электростатики Гаусса—Остроградского. Сочинение Гаусса благодаря
своей ясности и обоснованности стало первоисточником всех руководств
по теории электрического поля. Используя теорию потенциала, Гаусс дал
определение единицы количества электричества, как такого, которое от-
талкивает с силой в 1 дину равное ему количество электричества, находя-
щееся на расстоянии в 1 см.
В 1855-73 гг. одним из крупнейших физиков XDC века Джеймсом
Клерком Максвеллом была создана теория электромагнитного поля, но-
сящая сегодня его имя. Суть этой теории составляет система из шести
9. Теоретические работы в области, электродинамики
69
Джеймс Клерк Максвелл
Генрих Герц
уравнений в частных производных (уравнений Максвелла), которые опи-
сывают все основные закономерности поведения электромагнитного поля.
Максвелл впервые ввел представление о токе смещения, порождающем
магнитное поле подобно обычному току (току проводимости, переме-
щающимися электрическими зарядами). Его теория опиралась на эмпи-
рические законы электромагнитных явлений, установленных Фарадеем,
и выдвинутое им же положение о порождении магнитного поля пере-
менным электрическим полем. О своих исследованиях Максвелл отмечал:
«Я предпринял специально эту работу в надежде, что мне удастся придать
его (т. е. Фарадея) идеям и методам математическое выражение».
Подобно Фарадею, Максвелл рассматривал электромагнитные явле-
ния как некоторую форму механических процессов в эфире. Эти представ-
ления были достаточно туманными, и это было одной из причин того, что
в течение почти 20 лет теория Максвелла не пользовалась популярностью
у континентальных физиков.
Однако дальнейшее развитие физики показало, что носителем элек-
тромагнитных взаимодействий является электромагнитное поле, теория
которого и была создана Максвеллом.
Эта теория обобщала все известные к тому времени факты макро-
скопической электродинамики. Общий и исчерпывающий характер этих
уравнений проявился в том, что их анализ позволил предсказать многие
неизвестные до того явления и закономерности. Так, из них следовало
существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоро-
стью света. Впоследствии эти волны были экспериментально открыты
Генрихом Рудольфом Герцем. Герц тщательно изучил труды Максвелла
и обнаружил в его рассуждениях много противоречий и ошибок. Однако
четыре уравнения Максвелла, составляющие фундамент его теории, были
истины. Поэтому Герц считал, что механические модели, с помощью ко-
торых Максвелл старался придать наглядность своей теории, совершенно
70
Глава 1. Открытие новых физических явлений
излишни, как излишни леса, окружающие уже построенное новое здание,
что «главное в теории Максвелла — это уравнения Максвелла».
Для физики в целом и для развития электросвязи имели исключитель-
ное значение экспериментальные и теоретические исследования немецко-
го физика Генриха Герца, завершенные им в 1888 г. Герц приступил к своим
экспериментам по заданию своего учителя Германа Гельмгольца, который
считал необходимым экспериментально установить какие же из двух тео-
рии, описывающих электрические явления, верны: теория, основанная на
концепции дальнодействия, разработанная континентальными физиками
Вебером и Нейманом, которой он придерживался и которую развивал
сам, или теория Максвелла, основанная на концепции близкодействия.
В результате исследований Герц экспериментально подтвердил истинность
теории Максвелла.
В экспериментальной установке Герца источником электромагнит-
ных волн был вибратор, состоящий из двух проводящих сфер диаметром
10-30 см, укрепленных на концах проволочного стержня, разрезанно-
го посредине. Концы половин стержня в месте разреза оканчивались
небольшими полированными шариками, образуя искровой промежуток
в несколько миллиметров. Они подсоединялись к вторичной обмотке ка-
тушки Румкорфа, являвшейся источником высокого напряжения.
Индуктор Румкорфа создавал на концах своей вторичной обмотки
очень высокое напряжение (порядка десятков киловольт), заряжающее
сферы зарядами противоположных знаков. В определенный момент в ис-
кровом промежутке вибратора возникала электрическая искра, делающая
сопротивление воздушного промежутка малым и в вибраторе возникали
высокочастотные затухающие колебания. Вибратор представлял собой от-
крытый колебательный контур, из которого в пространство излучались
электромагнитные волны.
В качестве детектора, или приемника, Герц использовал кольцо — «ре-
зонатор», с искровым промежутком, который можно было регулировать.
Рис. 8. Схема экс-
периментальной
установки Герца
Диаметр кольца в первых опытах составлял бо-
лее метра, а к их завершению уменьшился до 7 см.
В своих экспериментах Герц использовал радио-
волны, длина волны которых была около 66 см.
В опытах Герца посылаемая искра была длиной
3—7 мм, а искра в резонаторе — всего несколько
десятых долей миллиметра. Увидеть такую искру
можно было только в темноте. Схема установки
Герца показана на рис. 8.
Для фокусировки электромагнитных волн Герц
применил выгнутое параболическое зеркало из ли-
ста оцинкованного железа размерами 2х 1,5 м. При
помещении вибратора в фокус зеркала создавал-
ся параллельный поток лучей. Для исследования
закона преломления этих лучей из асфальта была
9. Теоретические работы в области электродинамики
71
сделана призма в виде равнобедренного треугольника с боковой гранью
1,2 м, высотой 1,5 м и массой 1200 кг.
Опыты Герца показали, что отражение, преломление, интерференция
и дифракция радиолучей на препятствиях, подчиняются тем же зако-
нам, которые установлены для световых лучей. Кроме того, Герц измерил
скорость распространения электромагнитной волны и она, как и пред-
сказывала теория Максвелла, совпала со скоростью света. Тем самым
была экспериментально подтверждена электромагнитная природа света.
Герц также показал, что для электромагнитных колебаний, как и для све-
та, одной из важных характеристик является их поляризация. Результаты
своих исследований он регулярно публиковал в 1887—1888 гг., а 13 декабря
1888 года доложил их в Берлинском университете. Эти публикации сделали
1срца одним из самых популярных в мире ученых-физиков, а электромаг-
нитные волны стали повсеместно именоваться «лучами Терца».
Терц является одним из основоположников электродинамики. Иссле-
дования Терца устранили все сомнения физиков в справедливости теории
Максвелла, охватывающей все известные в те годы электромагнитные яв-
ления. Эта теория уже более ста пятидесяти лет служит надежным фунда-
ментом для решения огромного числа практических проблем электросвязи.
О неисчерпаемости этой теории с восхищением писал Герц; «Нельзя
изучать эту теорию, не испытывая по временам такого чувства, будто ма-
тематические формулы живут собственной жизнью, обладают собственным
разумом — кажется, что эти формулы умнее нас, умнее даже самого автора,
как будто они дают нам больше, чем в свое время в них было заложено».
После работ Герца эта теория была с энтузиазмом воспринята всеми
физиками. Один из крупнейших физиков XLX века Людвиг Больцман вос-
хищался «книгой (Максвелла) за семью печатями» и его уравнениями. Читая
лекции по электродинамике, он постоянно цитировал строки из «Фауста»:
Не бог ли эти знаки начертал ?
Таинственен их скрытый дар!
Они природы силы раскрывают
И сердце нам блаженством наполняют.
Герману Гельмгольцу теория Максвелла очень нравилась своей формаль-
ной простотой. Большое впечатление теория Максвелла произвела на рус-
ских ученых. Николай Алексеевич Умов, Александр Григорьевич Столетов
и Петр Николаевич Лебедев приняли деятельное участие в ее развитии
и укреплении.
Теория электромагнетизма Максвелла стала общепризнанной клас-
сической основой современной физики. Роль этой теории ярко охаракте-
ризовал Альберт Эйнштейн: «...тут произошел великий перелом, который
навсегда связан с именами Фарадея, Максвелла, Герца. Львиная доля в этой ре-
волюции принадлежит Максвеллу... После Максвелла физическая реальность
мыслилась в виде непрерывных, не поддающихся механическому объяснению
72
Глава 1. Открытие новых физических явлений
Петр Николаевич Лебедев
Оливер Хевисайд
полей... Это изменение понятия реальности является наиболее глубоким и пло-
дотворным из тех, которые испытала физика со времен Ньютона».
Опыты Герца повторяли многие физики. В 1893 г. их повторил ита-
льянский физик Аугусто Риги, изготовивший новый тип генератора радио-
волн, который создавал колебания с существенно меньшей, чем у Герца,
длиной волны, равной 2—10 см. Это существенно упрощало эксперименты
исследования свойств радиоволн, так как при малой длине волны размеры
опытных установок, являвшихся аналогами оптических приборов, также
уменьшались. В 1897 г. результаты Риги были опубликованы в ставшей
классической книге «Оптика электрических колебаний».
В 1895 г. Лебедев создал целый комплекс миниатюрных приборов,
позволивших получить и исследовать короткие электромагнитные волны
длиной 0,6 см. Это был в те годы рекорд получения коротких волн. Ле-
бедев повторил все опыты Герца и еще раз доказал тождество световых
и электромагнитных волн. Теория Максвелла давала также возможность
вычислить величину светового давления, о существовании которого дога-
дывался еще в 1619 г. Иоганн Кеплер. Давлением солнечного излучения
Кеплер объяснял отклонение хвостов комет, пролетающих вблизи светила.
Лебедев с помощью созданных им оригинальных приборов впервые в мире
экспериментально доказал существование светового давления на твердые
тела и газы. Крупнейшие европейские физики были восхищены этими
тонкими исследованиями.
Значительный вклад в развитие теории Максвелла внес английский
физик-самоучка Оливер Хевисайд. После окончания в 1866 г. школы он
работал в телеграфной компании в Ньюкасле, однако в 1874 г. был вы-
нужден оставить работу из-за прогрессирующей глухоты. Оставив работу,
он самостоятельно стал изучать теорию электричества.
10. Теория, цветового зрения
73
В 1892 г. Хевисайд занялся теоретическими аспектами проблем пе-
редачи электрических сигналов и внес значительный вклад в теорию рас-
пространение электромагнитных колебаний по одно и двухпроводным ли-
ниям, получив полные «телеграфные» уравнения, в которых были учтены
такие параметры линии, как ее удельное сопротивление, проводимость,
удельная емкость и индуктивность. Им были получены условия согласо-
вания линии связи с нагрузкой, а также важные соотношения между ее
параметрами, при которых в линии достигалось минимальное затухание.
На основе результатах своих исследований он предложил увеличивать ин-
дуктивность телефонных линий для улучшения дальней связи. Хевисайд
ввел понятие импеданса, т. е. полного сопротивления синусоидальному
переменному току электрической цепи, содержащей емкости и индук-
тивности. Полученные им результаты были впоследствии применены для
конструирования кабелей связи.
Кроме того, Хевисайд ввел (независимо от Пойнтинга и Умова) одно
из ключевых понятий теории электромагнитного поля — вектор плотно-
сти потока электромагнитной энергии. Применительно к механическим
системам это понятие в 1874 г. первым ввел русский ученый Николай
Алексеевич Умов, который также ввел такие основополагающие понятия,
как скорость и направление движения энергии, плотность энергии в дан-
ной точке среды, пространственная локализация потока энергии.
В 1884 г. в «Трудах Королевского общества» была опубликована ста-
тья Джона Пойнтинга «О переносе энергии в электромагнитном поле»,
в которой он, опираясь на работы Максвелла, ввел понятие «потока энер-
гии электромагнитного поля» и впервые показал изменения во времени
энергии магнитного или электрического полей. Им также получено вы-
ражение векторного произведения, описывающего движение электромаг-
нитной энергии, которое сегодня называют вектором Умова—Пойнтинга.
После работ Герца многим ученым стала ясно, что с помощью элек-
тромагнитных волн можно осуществить беспроводную связь. Честь стать
создателями первых систем радиосвязи судьба удостоила сербского иссле-
дователя и изобретателя Николу Теслу, русского физика Александра Сте-
пановича Попова и итальянца Гульельмо Маркони. Работы над созданием
таких систем интенсивно ведутся уже более ста лет и в этом направлении
техники электросвязи достигнуты феноменальные успехи.
10. Теория цветового зрения
Механизм зрения человека начал изучать еще в середине XVIII века
русский ученый М. В. Ломоносов. В начале XIX века Петров и Юнг про-
водили опыты по сложению основных цветов.
Выполненные в 1833 г. бельгийским физиком Жозефом Плато иссле-
дования показали, что зрение человека обладает инерцией и при быстрой
смене изображений (с частотой около 20 Гц) последовательные кадры изоб-
ражения воспринимаются слитно так, что у человека возникает ощущение
74
Глава 1. Открытие новых физических явлений
непрерывного движения показываемого ему изображения. Плато устано-
вил это путем следующего опыта. Он наклеивал на периферию диска
рисунки, запечатлевшие последовательные позы танцующей балерины,
и вращал диск с определенной скоростью перед окошком, в котором
помещалось лишь одно изображение, при этом зритель видел в окошке
балерину, плавно исполнявшую свой танец.
В 1852-1872 гг. важные исследования по физиологии и физике цвет-
ного зрения и колориметрии выполнил Максвелл. В 1861 г. он впервые де-
монстрировал цветное изображение, полученное от одновременного про-
ецирования на экран красного, зеленого и синего диапозитивов, доказав
этим справедливость трехкомпонентной теории цветного зрения и одно-
временно наметив пути создания цветной фотографии. Он создал один
из первых приборов для количественного измерения цвета, получившего
название диска Максвелла.
В 1867 г. знаменитый немецкий ученый Гельмгольц создал теорию
трехкомпонентного зрения, установив, что человеческий глаз будет ощу-
щать всю палитру цветов, если в его глазу в определенной пропорции
будут смешиваться всего три цвета: красный, зеленый и синий.
Знан ие установле! гных физиками законов зрения оказали решающее вли-
яние на создание и выбор технических параметров телевизионных систем.
Хронология к главе 1
1600 г. — публикация книги Вильяма Гильберта «О магните, магнитных
телах и о большом магните — Земле».
1650 г. — создание первой электростатической машины Отто фон Герике.
1729 г. — открытие Стефеном 1реем явления электропроводности, т. е. пе-
редачи электричества от одного тела к другому.
1733 г. — открытие Шарлем Дюфэ двух типов электрических зарядов («стек-
лянное» и «смоляное»), а также физического закона, согласно
которому тела, наэлектризованные одним типом электричества,
всегда отталкиваются, а разным — притягиваются.
1745 г. — создание Питером ван Мушенбруком и независимо Дин фон Клей-
стом «лейденской банки» — электрического конденсатора, об-
ладающего возможностью накапливать электрические заряды.
1748 г. — разработка Бенджамином Франклином «унитарной» теории элек-
трических явлений.
1752 г. — первый опыт использования предложенного Франклиным гро-
моотвода для защиты от ударов молнии.
1752 г. — открытие Франклиным и Луи Гийом Ломонье наэлектризован-
ности атмосферы.
1753 г. — разработка М. В. Ломоносовым и Рихманом теории атмосферного
электричества.
Хронология к главе 1
75
1759 г. — издание в Петербурге книги Эпинуса «Опыт теории электри-
чества и магнетизма», в которой развивались представления
об электрической и магнитной жидкостях и их взаимодействии.
1784 г. — открытие Кулоном количественных законов, определяющих за-
висимости силы взаимодействия двух электрических зарядов
или двух магнитов от расстояния между ними.
1825 г. — открытие Вильямом Стерженом явления, состоявшего в том, что
в ясную погоду атмосфера положительно заряжена относительно
Земли и заряд увеличивается с высотой.
1865 г. — создание первых электрофорных машин Августом Теплером и
Вильгельмом Гольцем.
Электрический ток и законы электромагнетизма
1791 г. — открытие Луиджи Гальвани «гальванического электричества».
1800 г. — создание Алессандро Вольта электрической батареи — первого
источника постоянного тока.
1800 г. — открытие Вильямом Никольсоном и Антони Карлелем явления
электролиза воды.
1803 г. — создание В. В. Петровым самой мощной в то время вольтовой
батареи, составленной из 2100 гальванических элементов, с по-
мощью которой он открыл электрическую дугу, установил зави-
симость силы постоянного тока иг площади поперечного сече-
ния проводника и сделал ряд других открытий.
1820 г. — открытие Эрстедом связи между электричеством и магнетизмом.
1820 г. — открытие Ампером закона механического взаимодействия то-
ков, разработка им первой теории магнетизма.
1820 г. — открытие Био и Саваром количественного закона, который поз-
волял, зная силу тока в прямолинейном проводе, определить
напряженность магнитного поля на определенном расстоянии
от него.
1827 г. — открытие Омом закона, определяющего зависимость между на-
пряжением и током, текущим через сопротивление.
1831 г. — открытие Фарадеем явления электромагнитной индукции (в 1832 г.
это же явление было открыто американским физиком Джозефом
Генри).
1833 г. — установление Э.Х. Ленцем правила, позволяющего определить
направление индуцированных токов в проводниках, возникаю-
щих при электромагнитной индукции.
1837 г. — открытие Фарадеем поляризации диэлектриков.
1838 г. — открытие Генри колебательного характера токов в электриче-
ском контуре, содержащем емкость и индуктивность.
76 Глава 1. Открытие новых физических явлений
1842 г. — создание Чарльзом Уитстоном реостата (регулируемого сопро-
тивления).
1845 г. — открытие Фарадеем явлений парамагнетизма и диамагнетизма.
1845 г. — создание Францом Нейманом электродинамики, основанной
на концепции дальнодействия.
1846 г. — создание Гауссом и Вебером единой системы электрических
и магнитных единиц измерений.
1847 г. — открытие Кирхгофом метода определения токов и напряжений
в разветвленной электрической цепи.
1851 г. — создание Румкорфом «катушки Румкорфа» — физического при-
бора, сыгравшего исключительно важную роль в исследованиях
законов распространения радиоволн и создании радио.
1853 г. — создание Вильямом Томсоном (лордом Кельвиным) теории элек-
трических колебаний в контуре, состоящем из конденсатора
и катушки индуктивности.
1866 г. — создание Вильямом Томсоном зеркального гальванометра, поз-
воляющего измерять очень малые токи.
Теоретические работы в области электродинамики
1839 г. — публикация мемуара Пуассона «О распределении электричества
на поверхности проводника», в котором Пуассон распростра-
нил понятие потенциала на явления электро-и магнитостатики
и получил дифференциальное уравнение, связывающее потен-
циальную функцию с плотностью электрических зарядов р.
1828 г. — публикация работы Грина «Опыт приложения математического
анализа к теории электричества и магнетизма», в которой был
разработан метод нахождения распределения зарядов в прово-
дящих телах произвольной формы, метод вычисления силы вза-
имодействия, возникающей между несколькими заряженными
телами, а также метод определения электрической емкости си-
стемы, состоящей из нескольких тел, ит.д.; работа Грина стала
известна ученым лишь в 1850 г., когда она была опубликована
в широко известном научном журнале Крелле.
1840 г. — публикация сочинения Гаусса «Общая теория сил притяжения
и отталкивания, действующих обратно пропорционально квад-
рату расстояния», в котором были изложены основные принци-
пы теории потенциала, в частности, ряд положений и теорем,
среди них основная теорема электростатики — теорема Гаусса—
Остроградского.
1855—73 гг. — создание Максвеллом теории электромагнитного поля,
основанной на экспериментальных исследованиях и физиче-
ских представлениях Фарадея.
Хронология к главе 1
77
1884 г. — публикация статьи Пойнтинга «О переносе энергии в электро-
магнитном поле», в которой на основе теории Максвелла бы-
ло введено понятие «потока энергии электромагнитного поля»
и впервые показано изменения во времени энергии магнитного
или электрического полей.
1888 г. — экспериментальные и теоретические исследования 1ерца, под-
твердившие истинность теории Максвелла.
1892 г. — создание Хевисайдом теории распространения электромагнит-
ных колебаний по одно и двухпроводным линиям связи, из кото-
рой следовали полные «телеграфные» уравнения, учитывающие
такие параметры линии, как ее удельное сопротивление, прово-
димость, удельная емкость и индуктивность.
1893 г. — экспериментальные исследования Аугусто Риги, изготовивше-
го новый тип генератора радиоволн, создававшего колебания
с длиной волны, равной 2-10 см, которые подтвердили резуль-
таты 1ерца.
1895 г. — опыты Лебедева по исследованию электромагнитные волны длиной
0,6 см, повторившего все опыты 1ерца и экспериментально доказав-
шего существование светового давления на твердые тела и газы.
Явления, связанные с превращением
света в электрический ток
1839 г. — открытие Александром Эдмоном Беккерелем внутреннего фото-
эффекта — возможности преобразования света в электрический
ток путем уменьшения сопротивления элемента под воздействи-
ем падающего света.
1873 г. — открытие У. Смитом внутреннего фотоэффекта в химическом
элементе селене.
1888 г. — открытие Г. [ерцем внешнего фотоэффекта.
1888 г. — исследование В. Гальваксом и А. Г. Столетовым закономерностей
явления внутреннего фотоэффекта.
Явления, связанные с превращением
электрического тока в свет
1800 г. — открытие Вольта явления превращения электричества в свет рас-
каленной проволокой в результате прохождения по ней электри-
ческого тока.
1802 г. — открытие В. В. Петровым электрической дуги как источника
устойчивого света.
1858 г. — открытие Ю. Плюккером, изучавшим спектры светящихся газов в
запаянных гейслеровских трубках, явления катодолюминесценции.
78
Глава 1. Открытие новых физических явлений
1869 г. — исследования И. Гитторфа катодолюминесценции, в результате
которых были установлены ряд важнейших свойств катодных
лучей: прямолинейность распространения, способность откло-
няться под действием магнитного поля, вызывать нагрев облу-
чаемых тел и т. п.
1874 г. — изобретение П. Н. Яблочкова мощного дугового источника све-
та — «свечи Яблочкова».
1879 г. — исследования В. Крукса катодолюминесценции, в результате ко-
торых было установлено, что эти лучи способны вызывать люми-
несценцию кристаллов алмаза и рубина; им были разработаны
ряд светосоставов катодолюминофоров — веществ, светящихся
при катодной бомбардировке, и т. д.
1880 г. — создание Т. Эдисоном пригодной для практического использо-
вания электрической лампочки накаливания, имеющей доста-
точно большой срок службы.
1883 г. — открытие «эффекта Эдисона» (между горячей нитью лампы на-
каливания и другим электродом, помещенным в эту же лампу,
ток может течь только в одном направлении).
1895 г. — открытие В. Рентгеном невидимых лучей, обладающих большой
проницательностью и названных впоследствии его именем.
1897 г. — открытие Дж. Томсоном электрона — субатомной частицы и из-
мерения ее заряда и массы.
1903 г. — Дж. Томсоном предложена одна из первых моделей атома и раз-
работана электронная теория металлов.
Явления взаимодействия
электрического тока и вещества
1874 г. — открытие Брауном односторонней проводимости в кристаллах
сульфидов металлов: в точке конзакта кристалла с проводни-
ком сопротивление проходящему току было высокое в одном
направлении, а в обратном — низкое; на основе этого явления
в дальнейшем были разработаны различные типы «кристалли-
ческих детекторов».
1880 г. — открытие Э. Варбургом явления гистерезиса, заключавшегося
в том, что при возрастании магнитного поля от нуля намагни-
чивание происходит иначе, чем при его убывании от конечного
значения до нуля.
1880 г. — открытие братьями Пьером и Жаком Кюри пьезоэффекта —
возникновения электричества при механическом воздействии
на грани крошечных кристаллов кварца, турмалина, топаза и др.
1881 г. — теоретическое предсказание Г. Липпманом эффекта, обратного
пьезоэффекту, — механического изменения формы кристаллов
при воздействии на него электрического напряжения.
Хронология к главе 1
79
1890 г. — Эдуард Брэнди установил, что электромагнитное возмущение
может заметно понизить сопротивление прибора, представляю-
щего собой стеклянную трубку, в которую засыпан тонкий слой
медного порошка.
1894 г. — усовершенствование Лоджем трубки Брэнли, названной им «ко-
герер».
Создание первых электронных приборов
1897 г. — создание одного из важнейших физических приборов — трубки
Брауна, предназначенного для изучения быстро протекающих
процессов (электрических сигналов).
1899 г. — усовершенствование трубки Брауна Э. Вихартом, предложив-
шим фокусировать электронные лучи нс диафрагмой, а маг-
нитным полем.
1902 г. — усовершенствование трубки Брауна А. А. Петровским, устано-
вившим вторую сигнальную катушку электромагнита в самой
трубке, обеспечив тем самым отклонение электронного луча
сразу по двум координатам.
1903 г. — Артур Венельт поместил в трубку Брауна цилиндрический электрод
(цилиндр Венельта), позволяющий менять интенсивность электрон-
ного луча, а соответственно и яркость свечения люминофора.
1904 г. — изобретение Джоном Флемингом вакуумного диода — первой
электронной лампы, открывшей в радиотехнике эру электроники.
Оптика
300 лет до н. э. — в книге Евклида «Оптика» отмечено, что свет распро-
страняется прямолинейно.
140 г. н. э. — в трудах Птолемея описывались явления рефракции света
в атмосфере.
начало X века — арабский ученый Альхазен описал эксперименты по от-
ражению света параболическими зеркалами и свои наблюдения
сферической аберрации.
1270 г. — издан трактат Эразма Вителлия, в котором нашли отражение
результаты исследований Евклида и арабских ученых, а также
исследования явления радуги.
1604 г. — опубликован фундаментальный трактат Иоганна Кеплера «Па-
ралипомены к Виталлию», в которой впервые было указано,
что интенсивность света уменьшается с увеличением рассто-
яния от своего источника обратно пропорционально квадрату
расстояния, а также то, что скорость распространения света яв-
ляется конечной.
80 Глава 1. Открытие новых физических явлений
!6Н г. — опубликована книга Кеплера «Диоптика», в которой рассмотре-
ны вопросы коррекции зрения с помощью очков, конструиро-
вания подзорной трубы, описано открытое Кеплером явление
внутреннего отражения.
1621 г. — Виллеброд Снеллиус и независимо Рене Декарт открыли закон
преломления света.
1657 г. — Пьером Ферма выдвинут важный принцип — в оптически не-
однородной среде свет распространяется по траектории, для ко-
торой время, затрачиваемое на ее прохождение, минимально;
на основе этого принципа можно теоретически обосновать за-
кон преломления света Снеллиуса.
1665 г. — открытие [римальди важного оптического явления — дифрак-
ции света.
1665 г. — публикация Робертом Гуком книги «Микрография», в которой
изложены сведения о микроскопах, о сделанных с их помощью
наблюдениях цветов тонких слоев (мыльные пузыри, масляные
пленки и т. п.), помещенных в световой пучок, и др, даны объ-
яснения этим явлениям исходя из представлений о «колебатель-
ном» характере распространения света.
1666 г. — 1704 гг. оптические опыты Исаака Ньютона, результаты которых
им опубликованы в 1704 г. в книге «Оптика», в которой рассмат-
ривались явления отражения, преломления и дисперсии света
(анализ и синтез цветов) с приложениями к объяснению раду-
ги, устройства телескопа и т. п., рассматривались цвета тонких
пленок, а в третьем томе были представлены результаты иссле-
дования дифракции света; для объяснения своих опытов Нью-
тон выдвинул корпускулярную теорию света, согласно которой
свет состоит из мельчайших корпускул, вылетающих из источ-
ника света с 1ромадной скоростью, тем большей, чем больше
плотность среды, причем, для разных цветов корпускулы имеют
различные размеры.
1669 г. — Эразм Бартолин опубликовал статью «Опыты с кристаллами
исландского известкового шпата, которые обнаруживают уди-
вительное и странное преломление», в которой было описано
открытое им явление двойного лучепреломления.
1676 г. — первое измерение скорости света Олафом Ремером.
1690 г. — Христианом Гюйгенсом опубликован трактат, в котором иссле-
довались явления прямолинейного распространения света, его
отражения и преломления, рефракции света в атмосфере, двой-
ного лучепреломления, преломления света в линзах разной фор-
мы, а также разработана волновая теория света и выдвинут важ-
нейший принцип распространения (принцип Гюйгенса) этого вол-
нового процесса, согласно которому волна света дойдя до какой-
Хронология к главе 1
81
либо частицы эфира возбуждает ее колебания и, в свою очередь,
эта частица становится центром другой сферической волны.
1801 г. — опыты Томаса Юнга, подтверждающие волновую теорию света.
1808 г. — открытие Этьеном Малюсом явления поляризации света при
отражении от поверхности.
1815 г. — открытие Дэвидом Блюстером закона, согласно которому отра-
женный луч полностью поляризован (а преломленный луч име-
ет максимальную поляризацию), когда траектории обоих лучей
перпендикулярны друг другу.
1815-1823 гг. — создание Френелем волновой оптики, объяснившей все
известные в те годы оптические явления (отражение и прелом-
ление света, в том числе двойное лучепреломление, дифракцию
света, его дисперсию в веществе и т. д.) и позволявшей выпол-
нять сложные расчеты интенсивности света за препятствиями
разной формы.
1830 г. — создание Вильямом Гамильтоном «математической» теории оп-
тических явлений, которая основывалась на принципе наимень-
шего действия (в оптике принцип Ферма).
1845 г. — открытие Фарадеем явления поворота плоскости поляризации
света при пропускании поляризованного луча света через парал-
лелепипед из тяжелого стекла (флингласа), помещенного между
полюсами электромагнита; в опытах было показано, что угол
вращения этой плоскости пропорционален толщине пластины
и интенсивности магнитного поля.
1849 г. — опыт Л. Физо по измерению скорости света с достаточно высо-
кой точностью.
1859 г. — открытие Густавом Кирхгофом закона излучения: излучательная
способность тела пропорциональна его поглощательной способ-
ности, т. е. тело тем больше поглощает излучение, чем больше
оно способно испустить его.
1871 г. — первое исследование рассеяния света частицами, размеры которых
существенно меньше длины волны, выполненное Джоном Редеем.
1875 г. — открытие Джоном Керром квадратичного электрооптического
эффекта — явления возникновения под действием электриче-
ского поля в оптически изотропных веществах двойного луче-
преломления.
1896 г. — теоретическое обоснование Вильгельмом Вином эксперимен-
тальных данных зависимости интенсивности излучения черного
тела от длины волны в области малых длин волн.
1900 г. — теоретическое обоснование Релеем экспериментальных данных
о зависимости интенсивности излучения черного тела от длины
волны в области больших длин волн.
82
Глава 1. Открытие новых физических явлений
1900 г. — публикация революционной статьи Макса Планка, посвящен-
ная проблеме излучения черного тела, в которой для объясне-
ния закономерностей изменения спектра мощности, излучаемо-
го черным телом, была введена новая фундаментальная констан-
та физики — Л, известная сегодня как постоянная Планка —
квант действия; Планк выдвинул свою знаменитую гипотезу
о том, что энергия не является бесконечно делимой, но может
распределяться только довольно большими количествами, ко-
торые нельзя дробить дальше.
1905 г. — открытие Альбертом Эйнштейном закономерностей внешнего
фотоэффекта, основываясь на предположении, что свет состоит
их частиц — фотонов, энергия которых равна Ли (Л — посто-
янная Планка, и-частота падающего на фотоэлемент света).
Теория цветового зрения
Механизм зрения человека начал изучать еще в середине XVIII века
М. В. Ломоносов.
В начале XIX века В. В. Петров и Юнг проводили опыты по сложению
основных цветов.
1833 г. — Жозеф Плато выполнил исследования, показавшие, что зрение
человека обладает инерцией и при быстрой смене изображений
(с частотой около 20 Гц) последовательные кадры изображения
воспринимаются слитно так, что у человека возникает ощуще-
ние непрерывного движения показываемого ему изображения.
1852-1872 гг. — исследования Дж. Максвелла по физиологии и физике
цветного зрения и колориметрии, доказавшие справедливость
трехкомпонентной теории цветного зрения.
1867 г. — создание Г. Гельмгольцом теории трехкомпонентного зрения, со-
гласно которой человеческий глаз будет ощущать всю палитру
цветов, если в его глазу в определенной пропорции будут сме-
шиваться всего три цвета: красный, зеленый и синий.
Литература к главе 1
1. Лебедев В. Электричество, магнетизм и электротехника в их историческом
развитии (дофарадеевский период). М.; Л.: Объединенное издательство НКТП
СССР, 1937.
2. Лауз М. История физики. М.: Гос. изд.технико-теоретической литературы, 1956.
3. Льоцци М. История физики. М.: Мир, 1970.
4. Кудрявцев П. С. Курс истории физики. М.: Просвещение, 1982.
5. Федоров Н. Н. Развитие теории поля (Глава 1 из книги: Формирование радио-
электроники (середина 20-х - середина 50-х годов) // Под ред. В. М. Родио-
нова. М.: Наука, 1988).
6. Уиттекер Э. История теории эфира и электричества (Классические теории).
М.; Ижевск: R&C Dynamics, 2001.
Глава 2
Системы передачи
сигналов телеграфии
1. Семафорный телеграф
Потребность передавать сообщения на значительное расстояние в че-
ловеческом обществе возникла с незапамятных времен. Для этого исполь-
зовались световые сигналы, которые можно было в ночное время переда-
вать с помощью костров или зажженных факелов. В Африке для передачи
сообщений на тысячи км использовались звуковые инструменты: гигант-
ские рога или большие барабаны, позволяющие издавать громкие звуки,
слышимые на больших расстояниях.
До того, как были познаны законы электричества и сделаны первые
попытки их применения для передачи сигналов на дальнее расстояние,
у разных изобретателей рождались идеи создания линий релейной свя-
зи путем строительства ряда находящихся в пределах прямой видимости
высоких башен, снабженных рычагами, которые могут занимать разное
положение. Образованные рычагами разные геометрические фигуры со-
ответствовали разным закодированным сигналам. Телеграфист наблюдал
за положением рычагов на соседней станции и повторял их на своей. Та-
кой телеграф получил название семафорного.
По-видимому, одним из первых пионеров семафорного телеграфа
был известный английский ученый Роберт Гук. О своей системе он сделал
доклад в 1684 г. на заседании Лондонского королевского общества. Эта
система использовалась в Англии и в английском военно-морском флоте.
Первая государственная телеграфная сеть, связавшая основные реги-
оны страны, была создана во Франции. Конструкцию станций этой сети
предложил в 1792 г. французский изобретатель Клод Шапп совместно
со своими братьями.
На станциях этой сети использовались башни высотой около 10 м,
у которых наверху располагался высокий шест с укрепленной на нем
плоской штангой длиной около 4 м. На концах штанги были шарнирно
прикреплены «крылья». С помощью шкивов и тросов в соответствии с ко-
довой таблицей «крылья» поворачивались телеграфистом в вертикальной
плоскости, занимая в зависимости от передаваемого знака различные по-
ложения в пространстве. Для передачи сигналов в ночное время на концах
«крыльев» укреплялись зажженные фонари.
84
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии
Клод Шапп
Рис. 1. Семафорный телеграф Шаппа
Первая линия семафорного телеграфа, построенная между Парижем
и Лиллем, имела протяженность 225 км и передача по ней одного сигнала
занимала около 2 минут. В 1795 г. телеграфы Шаппа были построены в Ис-
пании и Италии. В 1798 г. вступила в строй линия, соединившая Париж,
Страсбург и Брест. Затем появилась линия Париж—Тулон протяженно-
стью 1000 км, по которой сигнал передавался за 20 минут. В те годы это
представлялось огромным достижением, так как на передачу сообщений
транспортными средствами уходило несколько суток. Были предложены
другие конструкции семафорных телшрафов, которые применялись в дру-
гих странах.
В России семафорные телеграфы строились по проектам Пьера Ша-
то — ученика Шаппа. Были построены линии: Петербург—Ораниенбаум—
Кронштадт (1833 г.), Петербург — Царское село — Гатчина в (1835 г.).
В 1839 г. вступила в строй самая длинная в Европе линия семафорного те-
леграфа Петербург—Псков—Динабург—Вильна— Варшава, имевшая 149
ретрансляционных участков. Такие телеграфы создавались не только в Ев-
ропе, но и на Американском континенте и в странах Азии. Семафорные
телеграфы послужили человечеству свыше 50 лет. Примерно с середины
XIX века во всех странах прекращается их развитие, и начинают созда-
ваться линии электростатического, затем электролитического и, наконец,
электромагнитного телеграфа.
2. Электростатический телеграф
Идея электростатического телеграфа, которую пытались, начиная с
середины XVIII века, реализовать разные изобретатели и ученые, осно-
вана на возможности передачи электрических зарядов по изолированным
2. Электростатический телеграф
85
Рис. 2. Установка Рональдса для передачи электрических сигналов
металлическим проводам, установленной англичанином Треем в 1729 г.,
и на явлении отталкивания одноименных зарядов, открытом французом
Дюфе в 1733 г.
В первых проектах этой системы для передачи сигналов между пунк-
тами передачи и приема число используемых проводов было равно числу
букв алфавита. К одному концу каждого провода прикреплялся шарик,
начинавший двигаться, когда к данному проводу подключали источник
электрического заряда. Таким источником могла быть электростатическая
машина или заряженная от нее «лейденская банка». Каждому шарику со-
ответствовала определенная буква алфавита. Определяя визуально, какой
из шариков был выведен из состояния равновесия, телеграфист мог опре-
делить какая буква была передана.
Первая попытка передачи по металлическим проводам электриче-
ских зарядов была сделана французом Луи Гийомом Лемонье в 1746 году.
Однако проверить опытным путем работоспособность данного проекта
не удалось. Через несколько лет — в 1753 году, в шотландском журна-
ле был опубликован подобный же проект электростатического телеграфа.
Статья была подписана инициалами «С. М.».
Важную идею создания синхронного телеграфа, которая сегодня ста-
ла общепринятой и применяется во многих системах передачи сигналов,
выдвинул в 1816 году английский изобретатель Фрэнсис Рональде. В си-
стеме, которую он развернул в своем саду, сигналы передались по 13-
километровой линии из подвесного провода. В ней использовался прин-
цип синхронной работы двух часовых механизмов, установленных на пе-
редающем и приемном концах линии связи.
Аппарат Рональдса на приеме и передаче имел вращающиеся при
помощи часового механизма круглые циферблаты с нанесенными по его
окружности буквами. Снаружи циферблат был прикрыт неподвижным
диском с узкой прорезью, позволявшей видеть в каждый данный момент
только одну букву в зависимости от положения вращающегося диска. Два
таких аппарата с одинаково отрегулированными часовыми механизмами,
86
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии
Рис. 3. Телеграф Лесажа
начав движение при одинаковом исходном положении дисков, должны
были действовать синхронно и синфазно. Подлежащая передаче буква от-
мечалась посылкой сигнала от электростатической машины передатчика
в электрометр приемника. Сигнал об одновременном пуске часовых ме-
ханизмов подавался таким же способом, что и вызов. Этот проект реали-
зован не был. Попытки Рональдса заинтересовать своим проектом власти
Лондона успеха не имели. Британское Адмиралтейство в ответ на пред-
ложение построить эту систему телеграфа заявило: «Их светлости вполне
удовлетворены существующей системой телеграфа и не намерены заменять
ее другой». В 1823 г. Рональдсом была опубликована брошюра с описанием
предложенной системы Это был первый печатный труд в области элек-
трического телеграфа.
Первая опытная линия электростатического телеграфа, состоящая из
24 изолированных друг от друга проводов, была построена в Женеве
(Швейцария) Джорджем Луи Лесажем в 1774 году. К одному концу каж-
дого провода прикреплен шарик, двигающийся, когда к данному проводу
подключают источник тока. Каждый шарик обозначал определенную бук-
ву алфавита.
В 1796-1798 гг. по проекту испанского врача Франциско де Сальва
крупным инженером Августином Августиновичем Бетанкуром была со-
здана действующая электростатическая телеграфная линия длиной около
50 км между Мадридом и Арахаусом. Линия состояла всего из 2-х ме-
таллических проводов, подвешенных с помощью изоляторов к столбам.
Система де Сальва знаменательна тем, что в ней для передачи сигналов
впервые был применен код, который нескольким последовательно пере-
данным символам ставил в соответствие определенную букву алфавита.
С тех пор кодирование сигналов широко применяется во всех системах
электросвязи.
3. Электролитический телеграф
87
3. Электролитический телеграф
Новая идея передачи сигналов с помощью электричества возникла
сразу же после создания вольтова столба в 1800 г. Английские исследова-
тели Вильям Никольсон и Антони Карлель открыли явление разложения
воды электрическим током на водород и кислород. Это открытие под-
сказывало принцип действия электролитического телеграфа. В качестве
индикатора того, что по линии связи передан сигнал, в этом телеграфе
на приеме использовалась трубка с водой, в которую были опущены два
электрода, соединенные через ключ с источником электрического тока,
расположенным на передающем конце линии. При замыкании на пере-
даче ключа вода в трубке начинала разлагаться на водород и кислород,
и в ней появлялись пузырьки, по появлению которых визуально опреде-
лялось, что по линии передан сигнал.
Франциско де Сальва был первым, кто создал в 1802 г. действующую
модель электролитического телеграфа. О своих опытах он сделал доклад
о Барселонской академии наук. Однако, к сожалению, об его работах
за пределами Испании ничего не было известно.
В 1809 г. Самуил фон Зем меринг независимо от де Сальва создал
и испытал свой 35-проводной электролитический телеграф и представил
о ней доклад Мюнхенской Академии наук.
В отличие от проекта де Сальва в телеграфе Зсммеринга все электро-
ды помещались в общем сосуде. Такое решение позволило ему, пользуясь
током обоих направлений, передавать за один прием две буквы, так как
при изменении полярности подключаемой к проводу электрической ба-
тареи изменялось количество пузырьков, выделяемых у соответствующего
электрода, опущенного в общую ванну.
Самуил фон Земмеринг
Рис. 4. Электролитический телеграф
Земмеринга
88
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии
Чуть позже, Земмеринг разработал остроумный вариант 8-проводного
электролитического телеграфа с клавишным передатчиком. В опытах Зем-
меринга деятельное участие принимал, начиная с 1810г., российский уче-
ный и дипломат барон Павел Львович Шиллинг фон Конштадт, с именем
которого связано создание первого электромагнитного телеграфа.
Электролитический и электростатический телеграфы были очень мед-
ленны и сложны. Эти направления развития техники связи оказались ту-
пиковыми.
4. Создание электромагнитного телеграфа
Электромагнитный телеграф основан на законах электромагнетизма,
установленных после открытия в 1820 г. Эрстедом взаимодействия тока
и магнитной стрелки многими учеными XIX века, в первую очереди Ам-
пером, Фарадеем и Генри. В развитие телеграфных систем значительный
вклад внесли ученые многих стран. Первую идею создания электромаг-
нитного телеграфа выдвинул, как уже отмечалось в главе 1, в 1820 г. Ампер.
В электромагнитных телеграфах использовались многие новые для
того времени элементы, такие как мультипликаторы, электромагниты,
реле и др.
В 1820 году, сразу после открытия Эрстеда, немецкий физик Иоганн
Швейггер изобрел электромагнитный мультипликатор — индикатор элек-
трического тока, названный его именем. Для того, чтобы устранить вли-
яние на магнитную стрелку магнитного поля Земли, Ампер предложил
на одной оси укрепить две стрелки, полюса которых были направлены
в противоположные направления, создав астатическую стрелку, на кото-
рую магнитное поле Земли не влияло. В 1828 г. Леопольдо Нобили, распо-
ложив одну стрелка астатической пары внутри мультипликатора, а другую
снаружи, создал гальванометр — очень чувствительный прибор для изме-
рения слабых токов.
Первый электромагнит с сердечником из мягкого железа, способный
поддерживать груз больше собственного веса, создал в 1825 году англий-
ский инженер-электрик Вильям Стержен. Электромагнит позволял пре-
образовать электрический ток в механическое движение якоря — метал-
лической пластины (или стержня), которая при пропускании тока через
обмотку электромагнита притягивалась к нему, а при отсутствии тока из-за
своей упругости возвращалась в первоначальное положение. В телеграф-
ных аппаратах электромагниты применялись очень широко.
Примерно в одно время в 1835-1837 гг. независимо друг от друга
английский ученый Чарльз Уитстон и американский физик Джозеф Генри
изобрели один из важнейших элементов систем связи — чувствитель-
ное реле, позволявшее на расстоянии коммутировать электрические цепи.
В течение многих десятилетий оно применялось во многих системах элек-
тросвязи.
4. Создание электромагнитного телеграфа
89
Павел Львович
Шиллинг
1енри изобрел электрический звонок. На сво-
их лекциях он демонстрировал прообраз электро-
магнитного телеграфа, состоявшего из батареи,
медного провода длиной около 2 км, протянуто-
го по стенам лекционного зала, и электрического
звонка. Когда провод подключали к батарее, элек-
трический звонок издавал звук. Это устройство де-
монстрировалось на лекциях Генри в 1831—32 гг.
Идеи создания электромагнитного телеграфа
носились в воздухе и в самом начале 30-х годов
XIX века несколько исследователей провели даже
опыты по реализации идеи Ампера. Однако первый
в мире практически действующий электромагнит-
ный телеграф удалось создать российскому изоб-
ретателю и востоковеду Павлу Львовичу Шиллингу.
В 1832 г. Шиллинг, используя идею Ампера, мультипликатор Нобили
и опыт, приобретенный им во время участия в работах Земмеринга по со-
зданию электролитичекого телеграфа, сконструировал клавишный элек-
тромагнитный телеграфный аппарат. Клавиши имели черный и белый цвет
и, в зависимости цвета нажатой клавиши, изменялось направление посы-
лаемого в линию связи тока. При этом стрелка мультипликатора и диск,
сидящий на одной с ней одной вертикальной оси, поворачивались вправо
или влево — своей окрашенной в белый или черный цвет стороной.
В начале в своем приемнике Шиллинг применил всего лишь один
мультипликатор. Для обозначения того или иного письменного знака пе-
редавалась определенная комбинация последовательных импульсов тока
разного направления. В приемнике эти импульсы вызывали правые или
левые повороты дисков, по положению которых визуально можно было
определить переданный знак. Разработанный П. Л. Шиллингом для одно-
мультипликаторного аппарата телеграфный код представлял собой первый
в истории телеграфии неравномерный код. Он состоял из комбинаций
разного числа (от одного до пяти) последовательных сигналов. Такой код
в то время не получил признания, так как очень замедлял процесс те-
леграфирования — он требовал для распознавания каждой буквы записи
или запоминания всей комбинации принятых сигналов. Позже на основе
одномультипликаторного аппарата Шиллинг создал 5-стрелочную систему
электромагнитного телеграфа, в которой передача электрических сигналов
велась разработанным им особым равномерным 6-значным кодом по 7-
проводной линии.
В 1833 г. великий немецкий математик и физик Карл Гаусс совмест-
но со своим учеником Вильгельмом Вебером, используя лабораторную
установку, подобную одномультипликаторному аппарату Шиллинга, по-
строили линию связи длиной в 1 км между обсерваторией и физическим
кабинетом в 1ейдельберге.
90
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии
Рис. 5. Шестистрелочный аппарат Шиллинга
Свои изобретения в области телеграфии Шиллинг с большим успехом
демонстрировал в Санкт-Петербурге в декабре 1832 г., а в 1835 г. — в Бонне
на съезде немецкого общества естествоиспытателей и врачей. Его работы
были хорошо известны в Европе. В 1835 г. после демонстрации Шиллин-
гом своего пятистрелочного аппарата Гаусс писал Шиллингу: «Там, где
можно позволить более значительный расход на цепь из нескольких проводов
(по Вашей идее — из 7), Ваш способ даст с одной стороны несколько большую
скорость, а с другой — большую независимость от степени натренирован-
ности лиц, пользующихся телеграфом». Для разработки телеграфного кода
Шиллинг привлек новейшие достижения криптографии, которой он за
нимался с 1803 г., работая на дипломатической службе. Оригинальные
работы Шиллинга показали важность проблемы построения эффектив-
ных кодов для создания систем телеграфной связи, и над ее решением
стали работать ряд ученых.
По поручению российского правительства Шиллинг проложил в 1836 г.
подземную телеграфную линию между крайними помещениями Адмирал-
тейства в Петербурге. Он создал не только оригинальные телеграфные ап-
параты, но и специальные изолированные электрические кабели. В 1837 г.
Шиллингом был разработан проект подводной линии электромагнитного
телеграфа между Петергофом и Кронштадтом. Как впоследствии писал
Якоби, у Шиллинга были обширные планы развития телеграфной связи
в России. Он, в частности, предполагал построить линию электрической
связи между Петербургом и Москвой. Однако, судьба распорядилась иначе.
В 1837 г. в возрасте всего 51 год он скончался от злокачественной опухоли.
5. Стрелочные телеграфные аппараты
В 1836 г. английский инженер-электрик Вильям Кук, присутствуя
на лекции по физике профессора Мунка в Боне, впервые увидел демон
стрируемый Мунком электромагнитный телеграф Шиллинга. Кук не имел
знаний в области электротехники, но он ясно осознал большие перспек-
тивы применения этого изобретения.
5. Стрелочные телеграфные аппараты
91
Чарльз Уитстон
Вильям Кук
В своих экспериментах Кук развил идею телеграфа Шиллинга и за три
недели разработал собственный электрический телеграф. В процессе иссле-
дований он обратится за помощью к крупному английскому ученому профес-
сору Чарльзу Уитстону и в марте 1837 г. Кук и Уитстон стали партнерами.
Им удалось устранить один из существенных недостатков аппарата
Шиллинга — сложность декодирования сообщений, которая была свя-
зана с тем, что телеграфист для декодирования сообщений должен был
пользоваться большой таблицей, в которой каждой комбинации стрелок
указывалась соответствующая ей буква.
В этом же году Уитстон и Кук получили патент на первый британский
электрический телеграф, ставший с 1840 г. стандартным в Англии. Этот
шестипроводной, пятистрелочный телеграф был назван именем Уитстона.
Аппарат Уитстона (рис. 6) был по-
строен таким образом, что под воздей-
ствием принятых сигналов две из пяти
стрелок отклонялись в разные стороны.
При этом, на пересечении направлений,
на которые указывали стрелки, можно
было наблюдать переданную букву.
Первая экспериментальная телшраф-
ная линия протяженностью около 2,5 км,
на которой были установлены эти аппа-
раты, была запущена в Англии 25 июля
1839 г. для связи на Большой западной
Железной дороге.
В 1838 г. Уитстон и Кук запатенто-
вали более экономичный двухстрслоч-
ный телеграф, в котором использовалось
меньшее количество проводов.
Рис. 6. Схема телеграфа Кука и
Уитстона (черные ромбики пред-
ставляют собой стрелки, которые
могут отклоняться, указывая на
переданные буквы)
92
Глава 2. Системы передачи, сигналов телеграфии
Борис Семенович
Якоби
Вернер Сименс
Рис. 7. Телеграф Фойя
и Бреге
С использованием электромагнита были сделаны важные усовершен-
ствования однострелочных телеграфных аппаратов, которые упростили
работу телеграфистов, избавив их от необходимости производить коди-
рование и дешифрирование сообщений, и повысили скорость телеграфи-
рования. Такие аппараты разрабатывали примерно в одно и тоже время
Борис Семенович Якоби в России, Чарльз Уитстон в Англии, Вернер Си-
менс и Иоганн Гальске в Германии.
Важным принципом, реализованным в этих аппаратах, был принцип
синхронного приема и передачи символов, который поддерживался за счет
шагового движения частей приемного аппарата под действием принима-
емых электрических импульсов. Принцип их действия состоял в следу-
ющем. При движении стрелки передатчика от буквы к букве коллектор
каждый раз прерывает линейный ток. Движущий электромагнит прием-
ника при этом каждый раз отпускает свой якорь, позволяя корректирую-
щему колесу повернуться на один зубец и стрелке продвинуться к следую-
щей букве циферблата. Остановка штифтом стрелки передатчика у буквы,
подлежащей передаче, вызывала остановку коллектора, вследствие чего
прерывания линейного тока прекращались, корректирующее колесо оста-
навливалось и вместе с ним прекращалось движение стрелки приемного
аппарата, которая указывала на переданную букву. Наиболее совершенные
стрелочные аппараты были созданы в 1845 г. Якоби и Уитстоном.
В 1846 г. Сименс, несколько видоизменив конструкцию горизонталь-
ного стрелочного аппарата Якоби, совместно со своим партнером, механи-
ком Гальске, наладил серийное производство этих аппаратов. Стрелочные
телеграфы применялись повсеместно до начала второй половины XIX сто-
летия, а на железных дорогах в Англии они широко использовались до са-
мого конца века.
В качестве исторического казуса отметим, что в 1845 г. во Франции,
где семафорный телеграф Шаппа был особенно широко распространен
и имелся значительный штат телеграфистов, владевших специальным те-
леграфным кодом, директором французских телеграфов Фойем и изоб-
ретателем Бреге был разработан приемный электромагнитный аппарат,
6. Пишущие телеграфные аппаргипы
93
Рис. 8. Стрелочный аппарат
Уитстона
Рис. 9. Стрелочный аппарат
Сименса и Гальске
подобный семафору Шаппа в миниатюре. Перед ним он имел то пре-
имущество, что электрические сигналы можно было передавать в любую
погоду на большое расстояние с более высокой скоростью, а также то,
что при его использовании не требовалось обучения заново имеющегося
персонала. Однако этот телеграф практического применения не нашел.
6. Пишущие телеграфные аппараты
Один из крупных недостатков стрелочных телеграфов состоял в том,
что при постоянном визуальном наблюдении за положением стрелок те-
леграфисту было трудно декодировать принятое сообщение и из-за этого
скорость телеграфирования была невысока. Усилия изобретателей в по-
следующие годы были направлены на совершенствование телеграфных
аппаратов с целью упрощения декодирования сообщений, на создание
пишущих телеграфных аппаратов, которые графически отображали бы
на бумажной ленте принятые телеграфные знаки, а также на создание
аппаратов, обеспечивающих печать самих букв. В пишущих и буквопе-
чатающих аппаратах применялись импульсные коды. Автоматический те-
леграфный «самописец» принес колоссальное облегчение целой армии
телеграфистов и упорядочил связь, которая была теперь в значительной
степени гарантирована от ошибок на приеме.
Один из первых пишущих телеграфных аппаратов был создан в 1838 г.
по совету Гаусса его учеником, известным ученым и мастером по астро-
номическим инструментам Карлом Штейнгейлем. В этом устройстве два
постоянных магнита использовались для перемещения двух трубчатых пе-
рьев, наполненных чернилами. Перья касались движущейся бумажной
94
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии

Самуэль Морзе
ленты и наносили на нее два ряда точек, комби-
нации которых составляли буквенно-цифровой
код. Линия связи в системе Штейнгейля имела
два провода. Аппаратура Штейнгейля некоторое
время использовалась на железных дорогах Гер-
мании. В России первый пишущий телеграф
был разработан Якоби в 1839 г.,ав 1841-1843 гг.
созданные им линии пишущего телеграфа со-
единили Зимний дворец с Генеральным шта-
бом, с Главным управлением путей сообщения,
а также Петербург с Царским селом.
Широчайшее распространение в мире полу-
чил электромагнитный телеграф, созданный аме-
риканским художником и изобретателем Саму-
элем Финли Бриз Морзе. Первый патент на пишущий электромеханиче-
ский телеграфный аппарат он получил в 1837 г.
В следующем году Морзе (совместно со своим помощником Альфре-
дом Вэйлом) разработал неравномерный телеграфный код (азбука Морзе).
Этот код был построен таким образом, что наиболее часто встречающимся
в тесте символам присваивались наиболее короткие кодовые комбинации.
Это позволяло повысить скорость передачи сообщений по линии связи,
т. е. использовать ее более эффективно. Отметим, что общие принципы
кодирования источников сообщений, учитывающие их статистические ха-
рактеристики, были разработаны только в середине XX века крупнейшим
американским ученым Клодом Шенноном.
Уже в 1838 г. Морзе и его помощник Вэйл публично продемонстри-
ровали практически пригодную телеграфную систему. Электрические им-
пульсы, переданные по линии связи протяженностью около 4 км, привели
в действие электромагнит и на бумажной ленте точками и черточками (ко-
дом Морзе) были напечатаны символы первого телеграфного сообщения.
По инициативе Морзе Конгресс США выделил значительные сред-
ства на постройку первой в США экспериментальной телеграфной линии
между Вашингтоном и Балтимором. В 1844 году она была введена в экс-
Рис. 10. Телеграфная станция Морзе (1860 г.)
6. Пишущие телеграфные аппараты
95
Рис. 11. Пишущий телеграфный
аппарат Сименса и Гальске
плуатацию и Морзе послал первое сооб-
щение: «What hath God wrought!» («О, Гос-
поди! Что ты сотворил!»).
При создании своей системы Морзе
пользовался техническими советами знаме-
нитого американского физика Генри. В те-
леграфе Морзе было применено, в част-
ности, изобретенное Генри чувствитель-
ное реле, с помощью которого на конце
определенного участка линии связи мож-
но было для компенсации в ней потерь
ко входу следующего участка подключать
мощную батарею. Таким способом можно было строить линии связи не-
ограниченной протяженности. Использование Морзе реле Генри послу-
жило причиной судебного разбирательства между ними патентного спора,
которое началось в 1845 г. и длилось почти 10 лет. Суд решил это дело
в пользу Морзе.
Пишущие телеграфные аппараты были разработаны также фирмой
«Сименс и Гальске», которая в 1852 г. наладила их серийный выпуск. Аппа-
раты этой фирмы получили широкое распространение в Европе и в России.
В 1867 г. Вильям Томсон (лорд Кельвин) создал пишущий телеграф-
ный аппарат высокой чувствительности, который надежно работал при
входящем токе порядка 0,02 мА.
В аппарате Томсона использовалась тоненькая, наполненная черни-
лами стеклянная трубка, расположенная над движущейся телеграфной
лентой. Всякий раз при прохождении тока конец трубки прижимался
к ленте и оставлял на ней следы, соответствующие точкам или тире.
Этот аппарат, известный под названием «сифон-рекордер», многие де-
сятилетия использовался почти во всех телеграфных пунктах земного шара.
Рис. 12. Телеграфный сифон-рекордер Томсона. Фрагменты
записи — отклонения вверх означают точки, а вниз — тире
96
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии
7. Буквопечатающие телеграфные аппараты
Самая ранняя попытка построить буквопечатающий телеграф шаго-
вого кода была сделана в США еще в 1845 г. Однако первые аппараты
оказались настолько несовершенными в электрическом и конструктивном
отношениях, что обеспечить в надежную работу не могли. После 1850 г.
было создано немало различных разновидностей буквопечатающих аппа-
ратов шагового кода, принципиально мало отличавшихся друг от друга.
Во всех этих аппаратах приборы работали так же, как в стрелочном теле-
графе, с той разницей, что в них был введен печатающий механизм.
Наиболее широкое распространение получили буквопечатающие ап-
параты, производства фирмы «Сименс и Гальске», известные под названи-
ем ферндрукеров и борзендрукеров, применявшиеся ,дя внутригородской
и биржевой телеграфной связи. В 1863 г. такие аппараты были установлены
также в помещении Петербургской биржи. Пульсационные буквопечата-
ющие аппараты работала медленно, так как для передачи каждой буквы
или цифры требовалось послать в линию до 28 отдельных импульсов.
Вследствие этого они применялись только на коротких линиях местного
значения.
В 1855 г. американский изобретатель Дэвид Эдвард Юз запатенто-
вал первый в мире синхронный буквопечатающий телеграф, получивший
широкое распространение в Европе и применявшийся во многих странах
до 30-х годов XX века.
В аппарате Юза использовалась клавиатура, каждая клавиша которой
обеспечивала печать соответствующего символа на удаленном телеграф-
ном аппарате. Кроме того, применялось непрерывно вращающееся ти-
Дэвид Юз
Рис. 13. Аппарат Юза с центробежным
фрикционным регулятором Краевского
8. Изобретение телетайпа
97
повое колесо, движением которого управляли принимаемые сигналы так
называемого импульсно-селекционного кода.
В этом коде для передачи каждой буквы или цифры требовалась по-
сылка одного импульса электрического тока. В своем аппарате Юз приме-
нил систему регистров и за счет двух свободных клавиш в нем можно было
переходить с буквенного регистра на цифровой или наоборот. Юз изобрел
также весьма эффективный способ поддержания синхронно-синфазного
движения тележки передатчика и типового колеса приемника.
Данный способ телеграфирования в 1872 г. был усовершенствован
главным механиком Московского телеграфа Краевским, который приме-
нил центробежный фрикционный регулятор, поддерживающий постоян-
ной скорость вращения механизмов аппарата Юза.
Аппарат Юза обеспечил непревзойденную для своего времени ско-
рость телеграфирования, но в отношении обеспечения надежности теле-
графирования примененный Юзом импульсно-селекционный код уступал
всем другим.
В 1859 г. американский изобретатель Джорж Фелпс создал наибо-
лее удачный печатный телеграф, аналогичный телеграфу Юза. В устрой-
стве применялась клавиатура подобная фор-
тепьянной, содержащая 28 клавиш. Для рабо-
ты на высоких скоростях в нем применялся
электромагнитный регулятор. На некоторых
важных телеграфных линиях на востоке США
(между Бостоном, Албани, Нью-Йорком, Фи-
ладельфией и Вашингтоном) этот аппарат на-
ходился в эксплуатации почти 20 лет. В 1875 г.
Фелпсом был создан печатный телеграф с использованием электродвига-
теля. Двигатель обеспечивал скорость передачи до 60 символов/мин (те-
леграфные аппараты Морзе до 30). Аппарат Фелпса применялся в США
на наиболее загруженных линиях связи.
Рис. 14. Аппарат Фелпса
8. Изобретение телетайпа
Недостатком аппарата Юза была сложность поддержания в течение
длительного времени синхронно-синфазного режима работы передающего
и приемного аппаратов. Важным нововведением, которое устранило этот
недостаток и нашло широкое применение в технике телеграфирования
в XX веке, стало изобретением телетайпа — печатающего электромеха-
нического стартстопного телеграфного аппарата. Ключевыми фигурами
в создании телетайпа являются немецкие инженеры Чарльз Крум и его
сын Говард.
Чарльз Крум был инженером-механиком и работал в компании Джоя
Мортона, которая занималась добычей поваренной соли. Мортон решил
инвестировать деньги в разработку телеграфной техники, более совершен-
ной, нежели существовавшая в те годы, В 1902 г. он предложил инженеру-
98
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии
электрику Франку Неарне разработать новую систему печатающего теле-
графа. К этой работе был подключен сотрудник компании Мортона инже-
нер-механик Чарльз Крум. После нескольких неудачных экспериментов
Пеарне потерял интерес к решению поставленной перед ним задачи и пе-
рестал над ней работать. Напротив, Чарльз Крум продолжил эти работы
и в 1903 г. подал заявку на изобретение печатающего устройства, в ко-
тором в печатающем механизме применялись литерные рычаги. В сле-
дующем году он изобрел телеграфный аппарат с печатающим колесом.
В 1906 г. сын Чарльза Крума — Говард окончил институт по специ-
альности инженер-электрик и стал вместе с отцом работать над совершен-
ствованием телеграфного аппарата, в котором для передачи информации
применялся пятизначный равномерный код. Именно Говард предложил
новый старт-стопный метод синхронизации передающего и приемного
телеграфных аппаратов, который нашел в XX веке широкое применение
в технике электросвязи.
Сущность этого метода заключалась в том, что к каждой пятизначной
информационной кодовой комбинации, передаваемой по каналу связи,
добавлялись стартовый и столовый импульсы. Стартовый импульс осу-
ществлял пуск системы синхронизации приемного аппарата, с помощью
которой осуществлялся прием пяти информационных импульсов, после
чего столовый импульс останавливал телеграфный аппарат, и он был го-
тов к приему следующей кодовой комбинации. При этом резко снижались
требования к точности синхронизации — требовалось лишь, чтобы фа-
зовое рассогласование между передатчиком и приемником не успевало
заметно нарасти за достаточно короткое время приема пяти информаци-
онных символов.
В 1906 г. Джоем Мортоном и Чарльзом Крумом в США была основана
компания, которая стала выпускать печатающие старт-стопные телеграф-
ные аппараты Впервые на эти аппараты были установлены на коммерче-
ской линии связи между Бостоном и Нью-Йорком в 1910 г. Эти аппараты
вскоре стали весьма популярными и производились многими другими
компаниями.
9. Автоматическое телеграфирование
Важной проблемой телеграфной техники являлось повышение ско-
рости телеграфирования по линиям связи. Для того, чтобы работа телегра-
фиста не влияла на процесс передачи сигналов в линию связи необходимо
было создать запоминающие устройства для предварительного накопле-
ния кодовых комбинаций и передатчики, которые могли бы осуществлять
автоматическую передачу накопленных кодовых комбинаций.
Для автоматизации процесса телеграфирования, которая позволя-
ла бы передавать сигналы по линии связи с большой скоростью, неза-
висимо от того, с какой скоростью набирал текст телеграфист, Уитстон
предложил в 1858 г. использовать перфоленту.
10. Увеличение скорости телеграфирования
99
Рис. 15. Автоматизированный аппарат Уитстона
Фредерик Крид
Телеграфист набирал подлежащий передаче текст на специальном
аппарате (перфораторе), который на бумажной ленте пробивал отверстия
в тех местах, где в линию в соответствии с используемом для передачи сим-
волов кодом должны были передаваться посылки тока. Подготовленная
таким образом перфолента вставлялась в специальный передатчик (транс-
миттер), который с большой скоростью считывал записанное на ленте
сообщение и передавал его в линию связи.
Около 10 лет ушло у Уитстона на доработку своего метода. Только по-
сле того, как Уитстон создал специальный приемник, основанный на двух-
полюсной работе с быстродействующим поляризованным электромагни-
том, ему удалось довести всю систему до пригодного для эксплуатации
состояния. В 1867 г. он впервые установил ее на действующей линии.
Наиболее широко метод Уитстона в телеграфии стал применяться
только в XX столетии. Его совершенствование и внедрение связано с име-
нами Сименса и Гальске.
В 1902 г. Фредерик Георг Крид в Канаде изобрел реперфоратор —
устройство, которое при приеме телеграфных сигналов не только осу-
ществляло их запись на телеграфную ленту, но и фиксировало их на пер-
фоленту. Это существенно ускоряло передачу телеграфных сигналов через
транзитные пункты, так как избавляло телеграфистов от изготовления пер-
фоленты транзитного сообщения на пунктах переприема. В 1912 г. система
Крида, обеспечивающая скоростную передачу телеграфных сигналов, стала
весьма популярна, и им была основана компания Крид&Компани, выпус-
кавшая аппараты Крида и поставлявшая их во многие страны мира.
10. Увеличение скорости телеграфирования
Совершенствование техники телеграфирования было направлено, в ко-
нечном счете, на увеличение скорости передачи сообщений по линиям
связи. Наименьшей скоростью передачи обладали первые стрелочные си-
стемы телеграфирования. Скорость передачи знаков с помощью аппарата
100
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии
Таблица 1
Год изобретения Автор изобретения Скорость передачи знак/мин
1832 стрелочный аппарат П.Л. Шиллинга 10
1837 пишущий аппарат Морзе 300
1845 семафорный телеграф Фойя и Бреге 10
1852 стрелочный аппарат Сименса и Гальске 40
1855 синхронный аппарат Юза 200
1867 аппарат с перфоратором Уитстона 1500
1874 синхронный аппарат Бодо 360
1902 аппарат с реперфоратором Крида 1500
1906 телетайп Крума 400
Шиллинга составляла всего 10 знаков в минуту. Более совершенными были
стрелочные аппараты, созданные Уитстоном и Куком, позволявшие пе-
редавать сообщения со скоростью 40 знаков в минуту. Телеграфные ап-
параты, изобретенные Морзе позволили существенно увеличить скорость
телеграфирования до 300 знаков в минуту. Высокую скорость телеграфиро-
вания обеспечивали синхронные аппараты Юза и Бодо (об аппарате Бодо
подробно рассказывается в главе 4). Аппараты Морзе, Юза и Бодо получи-
ли широкое распространение на телеграфных линиях многих стран мира.
Следующий скачок в увеличении скорости телеграфирования до 1500 зна-
ков в минуту связан с изобретением перфоратора Уитстона и реперфо-
ратора Крида. В табл. 1 указаны годы изобретения разных телеграфных
аппаратов и обеспечиваемые ими скорости телеграфирования.
Хронология к главе 2
Семафорные телеграфы
1684 г. — создание Робертом 1уком первой системы семафорного телеграфа.
1792 г. — начало создания Клодом Шаппом вместе с братьями первой
государственной телеграфной сети семафорного телеграфа во
Франции.
Хронология к главе 2
101
Электростатический и электролитический телеграф
1746 г. — первая попытка передачи по металлическим проводам электри-
ческих сигналов Луи Гийомом Лемонье.
1753 г. — публикация в шотландском журнале проекта электростатиче-
ского телеграфа анонимным автором.
1774 г. — создание первой опытной линии электростатического телеграфа
в Женеве Джорджем Луи Лесажем.
1796- 1798 гг. — создание действующей двухпроводной электростатиче-
ской телеграфной линии длиной около 50 км между Мадридом
и Августином Бетанкуром по проекту Франциско де Сальва.
1802 г. — создание Франциско де Сальва первой действующей модели
электролитического телеграфа.
1809 г. — создание независимо от де Сальва опытной линии электроли-
тического телеграфа Самуилом фон Земмерингом.
1816 г. — разработка Фрэнсисом Рональдсом первого проекта синхронно-
го электростатического телеграфа.
1820 г. — изобретение Иоганном Швейггером электромагнитного мульти-
пликатора — индикатора электрического тока.
1825 г. — создание Вильямом Стерженом первого электромагнита с сер-
дечником из мягкого железа.
1828 г. — создание Леопольдом Нобили астатического мультипликатора.
1831—1832 гг. — изобретение Джозефом Генри электрического звонка.
Стрелочные телеграфные аппараты
1832 г. — создание П. Л. Шиллингом первого в мире электромагнитного
телеграфа.
1833 г. — создание Карлом Гауссом и Вильгельмом Вебером линии связи
длиной в 1 км в Гейдельберге, в которой использовался одно-
мультипликаторный аппарат, подобный аппаратам Шиллинга.
1835-1837 гг. — изобретение независимо друг от друга Чарльзом Уитсто-
ном и Джозефом Генри одного из важнейших элементов систем
связи — чувствительного реле.
1837 г. — изобретение Чарльзом Уитстоном и Вильямом Куком 5-стрелоч-
ного аппарата, ставшего с 1840 г. стандартным в Англии.
1838 г. — получение Уитстоном и Куком патента на двухстрелочный теле-
граф.
1845 г. — создание во Франции Фойем и Бреге приемного электромаг-
нитного аппарата, подобного семафорному телеграфу Шаппа.
1846 г. — начало серийного производства стрелочных аппаратов фирмой
«Сименс и Гальске».
102
Глава 2. Системы передачи сигналов телеграфии
Пишущие телеграфные аппараты
1837 г. — изобретение Самуэлем Морзе электромеханического пишущего
телеграфного аппарата, который стал широко применяться во
всем мире
1838 г. — создание неравномерного кода Морзе.
1838 г. — создание одного из первых пишущих телеграфных аппаратов
Карлом Штейнгейлем.
1839 г. — создание Б. С. Якоби первого в России пишущего телеграфа.
1844 г. — строительство по проекту Морзе первой в США телеграфной
линии между Вашингтоном и Балтимором.
1852 г. — начало серийного выпуска фирмой «Сименс и Гальске» пишу-
щих телеграфных аппаратов, получивших широкое распростра-
нение в Европе и в России.
1867 г. — создание Вильямом Томсоном (лордом Кельвином) пишущего
телеграфного аппарата с высокой чувствительностью (сифон-
рекордера).
Печатающие телеграфные аппараты
1855 г. — получение Дэвидом Юзом патента на первый в мире синхрон-
ный буквопечатающий телеграф, получивший широкое распро-
странение в Европе и применявшийся до 30-х годов XX века.
1859 г. — создание в США Джоржем Фелпсом печатного телеграфного
аппарата, аналогичного аппарату Юза.
1860-е годы — широкое распространение в Европе печатающих телеграф-
ных аппаратов производства фирмы «Сименс и Гальске».
1867 г. — создание Чарльзом Уитстоном пригодной для эксплуатации си-
стемы автоматического скоростного телеграфирования с помо-
щью перфоратора и трансмиттера.
1902 г. — изобретение Фредериком Кридом реперфоратора.
1906 г. — изобретение Чарльзом Крумом и Говардом Крумом старт-стоп-
ного телеграфного аппарата — телетайпа.
1910 г. — первое коммерческое использование телетайпа на линии Бостон—
Нью-Йорк.
Литература к главе 2
1. Шеллинг М. Ю. История изобретения и развития электрического телеграфа.
М., 1885.
2. Гамель И.Х. Исторический очерк электрических телеграфов. СПб., 1886.
3. Яроцкий А. В. Основные этапы развития телеграфии. М.: Госэнергоиздат, 1963.
4. Телеграфные аппараты / Под ред. Г. Г. Григорьяна. М.: Политехнический му-
зей, 1997.
Литература к главе 2 103
5. Шарле Д. Хет-трик в мачте с Атлантикой (Люди и события в истории элек-
тротехники и электросвязи) / Серия изданий «История электросвязи и ра-
диотехники». Вып.2. М.: Международный центр научной и технической ин-
формации, 2002.
6. Ken Beauchamp. History of Telegraphy, The Institution of Electrical Engineers
(history of technology series № 26). London, UK, 2001.
7. Huurdeman Anton A. The Worldwide History of Telecommunications. Wiley-Inter-
sience, 2003.
8. Geoffrey W. The Old Telegraphs. England: Phillimore&Co., 1976.
Глава 3
Развитие кабельной техники
Кабельная линия связи должна обладать рядом характеристик, ко-
торые делают возможным ее эффективное использование для передачи
электрических сигналов.
Во-первых, она должна обладать малым сопротивлением. Это позво-
ляет иметь малые потери электрической энергии передаваемого по ней
сигнала при значительной ее протяженности. Увеличение протяженности
линии связи было важной технической проблемой до изобретения реле.
Используя реле, стало возможным разбить длинную линию связи на от-
дельные участки, и с помощью реле, управляемого слабым принятым
сигналом на конце линии, и местной батареи осуществлять ретрансляцию
принятого сигнала по следующему участку линии. Малые потери в ли-
нии достигались выбором достаточно большою сечения ее проводов и их
изоляцией.
Во-вторых, провода линии связи должны были обеспечивать воз-
можность передачи по ней телеграфных сигналов с достаточной высокой
скоростью (или, говоря современным языком, линия должна была иметь
достаточно широкую полосу пропускания). Кроме тою, линия связи долж-
на была иметь достаточно высокую механическую прочность.
С этими проблемами столкнулись изобретатели самых первых систем
связи. Над их решением упорно работали и продолжают работать сего-
дня специалисты в области телекоммуникаций. В XIX столетии линии
проводной связи прокладывались не только на суше, но и под водой.
Крупнейшим техническим достижением этою столетия стала прокладка
трансатлантической кабельной линии, соединившей Европу и Америку.
К концу XIX века линии проводной связи опутали практически весь
цивилизованный мир. В создании проводных линий связи участвовали
крупнейшие ученые и инженеры, основываясь на последних научных до-
стижениях того времени. Созданные ими методы расчета таких линий
широко использовались и развивались и в XX столетии. В данной главе
рассказывается о развитии кабельной техники в XIX столетии.
1. Первые кабели связи
Предыдущая глава была посвящена развитию техники телеграфной
связи. Следует отметить, что значительная доля идей по созданию кабель-
ной техники и разработок конкретных конструкций кабелей были выдви-
нуты теми же людьми, которые внесли значительный вклад в создание
1. Первые кабели связи
105
телеграфных аппаратов. Это Рональде, Лесаж, Франсиско де Сальва, Зем-
меринг, Шиллинг, Якоби, Уитстон, Сименс и Вильям Томсон (лорд Кель-
вин). В начале конце XIX и начале XX века Оливером Хевисайдом, Михай-
ло Пулиным и Карлом Крарупом были выполнены важные теоретические
исследования процессов распространения сигналов в кабельных линиях
связи и выдвинуты новые идеи, позволившие расширить полосу частот
и уменьшить затухание передаваемых по кабельным линиям сигналов.
В первых проектах создания электрического телеграфа, о которых
рассказывалось в предыдущей главе, рассматривались также и вопросы
построения самих линий связи. В проекте электростатического телеграфа,
опубликованном в 1753 г. в Шотландском журнале, говорилось о том, что
проволоки линии связи должны прикрепляться к стеклянным стойкам
и расстояние между ними должно быть равно примерно 2,5 см, об изо-
ляции проводов ничего не говорилось. По мысли изобретателя в этом
проекте должны были применяться воздушные линии связи.
Один из первых опытов построения линии электросвязи, оказавший
впоследствии существенное влияние на развитие этой области техники
электросвязи, был получен Рональдсом, построившем в саду своего до-
ма линию электростатического телеграфа. С целью проверки прохождения
сигнала по проводу изобретатель построил искусственную линию. Она со-
стояла из двух огромных деревянных рам, расположенных на расстоянии
около 20 м друг от друга. На рамах укреплялось по 19 горизонтальных реек
с 39 крючками на каждой, к которым подвешивался на шелковых нитях
голый провод общей протяженностью 12 км. Рональде был сторонником
прокладки подземных линий. В своем саду он вырыл канаву глубиной 1,2 м
и общей длиной свыше 150 м, в которую уложил пропитанный смолой де-
ревянный желоб сечением 50 х 50 мм. На дно желоба были уложены стек-
лянные трубки с пропущенным через них медным проводом. Сверху желоб
покрывался просмоленными досками и затем засыпался землей. Таким об-
разом, он добивался хорошей изоляции проводов, проложенных в земле.
В проекте телеграфа Лесажа предлагалось отдельные проволоки ли-
нии связи помещать в глиняной трубе, внутри которой примерно через
каждые 2 м устанавливались шайбы из стекла, служившие для изоляции
друг от друга 24 проводов. Эти шайбы имели по 24 отверстия, через каждое
из которых пропускалась один из проводов линии связи.
В опытах Франсиско де Сальва, о которых он докладывал Барселон-
ской Академии наук, каждая из проволок линии связи обматывалась для
их изоляции пропитанной смолой бумагой, и все они скручивались в один
кабель. Сальва первым понял, что можно сократить число проводов вдвое,
применив один общий провод каждой пары. Позже он предложил умень-
шить число проводов в линии связи до шести, передавая одновременно
определенные комбинации сигналов по нескольким проводам.
В кабельной линии Земмеринга для изоляции каждого из проводов
их обматывали шелковыми нитями и покрывали лаком.
106
Глава 3. Развитие кабельной техники
2. Развитие кабельной техники в России
Значительный вклад в создание надежных конструкций кабелей связи
внес Шиллинг. Как известно, еще до создания электромагнитного теле-
графа он активно занимался разработкой мин, подрываемых с помощью
электрического тока, подаваемого к мине по кабелю. Этот кабель дол-
жен был прокладываться в земле или под водой, и поэтому требовалась
хорошая изоляция его проводов. Шиллинг был первым, кто начал прак-
тически решать задачу создания кабелей с хорошей изоляцией проводов
для прокладки их в земле и под водой. Еще в 1811 г. он установил, что
целесообразно осуществлять пропитку изоляции проводов. Технология
изготовления кабеля была следующей. Провода обматывались шелковой
пряжей и пропитывались составом, по свойствам, близким к битуму. Каче-
ство изоляции испытывалось погружением кабеля на сутки в воду. Позже
он усовершенствовал свою технологию; медные жилы кабеля диаметром
1—2 мм обматывались двойной обмоткой — внутренней из толстой шел-
ковой или хлопчатобумажной нити и внешней из пеньковой пряжи. Далее
провод для пропитки погружался в раствор со специальными составами
(например, из воска, сала и канифоли). Просушенный кабель вновь обма-
тывался вторым слоем пеньки и вновь погружался в такой же раствор для
пропитки. После второй просушки кабель был ютов к использованию.
При жизни Шиллинга в 1836 г. вокруг здания адмиралтейства в Пе-
тербурге была проложена в земле экспериментальная телеграфная линия
протяженностью около 9 км. Кроме того, летом 1836 г. Шиллинг совместно
с профессорами из Венского университета выполнил экспериментальные
исследования возможности сохранения в течение длительного времени хо-
рошей изоляции проводов кабеля, проложенного в земле или под водой.
Испытанию были подвергнуты короткие линии, проложенные в земле,
в воде и по воздуху. Результаты испытаний показали, что изоляция самых
лучших образцов его кабеля, проложенного в земле или в воде, безусловно,
уступает изоляции голых проводов, подвешенных в воздухе на изолято-
рах. В 1837 г. русское правительство поручило Шиллингу составить проект
линии связи между Петергофом и Кронштадтом общей протяженностью
около 15 км. Такой проект Шиллингом был подготовлен и он, на основа-
нии данных своих экспериментов, рекомендовал в этой линии применять
«голые» провода, подвешенные на изоляторах, укрепленных на столбах.
Проект Шиллинга был отвергнут, так как членам приемной Комиссии
он показался фантастическим. По воспоминаниям друга и продолжателя
дела Шиллинга, академика Якоби один из них сказал Шиллингу: «Лю-
безный друг мой, ваше предложение — безумие, ваши воздушные проволоки
поистине смешны». Однако жизнь подтвердила правоту Шиллинга. В те-
чение многих лет на большинстве телеграфных линий связи во всем мире
использовалась, как это в свое время рекомендовал Шиллинг, именно
воздушная подвеска проводов.
3. Развитие кабельной техники за рубежом
107
После смерти Шиллинга проблемами развития телеграфных аппа-
ратов и кабельной техники стал активно заниматься Якоби — с 1847 г.
академик Российской академии наук. Электрические кабели были необ-
ходимы для царского правительства, прежде всего, для развития систем
электрического минирования.
Успешные опыты дистанционного подрыва мин с помощью элек-
трического кабеля Шиллинг демонстрировал императору Александру I в
1820 г., а позже — в 1827 г. — императору Николаю I.
В январе 1840 г. в России по указу императора при лейб-гвардии са-
перском батальоне было сформирована Особая учебная команда «для тео-
ретического обучения гальванизму и способам его употребления в военном
деле». Преподавание в ней вел Якоби. В августе того же года в Петропав-
ловской крепости стала работать секретная мастерская, в которой изготов-
лялись гальванические батареи, мины и кабельные линии связи, необходи-
мые для дистанционного подрыва мин. В 1843 г. Якоби поручили составить
программу секретного наставления о применении гальванизма к военно-
му искусству. По этой программе в 1849 г. было составлено «Руководство
к воспламенению пороха посредством гальванизма», в котором были даны
описания гальванических приборов и способов обращения с ними.
Важным событием в истории становление электротехнического обра-
зования в России стала организация в 1856 г. в составе инженерных войск
Технического гальванического заведения с гальванической ротой. Для обу-
чения ее состава в 1857 г. было издано «Руководство для действия галь-
ваническими приборами и принадлежностями», объемом 350 стр. В нем,
в частности, были подробно освещены технология изготовления, про-
кладки и эксплуатации проводов. Это руководство явилось первым оте-
чественным (а, возможно, и первым в мире) пособием по практической
электротехнике. В его подготовке вполне вероятно принимал участие Яко-
би. Секретная мастерская в Петропавловской крепости положила начало
электротехническому производству и электротехническому образованию
в России. В 1850-е годы, когда в России приступили к развитию электри-
ческого телеграфа, специалисты, прошедшие подготовку в Техническом
гальваническом заведении, участвовали в его создании и в управлении
сетью телеграфных линий связи страны.
3. Развитие кабельной техники за рубежом
Немецкий ученый Карл Штейнгель в 1838 г. показал, что в теле-
графной линии можно обходиться только одним проводом, используя
землю в качестве второго. Это позволяло вдвое повысить эффективность
использования металлических проводников. Штейнгель полагал, что это
возможно только на коротких линиях, но в 1843 г. Якоби установил, что
это справедливо и для длинных линий связи.
108
Глава 3. Развитие кабельной техники
В 1841 г. Уитстон представил английскому правительству проект со-
единения подводным кабелем Англии и Франции. Этот проект был откло-
нен, как нереализуемый. В том же году Уитстон, находясь во Франции,
ознакомил со своим проектом инженеров, дав описание конструкции под-
водного кабеля, способов его укладки и извлечения в случае повреждения.
Проект Уитстона демонстрировался на выставке на Версальском вокзале
в Париже в 1845 г.
Идея Уитстона была воспринята англичанами братьями Джоном и
Джекобом Бретт, которые в 1850 г. предприняли первую попытку проло-
жить морской кабель через Ла-Манш между Англией и Францией. Суб-
сидировало это строительство правительство Франции. Кабель имел про-
стейшую конструкцию и состоял из медного провода диаметром 2 мм,
покрытого гугтаперчевой изоляцией. Его внешний диаметр был равен
13 мм. Этот кабель оказался весьма непрочным и через день после окон-
чания прокладки он был оборван у французского берега рыбацкой сетью.
Вскоре был сконструирован гораздо более прочный кабель, содержа-
щий четыре скрученные медные жилы диаметром 1,5 мм, покрытые гут-
таперчей и обмотанные просмоленной пенькой. Впервые для упрочнения
кабеля он был защищен стальной броней: поверх пеньки накладывались
по спирали 10 стальных проволок. Наружный диаметр кабеля был равен
35 мм, а его масса была равна 4,5 кГ/км — в 30 раз больше, чем у первого
кабеля. Второй кабель был проложен в 1851 г.
В США первые подводные кабели для телеграфной связи через реку
Гудзон и Нью-Йоркскую гавань были проложены в 1845 г. Примененный
для них изоляционный материал не годился для их подводной прокладки
и не обеспечивал нужной стабильности характеристик и долговечности их
работы.
Только открытие в 1843 г. каучука привело к созданию подходящей
для подводного кабеля изоляции. Выдающийся немецкий инженер-элек-
трик Вернер фон Сименс стал использовать это открытие в 1847 г. для
Рис. 1. Сечения первых морских кабелей: а — 1850 г.; б — 1851 г.
4. Создание первой линии трансатлантической связи 109
совершенствования кабельной техники, применив каучук «гуттаперчи» для
изоляции телеграфных кабелей. Это позволило повысить устойчивость ка-
белей к повреждениям и влаге, а также снизить их вес. Кабели в гуггапер-
чевой изоляции сделали возможной подземную и подводную прокладку.
Под руководством Вернера Сименса компания «Сименс и Гальске» про-
ложила кабели через Средиземное море и между Европой и Индией.
В1853 г. кабельная линия соединила Петербурге Кронштадтом. В эти же
годы Англия получила связь с Данией, Ирландией и Швецией, а Корсика
была связана телеграфным кабелем с материком.
4. Создание первой линии
трансатлантической связи
Идея создания первой трансатлантической телеграфной линии связи
была выдвинута американским бизнесменом Сайрусом Уэстом Филдом,
с энтузиазмом взявшимся за реализацию данною проекта.
В 1854 г. он обратился за советом к Метью Морли и к Самуэлю Мор-
зе — крупнейшим авторитетам в области картографии и телеграфии. Зару-
чившись их поддержкой, он основал Нью-Йоркско-Ньюфаундлендскую
и Лондонскую телеграфную компанию. Акционерами новой компании
стали финансисты, крупные политические деятели США и Англии, выда-
ющиеся электротехники тех лет: Чарльз Уитстон, братья Вернер и Вильям
Сименсы и др.
Огромный творческий вклад в создание линии трансатлантическо-
го телеграфа внес знаменитый английский ученый Вильям Томсон (лорд
Кельвин), ставший главным научным консультантом по электрической
части. В ходе строительства трансатлантической линии по мере накопле-
ния опыта конструкция кабеля менялась. Томсон выполнил теоретические
Сайрус Филд
Вильям Томсон (лорд Кельвин)
по
Глава 3. Развитие кабельной техники
Рис. 2. Корабль „Агамемнон» встречается с китом
во время прокладки кабеля в Атлантике (1858 г.)
исследования распространения низкочастотных сигналов в кабеле и уста-
новил закон квадратов: возможная скорость передачи телеграфных сигна-
лов по линии связи обратно пропорциональна произведению погонного
электрического сопротивления, погонной емкости и квадрату ее длины.
Грандиозность задачи создания трансатлантической линии состояла
в том, что предстояло проложить кабель длиной около 4000 км на океан-
ских глубинах до 4500 км. Объем работ по производству кабеля был огро-
мен. Предстояло проволочить и скрутить 30 000 км медной и 500 000 км
стальной проволоки. Организационно-технические трудности предстоя-
щей работы были огромны. Девятилетняя эпопея решения этой эпохаль-
ной задачи началась в августе 1857 г. Первая попытка оказалась неудачной.
Кабель оказался непрочным и вскоре после начала работ по его проклад-
ке оборвался, и 620 км этого кабеля остались лежать на глубине 3500 км.
Вторая попытка, сделанная в июне 1858 г., также была неудачной и только
17 июля 1858 г. было предпринято третье плавание, которое завершилось
5 августа успешной прокладкой свыше 2 тыс. миль кабеля и посылкой
через него первых телеграмм. Но 31 августа 1858 г. связь по трансатланти-
ческому кабелю из-за его внезапного обрыва прекратилась и уже больше
не восстанавливалась. По рекомендациям Вильяма Томсона было решено
кардинально изменить конструкцию кабеля.
Новый кабель был изготовлен только через семь лет — в 1865 г. Се-
чение жилы было увеличено в 3 раза и, следовательно, ее сопротивление
уменьшилось в 9 раз. В результате возросла, в соответствии с законом
Томсона, скорость распространения тока по линии. За счет усовершен-
ствованной конструкции брони повысилась разрывная прочность кабеля.
Новая экспедиция была предпринята в 1865 г., но и она не привела к успе-
ху и снова принесла огромные убытки в 600 тыс. фунтов стерлингов. Тем
не менее, и в этот раз Сайрусу Филду удалось убедить акционеров компа-
нии продолжить работы.
4. Создание первой линии трансатлантической связи
111
Рис. 3. Сечения трансатлантических телеграфных кабелей:
а — конструкция 1857-1858 гт., б — конструкция 1865-1866 гг.
И в июле 1866 г. была предпринята новая экспедиция, в которой,
наконец, был достигнут полный успех. Кроме того, на этот раз помимо
прокладки нового кабеля, удалось в августе этого же года найти кабель,
утраченный в 1858 г., поднять его, срастить и ввести в эксплуатацию.
С этого времени два континента Америка (Канада) и Европа (Ирландия)
были соединены двумя линиями электрического телеграфа.
В своей новелле «Первое слово из-за океана» из цикла «Звездные часы
человечества» знаменитый писатель Стефан Цвейг восторженно написал
об этом событии: «Вчерашнее чудо стало действительностью... Победа над
временем и пространством навеки объединила людей...».
Вследствие глобального распространения телеграфа возникла необхо-
димость международной стандартизации кабельных изделий. Кроме того,
плотность линий связи в городах стала очень большой и между близ-
ко расположенными телеграфными линиями, появившимися силовыми
электрическими линиями для целей освещения, электроснабжения пред-
приятий, городского электротранспорта и т. п. стали возникать переход-
ные помехи. Все это требовало совершенствования кабелей связи. Боль-
шинство телеграфных линий в XIX веке были воздушными и работали
по однопроводной системе. Вторым проводником была земля. В начале
1880-х гг. начались конструирование и прокладка подземных кабелей свя-
зи, скрученных в первое время из одиночных жил и включаемых также
по однопроводной системе. Из-за взаимных и внешних влияний от несим-
метричных однопроводных цепей пришлось перейти на двухпроводные.
Скрутка изолированных жил в пары впервые начала применяться в 1882 г.
На втором Международном электротехническом конгрессе, состоявшем-
ся в Париже в 1889 г., было принято Решение о повсеместном переходе
на двухпроводные цепи.
Еще одно важное усовершенствование сделал в 1886 г. американский
инженер Сидней Шелбури. Он предложил скручивать одновременно че-
112
Глава 3. Развитие кабельной техники
тыре жилы кабеля, но составлять цепи не из рядом стоящих жил, а из рас-
положенных по диагонали образованного в поперечном сечении квадрата.
Такую четверку стали называть звездной. Она обеспечивала более устой-
чивую цилиндрическую форму кабеля, а также удобство формирования
искусственных цепей. Кроме того, такая конструкция кабеля уменьшала
его электрическую емкость цепи и, следовательно, ее коэффициент затуха-
ния. Работа по совершенствованию проводных линий связи продолжалась
и в XX столетии.
5. Расширение полосы частот кабельных линий
Важной проблемой кабельной техники, с которой инженеры столк-
нулись еще во время прокладки трансатлантического кабеля, являлась
проблема выбора его параметров таким образом, чтобы погонное затуха-
ние кабеля было минимальным, а полоса частот, в которой кабель вносит
искажения спектра полезного сигнала, максимальна. Процессы прохожде-
ния сигнала по кабелю носят сложный характер. Теория проводной свя-
зи, разработанная лордом Кельвином для медленно меняющихся токов,
учитывала лишь такие параметры кабеля, как его погонное сопротивле-
ние и емкость. Эта теория позволила Кельвину установить упомянутый
в предыдущем параграфе закон квадратов, на основе которого были вы-
браны параметры трансатлантического кабеля.
Повышение скорости передачи сигналов по кабельным линиям и изоб-
ретение телефонии, сигналы которой имели более широкую полосу частот,
нежели сигналы телеграфии, поставили на повестку дня разработку тео-
рии длинных линий, которая бы более полно учитывала их параметры,
такие как погонные индуктивность и проводимость (утечку тока через
изоляцию).
Полная теория длинных линий была разработана в 1892 г. выдающим-
ся английским ученым Оливером Хевисайдом, который в первом томе
своей книги «Элекгромагнитная теория» на основе теории Максвелла по-
лучил уравнения, описывающие распространение сигналов в длинной ли-
нии, и показал, что погонное ослабление в ней сигнала дается формулой:
a ~ л + дБ/км>
где R — погонное сопротивление, Ом/км; С — погонная емкость, Ф/км;
L — погонная индуктивность, Гн/км; G — погонная проводимость, См/км.
Из этой формулы следовало, что потери энергии в линии минимальны,
когда RC = LG; при этом amjn ~ y/RG.
В книге Хевисайда были подробно обсуждены различные возможно-
сти создания линии связи, передающей сигналы без искажения. Собствен-
ная индуктивность кабельных линий была невелика, и обычно выполня-
ются соотношения RC LG, a amin. При этом одним из путей умень-
шения искажений сигналов согласно Хевисайду являлось искусственное
5. Расширение полосы частот кабельных линии
113
Михайло Пупин
увеличение индуктивности существующих
линий. Один из разделов его книги так
и называется: «Различные способы, хо-
рошие и плохие, увеличения индуктив-
ности в линиях». Долгое время на рабо-
ты Хевисайда инженеры должного внима-
ния не обращали. Однако через несколько
лет его результаты оказали огромное вли-
яние на развитие кабельных линий связи
во всем мире. К сожалению, Хевисайд не
патентовал свои открытия и поэтому ни-
какой материальной выгоды от осуществ-
ления своих предложений не получил.
Первым, кто не только самостоятель-
но получил в 1894 г. те же теоретические
результаты, что и Хевисайд, но и внед-
рил их в практику строительства провод-
ных линий связи, был сербский ученый
и инженер Михайло Пулин.
В конце 1899 г. Пулин получил американский патент на «Метод умень-
шения затухания электрических волн и устройство для этого». Он экспе-
риментально определил, что затухание линии можно уменьшить, если
на определенном расстоянии встраивать в нее катушки, индуктивность
которых в 50-100 раз превышают индуктивность самого кабеля. Он опре-
делил также оптимальные расстояния между этими катушками для ка-
белей с разными размерами токопроводящих жил Дополнительные ка-
тушки индуктивности нашли широкое применение на кабельных линиях.
В технической литературе стали использоваться термины «пупиновские
катушки», «шаг пупинизации».
Благодаря пупинизации кабельных линий ослабление сигнала в них
уменьшилось в 3—4 раза и, соответственно, возросла дальность передачи.
Пупинизации линий стала широко применяться в практической телефо-
нии и обеспечила ее бурное развитие. Протяженность телефонных линий
стала быстро расти, число телефонных компаний множилось, прибыли их
астрономически росли. Так в 1903 г. дальность телефонной связи по пу-
пинизированным кабельным линиям увеличилась с 32 км до 145 км.
Ls
Рис. 4. Пупинизированная линия
114
Глава 3. Развитие кабельной техники
В 70-е гг. XX века пупинизация использовалась в низкочастотных ли-
ниях городских и пригородных телефонных сетей, в низкочастотных цепях
магистральных комбинированных коаксиальных кабелей для служебной
связи между обслуживаемыми усилительными пунктами, в соединитель-
ных линиях междугородной телефонной сети. Пупинизированная линия
представляет собой электрический фильтр нижних частот с ограниченной
полосой пропускания. Это не позволяет ее использовать в широкополос-
ных системах связи.
Принципиально иной вариант уменьшения потерь длинной линии
связи, реализующий предложения Хевисайда, предложил в 1902 г. дат-
ский инженер Карл Краруп. Суть его способа заключалась в том, что
токопроводящие медные жилы перед операцией изолирования обматыва-
лись тонкой проволокой или лентой из стали, магнитные свойства которой
в 100-200 раз сильнее, чем у меди. Это существенно увеличивало погон-
ную индуктивность линии. Оказалось, что конструктивно крарупизация
более подходит для создания подводных кабелей, так как крарупизирован-
ный кабель, не имеющий встроенных катушек, имеет одинаковый по всей
своей длине диаметр и поэтому его прокладка с борта судна не вызывает
затруднений в работе каблеукладочной машины. В результате крарупиза-
ции длина телефонных подводных кабелей возросла до 175 км, а теле-
графные кабели стали прокладывать даже на трансокеанских трассах. При
этом скорость передачи сигналов по ним возросла на один—два порядка
по сравнению со скоростью передачи по телеграфным кабелям XIX века.
Появление в 20-х годах прошлого века линейных электронных усили-
телей сняло остроту проблемы уменьшения затухания в кабельных линиях
связи, и использование пупинизированных и крарулизированных кабель-
ных линий постепенно прекратилось.
Хронология к главе 3
1753 г. — первое описание в шотландском журнале конструкции воздуш-
ных проводных линии связи.
1774 г. — разработка Джорджем Лесажем технологии создания воздушных
и подземных линий связи.
1798 г. — разработка Франциско де Сальва технологии создания кабель-
ных линий связи.
1809 г. — разработка Самуилом Земмерингом технологии создания ка-
бельных линий связи.
1811 г. — разработка П. Л. Шиллингом технологии создания кабельных связи.
1816 г. — разработка Фрэнсисом Рональдсом технологии создания кабель-
ных линий связи.
1838 г. — экспериментальные исследования Карла Штейнгеля, показав-
шие, что в телеграфной линии можно обходиться только одним
проводом, используя землю в качестве второго.
Литература к главе 3
115
1841 г. — проект Чарльза Уитстона соединения подводным кабелем Ан-
глии и Франции с описанием конструкции подводного кабеля,
способов его укладки и извлечения в случае повреждения.
1843 г. — открытие каучука.
1847 г. — применение Эрнстом Вернером фон Сименсом каучука «гутта-
перчи» для изоляции телеграфных кабельных линий связи.
1850 г. — первая попытка проложить морской кабель через Ла-Манш меж-
ду Англией и Францией по проекту Уитстона, предпринятая
братьями Бретт.
1851 г. — создание братьями Бретт упроченного кабеля со стальной бро-
ней и прокладка его через Ла-Манш между Англией и Францией.
1854—1866 гг. — работы под руководством Сайруса Филда по прокладке
глубоководного кабеля между Европой и Америкой через Ат-
лантический океан.
1858 г. исследования и рекомендации Вильяма Томсона по совершен-
ствованию конструкции трансатлантического кабеля.
1882 г. — начало применения в кабельной техники скрутки изолирован-
ных жил в пары.
1886 г. — Сидней Шелбури гоедложил звездную скрутку четырех жил ка-
беля.
1889 г. — решение Международного электротехнического конгресса о по-
всеместном переходе в телеграфной связи на двухпроводные цепи.
1892 г. — создание полной теории длинных линий Оливером Хевисайдом,
исходя из которой он рекомендовал для уменьшения искажений
сигналов искусственно увеличить индуктивность существующих
линий.
1899 г. — Михайло Пулину в США выдан патент на «Метод уменьшения
затухания электрических волн и устройство для этого», который
широко применялся во многих странах при строительстве ка-
бельных линий связи.
1902 г. — Карлом Крарупом разработан метод искусственного увеличения
индуктивности кабельных линий связи путем обмотки токопро-
водящих медных жил перед операцией изолирования тонкой
проволокой или лентой из стали.
Литература к главе 3
1. Шарле Л.Д. По всему земному шару. М.; Радио и связь, 1985.
2. Кларк А. Голос через океан. М.: Связь, 1964.
3. Цвейг С. Первое слово из-за океана. Из цикла «Звездные часы человечества».
Собрание сочинений. Т. 4. Тула, 1994.
4. Церава Г. К. Михайло Пулин // Электросвязь. 1990. № 1.
116 Глава 3. Развитие кабельной техники
5. Appleyard R. Pioneers of Electrical communication. London: Macmillian, 1930.
6. Ken Beauchamp. History of Telegraphy, The Institution of Electrical Engineers (his-
tory of technology series №26). London, UK, 2001.
7. Huurdeman Anton A. The Worldwide History of Telecommunications. Wiley-Jnter-
sience, 2003.
8. Gillian Cookson. The Cable. Great Britain: Temp us Publishing Limited, 2006.
9. Black R. M. \ History of Electric Wires and Cables. England: Peter Peregrinus with
the Science Museum «History of Technology 4», 1983.
Глава 4
Развитие методов
уплотнения линий связи
Проводные системы связи представляют собой дорогостоящие инже-
нерные сооружения. Подавляющую долю их стоимости составляет стои-
мость самих проводных линий и работы по их прокладке. Поэтому значи-
тельное внимание в XIX веке инженеры уделяли разработке таких спосо-
бов передачи сигналов, которые позволяли бы повысить эффективность
использования этих линий. В результате были изобретены методы уплот-
нения линий связи, такие как дуплексное, диплексное и квадруплексное
телеграфирование, позволяющие по одной линии связи передавать соот-
ветственно сразу два сообщения в разных направлениях, либо два сообще-
ния в одном направлении, либо по два сообщения в прямом и обратном
направлениях. Эти методы позволяли повысить эффективность использо-
вания линий связи в два или в четыре раза.
Другими ранними способами, позволяющими несколько увеличить
пропускную способность линий связи, явились методу создания фантом-
ных (искусственных) линий с использованием дифференциальных транс-
форматоров. И, наконец, были изобретены методы частотного и времен-
ного уплотнения каналов связи, позволявшие весьма значительно повы-
сить эффективность использования линий связи. Эти фундаментальные
методы получили существенное развитие и особенно широкое распро-
странение в технике электросвязи в XX столетии.
Об остроте проблемы повышения эффективности использования ли-
ний связи говорит тот факт, что крупнейшая американская телеграфная
компания «Western Union» в начале 70-х годов XIX столетия объявила кон-
курс на лучший проект создания системы передачи сигналов с уплотнение
телеграфных линий и назначила огромное по тем временам вознагражде-
ние в 1 млн. долл.
Помимо разработки новых методов, повышающих эффективность ис-
пользования проводных линий связи, инженеры и ученые еще в середине
XIX века делали попытки создания беспроводных систем телеграфной
связи, в которых в прокладке проводов не было бы необходимости. В
ряде случаев эти идеи удалось воплотить в жизнь, однако, достигнутая
дальность таких линий оказалась небольшой. Ранним разработкам систем
беспроводной связи посвящена глава 1 второй части книги.
118
Глава 4. Развитие методов уплотнения линии связи
1. Дуплексное телеграфирование
Одним из ранних способов повышения эффективности использо-
вания кабелей связи, явилось дуплексное телеграфирование. Этот спо-
соб позволял по одной физической линии связи одновременно передавать
различные сообщения в разных направлениях.
Первыми такой способ телеграфирования предложили в 1853 г. чеш-
ский электрик Франтишек Петржина и австрийский механик Юлиус Гинтль.
Аналогичные схемы были предложены в 1854 г. Вернером Сименсом и
рядом других изобретателей. Их метод был основан на применении на
концах линии связи дифференциального моста Уитстона, который позво-
лял добиться в линии такого режима, чтобы приемник каждой станции не
реагировал на работу собственного передатчика, но всегда был готов к при-
ему сигнала, поступающего от другой станции. Реализация этой красивой
идеи встретила трудности, так как использование обычного ключа оказа-
лось невозможным вследствие того, что в процессе телеграфирования при
переходе из положения покоя в рабочее положение и при возвращении из
рабочего положения в положение покоя, оба контакта ключа на некоторое
время оказывались разомкнутыми одновременно. В это так называемое
переходное время дифференциальная схема оказывалась нарушенной.
Важный вклад в совершенствование телеграфной техники внес из-
вестный математик, изобретатель, педагог, редактор периодических изда-
ний и автор научно-популярных книг на иврите, Зелиг Слонимский. В
1840 г. Слонимский создал счетную машину, которая была высоко оце-
нена Берлинской Академии наук, а в 1844 г. за это изобретение Петер-
бургская Академия наук удостоила его Демидовской премии. В 1858 г.
Слонимский предложил схему квадруплексного телеграфирования, обес-
печивавшую возможность одновременной передачи двух пар телеграмм во
встречных направлениях по одному и тому же проводу. 11ри этом вторую
Рис. 1. Дифференциальная схема дуплексного телеграфирования
2. Частотное телеграфирование
119
дуплексную связь Слонимский предназначал спе-
циально для ведения служебных переговоров. Он
также изобрел специальный ключ с переходными
контактами, в котором размыкания одних кон-
тактов происходило только после замыкания дру-
гих. Такие ключи впоследствии получили широ-
кое распространение не только в дуплексных си-
стемах телеграфирования, но и в других устрой-
ствах. В 1859 г. Слонимский опубликовал брошю-
ру с описанием изобретенного способа одновре-
менной передачи по одной телеграфной линии
четырех депеш. К сожалению, в России этот ме-
тод применения не получил.
В 1871 г. американский инженер Джозеф
Стирнс изобрел и впервые ввел в эксплуатацию на
телеграфных линиях связи упрощенную дифферен-
циальную схему дуплексного телеграфирования.
Томас Альва Эдисон
Через 15 лет к идее, которую ранее выдвинул Слонимский, пришел
знаменитый американский изобретатель Эдисон (в 1874 г. он совместно
с главным инженером компании «Western Union» инженером Джорджем
Прескоттом получил патент на «двойной дуплекс» или «квадруплекс»).
Изобретение квадруплекса считается главным достижением Эдисона в об-
ласти телеграфии.
Этот метод получил широкое применение на линиях связи в США и,
позже, в Англии. Президент компании «Western Union» отмечал, что его
применение на построенных компанией новых линиях связи приносил ей
годовой доход в 500 000 долл.
Как и Слонимский, Эдисон применил прием симплексной передачи
двумя методами так, чтобы передачи могли вестись одновременно по од-
ному проводу, не интерферируя между собой. Один из этих методов —
метод двух токов, при котором батарея на передаче постоянно подклю-
чена к линии, а направление тока меняется в начале и в конце каждого
сигнала без разрыва цепи. При другом методе — методе одного тока — пе-
редача осуществляется путем его уменьшения или увеличения. Применяя
одновременно оба эти метода и комбинируя их с приемом дуплексного
телеграфирования Стирнса во встречных направлениях, Эдисон смог пе-
редавать по одному проводу по два сообщения в каждом направлении.
2. Частотное телеграфирование
Одной из основополагающих идей, на которых основаны многие со-
временные системы связи, является идея частотного уплотнения линии
связи, когда разные сообщения передаются по одной и той же линии
120
Глава 4. Развитие методов уплотнения линий, связи
Ко. 480,567.
Т. A. EDISOK.
DUPLEX TELE&SAPH.
Patented Aug. 0, 1802.
Рис. 2. Патент на квадруплексную систему телеграфирования Эдисона
2. Частотное телеграфирование
121
связи на разных частотах, а на приеме их можно разделить с помощью
фильтров. Это идея родилась еще в середине XIX века при совершенство-
вании телеграфной связи, но она оказалась универсальной и применяется
в технике связи независимо от вида передаваемой по каналу связи инфор-
мации (аналоговой или цифровой).
Первые соображения, касающиеся возможности применения этого
способа передачи сигналов, были высказаны американским изобретате-
лем Чарльзом Пейджем в 1837 г. Он заметил, что включение и выключение
тока, протекающего через соленоид, подвешенный между полюсами под-
ковообразного магнита, вызывает звук. Это явление стали изучать физики,
показавшие в 1849 г., что звук возникает вследствие механических коле-
баний сердечника электромагнита. Было установлено, что звук возникает
когда частота включений и выключений тока находится в области резонан-
са механических колебаний. Основываясь на этом явлении, были созданы
многочисленные конструкции вибраторов (зумеров), представлявших со-
бой электромагнит, якорь которого, приходя в колебание, автоматически
производил замыкание и размыкание электрической цепи его обмотки.
По сути, зуммер выполнял функции фильтра, реагируя только на те ко-
лебания электрического тока, частота которых совпадала с резонансной
частотой механических колебаний зуммера.
В 1852 г. чешский физик Франтишек Петржина использовал усовер-
шенствованный им вибратор в качестве телеграфного приемника. В раз-
работанной им системе звукового телеграфирования передаваемые буквы
обозначались комбинациями коротких и длинных звуковых сигналов.
Идея и первая попытка одновременной передачи нескольких теле-
грамм по одной линии путем использования явления механического ре-
зонанса зуммера (идея частотного уплотнения телеграфных линий связи)
принадлежит французскому учителю физики Эдмонду Лаборду. Он подо-
брал несколько пар гибких металлических пластинок и настроил переда-
ющую и приемную пластинки каждой пары в резонанс на собственную
частоту. О результатах своих экспериментов Лаборд в 1860 г. доложил Па-
рижской Академии наук.
В этом направлении работали ряд изобретателей. Значительный вклад
в создание таких систем сделал в 1869 г. профессор Харьковского универ-
ситета Григорий Иванович Морозов.
Им было предложено устройство, в котором он применил жидкост-
ный передатчик и электромагнитный приемник. Передатчик представлял
собой сосуд с жидкостью, в который были опущены два металлических
электрода — один неподвижный, а другой подвижный. Подвижный элек-
трод был соединен с положительным полюсом электрической батареи,
другой полюс которой был заземлен. Неподвижный электрод подключал-
ся к линии связи. При колебаниях подвижного электрода периодически
изменялось сопротивление слоя жидкости между ним и неподвижным
электродом, что вызывало изменение тока, поступающего в линию связи.
На приемном конце линии этот ток поступал в обмотку электромагнита,
122
Глава 4. Развитие методов уплотнения линий связи
Передатчик
Приемник
Рис. 4. Схема одного из вариантов арфообразного гармонического телеграфа
Белла: /7 — стальные пластины, вибрирующие, каждая со своей частотой; Л1 —
постоянный магнит; Е — электромагнит (свободные концы пластин близки к по-
люсам электромагнита)
над которым располагался якорь в виде железной пластины, настроен-
ной в резонанс с подвижным электродом передатчика. В данной системе
по одной линии связи можно было передавать сигналы от нескольких
передатчиков. Если частоты собственных колебаний подвижных электро-
дов разных передатчиков отличались, то на приеме их сигналы можно
было разделить, настроив приемники сигналов в резонанс с соответству-
ющим передатчиком. Передатчик Морозова представлял собой прообраз
жидкостного микрофона, к идее которого позже пришли известные аме-
риканские изобретатели Элайша Грей и Александр Грэм Белл.
С разработки «гармонического телеграфа», основанного на попытке
реализации идей Лаборда, началась изобретательская деятельность в об-
2. Частотное телеграфирование
123
б)
Рис. 5. Метод ЧУК: а — структурная схема системы связи с ЧУК;
б — формирование линейного спектра
ласти электросвязи знаменитого Белла, с именем которого связано начало
развития в мире телефонной связи, Этот телираф он создал в 1873 г.
В отличие от изобретателей, пытавшихся построить такой телеграф,
используя жидкостные схемы, Белл начал экспериментировать с камерто-
нами, вибрирующими между полюсами электромагнита, а затем заменил
камертоны тонкими металлическими пластинами с регулируемыми кон-
тактами, изменяющими расстояние между пластинами и электромагни-
том. Основываясь на результатах экспериментальных исследований Белл
создал свой «арфообразный гармонический телеграф» и получил на не-
го патент. Свое изобретение Белл предложил компании «Western Union»,
в которой были проведены его испытания, показавшие несовершенство
созданного устройства. Беллу были даны рекомендации по его доработ-
ке. Однако продолжать работу над реализацией этого изобретения Белл
не стал, полностью переключившись на эксперименты, приведшие его
к созданию телефона.
Идея частотного уплотнения каналов (ЧУК) связи оказалась весь-
ма плодотворной. Однако ее реализация в XLX веке с использованием
явления электромеханического резонанса была весьма затруднительна.
Поэтому она стала широко применяться только в XX веке, когда были
изобретены трехэлектродная лампа и электрические фильтры. Принцип
ЧУК был первоначально реализован в аппаратуре тонального телеграфи-
рования, который позволял по одному телефонному каналу передавать
большое количество телеграфных каналов.
На рис. 5 показана схема современной системы ЧУК, на входы кото-
рой поступают сигналы от 3-х разных источников сообщений.
124 Глава 4. Развитие методов уплотнения линий связи
С помощью смесителей и фильтров на передаче формируется груп-
повой линейный спектр всех трех сигналов, который передается по линии
связи. На приеме с помощью фильтров переданные сигналы разделяются
и затем с помощью смесителей (синхронных детекторов) формируются
копии каждого из сигналов, переданных по линии связи. В современных
системах число сигналов, которые могут быть переданы по одной линии
связи с помощью метода ЧУК, может составлять несколько тысяч.
3. Повышение эффективности
использования проводных линий
связи путем создания фантомных цепей
В конце XIX века были выдвинуты несколько идей повышения про-
пускной способности линий связи с использованием дифференциштьных
трансформаторов. В соответствии с этими идеями, используя физические
цепи и специальные дифференциальные трансформаторы, можно было
организовывать фантомные (виртуальные) цепи, по которым становилось
возможным передавать дополнительные сообщения.
Первым идею создания фантомных цепей выдвинул инженер отде-
ления фирмы «Сименс» в Лондоне Франк Джекоб в 1882 г. Он показал,
что на каждых двух парах жил в кабеле используя дифференциальные
трансформаторы можно получить третью цепь. Схема включения основ
ных и фантомных цепей, предложенная Джекобом, показана на рис. 6.
Как видно из рис. 6, физически фантомная цепь не существует. Ее
прямым проводом являются обе жилы первой пары, а обратным — второй
пары. Благодаря дифференциальным трансформаторам сигналы, передан-
ные по фантомной цепи, не оказывают влияния на передачу и прием сиг-
Рис. 6. Схема фантомной цепи Джекоба
4. Многократное временное телеграфирование
125
Рис. 7. Схема фантомной цепи Пикара
налов, переданных по физическим цепям. Таким образом, по двум линиям
в данной системе могут быть переданы три сообщения.
В то же самое время выдвинул идею создания фантомной цепи, близ-
кую по сути к идее Джекоба, инженер Пикар. Схема его предложения
показана на рис. 7.
Согласно этой схеме, подводя к средним точкам вторичных обмоток
дифференциальных трансформаторов сигналы от источников сообщений
Tri и Тг2 по одной двухпроводной цепи, можно было организовать од-
новременную связь между ними и между источниками сообщений Тф1
и Тфг, так как первые из указанных источников создавали во вторичных
обмотках дифференциальных трансформаторов токи противоположного
направления, которые не оказывали никакого влияния на напряжения
на их первичных обмотках. В начале 80-х годов ХЕХ века фантомная
цепь, аналогичная цепи Пикара, была независимо предложена капитаном
русской армии Григорием Григорьевичем Игнатьевым. Методы создания
фантомных цепей использовались на практике, но широкого распростра-
нения не получили.
4. Многократное временное телеграфирование
В XIX столетии была выдвинута еще одна фундаментальная идея —
идея временного уплотнения каналов (ВУК) связи. Она уже более 150 лет
широко используется в различных системах телекоммуникации. Впервые
эта идея была выдвинута в 1853 г. английским изобретателем Фарменом,
предложившим включить в один провод не один, а два или даже больше
передатчиков, предоставляя этот единственный провод каждому передат-
чику по очереди при помощи специального устройства — распредели геля.
Первая серьезная попытка реализовать идею Фармена принадлежит
английскому механику Бернету. В 1860 г. он впервые разработал спе-
циальную клавиатуру с захватывающим механизмом и подачей тактового
сигнала для совместной работы нескольких передатчиков через общий рас-
пределитель. В этой системе он использовал пятизначный равномерный
126
Глава 4. Развитие методов уплотнения линий связи
Эмиль Бодо
код. Однако его система многократного телегра-
фирования работала очень неустойчиво. Создать
пригодную для практического применения си-
стему с временным уплогнением удалось фран-
цузскому инженеру Эмилю Бодо. Он был сы-
ном фермера и получил образование в области
агротехники. В 1869 г. он устроился на работу
оператором в телеграфную службу Франции.
В 1872 г. Бодо сделал свою первую попытку
осуществить двухкратную передачу, приспосо-
бив для этой цели аппараты Юза. Но при этом
он убедился, что аппараты импульсного кода
в еще меньшей степени, чем аппараты нерав-
Рис. 8. Распределитель
системы Бодо
номерного кода, позволяют реализовать выгоды
последовательного телеграфирования. В 1874 г.
Бодо запатентовал первый практически пригод-
ный двукратный аппарат, а в 1876 г. — пяти-
кратный аппарат. В 1877 г. аппараты Бодо бы-
ли официально введены в эксплуатацию на те-
леграфных линиях Франции, а затем получи-
ли широкое распространение в других странах.
В России аппараты Бодо были впервые установ-
лены в 1904 г. для обслуживания телеграфных
связей между Петербургом и Москвой. Аппа-
раты системы Бодо имели настолько удачную
конструкцию, что с небольшими изменениями
они находились в эксплуатации в системах пе-
редачи сигналов телеграфии более 70 лет — вплогь до 50-х гг. XX века.
На рис. 8 показан механический распределитель системы Бодо.
На рис. 9 показана схема современной системы связи с ВУК. С по-
мощью ключей, каждое из поступающих на вход системы сообщений
дискретизируется, причем в моменты времени, в которые из разных со-
общений берутся их отсчеты, сдвинуты по отношению друг к другу.
В канале связи эти отсчеты объединяются в общий поток, в котором
они располагаются по очереди в разные моменты времени: за каждым
отсчетом сообщения, поступающим на вход одного из каналов на пере-
даче, следует отсчет сообщения, поступающего на вход соседнего канала.
На приеме имеется распределитель, который принятые отсчеты, соот-
ветствующие одному и тому же сообщению, выбирает из общего потока
и направляет в один из приемных каналов, в котором установлен фильтр.
На выходе этого фильтра формируется сигнал, являющийся копией одно-
го из переданных сигналов.
Примененный Бодо принцип временного уплотнения каналов связи
оказался столь же эффективным, как и принцип частотного уплотнения.
Хронология к главе 4
127
Рис. 9. Система связи с ВУК: а — структурная схема;
б — временные диаграммы работы
Сегодня он остается одним из основных методов уплотнения, применяе-
мых в технике электросвязи.
Хронология к главе 4
Методы дуплексного и квадруплексного телеграфирования
1853 г. — Франтишеком Петржиной и Юлиусом Гинтлем предложен метод
дуплексной передачи сообщений по одной линии связи.
1854 г. — Вернером Сименсом предложен метод дуплексной передачи со-
общений по одной линии связи, основанный на применении
на концах линии связи дифференциального моста Уитстона.
1858 г. — Зелигом Слонимским предложен метод квадруплексного теле-
графирования, обеспечивающий возможность одновременной
128
Глава 4. Развитие методов уплотнения линий связи
передачи двух пар телеграмм во встречных направлениях по од-
ному и тому же проводу.
1874 г. — Томасом Эдисоном и Джорджем Прескоттом в США получен
патент на «двойной дуплекс» или «квадруплекс» (аналогичный
методу Слонимского).
Методы многократного частотного телеграфирования
1860 г. — Эдмондом Лабордом выдвинута идея частотного уплотнения те-
леграфных линий связи и сделана первая попытка одновремен-
ной передачи нескольких телеграмм по одной линии.
1869 г. — создание Г. И. Морозовым системы частотного уплотнения те-
леграфных линий связи.
1873 г. — разработка Александром Беллом системы «гармонического те-
лырафа».
1882 г. — разработка Джекобом и Пикаром методов создания фантомных
цепей.
Методы многократного временного телеграфирования
1853 г. — Фарменом выдвинута идея создания системы многократного
временного телеграфирования.
1860 г. — попытка Бернета реализовать идею Фармена.
1874 г. — Эмилем Бодо получен патент на первый практически пригодный
двукратный аппарат временного телеграфирования.
1876 г. — Эмилем Бодо получен патент на пятикратный аппарат времен-
ного телеграфирования.
Литература к главе 4
1. Шарле Д. Хек-трик в мачте с Атлантикой (Люди и события в истории элек-
тротехники и электросвязи). Серия изданий «История электросвязи и радио-
техники». Вып. 2. М_: Международный центр научной и технической инфор-
мации, 2002.
2. Белькинд Л.Д. Томас Альва Эдисон. М.: Наука, 1964.
3. Яроцкий А. В. Основные этапы развития телеграфии. М.: Госэнергоиздат, 1963.
4. Beauchamp К. History of Telegraphy, The Institution of Electrical Engineers (history
of technology series № 26). London, UK, 2001.
5. Huurdeman Anton A. The Worldwide History of Telecommunications. Wiley-Inter-
sience, 2003.
Глава 5
Развитие телефонной связи
Голос из телефона за полночь вместо фразы
по проволоке передает как ожерелье слезы,
это немой клавир, и на рычаг надавишь,
ибо для этих нот не существует клавиш.
Иосиф Бродский
1. Предыстория телефонной связи
История изобретения телефона, как, впрочем, и многих других изоб-
ретений, весьма запутана. Любая идея, как правило, рождается в опре-
деленное время у многих людей. Однако лишь некоторым удается ре-
ализовать свою идею и создать изделие, которое станет необходимым
человечеству. Успех нередко связан не только со способностями и лич-
ными качествами изобретателя. Не малую роль играет удача. Не так уж
редки случаи, когда людям, выдвинувшим первыми идеи, на основе кото-
рых впоследствии произошли радикальные перемены в жизни общества,
в силу неблагоприятных обстоятельств не удавалось заинтересовать своих
современников, и их имена были преданы забвению.
До недавнего времени с изобретением телефона связывали имена не-
скольких ученых и изобретателей: француза Шарля Бурселя, немца Иоган-
на Рейса, канадца Александра Белла и американца Элайша Грея. Однако,
как это выяснилось только в самом начале XXI столетия, место в этом ряду
должен занимать Антонио Меуччи — американец итальянского происхо-
ждения. Он был первым в ряду тех, кто занимался проблемой передачи
голоса посредством электрического тока, и первым нашел решение дан-
ной сложной технической проблемы.
История присвоила честь создания этого эпохального изобретения
Александру Грэхэму Беллу. И на это есть все основания. Именно благодаря
ему человечество получило это замечательное средство связи, которое
быстро завоевало весь мир.
Однако Антонио Меуччи изобрел телефонную связь еще в 1849 г., но
из-за отсутствия средств на оплату экспертизы патентной заявки получить
патент не смог. В 1855 г. Меуччи организовал в собственном доме теле-
фонную связь для того, чтобы больная жена могла вызывать его, когда ей
становилось плохо. В 1860 г. им была проведена демонстрация устройства
130
Глава 5. Развитие телефонной связи
Антонио Меуччи
Филипп Рейс
для передачи голоса по проводам, во время которой голос певца переда-
вался по телефонным проводам на расстояние нескольких миль. Чертежи
своего изобретения он опубликовал в 1870 г., на 6 лет раньше Белла.
Все время его преследовали неудачи. Неспособный заплатить за реги-
страцию патента, он все равно подавал заявки на «говорящий телеграф»
в 1871-1873 гг. В 1872 г. Меуччи обратился к вице-президенту филиала
компании «Western Union» с предложением продемонстрировать возмож-
ности своего изобретения, предоставив техническое описание «говорящего
телеграфа». Однако при последующих обращениях в компанию Меуччи
постоянно слышал ответ, что на испытания этого изобретения нет вре-
мени. После двух лет ожидания Меуччи потребовал возвращения своих
материалов. В компании ответили, что документы утеряны.
После патентования Беллом в 1876 г. принципа телефонии, Меуччи
изучил его патент и обратился в патентное бюро США с просьбой вернуть
заявки на его собственное изобретение «говорящего телеграфа». Оказа-
лось опять, что документы утеряны. Иск, поданный Меуччи против Белла,
рассматривался судом в 1886 г. Меуччи не смог выиграть процесс против
«дорогих» адвокатов Белла, несмотря на публичное заявление госсекрета-
ря: «...Существует достаточно доказательств, чтобы отдать приоритет
Меуччи в изобретении телефона...». Судебные слушания затягивались и от-
кладывались из года в год до самой смерти изобретателя. После его смерти
более ста лет о нем никто не вспоминал.
Действительно, абсолютно прав был Стефан Цвейг, когда писал: «Ис-
тории недостает времени, чтобы быть справедливой. Как холодный хронист,
она фиксирует только удачи, мерками морали пользуется редко. Лишь на по-
бедителей смотрит она, побежденных же оставляет в тени', не задумыва-
ясь, сбрасывает она этих „безымянных воинов “ в могилу Великого Забвения.
1. Предыстория телефонной, связи
131
Рис. 1. Вариант схемы телефона Рейса
Ни крест, ни венок не славят эти безрезультатные, а потому забытые дея-
ния. Но ни одно, даже самое малое усилие, свершенное из чистых побуждений,
нельзя считать тщетным, ни одно напряжение моральных сил не пропадает
во Вселенной».
Историческая справедливость восторжествовала только в 2001 г., ко-
гда Конгресс США, рассмотрев все имеющиеся материалы, относящиеся
к изобретению телефона, принял решение, что приоритет в этом изобре-
тении по праву принадлежит Меуччи.
До этого решения историки были единодушны в том, что первым
идею телефонирования с помощью электричества выдвинул Шарль Бур-
сель, который в 1854 г. писал: «Представьте себе, что кто-то говорит
в пластинку, настолько чувствительную, чтобы не терялось ни одного ко-
лебания, вызываемого голосом', что эта пластинка попеременно размыкает
и замыкает гальванический ток батареи и что, наконец, пластинка, находя-
щаяся на известном расстоянии, делает одновременно такие же колебания,
как и первая. Всякий человек не лишенный слуха, мог бы воспользоваться
этим способом передачи, требующим только одну гальваническую батарею,
две пластинки и соединительную проволоку». Шарлем Бурселем был введен
термин «телефон», однако сам он не занимался практической реализацией
своей идеи.
Созданию действующего телефона посвят ил всю свою жизнь препо-
даватель физики из Германии Иоганн Филипп Рейс.
В 1861 г. он добился успеха в передаче речи и музыки по проводам,
о котором в Физическом обществе Франкфурта-на-Майне сделал первый
доклад «О телефонии посредством электрического тока». Передатчик в те-
лефоне Рейса представлял собой ящик с круглым отверстием в верхней
крышке или на боковой стенке, обтянутой тонкой перепонкой, к внут-
ренней поверхности которой была прикреплена платиновая пластинка.
Под центром перепонки на небольшом расстоянии от нее был укреплен
платиновый заостренный контакт.
132
Глава 5. Развитие телефонной связи
Рис. 2. Вид телефона Рейса
При воздействии звука на перепонку она колебалась, и пластина вы-
зывала замыкание и размыкание контакта с частотой воздействующего
на нее звука. 11риемником являлся соленоид с сердечником в виде тонкой
спицы, закрепленной с обоих концов. 11од воздействием пульсирующего
магнитного поля спица колебалась и издавала звук, который усиливался
полым ящиком с отверстиями — резонатором. Умеренно громкая мелодия
была отчетливо слышна при передаче сигналов по проводам на расстояние
100 м. Человеческая речь также могла быть передана, но разборчивость
звуков из-за тресков, вызванных прерывистом характером тока в линии,
была низкой. Практического применения изобретение Рейса не нашло.
В Европе оно использовалось для демонстраций и лабораторных экспери-
ментов. Свой последний доклад о телефоне Рейс сделал в 1872 г. Предчув-
ствуя скорую кончину, он писал: «Я указал путь к большому изобретению,
однако должен предоставить другим идти по этому пути».
2. Начало развития в мире телефонной связи
Признанным во всем мире создателем телефона является Александр
Грэм Белл, шотландец по происхождению, преподаватель в школе глухо-
немых. Электротехника лежала в стороне от той профессии, в которой он
достиг немалых успехов, возглавляя школу обучения речи глухих в Босто-
не. Она была его страст ным увлечением, которому он отдавал все свое сво-
бодное время, пытаясь создать конструкцию «гармонического телеграфа».
В главе 4 отмечалось, что в 1875 г. Белл получил патент на «арфообразный
телеграф», испытания которого в лаборатории компании «Western Union»
показали несовершенство этого устройства.
2. Начало развитая в мире телефонной связи
133
Рис. 3. Схема устройства телефона Белла
Будучи профессиональным речевиком, Белл хорошо знал устройство
органов человеческого слуха и в 1874 г. ему пришла идея создать систему
передачи человеческой речи. Он не стал заниматься доработкой своего
первого изобретения и решил сосредоточить свои усилия на реализации
своей новой идеи. В это время он посетил знаменитого американского фи-
зика Джозефа Генри, который внимательно выслушал Белла, одобрил его
идею и дал Беллу много полезных советов. В последствии Белл с благодар-
ное! ью говорил: «Если бы не Генри, я бы никогда не затевал попыток изобре-
сти телефон». Белл ясно представлял ту цель, которую надо было добиться.
Его друг и помощник Томас Ватсон позже вспоминал слова Белла:
«Если я смогу добиться, чтобы электрический ток изменялся по величине
так же, как меняется плотность воздуха при звуковых колебаниях, то я смогу
передавать речь по телеграфу». Напряженные опыты Белла, в которых ему
помогал электромонтер Ватсон, длились два года. Их работе сопутствовал
успех и 17 марта 1876 г. Белл получил патент на свою заявку, поданную
14 февраля этого же года.
Устройство Белла показано на рис. 3. Для передачи и приема он вы-
брал две одинаковые конструкции, в которых были: рупор А, кожаная
мембрана а, прикрепленная к ее центру жесткая тяга с и электромагнит Ъ.
Звук человеческой речи поступал в рупор А, в результате мембрана а коле-
балась и через т ягу с приводила в движение сердечник d электромагнита,
по обмотке которого протекает ток от батареи Е. Изменение положения
сердечника вызывало изменение тока в линии связи и, следовательно,
изменение тока в обмотке приемного электромагнита f В свою очередь,
это вызывало возвратно-поступательное движение его сердечника к, ко-
торый через жесткую тягу h возбуждал колебания мембраны I приемного
рупора А. В системе Белла использовались электромагнитные микрофон
и телефон.
Судьба распорядилась так, что почти одновременно с заявкой на изоб-
ретение Белла, в Патентное бюро поступила заявка о намерении получить
патент на устройство телефона от известного американского изобретателя
Элайша Трея (Белл в момент подачи своей заявки уже создал действующий
макет своего устройства).
134
Глава 5. Развитие телефонной связи
Рис. 4. Телефон Г рея
В устройстве Грея применялся жидкостный микрофон, который под
действием звукового давления изменял свое сопротивление, изменяя ток
в линии связи. Телефон у Грея, как и у Белла, был электромагнитным.
Следует отметить, что претензий на первенство в изобретении телефо-
на было множество. До 1885 г. было подано более 600 исков о нарушении
Беллом авторских прав, Но слушания в американском Верховном суде
США завершились признанием приоритета Белла.
Телефон является одним из наиболее значимых изобретений в ис-
тории человечества. Однако для современников оценить по достоинству
изобретение в момент его появления является непростой задачей, и исто-
рия изобретения Белла является ярким примером того, что даже специа-
листы далеко не всегда способны ясно представить перспективы исполь-
зования новых идей для развития различных областей техники.
После получения патента Белл предложил свой патент компании
«Western Union» за 100 тысяч долларов. Президент этой компании Ча-
унси Депью образовал комиссию по рассмотрению этого предложения.
Заключение комиссии было следующим: «Уважаемый мистер Депью! Наш
комитет был образован согласно Вашему указанию для решения вопроса о при-
обретении патента США 174.465 компанией Western Union Company. Мистер
Хаббард (юрист, зять Белла') и мистер Белл, изобретатель, продемонстри-
ровали нам свой прибор, который они называют „телефоном", и изложили
свои планы его применения. Указанный „телефон" предназначен для переда-
чи человеческой речи по телеграфным проводам. Мы обнаружили, что голос
звучит очень слабо и неразборчиво, а при использовании длинных проводов
между передатчиком и приемником звук становится еще слабее. С техниче-
ской точки зрения мы не считаем, что это устройство когда-либо сможет
передавать понятную речь на расстояние в несколько миль. Господа Хаббард
2. Начало развития в мире телефонной связи
135
Александр Белл
и Белл хотят установить свои „телефоны'1 практически в каждом доме или
деловом предприятии нашего города. Эта идея абсурдна сама по себе. Более
того, с какой стати кто-то захочет использовать такое неуклюжее и не-
практичное устройство, если он может отправить посыльного на местную
телеграфную станцию и передать оттуда ясно написанное сообщение в лю-
бой большой город Соединенных Штатов? Специалисты-электрики нашей
компании сегодня разработали уже все существенные улучшения в области
телеграфии, и мы не видим причин, по которым следует поддержать груп-
пу неспециалистов с нелепыми и непрактичными идеями, коль скоро у них
нет ни малейшего представления о том, как решить затронутые проблемы.
Финансовые прогнозы мистера Хаббарда, хотя и звучат очень заманчиво,
основаны на необузданном воображении и на отсутствии понимания тех-
нических и экономических аспектов существующего положения-, при этом
игнорируются технические ограничения, присущие их устройству, которое
может быть не более чем игрушкой или лабораторной диковинкой. Мистер
Белл, изобретатель, служит учителем в школе для плохо слышащих, и для
его работы „телефон", возможно, имеет какое-то значение, но при столь
большом количестве недостатков не может всерьез считаться средством
связи. В свете изложенных фактов мы считаем, что предложение мисте-
ра Хаббарда о приобретении его патента за 100 000 долл, лишено здравого
смысла, поскольку возможности этого устройства не представляют для нас
никакого интереса. Мы не рекомендуем его покупать».
Это легендарное письмо является свидетельством, по-видимому, круп-
нейшей и грубейшей ошибки за всю историю телекоммуникационного биз-
неса. Получив в 1876 г. отказ, Белл и его партнеры в 1879 г. создали
компанию «New England Telephone» для производства телефонного обо-
рудования.
Впрочем, в этом же году компания «Western Union» уже сама пред-
лагала за патент Белла 25 млн. долларов, а Томасом Эдисоном и Элайша
Греем было организована дочерняя компания этой фирмы, которая позд-
нее стала называться «Западная Электрическая компания».
136
Глава 5. Развитие телефонной связи
Рис. 5. Микрофон Юза
Между новыми телефонными компаниями состоялся суд по вопро-
су о приоритете в изобретении телефона, который был выигран Беллом.
После суда в конце 1879 г. обе компании объединились, и возникла зна-
менитая компания «Bell Telephon Со.», впоследствии одна из крупнейших
телекоммуникационных компаний мира «AT&T».
В первых сетях телефонной связи, созданных несколько лет спустя
компанией «Bell Telephone Со.», каждый телефонный аппарат имел прямое
соединение с другим аппаратом через частную линию, которую телеграфи-
сты обычно сдавали в аренду телефонной компании. В первых рекламных
объявлениях пользование двумя телефонами и соединяющей их линией
предлагалось за 20 долл, в год для частных абонентов и за 40 долл, в год —
для корпоративных, при этом техобслуживание было бесплатным.
Дальность передачи речи по линиям связи шраничивалась мощно-
стью принимаемого в конце линии связи сигнала, которая зависела от ее
сопротивления и от чувствительности микрофона — минимального уровня
сигнала, который мог быть преобразован на конце линии связи в слы-
шимый звук. Дальнейшие усовершенствования телефонной техники были
направлены на создание чувствительных микрофонов и телефонов. Един-
ственным способом уменьшения потерь в линии связи было увеличение
диаметра ее проводов.
В 1878 году англичанин Дэвид Эдвард Юз изобрел угольный микро-
фон, состоящий из угольной палочки, свободно вставленной в углубления
угольных колодок. Сопротивление этого микрофона изменялось в соответ-
ствии со звуковыми колебаниями. Такой микрофон оказался гораздо чув-
ствительнее электромагнитного. Юз отказался патентовать свое изобрете-
ние. Он демонстрировал устройство Королевскому обществу в Лондоне.
Применение в телефонном приборе вместо стержневого подковообразно-
го постоянного магнита также позволило увеличить его чувствительность.
2. Начало развития в мире телефонной связи
137
Рис. 6. Многополюсный
телефон П. М. Голубицкого
Рис. 7. Фотофон Александра Белла
В 1878 г. Эдисон для усиления электрических сигналов и увеличения
дальности действия телефонной связи предложил в микрофонную цепь
включить индукционную катушку, повышающую напряжение. Им были
получены десятки патентов на различные варианты угольного микрофона.
Для развития телефонии в России многое сделал талантливый изоб-
ретатель Навел Михайлович Голубицкий.
В 1880 г. он сконструировал многополюсный микрофон, способный
при воздействии звука создавать в линии связи большие токи, что поз-
воляло обеспечить телефонную связь на дальние расстояния, В 1881 г.
Голубицкий получил привилегию на порошковый угольный микрофон.
Телефонные аппараты Голубицкого высоко оценивались специали-
стами Франции и Англии. В 1886 г. он опубликовал одну из первых книг
по телефонии «Несколько слов о телефонах».
Белл оставался активным изобретателем все
жизнь. В области телефонной связи он сделал
еще одно пионерское изобретение. Еще в 1880 г.
он задумался о возможности использования све-
та для передачи звуковых сигналов и получил
американский патент на «фотофон». Это устрой-
ство передавало голос по световому лучу. Голос
человека, «проектировался» через стеклянную
трубку на тонкое зеркало, которое действовало
как передатчик. Акустические колебания вызва-
ли колебания зеркала, на которое был направлен
солнечный свет.
На приемной стороне системы свет попа-
дал на параболическое зеркало, которое фоку-
сировало его на светочувствительный селеновый
Павел Михайлович
Голубицкий
138
Глава 5. Развитие телефонной связи
элемент (фотоэлемент), включенный в цепь с телефоном. Электрическое
сопротивление селена, изменилось в соответствии с уровнем полученного
света, изменяя ток, текущий в цепи. Телефон преобразовывал ток в речь.
Связь осуществлялась на небольшое расстояние. Фотофон является
далеким предшественником современной волоконно-оптической связи, од-
нако в те годы практического применения фотофон не нашел. Отметим,
что в 1897 г. права на это изобретение приобрела «Американская Компа-
ния Белла».
3. Создание первых сетей проводного вещания
Техника передачи звука по проводам идеально подходила для созда-
ния сетей проводного звукового вещания. В 1881 г. французский изобре-
татель Клемент Адер создал такую систему «theatrephone». В его системе
использовался чувствительный микрофон и с его помощью он обнару-
жил эффект стерео (скорее два моноканала, смещенных по фазе). В то
время на стереофонию не обратили должного внимания. В 1881 г. он ис-
пользовал 12 таких микрофонов, чтобы передать звуки Парижской оперы
по телефонным линиям в зал Промышленной парижской выставки. До 48
слушателей могли слушать оперу, используя по два наушника. Устрой-
ство привлекло наибольшее внимание посетителей выставки. Созданная
в 1890 г. в Париже компания «Compagnie du Theatrophone» за 180 франков
в год (или 15 франков за каждую передачу) предлагала услуги по передаче
«живой» музыки и представлений по телефону из различных театров на спе-
циальные телефоны, установленные в гостиницах, кафе и т. д., а также
обычным телефонным абонентам. Служба работала до 1932 г. В 1887 г. были
созданы линии проводного вещания из Парижа до Брюсселя, а в 1891 г. —
из Парижа до Лондона.
В России опыты по проводному вещанию проводил польский пси-
холог, философ и изобретатель в области телефонной связи Юлиан Охо
рович. Предметом его научных интересов были психология и парапси-
хологические феномены, такие как спиритизм, гипноз и внушение, пси-
хотерапия, передача воли и мыслей на расстояние и др. Кроме того, он
серьезно увлекся телефонией. Им был изобретен двухмембранный элек-
тромагнитный телефон, термомикрофон и др. В 1886 г. он участвовал в 3-й
Петербургской электротехнической выставке, где демонстрировал транс-
ляцию по проводам оперных спектаклей.
4. Создание первых систем
коммутации каналов связи
Телефонная связь развивалась весьма быстро. Очень скоро стало яс-
но, что число линий, необходимых для того, чтобы соединить в единую
сеть всех абонентов по принципу «каждый с кажцым», с увеличением их
4. Создание первых систем коммутации каналов связи
139
Тидавар Пушкаш
Рис. 8. Ручной коммутатор
конца XIX века
числа растет весьма быстро (пропорционально квадрату числа абонентов).
Поэтому построить сеть таких линий для большого числа абонентов прак-
тически невозможно.
Уже в 1877 г. венгерский инженер Тидавар Пушкаш предложил про-
кладывать телефонные линии между абонентами сети и одной централь-
ной телефонной станцией (ТС).
Для этой станции он спроектировал коммутатор, позволяющий со-
единять друг с другом линии абонентов, желающих установить связь. Со-
единение обеспечивал оператор, обслуживающий центральную станцию.
Вскоре в 1878 г. фирма «Bell Telephon Со.» открыла в городе Нью-Хевене,
расположенном между Бостоном и Нью-Йорком, первую в мире телефон-
ную станцию (ТС) общего пользования. Эта станция обслуживала всего
21-го абонента. Через год число абонентов увеличилось до 50.
До начала 1890 гг. в телефонной связи применялись исключительно руч-
ные коммутаторы. Однако число абонентов постоянно росло и постоянно
увеличивалось количество операторов на телефонных станциях. Первые
автоматические телефонные станции (АТС) были предложены братьями
Даниелем и Томасом Конноли и Томасом Дж. МакТигхе всего через год
после открытия в Нью-Хевене первой ТС. В 1879 г. они получили в США
патент на свое изобретение. Модель их АТС демонстрировалась на Меж-
дународной электротехнической выставке в Париже в 1881 г. В этом же
году в Венгрии свой вариант АТС предложил Тидавар Пушкаш. Однако
эти АТС практически никогда не использовалась.
Первый автоматический коммутатор, на основе которого стали со-
здаваться АТС, получившие весьма широкое распространение в XX веке,
140
Глава 5. Развитие телефонной связи
Алмон Браун Строужер
Рис. 9. Автоматический коммутатор Строужера
был изобретен в 1889 г. Алмоном Брауном Строужером — хозяином по-
хоронного бюро в городе Канзас-Сити (США).
Он занялся проблемами телефонии по той причине, что в этом городе
оператором центральной телефонной станции работала жена его конку
рента. Используя свое служебное положение, она переадресовывала дело-
вые запросы в компанию своего мужа, в результате чего Строужер терпел
большие убытки. Для того чтобы избавиться от влияния недобросовест
ного оператора на свои дела, он создал автоматический коммутационный
узел — декадно-шаговый коммутатор. В начале 1891 г. он получил патент
на свое изобретение.
Автоматический коммутатор Строужера имитировал порядок уста-
новления соединения абонентов телефонисткой. Для того чтобы соеди-
ниться с необходимой абонентской линией телефонистка сперва пере-
мещала штепсельный разъем вдоль коммутационной доски на несколько
рядов вверх, в соответствии с первой цифре номера абонента, а затем
перемещала его вдоль найденного ряда вправо на число позиций, рав-
ных второй цифре номера абонента. После этих манипуляций она поме-
щала штепсельный разъем в гнездо. Этот принцип был положен Стро-
ужером и в основу его декадно-шагового искателя, в котором исполь-
зовалось подъемно-вращательное движение контактных щеток. Искатель
двигался электромагнитом, который в свою очередь управлялся поступа-
ющими от вызывающего телефонного аппарата вызывными импульсами.
Импульсы, соответствующие первой цифре номера вызываемого абонен-
та, перемещали контактную щетку на соответствующее число позиций
по вертикали, а импульсы, соответствующие второй цифре этого номе-
ра, перемещали ее на соответствующее число позиций по горизонтали.
В результате этих перемещений коммутатор автоматически находил теле-
фонную линию, которая соединяла вызываемого абонента с центральной
телефонной станцией.
4. Создание первых систем коммутации каналов связи
141
Первоначально нужный абонент выбирался набором комбинации
из трех кнопок. В дальнейшем Строужером были предложены различные
усовершенствования. В 1897 г. он сконструировал прототип дискового но-
меронабирателя, который в XX веке широко использовался в телефонных
аппаратах. В дисковом номеронабирателе телефона Строужера не было
отверстий, а были выемки подобные зубьям большой шестеренки, зани-
мавшие сектор около 170°.
Для продвижения своего изобретения на рынок Строужер основал
в 1891 г. компанию «Strowger Automatic Exchange» (с 1901 г. — «Automatic
Electric Со.», позднее «General Telephone and Electronics»). Первая авто-
матическая система была запущена в коммерческое использование в Ла-
Порте (штат Индиана, США) в 1892 г. Система позволяла соединяться 99
абонентам. В 1898 г. в городе Аугусте (штат Джорджия, США) им была
построена АТС на 400 номеров.
В компании Строужера продолжались работы по совершенствованию
моделей телефонов и после 1900 г. В 1901 г. был создан настольный те-
лефонный аппарат с дисковым номеронабирателем; в 1902 г. — аппарат
с дисковым номеронабирателем с отверстиями.
Судьба изобретений Строужера в области телефонии оказалась счаст-
ливой. После 1914 г. его патент утратил силу, и декадно-шаговая система
АТС стала широко внедряться во многих странах мира, хотя в технических
изданиях имя изобретателя далеко не всегда упоминалось. Его принцип
дискового набора номера получил широкое распространение с 1922 г.
До 1961 г., когда появился тональный набор номера, он оставался стан-
дартным методом вызова в телефонии.
В создание АТС внесли свою лепту и российские инженеры М. Ф. Фрей-
денберг и С. М. Апостолов-Бердичевский. Они изобрели АТС с шаговыми
искателями, но не смогли получить патент и реализовать его в России.
Патенты на свою систему в целом они получили в Англии и США в 1895 г.,
а в 1896 г. Фрейденбергу были выданы патенты
на отдельные узлы АТС. По проекту Апостолова-
Бердичевского Британским ведомством связи была
построена АТС.
К концу XIX века в мире действовали три круп-
ные компании, выпускающие телефонное обору-
дование и строящие телефонные сети в разных
странах мира: «Международная компания Белла»,
«Сименс и Гальске» и «Эриксон» — компания,
созданная шведским инженером и предпринима-
телем Ларсом Магнусом Эриксоном.
Эти компании сегодня являются крупней-
шими международными компаниями по произ-
водству современного телекоммуникационного Магнус Эриксон
оборудования.
142
Глава 5. Развитие телефонной связи
Рис. 10. Конструкции первых телефонов
На рис. 10 показаны две конструкции первых телефонов, которые
выпускались промышленностью в конце XIX века. Первый из телефонов
на этом рисунке является настенным, а второй — настольным.
Хронология к главе 5
Изобретения в области телефонной техники
1849 г. — изобретение Антонио Меуччи телефона.
1854 г. — описание Шарлем Бурселем идеи телефонирования с помощью
электрических сш налов.
1861 г. — демонстрация Филиппом Рейсом в Физическом обществе Франк-
фурта-на-Майне действующего телефона.
1876 г. (14 февраля) — подача Александром Беллом и Элайша Треем заявок
на патент на телефон.
1876 г. (17 марта) — получение Беллом патента на изобретенный им те-
лефон.
1878 г. — изобретение Дэвидом Юзом угольного микрофона.
1878 г. — включение Томасом Эдисоном в микрофонную цепь индукци-
онной катушки для усиления электрических сигналов и увели-
чения дальности действия телефонной связи.
1879 г. — создание фирмы «Bell Telephone Company», ставшей впослед-
ствии одной из крупнейших телекоммуникационных компаний
мира «AT&T».
1880 г. — изобретение П. М. Голубицким многополюсного микрофона.
1880 г. — изобретение Беллом фотофона — устройства, использующее свет
для передачи звуковых сигналов.
1881 г. — создание Клементом Адером системы «theatrephone» — первой
системы проводного звукового вещания.
Литература к главе 5
143
1886 г. — демонстрация Юлианом Охоровичем трансляции по проводам
оперных спектаклей на 3-й Петербургской электротехнической
выставке.
Создание коммутационной техники
1877 г. — создание Тидаваром Пушкашем телефонных сетей с одной цен-
тральной телефонной станцией.
1878 г. — создание фирмой «Bell Telephon Со.» первой телефонной сети
в городе Нью-Хевене с одной центральной телефонной станци-
ей, в которой обслуживался 21 абонент.
1879 г. — получение первого патента на автоматические телефонные стан-
ции братьями Конноли и Томасом Дж. МакТигхе.
1889 г. — получение Алмоном Брауном Строужером патента на декадно-
шаговый искатель, получивший весьма широкое распростране-
ние в XX веке во многих странах.
1895 г. — получение российскими инженерами М. Ф. Фрейденбергом и
С. М. Апостоловым-Бердичевским патентов на систему АТС
в Англии и США.
1901 г. — создание Строужером настольного телефонного аппарата с дис-
ковым номеронабирателем.
Литература к главе 5
1 Ильинский М. Телеграф и телефон. М.; Л.: Молодая гвардия, 1927
2. Хоуншелл Д.А. Белл и Грей — контраст стиля, политики, этики // ТИИЭР.
1976. №9.
3. Шарле Д. Л. Неоценимый подарок человечеству // Электросвязь. 1996. №4.
4. Шарле Д. Л. Король изобретательства Томас Альва Эдисон // Электросвязь.
1997. № 5.
5. Шарле Д. Хет-трик в мачте с Атлантикой (Люди и события в истории элек-
тротехники и электросвязи). Серия изданий «История электросвязи и радио-
техники». Вып. 2. М.: Международный центр научной и технической инфор-
мации, 2002.
6. Техника в историческом развитии: 70-е годы XIX — начало XX / Под ред.
С. В. Шухардина и др. М.: Наука, 1982.
7. Wile Frederick, William Emile Berliner. Maker of the microphone. Indianapolis:
Robbs—Merrill, 1926.
8 Oslin G. P. The story of Telecommunications. Macon, GA: Mercer University Press,
1992.
9 Huurdeman Anton A. The Worldwide History of Telecommunications, Wiley—Inter-
sience, 2003.
10. Chapius R.J. 100 Years of Telephone Switching (1878-1978 it.), Manual and
Electromechanical Switching. N.Y: North-Holland, 1982.
1
Глава 6
Развитие факсимильной
связи и телевидения
Создавая телеграфные аппараты, предназначенные для передачи букв
текста, некоторые изобретатели задумывались о том, а нельзя ли постро-
ить такую систему связи по телеграфным проводам, которая позволяла бы
передавать изображения текста, написанного от руки, рисунков, чертежей
и т. п. Такие устройства сегодня называются факсимильными аппаратами.
При разработке факсимильных аппаратов были открыты ряд новых прин-
ципов передачи изображений по каналам связи, которые впоследствии
стали широко применяться при разработке телевизионных систем.
Создание таких систем, позволяющих человеку видеть то, что проис-
ходит за много километров от того места, в котором он находится, стало
захватывающей задачей для изобретателей в последней четверти XIX века.
Основой для них оказались результаты исследований физиков, получен-
ные к тому времени.
Много лет изобретатели и ученые упорно работали над созданием
телевизионных систем, выдвигая оригинальные идеи, открывая новые
физические явления, разрабатывая разного рода устройства, необходимые
для преобразования оптического изображения в электрический сигнал,
который может быть передан по каналу связи, и, наоборот, преобразования
принятого сигнала в визуальное изображение. Однако только в начале
30-х годов XX века накопленные человечеством огромные знания и опыт
привели к созданию телевидения, услуги которого стали востребованы
миллионами людей нашей планеты.
1. Создание факсимильных аппаратов
Первый факсимильный аппарат сконструировал и запатентовал в 1843 г.
шотландский физик и изобретатель Александр Бэн.
В его «пишущем телеграфе» использовалось перо, подсоединенное
к маятнику. Отправляемое изображение нужно было нанести на поверх-
ность, покрытую металлом, краской, не проводящей ток. При движении
маятника и попадании пера на проводящую металлическую поверхность
формировался сигнал, соответствующий светлому участку, и ток по линии
не передавался. Когда поверхность была не проводящей, то это обозначало
темный участок, и по линии передавался электрический ток. При прохо-
ждении по линии электрического тока маятник на приемном устройстве
1. Создание факсимильных аппаратов
145
оказывался над местом, соответствующим тому, над
котором находился маятник на передающем конце
линии, ток воздействовал на специальным образом
обработанную бумагу, скрашивая ее в определен-
ный цвет. Маятники на обоих концах линии связи
должны были двигаться синхронно.
Создавая свой аппарат, Бэн впервые решил
важнейшую для электросвязи задачу — установил
принципы разложения передаваемого изображения
на строки и на отдельные элементы в каждой стро-
ке. Делал он это, сканируя на передаче поверх-
ность передаваемого документа с помощью маят-
ника и последовательно формируя сигналы, соответствующие точкам
передаваемой строки. Обеспечивая синхронность движения маятников
на приеме и передаче, Бэн мог восстановить переданное по каналу связи
изображение. Эти принципы применяются и сегодня как в современных
электронных системах факсимильной связи, так и в системах передачи
изображения в телевидении.
Рис. 1. Факсимильный аппарат Бэна
146
Глава 6. Развитие факсимильной связи и телевидения
Рис. 2. Факсимильный аппарат
Бейквела
Несколько отличное от аппарата
Бэна устройство предложил в 1848 г.
английский физик Фредерик Бейквел.
Его система отличалась от системы
Бэна тем, что изображения переда-
вались и получались на цилиндрах.
Изображение наносилось лаком или
другим непроводящим покрытием на
фольгу, обернутую вокруг цилиндра
передатчика. Цилиндр вращался с по-
стоянной скоростью благодаря часо-
вому механизму.
Как и у Бэна изображение построч-
но сканировалось пером, прикреплен-
ным к маятнику. Проводящие участки
фольги соответствовали белому цвету, непроводящие — черному. Полученные
электрические сигналы передавались по телеграфным линиям к приемнику.
На приемной стороне изображение синхронно восстанавливалось ана-
логичным методом. При этом использовался вращающийся барабан, по-
крытый химически обработанной бумагой. Работа этой системы впервые
была продемонстрирована в 1851 г. на международной ярмарке в Лондоне.
В 1860 г. итальянский профессор физики Джованни Казелли изобрел
факсимильную систему, которую назвал «Пантелеграф».
Его машина имела большие размеры — ее высота превышала 2 м.
Принцип ее действия был тот же, что и в аппарате Бэна. Отправитель со-
общения записывал его на оловянном листе чернилами, не проводящими
ток. Далее лист крепился к выгнутой металлической пластине и скани-
ровался маятниковым пером. На приемной стороне изображение воспро-
изводилось специальными чернилами, которые вступали в химическую
реакцию с бумагой, пропитанной железо-цианистым калием. Для обес-
печения синхронной передачи и воспроизведения изображения маятники
управлялись высокоточными часовыми механизмами.
В 1863 г. Казелли организовал первую коммерческую факсимильную
службу между Парижем и Лионом. В первый год эксплуатации системы
было передано около 5000 сообщений.
В 1866 г. Казелли установил свои аппараты в Москве и Петербурге.
Опыт их эксплуатации показал, как это видно из рис. 3, вполне прилич-
ное качество передачи документов. Однако из-за весьма высокого тарифа
телеграф Казелли не пользовался популярностью и в 1870 г. его эксплуа-
тация прекратилась.
В 1881 г. британский физик и изобретатель Шелфорд Бидвелл изобрел
принципиально новый оптоэлектрический факсимильный ai парат, в кото-
ром для преобразования передаваемых изображений (диаграмм, карт и фо-
тографий) в электрические сигналы использовался фотоэлемент из селена
помещенный внутрь вращаемого цилиндра. Небольшое отверстие в цилиндре
1. Создание факсимильных аппаратов
147
Джованни Казелли
Рис. 3. Пантелеграф Казелли и принятое сообщение
позволяло построчно сканировать изображение и вырабатывать электри-
ческий ток, пропорциональный яркости соответствующего элемента изоб-
ражения. Этот ток передавался по линии связи. На приеме также имел-
ся вращающийся цилиндр, который был покрыт бумагой, пропитанной
йодистым калием. Принятый сигнал подводился к приемному цилин-
дру и в тех местах бумаги, к которым подводился заметный по величине
ток, она чернела и, таким образом, на приеме воспроизводилось пере-
даваемое изображение. Проблема синхронизации вращения цилиндров
на передаче и приеме Бидвеллом решена не была и в его лаборатор-
ной установке они были насажены на одну ось. Однако этот аппарат
явился первым, в котором для преобра-
зования изображения в электрический
сигнал был применен фотоэлемент. Со-
гласно патенту, устройство позволяло
«передавать подписи (почерк) в удален-
ный пункт по двухпроводной линии».
Аппарат известного изобретателя
Элайша Грея был первым факсимиль-
ным устройством, позволявшим фик-
сировать изображение на обычной бу-
маге. В 1893 г. им была осуществле-
на первая общественная демонстрация
устройства (передача факсимиле в по-
лицейский офис). Устройство собрало
рекордное число зрителей на Междуна-
родной ярмарке в Чикаго в 1893 г. В 1894
Джордж Тиффани на основе изобрете-
ния Грея разработал скоростную модель
факс-аппарата — «Эврика». Рис. 4. Телеавтограф Грея
148
Глава 6. Развитие факсимильной связи и телевидения
Артур Корн
Популярность этого аппарата значительно воз-
росла в 1895 г., когда с его помощью из редакции
Чикагского бюро новостей по факсу были переданы
подписи делегатов съезда Республиканской партии
в Кливленде. Протяженность линии связи состави-
ла более 694 км.
В 1902 г. оптоэлектрическую систему факси-
мильной связи — телеавтограф, пригодную для
практического использования, сконструировал не-
мецкий профессор Артур Корн. Он использовал
на передающей стороне селеновый фотоэлемент,
который находился внутри стеклянного цилиндра,
на котором располагался прозрачный передаваемый документ. Свет от яр-
кого источника фокусировался на маленьком участке этого документа.
При этом, интенсивность света, проходящего через документ и падаю-
щего на селеновый элемент, зависела от того, какая часть рисунка про-
свечивается: светлая или более темная. Цилиндр вращался и при каж-
дом повороте передвигался немного вдоль своей оси, так что все части
документа проходили последовательно между источником света и фото-
элементом. Вырабатываемый фотоэлементом ток передавался по линии
связи. На приеме в светонепроницаемом цилиндре, который вращался
синхронно с передающим, располагалась фотобумага. Интенсивность уз-
кого луча света, падающего на фотобумагу, модулировалась принятым сиг-
налом, в результате чего на ней формировалось переданное изображение.
В 1904 г. система Корна была испытана на линии Мюнхен—Нюренберг—
Мюнхен. Передача одной фотографии заняла 42 минуты. После ряда вне-
сенных Корном усовершенствований в 1907 г. начались регулярные пе-
редачи изображений на линии Мюнхен—Берлин. К телеавтографу про-
явили большой интерес издатели газет и журналов во многих странах.
Система Корна оказалась настолько удачной, что к 1910 году была созда-
на целая фототелеграфная сеть между Парижем, Лондоном и Берлином
с использованием существовавших линий телефонной связи. В 1910 г.
компания «Телефункен» осуществила первую экспериментальную радио-
передачу сигналов фототелеграфа между Берлином и Стамбулом.
2. Первые проекты телевизионных систем
Знания и опыт, накопленные к началу последней четверти XIX века,
давали возможность изобретателям выдвигать конкретные проекты раз-
ного рода телевизионных систем. Таких проектов было выдвинуто мно-
жество. Эти проекты имели много общих черт. Для преобразования изоб-
ражения объекта в электрический сигнал использовались фотоэлементы
(в первых проектах это были ячейки селена, расположенные на пластине,
на которую проектировалось изображение). Электрический сигнал, выраба-
2. Первые проекты телевизионных систем
149
тываемый каждым фотоэлементом, на приеме управлял работой соответ-
ствующего источника света, совокупное свечение которых зритель воспри-
нимал как копию переданного изображения. В некоторых проектах систем
(назовем их многопроводными системами — МП) каждый из фотоэлемен-
тов соединялся двухпроводной линией с соответствующим источником
света, в других (назовем их двухпроводными системами — ДП) использо-
валась одна или несколько двухпроводных линий, по которым поочеред-
но передавались сигналы, сформированные фотоэлементами на передаче.
Принцип построчной и поэлементной передачи изображения был уже из-
вестен из работ по созданию факсимильных аппаратов.
Первый проект создания телевизионной системы разработал Адриано
де Пайва — профессор физики Политехнического института в португаль-
ском городе Порту. В 1878 г. появилась его первая статья «Телефония,
телеграфия и телескопия», в которой он наметил контуры применения
электричества для непосредственной визуальной связи. В передающем
устройстве де Пайва предполагал применить камеру-обскуру, установив
на ее задней стенке большую селеновую пластину. В зависимости от яр-
кости отдельных точек передаваемого объекта разные участки пластины
имели бы разное сопротивление. На приемной стороне нужно было найти
способ произвести обратное действие — заставить светиться экран в соот-
ветствии с распределением сопротивления по селеновой пластине. Свою
идею де Пайва изложил в 1880 г. в брошюре «Электрическая телеско-
пия» — первой в истории книге, специально посвященной телевидению.
В 1879 г. французский адвокат Константин Сенлек опубликовал опи-
сание ТВ системы типа МП, названной им «телетроскоп». В ней в качестве
источников света использовались платиновые проволочки накаливания.
Через два года он предложил ТВ систему типа ДП, в которой на передаче
и приеме имелись два синхронных коммутатора, подключающих к ли-
нии связи поочередно соответствующие селеновые элементы и источники
света. Сенлеку удалось даже собрать опытную установку и осуществить пе-
редачу одной, а потом нескольких светящихся точек. Подобный же проект
ТВ системы был предложен американцем Джоржем Кери, который опуб-
ликовал его в журнале «Scientific American».
В 1881 г. появилось описание ТВ системы, созданной английскими
электротехниками Джоном Пери и Вильямом Эйртоном. Она была по-
добна системе Сенлека, однако в отличие от нее на приеме в ней исполь-
зовались световые клапаны и источники света, создававшие постоянный
световой поток, а для регулировки интенсивности излучаемого ими света
применялись световые клапаны, представлявшие собой либо ячейки Керра,
либо управляемые электромагнитами задвижки. В созданном макете этой
системы использовалось 30 селеновых ячеек, что, по мнению авторов, было
достаточно для того, чтобы передавать движущиеся объекты.
Еще один проект ТВ системы был разработан в 1880 г. русским изоб-
ретателем Порфирием Ивановичем Бахметьевым. Свой прибор он назвал
«телефотограф». В его системе осуществлялась спиральная развертка пе-
150
Глава 6. Развитие факсимильной связи и телевидения
редаваемой картины несколькими селеновыми элементами (от 1 до 5).
Электрические сигналы от каждого фотоэлемента передавались по от-
дельным проводам. На приеме в качестве источников света применялись
газовые горелки, которые перемещались по спиральной траектории син-
хронно с фотоэлементами на передаче. Свет пламени горелок отражался
параболическим зеркалом и направлялся на экран линзой. Интенсив-
ность горения регулировалась заслонками с помощью электромагнитов.
Положение заслонок зависело от силы тока, принятого по линии связи
от соответствующего фотоэлемента. Перемещение фотоэлементов и горе-
лок должно было происходить достаточно быстро, так чтобы наблюдатель
с учетом инерции зрения мог воспринимать переданное изображение це-
ликом. Свой проект Бахметьев доложил в 1880 г. на собрании общества
«Славия» в Цюрихе, а спустя пять лет доклад был опубликован в русском
техническом журнале «Электричество».
Следует отметить, что несмотря на обилие проектов ТВ систем, по-
добных описанным, опытную проверку прошли только некоторые из них.
Опыты показали, что предложенные устройства позволяют передать толь-
ко самые элементарные изображения — точку или несколько точек.
Большую роль в развитии идей создания ТВ систем сыграл обстоя-
тельный аналитический обзор различных методов передачи ТВ изображе-
ния, который опубликовал в 1880 г. французский электротехник Морис
Леблан. Его статья содержала также много оригинальных идей. Леблан
рассмотрел разные способы развертки изображения, возможные типы фо-
топреобразователей, разные источники света, в том числе и основанные
на эффекте люминесценции. В статье было предложено для получения
развертки изображения применять зеркала, качающиеся в двух направ-
лениях. Позже он впервые выдвинул идею цветного телевидения. Его
идея заключалась в том, что с помощью призмы световой луч разла-
гался на семь спектральных цветов, причем каждый цвет воздействовал
на свой селеновый элемент, а токи от этих элементов на поднесущих ча-
стотах передавались по проводам одновременно в приемник, где имелось
семь источников соответствующих цветов. Статья Леблана оказала боль-
шое стимулирующее влияние на дальнейшие исследования, направленные
на создание ТВ систем.
3. Методы развертки
телевизионного изображения
Одной из центральных проблем, которые необходимо было решить,
чтобы создать практичную ТВ систему, была проблема разложения пе-
редаваемых изображений на отдельные элементы. Эту проблему удалось
решить в конце 1883 г. немецкому студенту Паулю Нипкову.
Он занялся этой проблемой на досуге во время студенческих кани-
кул, и в течение недели ему удалось найти ее решение. Главной деталью
3. Методы развертки телевизионного изображения
151
Пауль Нипков
Рис, 5. Диск Нипкова
в проекте Нипкова был светонепроницаемый диск с отверстиями около
внешнего края. Расстояния между отверстиями составляли равную угло-
вую величину, каждое последующее отверстие было смещено к центру
относительно предыдущего на его ширину. На передающей станции диск
размещался между оптической проекцией передаваемой картинки и фото-
элементом. При вращении диска на фотоэлемент падал свет только через
одно отверстие, перемещавшееся по дугообразной траектории.
Когда это отверстие уходило за рамку изображения, с другого края
рамки надвигалось следующее отверстие, расположенное несколько ни-
же. Таким образом, за один оборот диска перед фотоэлементом проходили
поочередно все участки изображения. Происходило сканирование изобра-
жения световым лучом, с последующей передачей сигнала на специальный
преобразователь. Значение сигнала на выходе светочувствительного эле-
мента было пропорционально освещенности элемента изображения.
В приемнике такой же диск помещался между наблюдателем и ис-
точником модулированного света и вращался синхронно с передающим.
В дальнейшем это была неоновая лампа с плоским анодом, в которой
яркость свечения газового разряда пропорциональна приложенному к ее
электродам напряжению сигнала. Наблюдатель видел источник света че-
рез отверстия в диске, т. е. видел светящиеся строки, яркость элементов
которых была пропорциональна яркости строк переданного изображения.
Диск Нипкова позволял реализовать простым способом идеи де Пай-
ва и Сенлека по последовательной (поочередной) передаче в приемник
сигналов от элементов изображения с помощью однопроводного канала
связи. Нипков был уверен, что сделал великое открытие. С трудом собрав
необходимую сумму денег, он оплатил пошлину за патентование. Через
год в 1885 г. он получил патент. Любопытно, что именно это изобрете-
ние сделало его знаменитым, хотя сам он в своей жизни больше никогда
не обращался к проблемам телевидения. Свое изобретение Нипков описал
в электротехническом журнале. Интересно отметить, что в уже 1886 г. его
патент был сдан в архив, так как автор не имел средств для его оплаты.
По окончании университета Нипков начал работать в управлении желез-
ных дорог, где занимался конструированием сигнальных систем. В этой
152
Глава 6. Развитие факсимильной связи и телевидения
области им были запатентованы многие изобретения, и прежде всего —
системы аварийной сигнализации.
Идея Нипкова была подхвачена исследователями во многих странах,
которые занимались ее совершенствованием. В 1924 г., когда во многих
странах интенсивно велись разработки систем механического ТВ, Нип-
ков сделал еще одно важное изобретение. Он предложил осуществлять
синхронизацию дисков передатчика и приемника от электрической сети.
Этот прием долгое время применялся в механическом и электронном те-
левидении раннего периода.
Сам Нипков увидел действующую ТВ аппаратуру с разверткой с по-
мощью своего диска только через 43 года после получения патента. Это
было на радиотехнической выставке в Берлине. Заглянув в крошечное
окошечко механического телевизора, он сказал: «Наконец я могу быть
спокойным. Я видел мерцающую поверхность, на которой что-то двигалось,
хотя нельзя было различить, что именно».
Другой метод развертки изображения — так называемое зеркальное
колесо, был предложен в 1889 г. Бейлером. Это устройство представля-
ло собой многогранную призму, стороны которой составляют плоские
зеркала, каждое из которых слегка наклонено к оси призмы и угол на-
клона равномерно возрастает от зеркала к зеркалу. Вращение зеркального
колеса создает движение от точечного источника света в приемном аппа-
рате по строкам, а смена строк осуществляется постепенным увеличением
угла наклона зеркал. Колесо Бейлера могло быть использовано и на пе-
редающей станции, если вместо точечного источника света установлен
фотоэлемент с диафрагмой.
При создании механических систем ТВ в последующие годы приме-
нялись как диск Нипкова, так и зеркальное колесо Бейлера.
4. Первый проект цветного телевидения
Первую систему электрической передачи цветных изображений запа-
тентовал в конце 1899 г. Александр Аполлонович Полумордвинов.
В своей заявке на изобретение он писал: «Предлагаемая конструкция
распределителя света позволяет передавать изображение со всеми цветами,
их оттенками и всеми тенями». Система, предложенная Полумордвино-
вым, как и современные системы цветного телевидения, была основана
на теории трехкомпонентного цветового зрения. Для разложения изобра-
жения он предложил использовать два диска, вращающихся на параллель-
ных осях с разными скоростями. В дисках прорезались щели; в одном —
по радиусам, а в другом — в форме «логарифмической или архимедовой
спирали». Число щелей было кратно трем — по числу основных цве-
тов и они снабжались цветными светофильтрами. На пересечении щелей
получалось сквозное ромбическое отверстие, которое и служило развер-
тывающим элементом.
5. Первые идеи создания электронного телевидения
153
Рис. 6. Чертеж из привилегии А. А. Полумордвинова
К сожалению, рассмотрение заявок Полумордвинова в комитете по тех-
ническим делам Департамента торговли и мануфактур России непрости-
тельно затянулось. Опубликованный патент постепенно был предан забве-
нию и на развитие ТВ никакого влияния не оказал.
Только в 60-х годах XX века в отечественной и зару-
бежной литературе появились публикации о цвет-
ной телевизионной системе Полумордвинова.
В 1902 году Полумордвинов подал заявку на но-
вое устройство — «аппарат для передачи изображе-
ния и способ этой передачи в связи с одновремен-
ной передачей звука».
Другая идея передачи цветного изображения
была предложена Иваном Абгаровичем Адамяном, ко-
торый в 1907 г. получил немецкий патент, а в 1908 г. —
привилегию в России и патент во Франции на
«Приемник изображений, электрически передава-
емых с расстояний». В описании своего изобрете-
ния он описал конструкцию как приемного, так
и передающего устройства. В этом изобретении ис-
пользовались два цвета: белый и красный с пятью
На передаче использовались два селеновых элемента, на которые с по-
мощью диска Нипкова попеременно проектировалось изображение. Один
из фотоэлементов управлял на приемном конце линии яркостью газо-
светной трубки, излучающей белый свет, а другой — газосветной трубки,
излучающей красный свет. Световой поток, формируемый обоими труб-
ками рассматривался на приеме через диск Нипкова. Данная система
обеспечивала лишь имитацию цветопередачи и удовлетворительного ка-
чества передачи цветных изображений не обеспечивала.
А. А. Полумордвинов
градациями яркости.
5. Первые идеи создания
электронного телевидения
До конца XIX века не была реализована ни одна из предложенных
ТВ систем. После изобретения диска Нипкова изобретатели направили
154
Глава 6. Развитие факсимильной связи и телевидения
Борис Львович Розинг
А. А. Кемпбелл Суинтон
свои усилия на создание систем механического ТВ. В течение нескольких
десятилетий вплоть до 30-х годов XX века, это направление создания ТВ
систем во всем мире считалось наиболее перспективным и именно в нем
велись интенсивные исследования.
В итоге в 30-х годах XX столетия стало ясно, что данный путь раз-
вития ТВ систем оказался тупиковым. Развитие получили электронные
системы телевидения, хотя для некоторых специальных областей приме-
нения создавались и системы механического телевидения. Практически
первым кто это понял, был русский исследователь Борис Львович Розинг,
сыгравший важную роль в развитии систем электронного ТВ.
Именно электронные системы сделали возможным широчайшее раз-
витие в мире систем передачи телевизионных изображений. К началу
XX века уже была создана электронно-лучевая трубка — трубка Брауна,
которая, как стало ясно Розингу, могла быть положена в основу элек-
тронных систем ТВ. Она могла, в частности, заменить диск Нипкова
в приемниках ТВ сигналов. Розинг писал: «-Попытки построения электри-
ческих телескопов на основах простой механики материальных тел, которая
дает в обычных условиях столь простые и, казалось бы, вполне осуществимые
решения вопросов, должны неизбежно кончатся неудачами ...Катодный пучок
(электронный луч) — это именно то идеальное безынертное перо, которому
самой природой уготовано место в аппарате получения (приемный аппарат)
в электрическом телескопе. Оно обладает какой угодно скоростью при по-
мощи электрического и магнитного поля».
Начало практических исследований Розинга в области передачи изоб-
ражений, которую он называл электрической телескопией, относится к 1897 г.
В Константиновском училище он познакомился с преподавателем электро-
техники Артиллерийской академии в Санкт-Петербурге капитаном Кон-
стантином Дмитриевичем Перским, интересовавшимся этой областью.
Именно Перский ввел в практику сам термин «телевидение», сложивший-
5. Первые идеи создания электронного телевидения
155

Вриеюшк
с
ШВОВ
fia/tem
В'
fOOBOO
Ваяьпт
- Нь-[i|h
Земля
Земля

в
АроВвдвая /ii/кт
Рис. 7. Электронная телевизионная система А. А. Кемпбелла Суинтона
ся из двух слов — греческого tele (далеко) и visio (видение), предложив
его в своем докладе «Телевидение как электрическое кино», с которым он
выступил 24 августа 1900 года в Париже на Международном Техническом
Конгрессе.
Работая в лабораториях с осциллографическими трубками Брауна
и наблюдая, как электронный луч вычерчивает на экране трубки сложные
светящиеся фигуры, Розинг пришел к мысли использовать электронный
луч для воспроизведения изображений в системе электрической телеско-
пии. В 1902 г. Розинг впервые применил электроннолучевую трубку в при-
емном устройстве системы с электрохимическими элементами на переда-
ющей стороне. Однако идея создания электрохимических систем передачи
изображений оказалась неудачной, и вскоре он от нее отказался. И толь-
ко через несколько лет им были выполнены исследования, положившие
начало созданию систем электронного ТВ.
В 1908 г. проект полностью электронной системы передачи и приема
телевизионных сигналов был предложен шотландским инженером А. А. Кем-
пбеллом Суинтоном. Схема предложенной им системы показана на рис. 7.
На ней изображена передающая электронная трубка, на экране которой
размещалась мозаика из большого числа фотоэлементов. В приемнике при-
менялась трубка Брауна с люминесцирующим экраном.
Передаваемое изображение проектировалось на экран передающей
трубки и электронный луч последовательно считывал заряды, накоплен-
156 Глава 6. Развитие факсимильной связи и телевидения
ные на фотоэлементах мозаики, и передавал их на приемный конец линии
связи для управления интенсивностью электронного луча, попадающе-
го последовательно в соответствующие точки флуоресцирующего экрана
приемной трубки.
11роект Суинтона был опубликован в 1911 г., однако, в отличие от Ро-
зинга, он не создал действующей модели своей системы.
Работы по созданию и совершенствованию систем электронного те-
левидения велись весь XX век, в результате чего телевизионным вещанием
охвачена практически вся территория земного шара. Эти работы интен-
сивно ведутся и в настоящее время.
Хронология r главе 6
Факсимильная связь
1843 г. — создание Александром Бэном первого факсимильного аппарата.
1848 г. — создание Фредериком Бейквелом факсимильного аппарата, в ко-
тором изображения передавались и принимались на цилиндрах.
1860 г. — создание Джованни Казелли факсимильной системы «Пантеле-
1раф».
1881 г. — изобретение Шелфордом Бидвеллом первого оптоэлектрическо-
го факсимильного аппарата.
1888 г. — создание Элайша Греем устройства передачи факсимильных со-
общений «Телеавтограф» с отображением переданного докумен-
та на обычной бумаге.
1902 г. — создание Артуром Корном оптоэлектрической системы факси-
мильной связи.
1910 г. — экспериментальная передача сигналов фототелеграфа по систе-
ме Корна по радио между Берлином и Стамбулом.
Телевидение
1878 г. — разработка Адриано де Пайва первого проекта телевизионной
системы.
1879 г. — разработка Константином Сенлеком проекта телетроскопа —
многопроводной ТВ системы.
1880 г. — разработка П. И. Бахметьевым проекта телефотографа — ТВ си-
стемы.
1881 г. — создание Сенлеком двухпроводной ТВ системы.
1883 г. — создание Паулем Нипковым системы разложения передаваемых
изображений с помощью диска.
1889 г. — создание зеркального колеса Вейлера — нового метода разверт-
ки изображения.
Литература к главе 6
157
1899 г. — получение А. А. Полумордвнновым первого патента на систему
электрической передачи цветных изображений.
1897 г. — начало исследований Б. Л. Розинга возможности создания элек-
тронной системы передачи изображений.
1900 г. — предложение К. Д. Перским термина «телевидение».
1908 г. — разработка А. А. Кемпбеллом Суинтоном проекта создания пол-
ностью электронной системы передачи и приема телевизионных
сигналов.
Литература к главе 6
1. Wenger Р. A. The future the telefax also has a past: a young 150-year old service? //
Telecommunication Journal. 1989. Vol. 56. № 12.
2. Huurdeman Anton A. The Worldwide History of Telecommunications. Wiley-Inter-
sience, 2003.
3. Розинг Б.Л. Участие русских ученых в развитии идей электрической телеско-
пии // Электричество. 1930. Юбилейный номер.
4. Термен Л. С. Из истории телевидения (статья в книге «Из истории энергетики,
электроники и связи». Вып. 1. М.: Наука, 1966).
5. Урвалов В. А. Очерки истории телевидения. М.: Наука, 1990.
6. Формирование радиоэлектроники (середина 20-х - середина 50-х годов XX в.) //
Под ред. В. М. Родионова. М.: Наука, 1988.
7. Habbel R. W. 4000 years of Television: The Story of Seeing at a Distance. N. Y: Put-
man’s Sons, 1942.
8. Shiers G. Historical Notes on Television before 1900 // SMPTE Journal. 1977. № 3.
9. TV 50 Years, Eurian Broadcasting Union, 1987.
10. Hany Shelton. The Invention of Television. Sugar Land, Texas; Bell Towne Pub-
lishing, 1988.
11. Oslin G. P. The story of Telecommunications. Macon, GA: Mercer University Press,
1992.
12. Television. An International History / Edited by Anthony Smith. Oxford University
Press, 1998.
Глава 7
Первые системы
видео- и звукозаписи
1. Интеллектуальная память человечества
Интеллектуальная память является исключительно ценным качеством
человеческого общества. Именно память позволяет человечеству накап-
ливать и передавать свой опыт из поколения в поколение. Для Человека
непереносимо осознавать, что его мысль — порождение его Духа, может
исчезнуть вместе с ним. А ведь так было на протяжении многих веков,
когда новаторские идеи, отличающиеся от общепринятых, уничтожались,
или пылились в рукописях на полках немногих библиотек, не оказывая
никакого влияния на ход истории.
Первое средство, позволяющее сохранить человеческую мысль и пе-
редать ее потомству — папирус, было изобретено в древнем Египте за не-
сколько тысячелетий до нашей эры. Папирусные и распространившиеся
несколько позже пергаментные рукописи, написанные вплоть до раннего
средневековья, сохранили для потомков моральные установки Библии, идеи
и знания древних философов и ученых — Платона, Аристотеля, Евклида,
Архимеда и многих других. Эти сокровища человеческой мысли заложили
тот нравственный и интеллектуальный фундамент, на котором стоит со-
временная цивилизация. Однако эти бесценные рукописи существовали
в единичных экземплярах и были доступны лишь немногим избранным.
Положение радикально изменилось в середине XV века после изоб-
ретения книгопечатания. Изобретателем новой технологии книгоиздания,
которая очень быстро распространилась по всей Европе, считается немец-
кий ремесленник из Майнца Иоганн Гуттенберг, хотя, разумеется, у него,
как и у любого первооткрывателя, были предшественники, которым, од-
нако, не посчастливилось добиться быстрого внедрения своих идей. С это-
го момента начинается непрерывная и ускоренная смена средневекового
мировоззрения, основанного на господствовавшей столетиями закосте-
невшей схоластической и теологической мысли. По словам академика
Вернадского, именно с этого времени постепенно идеи «развития свободы
личности, широчайшей демократизации общества охватывают весь земной
шар и задачей государства становится помощь обездоленным... То, что рань-
ше могло распространяться 500 лет, распространялось за несколько десятков
лет». Благодаря книгоизданию происходит быстрое и достаточно широкое
распространение новых научных, общественных и религиозных идей.
2. Изобретение фотографии
159
На протяжении четырех веков после изобретения книгопечатания
создаются современная наука и философия, получают широкое распро-
странение идеи свободы, равенства и братства и граждане начинают играть
активную роль в управлении государством. Однако книги могли сохранить
идеи мыслителей прошлого только в виде текстов.
Вместе с тем, у человечества с незапамятных времен потребность
в сохранении зрительных образов. Эта потребность удовлетворялась ис-
кусством изображения того, что окружает человека. В музеях мира со-
браны коллекции наскальной живописи, пейзажи, написанные в разных
странах мира, портреты героев прошлого и т. п. Достаточно точно запечат-
леть взволновавшие человека зрительные образы природы, близких ему
людей, знаменитых полководцев, ученых, политиков и т. п. могли толь-
ко люди, обладавшие талантом художника и владеющие соответствующей
техникой рисования.
В XIX веке была изобретена фотография, получившая массовое рас-
пространение. Каждый человек сегодня может сделать интересующий его
снимок, размножить его и поделиться с взволновавшим его зрительным
образом с другими людьми. Профессиональная фотография сегодня стала,
с одной стороны, одним из видов изобразительного искусства, а с дру-
гой — это один из инструментов познания окружающего нас мира — она
применяется в физике и астрономии, в археологии и биологии, фикси-
руя изображения явлений и видов, которые изучаются этими науками.
Кино также стало видом искусства, имеющим, по сравнению с театром,
ту особенность, что оно может демонстрироваться огромному количеству
людей, а также то, оно может быть просмотрено через много лет после
того, как оно было отснято. Техника кино также находит применение
в научных исследованиях.
Книги, произведения художественной живописи, фотография и кино
не исчерпывают потребности человека сохранять в памяти события про-
шлого. Есть преходящие виды искусств, такие, например, как музыкальное
искусство, искусство пения и т. п. И люди уже очень давно задумывались
над тем, как создать устройства памяти, которые могли бы запомнить звуки.
Мысли о возможности сохранения ранее прозвучавшего высказывали уже
с начала XVI века такие ученые, как Джованни Баттиста де ла Порта
(1589 г.), Иоганн Кеплер (1634 г.) и другие.
Устройства памяти, позволяющие запоминать изображения и звуки,
играют большую роль в телерадиовещании и в других областях электросвя-
зи. В данной главе будет кратко рассказано о развитии видео и звукозаписи
в XIX столетии.
2. Изобретение фотографии
Первым прибором, позволяющим получать оптическое изображение
объектов, явилась камера-обскура, которая представляла собой светоне-
проницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном (матовым
160
Глава 7. Первые системы видео- и звукозаписи
Рис. 1. Камера-обскура
Рис. 2. Рисование с помощью камеры-сбскуры
стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стенке. Лучи
света, проходя сквозь отверстие диаметром приблизительно 0,5—5 мм, со-
здают перевернутое изображение на экране.
Камера-обскура была известна очень давно. Упоминание о ней встре-
чается, например, в книгах Аристотеля, написанных в IV веке до н. э.
В средние века камерой-обскурой называли ящик с двояковыпуклой лин-
зой в передней стенке и полупрозрачной бумагой или матовым стеклом
в задней стенке. Применение линзы позволяло значительно увеличить
яркость и резкость изображения. Люди давно стремились найти способ
получения изображений, который не требовал бы долгого и утомительного
труда зарисовок их художником. С помощью камеры-обскуры художники
могли делать зарисовки на бумагу с натуры пейзажей, портретов и т. п. Пе-
ревернутое изображение достаточно было с помощью зеркала поставить
прямо и обвести карандашом на листе бумаги. По-видимому, первым ис-
пользовал камеру-обскуру для таких целей Леонардо да Винчи.
В середине XVIII века в России, например, имела распространение
камера-обскура, носившая название «махина для снимания першпектив».
С ее помощью были документально запечатлены виды Петербурга, Пе-
тергофа, Кронштадта и других русских городов.
2. Изобретение фотографии
161
Сама камера-обскура не являлась устройством памяти изображений.
Таким прибором она стала только после изобретения светочувствитель-
ных материалов, когда формируемое в камере-обскуре изображение стало
возможным фиксировать на пластинах или на специальной бумаге. Таким
образом эта камера превратилась в фотоаппарат.
Открытие светочувствительных материалов, на которых под действи-
ем света эти изображения оставляли бы постоянный след, и разработка
технологии закрепления на них этих изображений происходили методом
проб и ошибок. Это открытие потребовало гигантского труда многих ис-
следователей и заняло почти весь XIX век. Наиболее значимых результатов
в этой области добились известные теперь всему миру французы Жозеф
Нисефор Ньепс (1765-1833 гг.), Луи-Жак Манде Дагер (1787-1851 гг.)
и англичанин Вильям Фокс Генри Тальбот (1800-1877 гг.). Этих людей
принято считать изобретателями фотографии.
Ньепс в 20-х годах XIX века нашел способ закрепления изображения,
получаемого в камере-обскуре, используя в качестве светочувствительного
вещества асфальтовый лак (гелиография).
До 1813 г. Ньепс много лет занимался улучшением способа плоской
печати. Баварский известняк, который использовался в качестве печат-
ной формы, Ньепс заменил листом жести. На этом листе его сын рисовал
жирным цветным карандашом картинки. Сам Ньепс не умел рисовать
и он начал эксперименты с солями серебра. Он стремился заставить свет
рисовать. Достичь цели удалось с помощью асфальтового лака (битума),
растворенного в животном масле. Этот раствор он наносил на пластину
из стекла, меди или сплава олова со свинцом и экспонировал ее в камере-
обскуре около 8 часов. Когда полученное на покрытии изображение за-
твердевало и становилось видимым простым глазом, Ньепс в темной ком-
нате обрабатывал пластину кислотой, которая растворяла покрытие ли-
ний изображения, защищенное от воздействия света во время экспозиции
и остававшееся мягким. Затем гравер четко гравировал линии, покрывал
пластину чернилами и отпечатывал необходимое количество экземпля-
ров, как это раньше делалось с любых травленых или гравированных пла-
стин. В результате получалась гравюра, созданная
не художником, а светом — гелиография (в пере-
воде с греческого «нарисованная светом»). Первое
стойкое изображение в камере-обскуре Ньепс по-
лучил в 1822 г. В 1826 г. Ньепс начал использовать
вместо медных и цинковых пластин сплав олова
со свинцом. Четкость изображения на гелиогравю-
рах была невелика. Ньепс изобрел диафрагму для
исправления дефектов изображения, полученного
при открытой линзе камеры-обскуры.
В 1827 г. Ньепс встретился с художником Луи
Дагером, богатым и процветающим владельцем Па- Жозеф Нисефор
рижской диорамы, который предложил ему сотруд- Ньепс
162
Глава 7. Первые системы видео- и звукозаписи
ничество. В 1829 г. Ньепс подписал с Дагером контракт на 10 лет для
совершенствования открытого им метода «фиксирования изображений
природы, не обращаясь к помощи художника», включив в контракт усло-
вие, по которому его сын Исидор станет наследником, если Ньепс умрет
раньше истечения срока контракта. Ньепс отослал Дагеру детальное опи-
сание своего процесса гелиографии, а также продемонстрировал технику
выполнения процессов.
Французский художник Луи Жак Манде Дагер является другим изоб-
ретателем фотографии. В 1839 г. он, используя опыты Н. Ньепса, разрабо-
тал первый практически пригодный способ фотографии — дагеротипию.
В 1822 г. Дагер открыл в Париже диораму, которая представляла со-
бой громадное сооружение с огромными полотнами. Их создание и совер-
шенствование, вероятно, подтолкнуло Дагера к экспериментам в области
фотографии. Он был знаком с камерой-обскурой и делал наброски с на-
туры ддя создания иллюзии реальности в своей диораме. Дагер не изобрел
фотографию (до него это сделал Ньепс), но сделал ее практической и
популярной.
В 30-х годах XIX века Дагер, заключивший контракт с Ньепсом, вы-
двинул оригинальную идею, которая заключалась в том, чтобы получать
изображение на полированной поверхности серебряной пластины, про
питанной парами йодида, которые делали ее чувствительной к свету. Эту
пластину он помещал в камеру-обскуру, подвергал экспозиции и проявлял
парами ртути. Первого результата он достиг в 1837 г., после многочис-
ленных опытов. Полученное и проявленное в парах ртути изображение
Дагер фиксировал, промывая экспонированную пластину сильным рас-
твором соли и горячей водой. После 1839 г. соль в процессе фиксации
была заменена гипосульфитом натрия — фиксирующим элементом, от-
крытым Джоном Гершелем. В результате смывались частицы йодида се-
ребра, не подвергшиеся воздействию света. Время экспозиции пластины
в камере-обскуре по сравнению с процессом экспозиции при гелиографии
Ньепса существенно сократилось и составляло от 15 до 30 минут.
В результате дагеротипии удавалось получит ь единственную фотогра-
фию — позитив. Но Дагер сумел при получении изображений на дагеро-
типе, «нарисованных» светом, избавиться от услуг не только художника,
но и гравера. Это и сделало его процесс доступным и практичным.
Дагер пытался продать свое изобретение промышленникам за чет-
верть миллиона франков, но ему это не удалось. Тогда он решил заинте-
ресовать ученых и сообщил о своем изобретении известному и влиятель-
ному астроному и физику Д. Ф. Араго, который 7 января 1839 г. доложил
французской Академии наук о работах Дагера и предложил французско-
му правительству купить его патент. Сообщение о дагеротипии вызвало
сенсацию. В том же 1839 г. Дагер получил патент в Англии. Благодаря сво-
ему изобретению он стал широко известен и в знак признания его заслуг
французское правительство наградило его орденом Почетного легиона.
2. Изобретение фотографии
163
Луи Жак Манде Дагер
Кроме того, ему и сотрудничавшему с ним сыну Ньепса правительство
назначило пожизненную пенсию.
Вскоре ученые, художники и любители улучшили процесс Дагера.
Они сократили время экспозиции до нескольких минут. Дагеротипы пе-
редавали мельчайшие детали снимаемых объектов. К 1841 г. была создана
фотокамера сравнительно небольшого размера и веса.
Принципиальный вклад в развитии фотографии внес английский фи-
зик и химик Вильям Генри Фокс Толбот, который изобрел негативно-по-
зитивный процесс в фотографии (калотипии).
Толбот не обладал навыками рисования и пытался копировать виды
природы с помощью камеры-обскуры. Ему захотелось зафиксировать изоб-
ражение, которое он видел в камере-обскуре. Толботу было известно, что
свел может воздействовать на свойства различных материалов, и в ре-
зультате многочисленных опытов он изобрел такой светочувствительный
материал. Для этого Толбот погружал лист бумаги в слабый раствор соли,
а затем в раствор нитрата серебра. При этом в бумаге образовывался хло-
рид серебра, и она становилась светочувствительной.
В 1835 г. Толбот с помощью камеры сделал снимки на светочувстви-
тельной бумаге, пропитанной хлористым серебром. Первым был снимок
решетчатого окна его дома. Выдержка длилась в течение часа и в резуль-
тате он получил первый в мире негативный снимок. К нему он прикла-
дывал другой такой же лист бумаги, засвечивал их и получал позитивный
отпечаток. Первые снимки у него получались темными, нечеткими и пят-
нистыми, а чувствительность его бумаги была очень низкой.
В январе 1839 г. Толбот узнал о том, что в Академии наук в Пари-
же Араго сделал сообщение об изобретении Дагера — дагеротипе. Это
побудило Толбота опубликовать сообщение о своем процессе, так как
он опасался, что изобретение Дагера окажется таким же, как его соб-
ственное, и он не хотел потерять свой приоритет. В конце января 1839 г.
Толбот попросил Фарадея показать выполненные им работы на заседании
164
Глава 7. Первые системы видео и звукозаписи
Калотип Вильяма Толбота
Лондонского Королевского общества. В самом начале 1839 г. он сделал
там доклад «Некоторые выводы об искусстве фотогеничного рисунка, или
о процессе, с помощью которого предметы природы могут нарисовать
сами себя без помощи карандаша художника». Английский ученый Джон
Гершель назвал изобретение Толбота фотографией и пустил в обращение
слова «негатив» и «позитив».
В 1840 г. Толбот усовершенствовал свой процесс, что позволило ему
делать фотографии за несколько минут. Он назвал свой процесс калоти-
пией (от греч. слов kalos — красивый и typos — отпечаток), впоследствии
ему было дано название толботипия.
Толбот проявлял бумагу в кислоте, затем (по совету Джона Герше-
ля) фиксировал изображение в растворе гипосульфита, промывал нега-
тив в чистой воде, высушивал и натирал воском, делая его прозрачным.
С помощью солнечного света он делал с негатива контактные отпечатки
на хлорсеребряной бумаге. В 1841 г. Толбот запатентовал этот процесс.
В 1842 г. он получил медаль Королевского Общества за эксперименты
с калотипией. Огромным достоинством изобретения Толбот являлось то,
что после изготовления негатива, с него можно было сделать любое ко-
личество позитивных отпечатков. В 1844—46 гг. Толбот издал первые фо-
тоальбомы «Карандаш природы» с фотографическими художественными
иллюстрациями — видами природы и архитектуры.
В 1851 г. Толбот разработал метод мгновенной фотографии и запатен-
товал его в 1852 г. и 1858 г. Он использовал при печати стальные пластины
и марлевые экраны для получения полутонов и явился предшественником
разработанных в 1880-х гг. качественных полутоновых фотопластин.
В развитие фототехники внесли значительный вклад ученые многих
стран мира. Калотипный способ получил дальнейшее развитие. Уже в кон-
3. Изобретение кинематографа
165
це 40-х годов XIX века изобретатель из семьи Ньепсов — Ньепс де Сен-
Виктор — заменил в этом способе негативную подложку из бумаги стек-
лом, покрытым слоем крахмального клейстера или яичного белка. Слой
очувствили к свету солями серебра. В 1851 году англичанин С. Арчер по-
крыл стекло коллодионом. Позитивы стали печатать на альбуминной бу-
маге. Фотографии можно было размножать. Еще через два с небольшим де-
сятилетия Ричард Меддокс предложил съемку на сухих броможелатиновых
пластинках. Такое усовершенствование сделало фотографию родственной
современной. В 1873 г. Г. Фогель изготовил ортохроматические пластинки.
Позднее были сконструированы объективы-анастигматы. В 1889 г. Д. Ис-
тмен (основатель фирмы «Кодак») наладил производство целлулоидных
пленок. В 1904 г. появились первые пластинки для цветной фотографии.
Фотография наших дней — это область науки о ней самой и область
техники, это методы исследования и документации, это художественное
призвание людей и различные виды прикладной деятельности.
3. Изобретение кинематографа
Техническая сущность изобретения кинематографа состоит в разра-
ботке методов закрепления на материальном носителе (пленке) изоб-
ражения непрерывного движения объектов и проекции этого движения
на экран. Основополагающий принцип кино, также как и телевидения —
это демонстрация ряда фотоизображений, которая благодаря большой
скорости создает иллюзию движения. Кроме того, кино с самого нача-
ла предназначалось для показа большой аудитории.
Для создания кинематографа должны были быть созданы: гибкая све-
точувствительная пленка с малым временем экспозиции (доли секунды),
аппарат хронофотографической съемки, про-
ектор быстро сменяющихся изображений.
Первая гибкая светочувствительная него-
рючая пленка была изобретена русским фото-
графом И. В. Болдыревым. Затем американ-
скими изобретателями Г. Гудвином в 1887 г.
и Дж. Истменом в 1889 г. была создана го-
рючая, целлулоидная пленка. Начало кино —
это цепь людей и событий с момента пер-
вых экспериментов по демонстрации изоб-
ражения. Многие изобретатели в 80-х годах
XIX века внесли свой вклад в создание пер-
вых аппаратов хронофотографической съемки
и аппаратов для проекции на экран быстро
сменяющихся изображений.
В 1895-1896 годах были изобретены ап-
параты, сочетающие в себе все основные эле-
Братья Люмьер
(Опост слева, Луи справа)
166
Глава 7. Первые системы видео- и звукозаписи
менты кинематографа: во Франции — «синематограф» братьев Л. и О. Лю-
мьер (1895 г.) и «хронофотограф» Ж. Демени (1895 г.); в Германии — «био-
скоп» М. Складановского (1895 г.) и др.
Начало распространения кинематографа было положено съемкой и пуб-
личной демонстрацией первых короткометражных фильмов. В Берлине
М. Складановский 1 ноября 1895 г. продемонстрировал свой «биоскоп»,
а в Париже братья Люмьер 28 декабря 1895 г. демонстрировали «синема-
тограф». В течение 1896 1897 гг. публичные демонстрации короткомет-
ражных фильмов были произведены во всех мировых столицах. В России
первые показы кино были организованы в апреле 1896 г. в Москве и Санкт-
Петербурге, а затем на Всероссийской ярмарке в Нижнем Новгороде. То-
гда же были сделаны первые отечественные любительские киносъемки.
Таким образом, в течение XIX века были найдены технических прие-
мы сохранения зрительных образов, вначале неподвижных (фотография),
а затем и движущихся (кино). Совершенствование техники фотографии
и кинематографа продолжалось весь XX век. Не прекратилось оно и в на-
стоящее время.
4. Предыстория звукозаписи
Ученые и изобретатели в XIX веке создавали разнообразные меха-
нические музыкальные инструменты: шарманки, музыкальные шкатулки,
табакерки и т. п. Эти устройства могли наигрывать определенные мотивы,
заранее записанные посредством шаблона в виде гребенок и валов с ме-
таллическими зубцами, которые своим движением возбуждали колебания
настроенных на разные частоты звучащих камертонов. Изготовление ме-
ханических музыкальных инструментов занимало много времени, и они
не позволяли сохранять речь или музыку в момент их исполнения.
В ХЕХ веке началось интенсивное изучение физических законов аку-
стики. Еще отец Александра Белла, занимаясь обучением речи глухих,
изобрел прибор, делающий речь видимой. Принцип действия прибора
был следующим: камертон, снабженный острым штифтом, чертил кривую
на закопченной поверхности стеклянной пластинки, которую равномер-
но двигали в направлении, перпендикулярном к колеблющемуся острию
камертона. Логопед произносил перед этим прибором слова и следы,
оставленные острием на пластине, служили образцом, по которому его
пациентам можно было проверить правильность произношения ими зву-
ков речи.
В 1807 г. английский ученый Томас Юнг описал способ записи ко-
лебаний камертона на поверхности вращающегося барабана, а в 1842 г.
физик Вильгельм Вертгейм, исследуя скорость звука, применил подоб-
ный же способ записи. Однако запись велась им не на плоскости или
цилиндре, а по окружности на поверхности вращающегося диска. Опыты
по записи звука на разные носители проводили многие ученые. Однако
во всех ранних аппаратах была возможна лишь запись фоно1раммы для
5. Создание фонографа Эдисоном
167
ее изучения посредством визуального исследования. Никаких средств для
воспроизведения этой записи не было создано.
Первым, кто стал решать проблему создания устройства, которое мог-
ло бы не только записать звук, но и воспроизвести его, стал французский
музыкант, поэт и ученый Шарль Кро. В апреле 1877 г. он представил
в Академию трактат «Процесс записи и воспроизведения явлений, вос-
принимаемых слухом» с изложением сути своей работы.
В приборе Шарля Кро мембрана, находящаяся в фокусе параболоид-
ного рупора, соединялась со специальным пером, реагирующим на звуко-
вые колебания воздуха. Эти движения регистрировались на звуконосителе,
имевшем форму диска, покрытого сажей, которому сообщалось одновре-
менно вращательное и поступательное движение. Он предложил с помо-
щью фотографического травления перенести следы иглы-резца на более
прочный материал, который давал возможность неоднократно воспроиз-
водить полученную запись. К тому же с записанного диска оптическим
путем на светочувствительной хромовой пластинке можно было получил,
несколько копий. В дальнейшем Шарль Кро выдвинул идею записи и вос-
произведения звука на барабане. Идеи Кро были весьма плодотворными
и предвосхитили многие идеи, которые впоследствии были выдвинуты
другими изобретателями. Трактат Кро был оформлен в виде письменной
заявки на изобретение в 1874 г. Однако представлена она была во фран-
цузскую Академию наук лишь в апреле 1877 г. По просьбе изобретателя
обнародовать его открытия можно было только в конце года. Таким об-
разом, до конца 1877 г. об идеях Кро мир ничего не знал. К сожалению,
сам Кро никогда не пытался реализовать свои идеи и так и не добился
получения патента. В Академии его идея не получила поддержки, и его
имя и идеи оказались почти забытыми.
5. Создание фонографа Эдисоном
Независимо от Кро проблемой звукозаписи и звуковоспроизведения
занялся гениальный американский изобретатель Томас Альва Эдисон, до-
стигший в этом больших успехов. Уже в конце 1877 г. он демонстрировал
свой звукозаписывающий аппарат — фонограф публике. Изобретение фо-
нографа относится к наиболее ярким изобретениям ХЕХ века. Как отмечал
один из современников Эдисона «фонограф решил одну из труднейших за-
дач, какие только мог поставить ум человеческий».
Устройство фонографа показано на рис. 3. Его основные элементы —
это труба конической формы (1), мембрана (2), игла (3) и цилиндр (4).
Принцип работы фонографа заключается в том, что воздушные колебания,
собранные рупором, оказывают воздействие на мембрану, соединенную
с резцом, прочерчивающим бороздку по оловянной фольге, в которую
обернут вращающийся цилиндр.
При вращении валика в отсутствие звука игла выдавливала на фольге
спиральную канавку постоянной глубины. Когда же мембрана колебалась,
168
Глава 7. Первые системы видео- и звукозаписи
Рис. 3. Устройство фонографа
игла вдавливалась в олово в соответ-
ствии с воспринимаемым звуком, со-
здавая канавку переменной глубины.
Так был изобретен способ «глубинной
записи».
Если после записи заставить снова
вращаться цилиндр с той же скоростью,
то резец, перемещающийся «по колее»
им же сделанных впадин и выступов,
приведет в движение мембрану и при-
легающий к ней слой воздуха, что вы-
зовет такую же последовательность зву-
ков, которая была при записи.
Создание Эдисоном фонографа я ви-
лось сенсацией. Сразу же после успеш-
ного опыта Эдисон отправился в Нью-Йорк и демонстрировал свой аппа-
рат в редакции журнала «Scientific American». Газеты мгновенно поместили
пространное описание «говорящей машины», и в эдисоновскую лаборато-
рию хлынул поток посетителей, желающих увидеть, а главное, услышать
«говорящее чудо». Новый аппарат поражал воображение современников.
Аппарат Эдисона экспонировался в 1889 г. в Париже на Всемирной
выставке, где пользовался огромным успехом. Посетители надевали на-
ушники и слушали музыку, пение и человеческую речь. За небольшую
плату каждый желающий мог «наговорить валик», а затем воспроизвести
собственный голос. Газеты тогда писали: «Со времени Вавилонского стол-
потворения еще не было собрано воедино столько разных языков». Среди
почетных посетителей, прослушавших записи, были президент Франции
Карно, принц Уэльский, принц Монако и другие важные персоны. Успех
превзошел все ожидания. Уже после окончания выставки был организован
специальный показ фонографа в Берлине для Вильгельма ГГ и гостившего
у него Александра ГГГ.
Эдисон ясно видел огромные возможности применение своего изоб-
ретения. В целях его популяризации он публикует в июне 1878 г. статью,
в которой указывает на возможные области его применения:
— диктовка писем без применения стенографии,
- издание фонографических «книг» для слепых и лиц, потерявших зрение,
- изучение ораторского искусства,
— воспроизведение музыки, запись выступлений, воспоминаний и т. п.,
- изготовление музыкальных шкатулок и игрушек,
- правильная передача фонетики иностранных языков,
- для педагогических целей, повторение объяснений учителя и т. п.,
— сочетание с телефоном — для записи передачи при отсутствии або-
нента, для ретрансляции и других задач связи.
6. Создание граммофона Берлинером
169
Из этого перечня видно, что Эдисоном были указаны практически
все современные применения звукозаписывающих устройств.
Эпоха звукозаписи началась с изобретения Эдисона. С помощью это-
го прибора были записаны фортепьянные произведения Брамса в испол-
нении автора, голоса артистов Парижской оперы. Великий русский певец
ф. И. Шаляпин, узнав о фонографе, сразу же захотел попробовать себя,
и записал под аккомпанемент фортепьяно несколько произведений. Ин-
тересовался новинкой и великий русский писатель Л. Н. Толстой. Эдисон
узнал об этом и отправил в Ясную Поляну свой фонограф с выграви-
рованной на нем надписью — «Подарок графу Льву Толстому от Томаса
Альва Эдисона». Толстой часто использовал фонограф для работы, и за-
писи эти сохранили для нас голос великого писателя и вальс, сочиненный
им. В 1882 г. знаменитый путешественник Н. Н. Миклухо-Маклай записы-
вал на фоновалики диалекты племен архипелага Тихого океана, этнограф
М. Е. Пятницкий записал около 400 песен Воронежской губернии, из-
вестная собирательница русского песенного фольклора Е. Э. Линева уже
в начале 90-х годов сделала более 200 записей песен Белозерского края.
В практически неизменном виде фонограф просуществовал несколько де-
сятков лет. Как аппарат для записи музыкальных произведений он пере-
стал выпускаться в конце первого десятилетия XX века, но еще практиче-
ски 15 лет он существовал в американских конторах в качестве диктофона.
Валики к нему выпускались вплоть до 1929 г.
Не смотря на грандиозный успех, предложенная Эдисоном глубин-
ная запись имела ряд существенных недостатков и приводила к серьезным
искажениям звука. Кроме того, Эдисону не удалось найти способ тира-
жирования фонограмм.
6. Создание граммофона Берлинером
Через десять лет после изобретения фонографа в 1887 г. был создан
гораздо более совершенный аппарат для воспроизведения звука — грам-
мофон. Его изобретателем стал немецкий изобре-
татель Эмиль Берлинер.
Новый аппарат воплотил в себе лучшие идеи
Шарля Кро, с которыми Берлинер познакомился
перед тем, как создать свой аппарат. Он некоторое
время работал в телефонной компании Белла, где
проявил свой изобретательский талант, усовершен-
ствовав телефон, за что получил от Белла значи-
тельное денежное вознаграждение. Он был знаком
с работами Эдисона и знал устройство фонографа.
Берлинер построил аппарат, описанный Кро.
Следует отметить, что Берлинер не скрывал сво-
его знакомства с его идеями и признавал за ним
первенство. Он даже сообщил, что узнавал через Эмиль Берлинер
170
Глава 7. Первые системы видео и звукозаписи
Рис. 4. Внешний вид первого граммофона
знакомых в Париже, удалось ли Кро осуществить свои замыслы на прак-
тике, и выяснив, что этого не произошло, принялся за дело.
В граммофоне (рис. 4) впервые на практике была осуществлена «го-
ризонтальная» запись звука. Берлинер очень упорно работал над повыше-
нием громкости звучания, его качеством и технологией тиражирования.
Записывающий аппарат постепенно усложнялся. Путем двух движений,
вращательного и прямолинейного поступательного, дорожке записи при-
давался вид спирали в количестве ста линий на дюйм. В качестве но-
сителя использовался полированный лист цинка, покрытый тончайшим
слоем пчелиного воска, чувствительного к самым слабым прикоснове-
ниям. Запись велась иридиевым острием, причем говорить приходилось
непосредственно в рупор, соединенный с мембраной. В отличие от фоно-
графа сразу воспроизвести полученную запись было невозможно. Сначала
ее закрепляли, для чего Берлинер применял травление кислотой. Посколь-
ку воск с кислотой не взаимодействует, то протравливались лишь те места,
которые были прочерчены резцом. После отмывки от кислоты удалялся
и воск — он свою задачу выполнил. В таком виде уже через каких-нибудь
полчаса после записи диск был пригоден к воспроизведению в качестве
пластинки. Громкость звучания, получаемая с изготовленных таким обра-
зом дисков, значительно повышалась. В 1888 г. Берлинер сделал целый
ряд успешных опытов, показавших достоинство граммофона, о которых
доложил в институте Франклина в Филадельфии, где были прослушаны
старые и новые записи Берлинера. Прогресс, достигнутый изобретателем,
был высоко оценен и ему вручили медаль.
Достоинством технического решения Берлинера было то, что хрупкие
восковые валики фонографа Эдисона заменялись достаточно прочными
плоскими дисками. Эти пластинки были удобны и просты в обращении,
на них можно делать записи любого характера и организовать широкую
продажу. Но самым главным преимуществом, обеспечившим победу грам-
мофона над фонографом, была возможность получать с оригинальной за-
писи практически неограниченное количество копий. Это позволяло еде-
7. Начало магнитной звукозаписи
171
лать доступными для любителей музыки творения великих композиторов,
певцов и музыкантов. Впрочем, новаторство Берлинера не ограничива-
лось только технической стороной вопроса. Для привлечения к выпуску
пластинок знаменитых исполнителей он предложил за участие в записи
выплачивать им гонорар.
Берлинер решил при помощи граммофона и грампластинок проло-
жить путь музыке в каждый дом. Конструкция первых граммофонов Бер-
линера была очень проста: на подставке размещалась ручка от швейной
машинки, ременная передача и вращающийся диск. Всю эту «механи-
ку» украшал металлический рупор, жестко соединенный с мембраной.
При воспроизведении вся система перемещалась от центра диска к краю,
нанося вред качеству звучания и сокращая срок службы граммофонной
пластинки. Мембраны этих аппаратов делались из слюды и имели сталь-
ные иглы, которые требовали частой замены. Самое большое неудобство
заключалось в том, что диск приходилось вращать вручную, звук посто-
янно «плавал», и добиться естественною звучания было непросто. Для
устранения этою недостатка в своем аппарате Берлинер применил специ-
ально разработанный для него двигатель.
К 1893 г. почти все было готово для коммерческой эксплуатации грам-
мофонов. Удалось улучшить качество записи, разработать гальванопласти-
ческий процесс тиражирования грампластинок при помощи стальной пе-
чатной матрицы. Пластинки стали качественней и дешевле. Новое дело
обещало высокие прибыли. В Вашингтоне была создана компания «United
States Gramophone Company», занимавшаяся эксплуатацией патентов Бер-
линера. Деятельность этой фирмы поначалу ограничивалась округом Ко-
лумбия, но в 1895 г. в Филадельфии компания «Berliner’s Gramophone
Company» с капиталом в 25 тысяч долларов приобрела лицензию у «United
States Gramophone Company».
Передовые люди того времени восторженно встретили граммофон
и высоко оценили роль нового аппарата в деле распространения музыкаль-
ной культуры. Крупнейший норвежский композитор, пианист, дирижер
и общественный деятель Эдвард Григ считал, что граммофон соединит
творцов музыки и ее любителей. О качестве звучания 1раммофона вы-
дающийся итальянский композитор Руджеро Леонкавалло отозвался так:
«Яполагал, находясь в отдельной комнате, что действительно рядом за стеной
находится Карузо и исполняет своим дивным голосом „Смейся, паяц“».
В России первые граммофоны и пластинки иностранною производ-
ства появились в сентябре 1897 г. Через десять лет в России уже на-
считывалось более полумиллиона граммофонов и около пяти миллионов
пластинок — цифра по тем временам астрономическая!
7. Начало магнитной звукозаписи
Еще одним методом записи звука, созданным в конце XIX века и по-
лучившим в XX веке очень широкое развитие, стала магнитная запись.
172
Глава 7. Первые системы видео- и звукозаписи
Вальдемар Паульсен
Первым гипотезу о возможности записи звука на маг-
нитный носитель высказал американец Орбелин
Смит, опубликовавший статью с описанием сво-
его прибора в 1888 г. Однако к его созданию он
не приступил, и на развитие техники магнитной
записи его работа не оказала никакого влияния.
Пионером в этой области является датчанин —
29-летний лаборант технического сектора телефон-
ной станции г. Копенгаген, Вальдемар Паульсен,
запатентовавший в 1898 г. первый практический
аппарат для магнитной записи и воспроизведения
звука — «телеграфов» («telegraphone»). Этот аппарат
был создан им после 6 лет упорных экспериментов.
В качестве носителя Паульсен использовал тонкую
стальную проволоку', намотанную на вращающийся
цилиндр. Запись звука на эту проволоку производилась электрическим
способом. Цилиндр вращался с помощью часового механизма. Записываю-
щая головка (электромагнит) двигалась вдоль витков со скоростью 2,1 м/с.
Для 40 минут записи звука необходимо было 6000 м проволоки. Телегра-
фон воспроизводил записи с полосой частот 150...2500 Гц.
Запись стиралась обычным сильным постоянным магнитом. Для этого
необходимо было только провести им по проволоке. При магнитной запи-
си в такт со звуковыми колебаниями намагничивались отдельные участки
носителя, движущегося через магнитное поле. Поле создавалось магнит-
ной головкой, через обмотку которой проходили усиленные электрические
токи микрофона.
При воспроизведении осуществлялось обратное преобразование: дви-
жущаяся магнитная фонограмма возбуждала в магнитной головке элек-
трические сигналы.
Аппарат Паульсена привлек повышенное внимание на выставке в Па-
риже в 1900 г. и он получил Большой приз. Выставку посетил австрийский
император Фрэнсис Джозеф, произнесший перед аппаратом несколько
слов, которые были записаны на проволоку телеграфона. В настоящее
время это, по всей видимости, самая ранняя из сохранившихся магнит-
ных записей.
Кроме Дании, изобретатель в течение нескольких лет получил патен-
ты на свое изобретение еще в 12 странах, в том числе в России и в США.
В 1901 г. Паульсен создал новый аппарат, который по конструкции значи-
тельно отличался от предшественника и имел основные черты современ-
ных магнитофонов.
Для записи использовалась стальная лента шириной 3 мм и толщиной
0,05 мм. Лента сматывалась с одной бобины и наматывалась на другую,
проходя мимо записывающей и воспроизводящей головок. Запись про-
слушивалась на телефонные трубки.
Хронология к главе 7
173
Рис. 5. Телеграфон
Рис. 6. Ленточный
магнитофон Паульсена
Вскоре Паульсен охладел к своему детищу и продал патент американ-
ской компании «Dupoint», которая с небольшими усовершенствованиями
выпускала его устройство под названием «диктофон».
В 1904 г. на основе «телеграфона» был создан первый автоответчик,
который начал применяться на телефонных станциях для ответов на об-
ращения клиентов и объявления счетов за пользование услугами.
Хронология к главе 7
Изобретения в области фотографии и кинематографа
IV век до н. э. — изобретение камеры-обскуры.
20-е годы XIX в. — открытие Джозефом Ньепсом способа закрепления
изображения, получаемого в камере-обскуре, используя в каче-
стве светочувствительного вещества асфальтовый лак (гелиогра-
фия), время экспозиции пластины в камере-обскуре у Ньепса
составляло 8 часов.
1826 г. — Джозеф Ньепс изобрел диафрагму для исправления дефектов
изображения, полученного при открытой линзе камеры-обску
ры.
1829 г. — Джозеф Ньепс и Луи Дагер подписали контракт о совместной
работе по совершенствованию открытого Ньепсом метода «фик-
сирования изображений природы, не обращаясь к помощи ху-
дожника».
1839 г. — Луи Дагер разработал первый практически пригодный способ
фотографии — дагеротипию, время экспозиции пластины в ка-
мере-обскуре у Дагера составляло от 15 до 30 минут.
1841 г. — создание практичной камеры для получения дагеротипов со срав-
нительно небольшим весом и размерами.
1835 г. — начало опытов Вильяма Толбота по получению негативных сним-
ков на светочувствительной бумаге, пропитанной хлористым се-
ребром, с которых можно было делать любое число позитивных
снимков.
174 Глава 7. Первые системы видео- и звукозаписи
1839 г. — доклад Толбота в Лондонском Королевском обществе на тему
«Некоторые выводы об искусстве фотогеничного рисунка, или
о процессе, с помощью которого предметы природы могут на-
рисовать сами себя без помощи карандаша художника».
1840 г. — усовершенствование Толботом процесса изготовления фотографий,
позволившее делать фотографии в течение нескольких минут.
1844-1846 гг. — издание Толботом первых фотоальбомов «Карандаш при-
роды» с фотографическими художественными иллюстрациями —
видами природы и архитектуры.
1851 г. — разработка Толботом метода мгновенной фотографии, на кото-
рый он получил патенты в 1852 и 1858 гг.
1873 г. — изготовление Г. Фогелем первых ортохроматических пластинок.
1886 г. — изобретение русским фотографом И. В. Болдыревым гибкой све-
точувствительной негорючей пленки.
1887 г. — создание американскими изобретателями Г. Гудвином и Дж. Ис-
тменом горючей целлулоидной пленки.
1889 г. — Д. Истмен основал фирму «Кодак», на которой наладил произ-
водство целлулоидных пленок.
1895-1896 гг. — изобретены аппараты, сочетающие в себе все основ-
ные элементы кинематографа: во Франции — «синематограф»
братьями Л. и О. Люмьер, «хронофотограф» Ж. Демени, в Гер-
мании — «биоскоп» М. Складановским и др.
1904 г. — начало промышленного выпуска первых пластинок для цветной
фотографии.
Изобретения в области звукозаписи
1807 г. — изобретение Томасом Юнгом способа записи колебаний камер-
тона на поверхности вращающегося барабана.
1877 г. — представление Шарлем Кро в Академию наук Франции своей
работы «Процесс записи и воспроизведения явлений, воспри-
нимаемых слухом», в которой были изложены основные идеи
создания механических систем записи звука.
1877 г. — первая публичная демонстрация Томасом Эдисоном работы фо-
нографа.
1887 г. — изобретение Эмилем Берлинером граммофона.
1898 г. — создание Вальдемаром Паульсеном первого аппарата — «теле-
графона» для магнитной записи звука на стальную проволоку
и его воспроизведения.
1901 г. — создание Вальдемаром Паульсеном аппарата магнитной записи
звука на стальную ленту.
1904 г. — создание на основе «телеграфона» первого автоответчика на те-
лефонных станциях.
Литература к главе 7 175
Литература r главе 7
1. Carmen W. F. Magnetic Recording (1900-1949). Chicago: John Crerar Library, 1950.
2. Read O.J., Walter L. W. From Tin Foil to Stereo: Evolution of the Phonograph.
Indianapolis: Howard W. Sams, 1976.
3. Koenisberg A. The Patent History of Phonograph, 1877-1912. Brooklin, NY: AMS
Press, 1990.
4. Eric D. D. elal. Magnetic Recording: The First 100 Years. New York: IEEE Press, 1999.

Часть II
История создания
беспроводной связи.
Развитие сетей связи
и промышленности средств
связи в мире и в России
Глава 1
Начало развития систем
беспроводной связи
Как уже отмечалось в первой части книги, сооружение линий про-
водной связи требовало огромных затрат, связанных как с изготовлением
кабельных и проводных линий связи, так и со сложными строительными
работами по их прокладке. Стоимость аппаратуры связи составляла лишь
незначительный процент от стоимости линии связи.
Поэтому инженеры с самого начала развития электросвязи искали
пути снижения затрат на сооружение линий связи путем уменьшения чис-
ла прокладываемых проводов, или уплотнения имеющихся линий связи
дополнительными каналами.
Некоторые искали такие способы передачи сигналов, которые позво-
ляли бы вообще отказаться от дорогостоящего строительства линий связи.
Начиная с 30-х годов XIX в. и до начала XX века, такие попытки предпри-
нимали многие инженеры в разных странах: в Германии — Штейнгель,
в США — Морзе, Троубридж, Долбеар и Эдисон, в Англии — Присс,
а в России — Пилсудский.
Предложенные ими системы беспроволочного телеграфирования были
основаны на явлении электрической или электромагнитной индукции
между короткими участками линий связи на передаче и приеме, а про-
тяженность построенных опытных линий беспроводной связи была срав-
нительно невелика. Однако при их создании был выдвинут ряд новых
технических идей, таких как использование высокоподнятых над поверх-
ностью земли антенн, прием телеграфных сигналов с помощью телефона
и др., оказавшиеся в последствие полезными в радиосистемах, которые
начали создаваться в самом конце XIX века.
Как исторический факт интересны первые удачные опыты по передаче
сигналов с помощью радиоволн, которые осуществил в середине XIX века
в США американский дантист Лумис. Им же был выдвинут в то время ам-
1. Системы беспроводного телеграфа
179
бициозный проект создания трансатлантической радиолинии и Конгресс
США принял решение о выделении на его реализацию средств.
Решающие для создания систем радиосвязи эксперименты выполни-
ли в самом начале последнего десятилетия XIX века знаменитые ученые:
во Франции Бранли, в Италии Риги, в Англии Лодж, а в Индии Бозе.
О разработках первых беспроводных систем, явившихся провозвест-
никами систем радиосвязи, и о первых экспериментальных исследова-
ниях, открывших новую эру в электросвязи — эру беспроводной связи,
рассказывается в этой главе.
1. Системы беспроводного телеграфа,
основанного на явлении индукции
Первые попытки осуществить передачу электрических сигналов без
проводов предпринял в конце 30-х годов XIX века Карл Штейнгель. После
того, как им было обнаружено явление проводимости земли и возмож-
ность передачи сигналов по одной проводной линии, используя в качестве
второй землю, он попытался создать беспроволочный телеграф с исполь-
зованием одной только земли. Однако его опыты успеха не имели.
Более успешными были опыты Морзе. В 1842 г. он расположил теле-
графные аппараты на разных берегах Вашингтонского канала и, соединив
их проложенными по дну канала двумя изолированными и разнесенными
далеко друг от друга проводами, разрубил оба провода, оставив их оголен-
ные концы в воде. Несмотря на разрыв металлической цепи, возможность
телеграфирования сохранилась. Дальность связи составляла до 1,6 км.
В 1880 г. в США Джон Троубридж в Гарвардском университете повто-
рил подобный же опыт, используя для телеграфирования в передатчике
электрическую батарею с прерывателем и изобретенный к тому време-
ни телефон в приемнике. Благодаря высокой чувствительности телефо-
на надежное телеграфирование оказалось возможным на довольно зна-
чительное расстояние. В этой системе телефон был впервые применен
для приема телеграфных сигналов. Позже прием телеграфных сигналов
Рис. 1. Система беспроводного телеграфа Морзе
180
Глава 1. Начало развития систем беспроводной связи
Амос Долбеар
Вильям Присс
на слух использовался многими другими изобретателями беспроводных
систем связи, в том числе и А. С. Поповым.
В этом же году профессор колледжа Тафта в Бостоне Амос Долбеар
разработал интересную систему телеграфа, основанного на электрической
индукции. В этой системе в качестве приемника также применялся те-
лефон, а на приемной и передающей конце линии связи использовались
высокоподнятые пластины, соединенные через электрические батареи с
землей. По сути, это были антенны. Схема этой системе напоминала схе-
му системы Маркони, предложенную им через 10 лет. В 1883 г. Долбеар
получил на свою систему патент, а в 1886 г. описал ее журнале «Scientific
American». В начале своих экспериментов Долбеар добился передачи сиг-
налов на расстояние около 350 м, а много позже ему удалось увеличить
это расстояние до 18 км. Однако к этому времени уже были созданы ра-
диосистемы, с которыми его система конкурировать не могла.
В 1886—1887 гг. Главный инженер Британского почтового ведомства
Вильям Присс, применив переменные токи и усовершенствовав заземле-
ние, добился практических результатов в создании беспроводной связи
через водные препятствия.
В его опытах было установлено, что беспроводная связь обусловлена
электромагнитной индукцией. В 1892 г. Присс передал сигналы через
Бристольский канал на расстояние свыше 5 км, а в 1895 г. установил
индукционную связь на участке между Обэном и островом Мэлл, где был
поврежден морской кабель. По линии связи передавались прерывистые
токи, а для приема сигналов использовался телефон.
В 1885 г. Томас Эдисон совместно со своими помощниками разра-
ботал, а в 1891 г. запатентовал беспроволочный телеграф, действовавший
на принципе электрической индукции для связи между берегом и ко-
раблем, а также — на принципе магнитной индукции для связи движу-
щегося поезда со станциями. Передатчик Эдисона состоял из индукцион-
ной катушки, первичная обмотка которой была соединена с телеграфным
ключом, а вторичная — с поднятыми высоко над землей или водной по-
верхностью большими металлическими пластинами (антеннами).
1. Системы беспроводного телеграфа
181
Рис. 2. Беспроволочный телеграф Присса
Эдисон был одним из первых, кто указал на преимущества исполь-
зования таких пластин. Он писал: «Я изобрел новое и полезное усовершен-
ствование способа электрической передачи сигналов посредством выведенных
наверх пластин или устройств. Я открыл, что если высота установки бу-
дет достаточной, чтобы преодолеть кривизну земной поверхности и свести
к минимуму поглощение земной поверхностью, то электрическое телеграфи-
рование или сигнализация между двумя удаленными точками может быть
осуществлена без проводов между этими точками посредством индукции.
Это изобретение может применяться для телеграфирования через водные
пространства без прокладки подводных кабелей, или для связи между суда-
ми в море, или между судами в плавании и береговыми пунктами. Но это
изобретение применимо также для связи между станциями на земной по-
верхности, для чего будет необходимо, однако, увеличить высоту установки,
дабы свести к минимуму эффект поглощения индукции зданиями, деревьями
и выпуклыми участками самой земной поверхности. На море при высоте 100
футов я могу создать связь на большие расстояния, ...а при использовании для
ретрансляции промежуточных судов — на расстоянии через океан». В 1904 г.
это изобретение было приобретено компанией Маркони, по-видимому,
для того, чтобы на заре радио эта система не могла конкурировать с со-
зданным Маркони радиотелеграфом.
В России в 1899 г. подполковник инженерных войск Е. Пилсудский
также создал систему связи без проводов через водные препятствия, ис-
182 Глава 1. Начало развития систем беспроводной связи
Рис. 3. Системы морской и железнодорожной
беспроводной связи Эдисона
7. Опыты Махлона Лумиса
183
пользуя для передачи сигналов токи от высоковольтной катушки Рум-
корфа. Его система получила некоторое применение для ближней связи
в русской армии в Первую мировую войну.
Все описанные выше опыты проводились в зоне индукции, в которой
напряженность поля убывает с увеличением расстояния по квадратичному
закону. Поэтому протяженность таких «индукционных» линий беспровод-
ной связи была небольшой.
2. Опыты Махлона Лумиса
Честь создания первой в мире радиолиний принадлежит американ-
скому дантисту Махлону Лумису, который не был знаком с фундаменталь-
ным понятием электромагнитных волн, так как в его время такого понятия
еще не существовало. В своих экспериментах Лумис опирался на результа-
ты многочисленных исследований физических явлений, связанных с ат-
мосферным электричеством, выполненных предыдущими поколениями
ученых. Такие явления изучались экспериментально еще в XVII столетии
америка1щем Франклином, российскими учеными Леонардом Эйлером,
Ломоносовым и Рихманом.
Франклиным и Ломоносовым были разработаны основные теорети-
ческие положения, объясняющие механизм заряда облаков восходящими
потоками воздуха. Важные результаты были опубликованы в 1825 г. ан-
глийским инженером-электриком Вильямом Стерженом. Он провел бо-
лее 500 опытов по исследованию атмосферы с помощью воздушных змеев
и установил, что даже в ясную погоду атмосфера относительно Земли за-
ряжена положительно и этот заряд увеличивается с высотой.
Махлон Лумис принадлежал к той редкой породе людей, которые
способны испытывать страстное желание создать в области техники нечто
такое, ч-io принесет счастье всему Человечеству. Конечно, такие люди
нередко чудаки, одержимые определенной идеей.
Нередко в избранной ими области деятельности они являются ди-
летантами и не имеют ясных представлений о сущности тех явлений,
используя которые они могу осуществить свою меч-
ту. Но они обладают огромной внутренней энергией
и упорством, фанатически верят в возможность реа-
лизации своих проектов и готовы тратить на это все
свое время и средства.
Махлон Лумис интересовался физикой и имел
некоторое знакомство с научными работами по ат-
мосферному электричеству. В 1866 г. ему в голову
пришла идея использовать атмосферное электриче-
ство для того, чтобы организовать беспроводную пе-
редачу сигналов на дальнее расстояние. В эгом же
году закончилось строительство трансатлантической Махлон Лумис
184
Глава 1. Начало развития систем беспроводной связи
Рис. 4. Линия связи, построенная Лумисом
кабельной линии, соединившей Северную Америку с Европой. Создание
этой линии имело огромное значения для Человечества. Махлон Лумис
поставил перед собой амбициозную цель — создать линию беспроводной
связи между двумя континентами, и решил использовать для этого атмо-
сферное электричество. Свои идеи Лумис опубликовал в 1864 г. — в том же
году, в котором Максвелл создал свою теорию электромагнитного поля.
Конструкция первой в истории линии беспроводной связи была очень
проста. На передающем и приемном концах линии имелись заземленные
провода (антенны), которые с помощью воздушных змеев поднимались
на высоту около 200 м. В цепь передающей антенны включался ключ,
а приемной — гальванометр. Когда с помощью ключа разрывали и вос-
станавливали контакт передающей антенны с землей, в цепи приемной
антенны возникал ток, фиксируемый гальванометром.
В 1866 г. Лумис организовал линию протяженностью более 20 км меж-
ду двумя холмами в штате Западная Виржиния и провел успешную публич-
ную демонстрацию передачи сигналов с помощью радиоволн. Свой проект
создания трансатлантической радиолинии между Америкой и Европой он
предложил Конгрессу США. Этот проект после продолжительных дискус-
сий был одобрен Решением Конгресса, утвержденным Президентом США
Грантом. На создание такой линии Правительство США должно было вы-
делить значительные средства (50 тыс. долл.). Однако Гражданская война
помешала исполнению этого Решения.
На свой метод беспроводной связи Махлон Лумис 30 июля 1872 г.
получил патент США (№ 129 971), а в 1873 г. он создал первую в ми-
ре компанию беспроводной связи «Loomis Aerial Telegraph Со.». Лумис
с успехом продолжал свои эксперименты и после 1866 г. Однако ему так
и не удалось реализовать свои замыслы и создать практически действу-
ющую линию радиосвязи, находящуюся в коммерческой эксплуатации.
После смерти Лумиса его проект был предан забвению и, к сожалению,
3. Опыты Бранли и Риги
185
его опыты не оказали никакого влияния на развитие беспроводной связи
в последующие годы.
Любопытно, что свои эксперименты Лумис начал тогда, когда еще
не было ясного представления о природе электромагнитного поля. Тео-
рия Максвелла была создана и опубликована в 1864 г., и он, конечно же,
не имел представления о тех глубоких идеях, которые выдвинул Макс-
велл. Эксперименты Лумиса намного лет опередили работы А. С. Попова
и Г. Маркони. Свой первый успешный эксперимент по беспроводной свя-
зи Лумис провел, когда Александру Степановичу 11опову было всего 11 лет,
а Гульельмо Маркони еще не родился.
3. Опыты Бранли и Риги
Научные основы радиосвязи были заложены Максвеллом и Герцем.
В 1888 г. Герц экспериментально доказал существование радиоволн и опуб-
ликовал свои результаты, сразу же ставшие известными многим физикам.
Эксперименты Герца показали, что, в принципе, создание систем радио-
связи возможно, хотя сам Герц к этому относился весьма скептически.
Одной из важнейших задач, которую было необходимо решить для
того, чтобы беспроводная передача сигналов стала реальностью, было
повышение чувствительности устройства, регистрирующего радиоволны.
Чувствительность человеческого глаза визуально обнаруживать прием ра-
диосигнала, как это делал Гёрц в своих экспериментах, наблюдая в темной
комнате за появлением искр в резонаторе своего приемника, была совер-
шенно недостаточной. Такой метод обнаружения радиосигнала позволял
обнаруживать его лишь на расстоянии не более 10 м от излучателя.
В 1891 г. французский ученый Эдуард Бранли опубликовал статью,
сыгравшую исключительно важную роль в изобретении радио. В ней он
описал открытый им эффект существенного сни-
жения сопротивления железных опилок, запол-
нявших стеклянную трубку, при воздействии на
нее импульса электромагнитного излучения.
Трубка Бранли, которую он назвал радио-
кондуктором, оказалась весьма чувствительным
индикатором действия электромагнитных волн.
Ее особенностью было то, что после оконча-
ния электромагнитного импульса радиокондук-
тор терял свою чувствительность и для ее вос-
становления его необходимо было встряхнуть.
Интересно отметить, что Бранли не был
первым, кто наблюдал это явление. Задолго до не-
го оно наблюдалось другими учеными: в 1835 г.
шведским ученым Мунком оф Розеншольдом, Эдуард Бранли
186
Глава 1. Начало развития систем беспроводной связи
в 1866 г. братьями Вальрей, а в 1884 г. итальянским физиком Ф. Кальцекки-
Онести. Однако эти наблюдения до открытия Терцем радиоволн не при-
влекли к себе никакого внимания и были забыты.
Используя радиокондуктор, Бранли собрал приемник электромаг-
нитных колебаний, который имел проволочную антенну, подключенную
к замкнутой цепи, состоящей из двух индуктивностей, радиокондуктора,
электрической батареи и индикатора. В качестве индикатора разрядов, по-
лученных от индукционной катушки Румкорфа, применялась магнитная
стрелка, реагирующая на появление тока в цепи приемника. Для восста-
новления чувствительности прибора было необходимо ручное встряхива-
ние радиокондуктора. Прибор обнаруживал электромагнитные колебания
на расстоянии более 20 м.
Известный английский физик Вильям Крукс собственных изобрете-
ний в области беспроводной связи не сделал, однако он был, по-видимому,
первым, кто предвидел широкие перспективы практического применения
«волн Герца». В своей пророческой статье, опубликованной в 1892 г., Кр-
укс, в частности, писал: «Лучи света не проходят через стены или, как
мы отлично знаем, через лондонский туман, но электромагнитные колебания
длиной в один ярд или более легко проходят через такую среду, которая для
них прозрачна. Здесь открывается изумительная возможность телеграфи-
рования без проводов, почты, кабеля или других наших теперешних дорогих
приборов. При реализации некоторых разумных предпосылок все это ока-
зывается в пределах реального осуществления... Я полагаю, что прогресс
открытий даст аппараты, способные настраиваться... так, что станет
возможным передавать и принимать волны любой заранее предусмотренной
длины». В этой статье Крукс подробно описал возможности создания таких
аппаратов, отметив целесообразность широкого использования в системах
радиосвязи методов пространственной и частотной селекции сигналов.
Методы частотной селекции начали применяться в беспроводной связи
через 5 лет, а методы пространственной селекции значительно позже. Эти
методы широко применяются в современных радиосистемах.
Другим исследователем, внесшим значительный вклад в создание ра-
диосистем, был итальянский профессор физики Аугусто Риги.
Как физик он занимался многими физическими проблемами: иссле-
дованием фотоэлектрического эффекта, лучей Рентгена, эффекта Зеемана
и рядом других. Его вклад в области радио состоит в существенном усо-
вершенствовании вибратора Герца, который на первых этапах развития
радио широко использовался как передающее устройство.
4. Опыты Лоджа и Бозе
187
9'
Рис. 6. Вибратор Риги
В созданном Риги в 1893 г. устройстве во вторичную обмотку катушки
Румкорфа включались не две, как у Герца, а три сферы, между которыми,
после того, как они были заряжены высоким напряжением, проскакивала
искра. Кроме того, эти сферы были помещены парафиновое масло, кото-
рое предохраняло поверхность сфер от разрушения искровыми разрядами.
Эти усовершенствования позволили уменьшить длину волны и по-
высить мощность передаваемых колебаний в первых линиях радиосвя-
зи. Вибраторы Риги использовали впоследствии в качестве передающих
устройств в своих опытах создатели первых практически действующих си-
стем радиосвязи Александр Степанович Попов и Гульельмо Маркони.
4. Опыты Лоджа и Бозе
Исключительно важные для развития радиотелеграфной связи экспе-
рименты выполнил в 1894 г. британский физик Оливер Джозеф Лодж. Он
усовершенствовал экспериментальную установку
Герца, применив в ней для регистрации радиоволн,
прибор, созданный Бранли и усовершенствован-
ный им самим, дав ему название «когерер». Он
показал, что «порошки Бранли» являются «наи-
более чувствительными из датчиков волн Герца».
В опытах Лоджа можно было обнаружить влия-
ние возникшей в передатчике искры на расстоя-
нии около 40 м.
Для восстановления чувствительности трубки
Бранли в своей установке Лодж применил декоге-
ратор — механическое устройство с часовым меха-
низмом, которое периодически ударяло по трубке
молоточком, восстанавливая ее чувствительность.
Оливер Лодж
188
Глава 1. Начало развития систем беспроводной связи
Джагадиш
Чандра Бозе
Опыты Лоджа повторяли очень многие физики. Ра-
боты Лоджа явились для многих физиков стимулом
для развертывания исследований по созданию си-
стем беспроводной связи. В их числе были А. С. По-
пов и Г. Маркони.
Исключительно тонкие экспериментальные ис-
следования в области радио выполнил в 1894—1901 гг.
выдающийся ученый Индии Джагадиш Чандра Бо-
зе — ученик известного английского физика лор-
да Релея. Он был физиком и, в первую очередь,
интересовался исследованием физических свойств
радиоволн и вопросами их передачи на расстояние.
Бозе создал искровые генераторы электромагнит-
ных колебаний с чрезвычайно малой длиной вол-
ны: от 5 мм до 2,5 см. Поскольку когерер Лоджа
как детектор электромагнитных колебаний работал весьма нестабильно
и имел невысокую чувствительность, Бозе разработал прибор, в котором
тонкая проволока (из стали или других металлов) спирально навивалась
на гладкую поверхность эбонитовой подложки так, чтобы ее соседние
витки соприкасались во многих точках. Этот прибор как детектор элек-
тромагнитных колебаний работал гораздо стабильнее когерера и имел
более высокую чувствительность. Он создал приборы для измерения ре-
фракции сверхкоротких радиоволн в разных диэлектрических материалах,
исследовал явления поляризации радиоволн, создал первые приборы для
измерения длины волны сверхвысокочастотных электромагнитных волн
Он создал первые в мире волноводы и рупорную антенну. Бозе абсолют-
но не интересовало использование в коммерческих целях результатов его
научных исследований, и поэтому их не патентовал. Живя в Калькутте
(Индия), Бозе печатал свои работы в индийском журнале «Journal of the
Asiatic Society of Bengal». Интерес к его исследованиям был большим и они
тотчас же перепечатывались в широко распространенном тогда англий-
ском электротехническом журнале «The Electrician».
В 1895 г. Бозе публично демонстрировал в Калькутте передачу команд
на расстояние 1,5 км с помощью радиоволн. Аналогичные опыты он
демонстрировал в 1896 г. в Лондоне. С помощью своего устройства он
воспламенял на расстоянии порох и приводил в действие электрический
звонок. В 1896 г. в английской газете «Daily Chronicle» было помещено
сообщение о экспериментальных исследованиях Бозе: «Изобретатель смог
передать сигналы на расстояние примерно в одну милю и в этом состоит
очень ценная возможность применения этого нового теоретического чуда».
Сообщение об этих опытах было опубликовано также и в российской
газете «Котлин», ранее называвшейся «Кронштадтский вестник». Бозе
выполнил обширные исследования полупроводниковых материалов для их
применения в качест. е детекторов электромагнитных колебаний. В 1901 г.
в США он подал заявку на изобретение детектора электрических сигналов
Хронология к главе 1
189
на галените — первого в мире полупроводникового детектора радиоволн.
Патент по этой заявке был выдан только в 1904 г.
Таким образом, идея создания беспроводных систем связи в середине
1890-х годов уже витала в воздухе, над этим работали многие ученые.
До создания первых устройств, которые можно было практически ис-
пользовать для сигнализации без проводов, оставалось совсем немного
времени.
Хронология к главе 1
Опыты по созданию беспроводного телеграфа,
основанного на явлении индукции
1842 г. — опыты Морзе по беспроводной передаче телеграфных сигналов
через Вашингтонский канал.
1880 г. — опыты Джона Троубриджа в Гарвардском университете по пе-
редаче телеграфных сигналов с использованием для телеграфи-
рования в передатчике электрической батареи с прерывателем
и телефона в приемнике.
1880 г. — опыты Амоса Долбеара в Бостоне с использованием для приема
сигналов телефона, а на приемной и передающей конце линии
связи высокоподнятых антенн, соединенных через электриче-
ские батареи с землей.
1885-1891 гг. — разработка Томасом Эдисоном беспроволочного телегра-
фа, действовавшего на принципе электромагнитной индукции
для связи между берегом и кораблем с применением высоко под-
нятых антенн, а также для связи движущегося поезда со стан-
циями.
1886-1895 гг. — опыты Вильяма Присса — Главного инженера Британ-
ского почтового ведомства, по передаче телеграфных сигналов
с использованием индукционной связи через Бристольский ка-
нал, а также на участке между Обэном и островом Мэлл.
1899 г. — создание подполковником инженерных войск Е. Пилсудским
системы связи без проводов через водные препятствия.
Опыты по созданию беспроводного телеграфа
с использованием радиоволн
1866 г. — опыты в США Махлона Лумиса по созданию первой линии
радиосвязи протяженностью более 20 км.
1872 г. (30 июля) — Махлону Лумису выдан первый в мире патент на метод
беспроводной связи.
1873 г. — создана первая в мире компания беспроводной связи «Loomis
Aerial Telegraph С°».
190
Глава 1. Начало развития систем беспроводной связи
1891 г. — открытие французским ученым Эдуардом Бранли эффекта су-
щественного снижения сопротивления железных опилок, запол-
нявших стеклянную трубку, при воздействии на нее электромаг-
нитного импульса.
1892 г. — публикация пророческой статье Вильяма Крукса, в которой были
указаны широкие перспективы практического применения «волн
Герца».
1893 г. — создание Аугусто Риги мощного импульсного передатчика ра-
диоволн (вибратор Риги) и эксперименты по беспроволочной
передаче сигналов.
1894 г. — опыты британского физика Оливера Джозефа Лоджа по переда-
че сигналов с применением для регистрации радиоволн высо-
кочувствительного прибора, созданного Бранли, который был
назван им «когерер».
1894 1901 гг. — опыты Джагадиша Чандра Бозе по передаче и приему
сигналов с использованием радиоволн.
Литература к главе 1
1. Из предыстории радио, М.; Л.: Изд. АН СССР, 1948.
2. Техника в историческом развитии: 70-е годы XIX - начало XX в. // Под ред.
С. В. Шухардина и др. М.: Наука, 1982.
3. Бозе Дж. Ч. Избранные труды по экспериментальной физике. М.: Изд. вост,
лит., 1959 (очерк в книге Дж. Ч. Бозе: Остроумов Б. А. Работы Дж. Ч. Бозе
по электромагнитным волнам).
4. Родионов В.М. Зарождение радиоэлектроники. М.: Наука, 1985.
5. Из предыстории радио (сборник статей) // Под ред. Л. И. Мандельштама. М.:
АН СССР, 1945.
6. Белькинд Л.Д. Томас Альва Эдисон. М.: Наука, 1964.
7. FahieJ.J. History of Wireless Telegraphy. London: 1899.
8. Right A., Dessau B. Die Telcggraphiee oiine Draht. Braunschweig, 1903.
9. Sewall С. H. Wireless Telegraphy: Its Origin, Development, Inventors and Apparatus.
New York: van Nostrand; London: Crosby, Lockwood, 1903.
10. Storey A. T. The Story of Wireless Telegraphy. London, 1904.
11. Collins A. F. Wireless Telegraphy: Its History, Theory and Practice. New York: McGraw,
1905.
12. Appeby T. Mahion Loomis, InventorofRadio. Washington: Loomis Publication, 1967.
13. Jolly W. P. Sir Oliver Lodge: Physical Reaseacher and Scientist. Cranbury, NJ: As-
sosiated Univesity Press, 1975.
14. Aitken H. G. J. Syntony and Spark — the Origins of Radio, Princeton, NJ: Princeton
University Press, 1976.
15. Leinwoll S. From Spark to Satellite. New York: Carles Scribner’s, 1979.
16. Garratt G. R. M. The Early History of Radio from Faraday to Marconi. London: IEE
History of Technology Series 20, 1994.
Литература к главе 7
191
17. Сое L. Wireless Radio: Brief History. Jefferson, NC: McFarland, 1996.
18. Taran K. Sarcar, Robert J. Mailloux, Arthur Л. Oliner, Magdalena Salazar—Palma,
Dipak L. Senguppta. History of Wireless. New York: Wiley—Interscience, 2006.
19. History of Radio Down to 1925 // IEEE Trans. On Consumer Electronic (Drief
but Comprehensive — Including Some Little Known Background and Highlighlits).
May, 1984. Vol. CE-30. №2.
Глава 2
Пионерские работы по созданию
систем беспроводной связи
Решением ЮНЕСКО 1895 год отнесен к числу знаменательных дат
в истории человечества — этот год считается годом изобретения радио
технологии, которая оказала огромное влияние на развитие нашей циви-
лизации. Конечно, установление подобных дат достаточно условно, так
как ни одно важное открытие или изобретение не рождаются строго в ка-
кой-то конкретный момент времени. Они подготавливаются постепенно
очень многими людьми, которые упорно работают в определенном на-
правлении и шаг за шагом продвигаются вперед, готовя почву для послед-
него решающего шага, после которого это достижение человеческой мыс-
ли становится общим достоянием. В процесс совершенствования такого
изобретения вовлекаются сотни специалистов, результаты работы которых
быстро распространяются в обществе и оказывают влияние на радикаль-
ные изменения в жизни людей на нашей планете.
Именно так и происходило с изобретением радио. В статье, опубли-
кованной в 2004 г. в журнале Международного Союза Электросвязи «ITU
News» и посвященной 75-летию создания Международного Консультатив-
ного Комитета по радио, отмечалось, что «...изобретение радио, которое
является одним из наиболее значимых для человечества достижений науки,
связано с именами таких выдающихся людей, как Джеймс Максвелл, Генрих
Герц, Эдуард Бранли, Оливер Лодж, Александр Попов, Гульельмо Маркони,
Ли де Форест и Никола Тесла». В этой главе рассказывается о пионерских
работах по созданию систем беспроводной связи.
1. Работы Теслы
Одним из крупнейших изобретателей XIX века в области электротех-
ники является Никола Тесла. Он является основателем современной элек-
троэнергетики. Благодаря его разработкам для генерирования и переда-
чи электрической энергии на большие расстояния были созданы мно-
гофазные электрогенераторы, трансформаторы, высоковольтные линии
электропередачи и многие другие устройства. По его проекту в Канаде
на Ниагарском водопаде была построена первая в мире мощная гидро-
электростанция .
Огромный творческий вклад Тесла внес и в создание многих изобрете-
ний в радиотехнике. Докладывая в 1892 г. о своих опытах в области радио
1. Работы Теслы
193
Никола Тесла
в Институте инженеров-электриков в Лондоне,
Тесла отметил, что «... использованная в моих экс-
периментах аппаратура имеет все элементы для
передачи сигналов с помощью искрового или непре-
рывного радио».
Тесла, как никто другой, сделал много пионер-
ских изобретений, которые позже переоткрывались
и, порой, заимствовались, другими изобрета телями,
в том числе и Маркони. Его многочисленные изоб-
ретения оказали значительное влияние на развитие,
как передающей, так и приемной техники для за-
рождающихся систем радиосвязи и получили ши-
рокое практическое применение.
Он был, по-видимому, первым, кто широко использовал в своих раз-
работках резонансные цепи, как в устройствах передачи, так и в устрой-
ствах приема радиосигналов. Им были предложены такие важные элемен-
ты первых радиосистем, как рсзонанс-трасформатор, генераторы высоко-
частотных колебаний с помощью электрической дуги, а также с помощью
высокочастотных электрических машин. Он был предтечей применения
важных методов синхронного, гетеродинного и регенеративного приема
сигналов.
Ряд изобретений Теслы опередили свое время. Из-за разносторонно-
сти и глубины работ Теслы его с полным правом можно назвать «Леонар-
до да Винчи радиотехники». О его изобретениях в области радиотехники,
которые нашли широкое применение в передающей и приемной техни-
ки беспроводной связи на первых этапах ее развития, а в ряде случаев
намного определили свое время и позже были переоткрыты другими ис-
следователями, более подробно будет рассказано в главе 3.
В лекции «О световых и других высокочастотных явлениях», прочи-
танной 24 февраля 1893 г. во Франклиновском институте в Филадельфии,
Тесла совершенно определенно указал на возможность осуществления бес-
проводной связи: «Я хотел бы сказать несколько слов о предмете, который
все время у меня на уме и который затрагивает благосостояние всех нас.
Я имею ввиду передачу осмысленных сигналов и, быть может, даже энер-
гии на любое расстояние без помощи проводов. С каждым днем я все более
убеждаюсь в практической осуществимости этой схемы... Мое убеждение
установилось так прочно, что я рассматриваю этот проект передачи энергии
или сигналов без проводов уже не просто как теоретическую возможность,
а как весьма серьезную проблему электротехники, которая должна быть
решена со дня на день». В том же году, делая доклад на съезде Ассоциации
электрического освещения в Сент-Луисе (США), Тесла провел демонстра-
цию передачи на расстояние электромагнитных волн, используя для этого
искровой передатчик, заземленные антенны, ключ Морзе, а в качестве
индикатора принимаемых сигналов — трубку Гейслера.
194
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
Никола Тесла был человеком мыслящим масштабно и способным
предвидеть будущее. Уже в 1890 г. он ясно представлял перспективы раз-
вития беспроводной связи и те возможности, которые она предоставит
Человечеству. Он писал: «... Человек сможет со своего рабочего места по-
говорить с любым телефонным абонентом на земном шаре. Недорогой ин-
струмент, не больше чем часы, позволит его владельцу слушать в море или
на Земле музыку или песни, речи политического лидера, выдающегося учено-
го или проповеди священника, находящегося на огромном расстояние. Точно
также могут быть переданы любая картина, знак, рисунок или текст...-».
В 1894 г. в беседе с крупным финансистом Ф. Муром он предсказал:
«После того, как осуществят сигнализацию с любой точки на любую другую
точку земного шара, следующим шагом будет посылка сигналов к другим
планетам».
Все предсказания Тесла сбылись. Действительно, в 1920 г. началось раз-
витие звукового вещания, а в 1930 г. — телевизионного, были созданы си-
стемы радиорелейной, спутниковой и подвижной связи, которые предо-
ставляют миллиардам людей те самые услуги, о которых в 1890 г. так
уверено говорил Тесла. Всего через 63 года после беседы Тесла с Муром,
в соответствии с предсказанием Теслы, началась эра космической связи.
В 1957 г. состоялся запуск в СССР первого искусственного спутника Земли,
а в 1969 году на Луну высадился американский экипаж космического ап-
парата «Аполлона-11» в составе трех астронавтов Армстронга, Коллинза
и Олдрина. В течение всей экспедиции экипаж поддерживал радиосвязь
с Землей.
В 1895 г. в лаборатории Теслы в Нью-Йорке была подготовлена аппа-
ратура, с помощью которой он собирался публично провести эпохальный
эксперимент. Посылая радиосигналы, он должен был управлять движени-
ем небольшого судна по реке Гудзон. Это была бы первая в мире телеавто-
матическая система, демонстрирующая возможности управления на рас-
стоянии движущимися объектами. Однако в ночь на 14 марта 1895 г. его
Рис. 1. Чертеж патента Теслы № 613.809 «Метод и аппаратура
для управления движущимися судами» (1898 г.)
2. Работы Попова
195
постигло несчастье — в его лаборатории вспыхнул пожар, уничтоживший
все оборудование и все его записи.
Год ушел у Теслы на то, чтобы найти финансирование и заново обо-
рудовать лабораторию, в которой он смог бы продолжать свои опыты. Еще
год он потратил на то, чтобы восстановить записи своих опытов и планов,
и подать заявку на патент на свою телематическую систему, который он
получил в сентябре 1898 г. Вскоре Тесла устроил в Мэдисон Сквер Гарден
впечатляющую демонстрацию дистанционного управления лодкой длиной
1,5 м, находящейся в бассейне. По командам, передаваемым по радио, лод-
ка совершала разные маневры: двигалась вперед и назад, разворачивалась,
останавливалась, на ней зажигались и выключались огни.
Тесла рассказывал публике о возможности использования своего изоб-
ретения в военных целях для управления движением торпед, подводных
лодок и т. п. Однако какого-либо коммерческого использования свое-
го изобретения он не предлагал. Долгие годы телематические системы
не находили практического применения. Они стали широко использо-
ваться во многих сферах техники только начиная с середины 50-х годов
XX столетия.
2. Работы Попова
Честь создания первого устройства, которое нашло практическое при-
менение для приема радиосигналов во всех системах, создававшихся в пер-
вый — опытный период развития радиотехники (1895-1899 гг.), принад-
лежит российскому физику и электротехнику' Александру Степановичу
Попову.
В начале 1895 г., узнав об исключительно важных опытах Лоджа, он
создал «прибор для обнаружения и регистрирования электрических коле-
баний» — первый радиоприемник, который мог быть, в принципе, ис-
пользован для приема телеграфных сигналов, и продемонстрировал его
работу 7 мая этого же года на заседании Русского физико-технического
общества. В качестве источника электромагнитного излучения он исполь-
зовал вибратор Герца, а в качестве устройства, ре-
гистрирующего принимаемые радиоволны, усо-
вершенствованный им самим прибор Лоджа.
Это важное усовершенствование состояло во
введении в установку Лоджа дополнительной це-
пи, осуществлявшей операцию декогерирования
автоматически. Для этого в цепь, в которую были
включены последовательно электрическая бата-
рея и когерер, он дополнительно включил чув-
ствительное реле, которое срабатывало, когда
на когерер падала электромагнитная волна. Сра-
батывание реле вызывало подключение к той же
196 Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи

Рис. 2. Схема передатчика и приемника А. С. Попова
батарее электрического звонка. Якорь звонка притягивался вверх и ударял
по чашечке звонка, при этом цепь звонка разрывалась и якорь, возвра-
щаясь под действием пружины вниз, ударял по когереру, возвращая ему
чувствительность и высокое сопротивление. Реле размыкало контакты,
и прибор был готов к приему следующего сигнала.
Первая публикация об этой демонстрации появилась в декабре 1895 г.
Это была первая в мире публикация, в которой был подробно описан при-
емник радиосигналов. Изобретение Попова было высоко оценено совре-
менниками. Так знаменитый британский ученый Лодж, ознакомившись
в 1897 г. с описанием приемника Попова, писал: «Я действительно исполь-
зовал для восстановления чувствительности когерера автоматический мо-
лоточек или иной встряхиватель, приводимые в действие часовым либо иным
механизмом. Однако Попов первый заставил сам сигнал вызывать обратное
воздействие, и я считаю, что этим нововведением мы обязаны Попову».
Почти сразу же после первой демонстрации прибор А. С. 11опова, впо-
следствии названный «грозоотметчиком», был применен для решения важ-
ной для метеорологии практической задачи обнаружения [розовых раз-
рядов. Прибор использовался в 1895-1896 гг. для изучения характера ат-
мосферных помех. Этот прибор, приспособленный А. С. Поповым для
записи фиксируемых им разрядов на бумагу, был установлен в Петер-
бургском лесном институте, в котором профессор Д. А. Лачинов проводил
исследования атмосферного электричества. В изданной им в 1895 г. книге
«Основы метеорологии и климатологии» прибору А. С. Попова был по-
священ один из ее разделов «Разрядоотметчик Попова».
Свой грозоотметчик А. С. Попов демонстрировал в 1896 г. на еже-
годной Нижегородской Всероссийской промышленной и художественной
выставке. На ней А. С. Понов удостоился Почетного диплома «За изобре-
тение нового и оригинального инструмента для исследования гроз».
В своей статье «Прибор для обнаружения и регистрации электрических
колебаний», опубликованной в журнале Русского физико-химического об-
щества в 1896 г., Попов писал: «Всоединении с вертикальной проволокой дли-
2. Работы Попова
197
ной 2,5 м прибор отвечал на открытом воздухе колебаниям, произведенным боль-
шим герцевым вибратором с искрой в масле, на расстоянии 30 сажен (64 м)...».
Ясно осознавая возможности использования своего изобретения для
создания беспроводного телеграфа, Попов писал: «...При дальнейшем усо-
вершенствовании моего прибора он может быть применен к передаче сигналов
на расстояния при помощи быстрых электрических колебаний».
В России в начале 1897 г. А. С. Попов подготовил программу испыта-
ния своих приборов на кораблях Балтийского флота. 11рограмма включала
исследования возможности увеличения дальности связи за счет повыше-
ния мощности излучаемого сигнала, чувствительности приемника, изуче-
ния влияния на связь метеорологических условий, определения влияния
на передачу и прием сигналов такелажа, мачт и металлических частей
корабля и т. п. Опыты проводили его сотрудник П. Н. Рыбкин и специаль-
ная комиссия морских офицеров. Они показали, что дальность зависит
от разности потенциалов в искровом промежутке станции, от высоты
и разветвленности передающей антенны. В ходе экспериментов в Крон-
штадтской гавани дальность связи между транспортным судном «Европа»
и крейсером «Африка», на которых была установлена приемно-переда-
ющая аппаратура Попова, достигала 5 км. Опытные данные были ис-
пользованы Поповым в экспериментах, выполненных в 1898 г, в которых
на береговой станции была построена одноярусная антенна, а на кораб-
ле — разветвленная двухярусная.
Во время проведения опытов А. С. Попов обнаружил, что металли-
ческие корпуса кораблей влияют на распространение волн, и предложил
способ определения направления на работающий передатчик. С этим на-
блюдением связано его предложение установить передатчики радиоволн
на маяках, световые сигналы которых трудно заметить в условиях плохой
видимости (днем, в плохую погоду).
Осенью 1899 г. из-за навигационной ошибки сел на мель в Финском
заливе у острова Гогланд броненосец «Генерал-адмирал Апраксин». Было
необходимо наладить связь с попавшим в бедствие кораблем и организо-
вать спасательные работы.
Созданная Поповым аппаратура оказалась очень кстати. Поповым
вместе с его сотрудниками П. Н. Рыбкиным, И. И. Залевским и А. А. Ре-
мертом была построена линия беспроводного телеграфа между острова-
ми Гогланд и Кутсало протяженностью 45 км. Линия несколько месяцев
устойчиво работала и во многом способствовала успешному завершению
спасательных работ.
В самом начале спасательных работ произошло чрезвычайное проис-
шествие — большую льдину, на которой находились около 30 рыбаков,
оторвало от берега и унесло в море. К счастью, работы по организации
радиолинии 1бгланд—Кутсало были завершены и А. С. Попов передал
на ледокол «Ермак» телшрамму с приказом командования оказать рыба-
кам помощь.
198
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
Телеграмма была принята и все рыбаки были спасены. Эта весть обле-
тела всю Россию. Данное событие ярко показало огромное значение, ко-
торое имеет новое средство связи. В 1899 г. за успешную работу по приме-
нению беспроводного телеграфа на судах военно-морского флота России
А. С. Попов получил крупную денежную премию в сумме 33 000 рублей.
В 1899 г. А. С. Попов был командирован за границу для изучения
ведущихся там работ по беспроволочному телеграфу. Его сотрудники
П. И. Рыбкин и Д. С. Троицкий выполняли в это время опыты по бес-
проволочной телеграфии и, включив параллельно когереру телефон, об-
наружили, что прием телеграфных сигналов на слух значительно увеличил
чувствительность приемника. Об этом они сообщили А. С. Попову, кото-
рый прервал свою командировку и тут же выехал на Родину. В этом же
году он разработал новую схему «телефонного приемника депеш», кото-
рый был запатентован им в России, Франции и Англии.
Как выдающийся ученый и изобретатель А. С. Попов получил широ-
кое признание не только в России, но и в Европе. Летом 1900 г. на Все-
мирном электротехническом конгрессе в Париже профессором М. А. Ша-
теленом был зачитан доклад А. С. Попова «Непосредственное применение
телефонного приемника в телеграфии», в котором были также освещены
результаты работ по передаче сигналов на радиолинии Гогланд—Кутсало.
2. Работы Попова
199
Рис. 4. Золотая медаль, присужденная А. С. Попову в Париже
На Всемирной выставке в Париже был отмечен вклад Попова в изоб-
ретение беспроволочного теле!рафа, а ему были вручены Золотая медаль
и почетный диплом. В этом же году он был избран членом Французского
физического общества.
После возвращения в Петербург, Попов был представлен к награжде-
нию орденом Станислава 2-й степени, как получивший «...общее уважение
и вполне заслуженную славу прекрасного профессора и серьезного ученого».
В 1900 г., учитывая успех применения радиосвязи, продемонстри-
рованный Поповым во время Готландской операции, командование рос-
сийских сухопутных войск решило провести опытную проверку исполь-
зования нового вида связи в условиях, близких к военно-полевой об
становке. Такие опыты с использованием телефонного приемника депеш
были проведены во время больших войсковых маневров П. И. Рыбкиным
и Д. С. Троицким. Их результаты были подробно изложены в российской
печати. Работы по совершенствованию нового средства связи продол-
жались. В 1901 г. были проведены опыты по применению беспроводной
телеграфии по системе Попова между кораблями в Черном море. При этом
была достигнута дальность радиосвязи на расстоянии 150 км. Несмотря
на поддержку таких крупных военно-начальников как адмирал С. О. Мака-
ров, который добивался создания для Попова благоприятных условий для
исследовательской и производственной работы, Попов был очень стеснен
в своих возможностях развернуть исследования в области беспроводного
телеграфа. Даже поддержка адмирала Макарова не помогла преодолеть
бюрократические препоны царского правительства и создать для Попова
лабораторию и предприятие, на котором можно было бы наладить произ-
водство для российского флота радиоаппаратуры.
Во время своих командировок Попов установил контакт со своими
зарубежными коллегами — во Франции с инженером Эженом Дюкрете —
фабрикантом физических приборов, в Германии — с пионером в области
радиосвязи в этой стране Адольфом Слаби. Одним из результатов этих
встреч стало то, что для военно-морского флота Франции и России фир-
ма Дюкрете стала выпускать аппараты по системе Popoff— Ducretet—Tisso.
Француз — лейтенант Тиссо участвовал в испытаниях аппаратов, создан-
ных на основе разработок Попова, и внес в них ряд конструктивных
200
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
улучшений. Партии таких аппаратов закупались для оснащения кораблей
российского военно-морского флота.
Несмотря на то, что первый пригодный для практического приме-
нения приемник был изобретен в России, наладить в нужных масштабах
необходимое для нужд страны отечественное производство радиоаппара-
туры, так и не удалось. Связано это, в первую очередь, с косностью бю-
рократического государственного аппарата российской империи, которая
чрезвычайно медленно реагировала на происходящий в мире технический
прогресс и не способствовала внедрению в стране последних достижений
науки и техники. Кроме того, бюрократическая верхушка, как правило,
не верила в возможности отечественных ученых и инженеров создать нечто
новое, такое, что еще не появилось в других странах. Ведь не случайно,
такие крупные российские ученые и инженеры в области электротехники,
как М. О. Доливо-Добровольский или П. Н. Яблочков, не смогли реализо-
вать свои идеи на Родине, и вынуждены были уехать из России.
Существовала еще и одна субъективная причина. Попов, как о нем
говорил его ученик известный советский радиофизик Д. А. Рожанский,
«...был не чужд техники, но в гораздо большей степени он, все же, был
физиком, оригинальным и опытным экспериментатором». С точкой зре-
ния Рожанского согласуется мнение А. А. Реммерта — бывшего ученика
А. С. Попова в Минных классах, одного из активных участников создания
радиолинии Гогланд—Кутсало, организованной для проведения спасатель-
ной операции по снятию с мели броненосца «Генерал-адмирал Апраксин».
На заданный им самим вопрос «...почему оспаривается у нас пальма первен-
ства в изобретении радиотелеграфа?» он дал следующий ответ: «Потому,
что мы посмотрели на открытие вместе с изобретателем глазами теоре-
тиков, а Маркони с англичанами — глазами практиков».
Подход Попова к своим первым экспериментам как неким интерес-
ным физическим опытам проявилось, в частности, в том, что он в самом
начале 1896 г. на несколько месяцев отвлекся от работ по совершенство-
ванию своего аппарата, и стал изучать неожиданное для всех физиков от-
крытие нового вида излучения Рентгеном. А ведь Попову, чтобы удержать
первенство в создании систем радиосвязи, не следовало бы отвлекаться
на другие работы, а необходимо было настойчиво продолжать совершен-
ствовать созданный им аппарат, так как (и Попов об этом хорошо знал)
в этом направлении работали многие ученые.
То, что Попов в самом начале своих опытов, хотя и понимал актуаль-
ность создания средств беспроводной связи, но не оценил в должной мере
всю ее насущность для Человечества, говорит и то, что в докладе, который
был сделан 12 марта 1896 г. в Физическом отделении Русского физико-хи-
мического общества, он, усовершенствовав конструкцию своего аппарата,
назвал его «прибором для лекционного демонстрирования опытов Герца».
При этом им не был сделан должный акцент на возможности использо-
вания этого прибора для создания совершенно нового вида связи.
2. Работы Попова
201
Попов приступил к развернутым экспериментам по беспроводной
связи и к совершенствованию своих приборов лишь после того, как по-
явилось сообщение о проведенных в Англии успешных опытах Маркони.
Создать приемный аппарат, который был бы способен реагировать на по-
сланный сигнал не звуковым сигналом, а регистрировать его на бумажной
ленте ему удалось, преодолев ряд технических трудностей, только 18 де-
кабря 1897 г. В этот день он прочел на заседании Русского физико-химиче-
ского общества доклад «Опыты телеграфирования без проводов» с демон-
страцией своего нового прибора. По эфиру было передано слово «Герц»,
которое было зарегистрировано на ленте обычной телеграфной азбукой.
Даже на своей Родине Попову не удалось сделать прорыв в деле
широкого внедрения нового средства связи. Одной из причин этого явля-
ется то, что он не имел столь же сильной государственной и финансовой
поддержки своим идеям, как Маркони в Англии. В силу ряда жизнен-
ных обстоятельств, Попов не мог полностью посвятить все свое время
развитию нового средства связи. Для содержания семьи ему каждый год
в течение нескольких месяцев приходилось выезжать в Нижний Новгород
и подрабатывать там, заведуя электростанцией на Нижегородской выстав-
ке. Много времени у него занимала преподавательская деятельность.
Это в полной мере смог сделать другой более предприимчивый, удач-
ливый и целеустремленный человек — Маркони. Благодаря Маркони, по-
сле того, как он успешно завершил испытания беспроводного телеграфа,
в Англии и в других странах был налажен массовый выпуск радиообору-
дования, и оно быстро распространилось по всему миру.
Попов был благородным и объективным человеком. Он всегда от-
давал должное достижениям других ученых, подготовивших почву для
создания систем радиосвязи. В своем докладе «Телеграфия без проводов»,
прочитанном 29 декабря 1899 г. на заседании Всероссийского электротех-
нического съезда, который был опубликован в 1900 г. в «Физико-мате-
матическом ежегоднике», он писал: «В первый раз телеграфный аппарат
при помощи трубки Бранли был приведен в действие Лоджем. Трубка была
включена последовательно с электромагнитом телеграфа и батареей. Волна,
произведенная разрядом, происшедшим по соседству, замыкала ток и якорь
притягивался, но ненадолго, потому что трубка постоянно встряхивалась
особой зацепкой, на одной из быстро вращающихся осей телеграфного аппа-
рата, выходящей наружу».
Попов сам отмечал, что «употребление мачты на станции отправления
и на станции приема для передачи сигналов с помощью электрических коле-
баний — заслуга Николы Теслы», который использовал ее в своих опытах
в 1893 г.
Попов понимал, и указывал на это сам, что Маркони совершенно
независимо от него пришел к тем же идеям. Кроме того, он всегда при-
знавал и ценил заслуги Маркони в деле практического применения радио.
Выступая на Всероссийском электротехническом съезде в 1897 г., Попов
отметил: «Не подлежит сомнению, что первые практические результаты
202
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
по телеграфированию на значительные расстояния были достигнуты Мар-
кони прежде других».
Несмотря на все сложности, которые выпали на долю Попова в его
пионерских исследованиях, ему удалось добиться выдающихся результа-
тов. Поэтому его имя, как изобретателя первого практически пригодно-
го для создания беспроводного телеграфа приемника электромагнитных
волн — ключевого элемента беспроводного телеграфа, навсегда золотыми
буквами вписано в историю Человечества. Именно такой приемник в те-
чение нескольких первых лет развития радиосвязи применялся в опытах
по беспроволочному телеграфу во всех странах.
Попов внес определенный вклад и в создание отечественной ра-
диопромышленности. Благодаря, в том числе, и его усилиям в России
в 1900 г. было создано первое отечественное радиотехническое предприя-
тие «Кронштадтские радиомастерские». Однако организация работы этих
мастерских и установленный Морским ведомством порядок их финанси-
рования не позволяли привлечь к работам квалифицированный персонал.
Сам Попов, видя невозможность налаживания в этих мастерских выпуска
оборудования, способного конкурировать с оборудованием, выпускаемым
западными фирмами, рекомендовал Морскому ведомству поручать этой
мастерской лишь ремонтные работы, а также работы по изготовлению
измерительной аппаратуры.
Попов договорился с французской фирмой Эжена Дюкрете о произ-
водстве аппаратов своей конструкции во Франции. Эти аппараты постав-
лялись, в том числе, и в Россию. Аппаратура, выпускаемая и устанавлива-
емая на судах российского военно-морского флота Кронштадтскими ма-
стерскими и фирмой Дюкрете, покрывала лишь небольшую часть его по-
требностей. Большая часть поставляемого на российский флот радиообо-
рудования закупалась у иностранных фирм «Телефункен» и «Маркони».
Благодаря сотрудничеству Попова с фирмами «Сименс и Гальске»
и «Телефункен» в России был построен один из первых радиотехнических
заводов, выпускавших радиоаппаратуру в массовых количествах. Следует,
однако, отметить, что, хотя эти фирмы указывали, что ими выпускает-
ся аппаратура по системе Попова, на самом деле договор, который был
заключен Поповым с этими фирмами, позволял им легализовать выпуск
своего собственного оборудования на территории России.
В 1901 г. Попов, как крупный ученый, был приглашен в качестве
профессора на кафедру физики в Петербургский электротехнический ин-
ститут. С этого времени он в значительной степени отошел от исследо-
ваний и разработок в области беспроводной связи, сосредоточившись,
в основном, на преподавательской деятельности. Как заведующий кафед-
рой физики Попов многое сделал и для повышения уровня образования
студентов по этому предмету. Он сам разработал курс физики и самым тща-
тельным образом готовился к лекциям. Многое он сделал для оснащения
необходимым оборудованием физической лаборатории. Его учениками
были В. И. Коваленков и Д. А. Рожанский, ставшие видными советскими
3. Работы Маркони
203
IEEE MILESTONE IN ELECTRICAL ENGINEERING
AND COMPUTING
POPOV'S CONTRIBUTION TO THE DEVELOPMENT OF
WIRELESS COMMUNICATION, 1895
Oa ? May 1895, A. S. Popov demonstrated the jinssiMUty of
transmitting aad receiving abort, coatiBoous signals over & distance
up to 64 meters by means of electromagnetic waves with the help of
a special portable device respoodlag io electrical oscillation which
was a significant cootribotion to the development of wireless
communication.
May 2095
^INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS
Рис. 5. Памятная доска у Мемориального музея А. С. Попова
учеными — чл.-корреспондентами АН СССР. Они внесли значительный
вклад в развитии радиотехники и электросвязи в нашей стране.
В сентябре 1905 г. в Электротехническом институте состоялись первые
свободные выборы ректора, и Попов был единогласно избран на этот
почетный пост. Однако работать ему на этом посту довелось недолго —
17 ноября 2005 г. он скоропостижно скончался в возрасте 46 лет. После его
смерти исследования в области беспроводной связи в России остановились
почти на 5 лет.
В 1906 г. в память о замечательном русском ученом А. С. Попове Рус-
ским физико-химическим обществом была учреждена премия его имени.
Ее лауреатами стали: В. Ф. Миткевич (1906 г.), Д. А. Рожанский (1911 г.)
и В. И. Коваленков (1916 г.).
В России день 7 мая — день первой демонстрации Поповым своего
приемного аппарата, с 1945 г. является национальным праздником — днем
Радио. Академией наук в том же году была учреждена золотая медаль По-
пова. Эта высокая награда присуждается раз в 2-3 года ученым, внесшим
значительный вклад в развитии радиоэлектроники.
В мае 2005 г. Историческим центром Международной организации
инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) в Ленинградском
электротехническом институте в С.-Петербурге, где расположен Мемори-
альный музей А С. Попова, была установлена памятная доска.
Надпись на доске гласит: «7 мая 1895 г. А. С. Попов продемонстриро-
вал возможность передачи и приема коротких и продолжительных сигналов
на расстоянии до 64 метров посредством электромагнитных волн с помощью
специального переносного устройства, которое реагировало на электрические
колебания, что стало важным вкладом в развитие беспроволочной связи».
3. Работы Маркони
Идея создания системы беспроводной связи с юношеских лет пол-
ностью овладела также другим изобретателем — итальянцем Гульельмо
Маркони. Над ее реализацией он упорно работал всю свою жизнь. Ему
204
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
Гульельмо Маркони
суждено было внести огромный вклад в станов-
ление и развитие радио во всем мире как ново-
го средства связи. Знания об электромагнитных
волнах Маркони почерпнул из цикла лекции ита-
льянского профессора Аугусто Риги, консульта-
циями которого он пользовался на первом этапе
своей работы.
Свои первые опыты по практическому ис-
пользованию электромагнитных волн Маркони
проводил с 1895 г. по 1896 г. в имении своего от-
ца в городе Болонье (Италия). В своих опытах он
размещал приемник и излучатель по разные сто-
роны холма на расстоянии примерно 2-х миль.
Его помощник стрелял из винтовки всякий раз,
когда принимал символ «S» в коде Морзе.
В 1895 г. Маркони разработал аппарат, с помощью которого осуще-
ствил передачу сигналов на расстояние нескольких километров. Следует,
отметить, что никаких сведений о результатах своих экспериментов Мар-
кони до получения патента (до середины 1897 г.) нигде не публиковал.
Первую попытку получить патент на свое изобретение в Италии он сделал
в 1895 г., но ему это не удалось.
Используя родственные связи (его мать была ирландкой), он приехал
в Великобританию и сумел заинтересовать своими работами Британское
почтовое ведомство и Адмиралтейство. Директор британских телеграфов,
известный электротехник Вильям Присс горячо поддержал работу молодо-
го изобретателя и принял деятельное участие в его опытах. В июне 1896 г.
Маркони подал в Британское патентное ведомство заявку на «усовершен-
ствования в передаче электрических импульсов и сигналов и аппаратуры
для этого». Патент на свое изобретение Маркони получил в июле 1897 г.
и сразу после этого Вильям Присс в Королевском институте сделал до-
клад о полученных Маркони результатах и описал использовавшиеся им
устройства.
Маркони проводил обширные экспериментальные исследования. В сен-
тябре 1896 г. в газетах появились сообщения об успешной беспроводной
передаче сигналов с помощью аппарата Маркони на расстояние 7 км.
В мае 1897 г. он организовал репортаж с регаты, проходившей в Бри-
стольском канале в Англии, обеспечивая непрерывную передачу на берег
телефафных сообщений для прессы с места событий. В этом эксперимен-
те была достигнута дальность связи 16 км.
Уже в июле 1897 г. Маркони основал «Компанию беспроволочного
телорафа и сигналов», которая сразу же стала заниматься коммерческой
деятельностью — установкой аппаратов на плавучих и наземных маяках
вдоль побережья Англии. Эта компания в 1900 г. была преобразована
в «Компанию беспроволочного телеграфа Маркони».
3. Работы Маркони
205
В ноябре 1897 г. фирмой Маркони была открыта первая стационарная
станция в Нидлесе на острове Уайт (Великобритания) и были проведены
сеансы связи с городом Борнмутом, находящимся на расстоянии 23 км.
В 1899 г. Маркони осуществил международную телеграфную связь через
пролив Ла-Манш между Англией и Францией на расстояние около 60 км.
В этом же году благодаря использованию радиотелырафной аппаратуры,
разработанной фирмой «Маркони», была проведена операция по спасе-
нию с пассажиров парохода «МР. Ф. Мэтьюз», который наткнулся на пла-
вучий маяк «Ист-1удвин».
В 1900 г. Маркони воспользовавшись открытиями Оливера Лоджа,
Карла Брауна и Николы Теслы, стал применять настроенные контура
в передатчиках и в приемниках. Это позволило увеличить энергию излу-
чаемого сигнала, уменьшить ширину занимаемой сигналом полосы частот
и повысить избирательность приемного устройства. В результате возросла
дальность связи, и, кроме того, он смог добиться одновременной рабо-
ты нескольких комплектов передатчиков и приемников поблизости друг
от друга. Полученный им в апреле 1900 г. в Англии патент №7777 за-
креплял за ним монопольное право на использование настроенных друг
на друга передатчиков и приемников. К концу 1900 г. Маркони удалось
увеличить дальность передачи сигналов до 200 км, а в январе 1901 г. она
достигла 290 км.
Маркони привлекал к работе в своей компании ведущих высококва-
лифицированных ученых. Он был готов к восприятию любых идей и сам
отмечал: «Я нуждаюсь в любой помощи, которую могу получить. Я читаю
все, абсолютно все, что могу найти по телеграфной связи. Я никого не про-
пускаю и ничего не игнорирую, никакую идею, какой бы абсурдной она не была
Я пробую все, по крайней мере, один раз».
Феноменальный и никем, кроме Маркони, не ожидавшийся резуль-
тат по увеличению протяженности радиолиний был достигнут в 1901 г. Он
убедил акционеров своей компании выделить значительную сумму денег
(40 000£) на дорогостоящий эксперимент по определению максимально
возможной дальности радиолинии. Для этого эксперимента был изготов-
лен мощный передатчик, установленный в местечке Полдью на южном
берегу Англии. Там же была сооружена сложная антенная система, со-
стоящая из 50 вертикальных медных проводов, укрепленных на верху
на горизонтальном поддерживающем проводе и растянутых между дву-
мя мачтами, высотой 48 м. Был куплен корабль, на котором размещена
приемная аппаратура. В Америке (в Ньюфаундленде) была построена при-
емная станция, в которой когерер включался во вторичную обмотку по-
вышающего трансформатора (джиггера). Приемная антенна поднималась
воздушным змеем на высоту около 120 м. Сигнал был передан на частоте
примерно 800 кГц, мощность передатчика составляла 25 кВт. На станции
в Ньюфаундленде 21 декабря 1901 г. на радиолинии длиной около 3500 км
был зафиксирован четкий прием переданной кодом Морзе буквы «S».
206
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
Рис. 6. Передающая станция в Полдью
Этот результат был тем более неожиданным, что в начале XX века
никто из крупнейших физиков не верил в то, что радиосигналы могут
распространяться на расстояние намного большее, чем расстояние пря-
мой видимости. Ими рассматривался единственный известный в те годы
механизм распространения радиоволн путем дифракции на сферической
поверхности Земли и расчеты показывали, что далеко за горизонтом сила
сигнала должна уменьшиться до ничтожно малой величины.
Уместно отметить, что ключевую роль в подготовке и проведении экс-
перимента по организации сверхдальней линии радиосвязи сыграл знаме-
нитый английский ученый Флеминг — изобретатель первой электронной
лампы — вакуумного диода, работавший в фирме «Маркони» научным
консультантом. Он не только рассчитал необходимую энергетику такой
линии, но и сконструировал для нее передатчик и сложную антенну. Прав-
да, его роль в этом эпохальном эксперименте широкой публике осталась
неизвестной. Все слава от успеха этого эпохального эксперимента доста-
лась Маркони. Это был не только громкий научный успех его фирмы,
но и коммерческий — известие об успешной передаче телеграфных сиг-
налов на трансатлантической линии связи сразу же в 7 раз увеличило
стоимость на бирже акций компании «Маркони».
Опыты Маркони были продолжены и в следующие годы. В них была
установлена связь между Англией и Южной Америкой на линии, длиной
в 10000 км. Эти опыты позволили установить, что условия прохождения
радиоволн на дальние расстояния зависят от времени суток: дальность
распространения сигналов ночью почти в три раза превышала дальность
днем. Сколько-нибудь убедительных объяснений этому явлению в те годы
дать не могли.
3. Работы Маркони
207
Рис. 7. Составленные Флемингом схемы
передатчика и антенны в Полдью
Успех эксперимента Маркони натолкнул двух крупных ученых Кен-
неди в США и Хевисайда в Англии на мысль, что дальнее распространение
радиоволн связано с существованием в верхних слоях атмосферы ионизи-
рованного слоя, возникающего под влиянием излучения Солнца. Их ги-
потеза заключалась в том, что радиоволны распространяются на дальние
расстояния не путем огибания поверхности Земли, а путем распростра-
нения между двумя поверхностями — Земли и «проводящего» верхнего
слоя атмосферы. Эта гипотеза через два десятилетия привела к созданию
теории ионосферного распространения радиоволн.
Маркони был одним из первых, кто стал применять в передающих
станциях направленные антенны, получив патент на такую антенну в 1905 г.
Заслуги в развитии в мире беспроволочной телеграфии Гульельмо Мар-
кони и немецкого ученого Карла Брауна были отмечены присуждением
им в 1909 г. высшей научной награды — Нобелевской премии по физике.
В том же году король Италии назначил Маркони членом Сената, а в 1929 г.
ему был пожалован титул маркиза.
Фирмой Маркони были выполнены колоссального масштаба работы
по созданию в Европе и в Америке сети береговых радиостанций. Благо-
даря этим станциям были спасены многие человеческие жизни. Так, в ян-
варе 1909 г. судно S. S. Republic столкнулось у восточного побережья США
с итальянским пароходом. В течение двух дней оператор судовой станции
Джэк Бинс посылал в эфир сообщение о координатах терпящего бедствие
судна. В результате, сигналы бедствия были приняты, пришла помощь
и 1700 человек были спасены. В 1912 г. произошла одна из крупней-
ших морских катастроф XX века — морской лайнер «Титаник» столкнулся
с айсбергом и затонул. Благодаря наличию на борту лайнера радиостанций
Маркони были организованы спасательные работы и 712 человек удалось
спасти. Лорд Самуэль — генеральный директор Британского почтового
208
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
ведомства в этой связи отметил: «Те, кто был спасен, были спасены благода-
ря одному человеку мистеру Маркони и... его замечательному изобретению».
Во время первой мировой войны фирма «Маркони» создавала обору-
дование беспроволочного телеграфа для нужд итальянских вооруженных
сил. Сам Маркони стал национальным героем Италии и его привлека-
ли для решения разных государственных задач. В 1919 г. Маркони был
назначен полномочным представителем Италии на Парижской мирной
конференции и от имени Италии подписал мирные договоры с Австрией
и Болгарией.
В 1921 г. фирма Маркони приступила к исследованиям коротковол-
новой телеграфии, на основании результатов которых в 1927 г. была раз-
вернута международная сеть коммерческих коротковолновых телеграфных
связей. Маркони был пионером в освоении метровых волн и в 1932 г. его
фирма построила первую радиотелефонную линию связи, работающую
на этих волнах. Через несколько лет (в 1934 г.) фирмой Маркони была
продемонстрирована возможность применения метровых волн для нави-
гации в открытом море.
В 1930 г. Маркони был избран президентом Королевской итальян-
ской академии, он был почетным доктором 14 университетов и членом
многих академий. Маркони пользовался всемирной славой, был богат,
имел много наград и премий, в том числе международных. Маркони был
удостоен золотой медали на состоявшемся в 1900 г. в Париже Всемирном
электротехническом конгрессе, медали Франклина (Франклиновский ин-
ститут), медали Альберта (Королевское общества искусств в Лондоне),
награжден Большим крестом ордена Короны Италии. Среди его наград
орден Св. Анны — одна из высших наград Российской империи.
Скончался Гульельмо Маркони в Риме 20 июля 1937 г. в возрасте
63 лет. В день похорон этого великого человека в определенное время все
существующие радиостанции прервали свое вещание на 2 минуты.
В памяти людей Маркони остался как человек, создавший новую
технику, позволяющую людям поддерживать связь, преодолевая любые
расстояния на Земле и в Космосе. Фирма «Маркони» и сегодня является
одной из крупнейших радиотехнических фирм Великобритании.
4. Работы Карла Брауна,
Адольфа Слаби и Георга Арко
Немецкие исследователи также внесли значительный вклад в создание
первых систем радиосвязи. Наиболее значительной фигурой среди немец-
ких ученых был профессор-физик Карл Фердинанд Браун, которому при-
надлежат несколько основополагающих изобретений. С его именем свя-
зано использование в приемниках радиосигналов кристаллических детек-
торов вместо ненадежных когереров. Он внес существенные усовершен-
ствования первых искровых передатчиков, включив искровой промежуток
5. Споры относительно первенства в изобретении радио 209
Карл Браун
Адольф Слаби
Георг Арко
в избирательный контур, индуктивно связанный с передающей антенной.
Это позволило значительно увеличить протяженность радиолинии.
Кроме того, ему принадлежит честь изобретения электронно-лучевой
трубки, нашедшей в последующие годы широкое применение в измери-
тельной технике, в телевидении и радиолокационной технике. Он был
одним из первых разработчиков направленных антенн.
Браун сотрудничал с фирмой «Сименс и Гальске» в разработке радио-
станций для военно-морского флота Германии, а позже активно участвовал
в разработках фирмы «Телефункен». В 1909 г. ему совместно с Маркони
была присуждена Нобелевская премия по физике за вклад в создание си-
стем радиосвязи.
В 1897 г. немецкие инженеры Адольф Слаби и его помощник Ге-
орг фон Арко наблюдали за экспериментами Маркони по беспроводной
связи в Бристольском заливе. Вернувшись в Германию, они разработали
собственную систему и провели в Г 897 г. первые успешные испытания
системы связи недалеко от Берлина на линии, имевшую рекордную для
того воемени про гяженность, равную 21 км.
Слаби и Арко разрабатывали радиостанции своей системы для гер-
манской армии. В 1903 г. по решению Вильгельма 11 — кайзера Германии,
их разработки были объединены с разработками Брауна. В результате
возникла собственная германская программа развития радио, основным
разработчиком которой стала компания «Телефункен». Эта компания дол-
гие годы была основным конкурентом фирмы «Маркони» в производстве
радиоаппаратуры. Первым ее главным инженером стал Арко.
5. Приоритетные споры относительно
первенства в изобретении радио
В истории техники споры о приоритете составляют не самый инте-
ресный и не самый важный раздел с точки зрения выявления закономер-
210
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
ностей ее развития. Они имеют, обычно, особую остроту в то время, когда
изобретение создано и для изобретателей или фирм, с которыми они
сотрудничают, важно утвердить свои юридические и финансовые права
на изобретение, которые позволили бы извлечь из него максимум эко-
номической выгоды. Приоритет изобретений должен быть точно зафик-
сирован учреждениями, проводящими их экспертизу: кто первый подал
заявку на изобретение, тот и считается его изобретателем, даже в том слу-
чае, если разница в моменте подачи заявок от двух разных изобретателей
совершенно незначительна.
Имеется очень мало крупных изобретений, относительно которых
в свое время не велись бы ожесточенные споры в судебных инстанциях,
о том, кому же принадлежат права на то или иное изобретение. Судебные
разбирательства порой занимали не один год. Но даже скрупулезное рас-
смотрение таких дел не гарантировало от судебных ошибок.
Показательна история изобретения в 1876 г. телефона, на который
первый патент получил Александр Белл. В суды США было подано око-
ло 600 исков, оспаривавших его приоритет. Все судебные процессы Белл
выиграл и в истории он остался как единственный автор этого замеча-
тельного изобретения (вполне справедливо, так как он не только изобрел
телефон, но и внес огромный вклад в создание и быстрое развитие сетей
телефонной связи во всем мире).
Однако, как уже отмечалось в главе 5 первой части книги, через 124 года
после того, как Белл получил свой патент, открылись новые обстоятель-
ства, и дело об изобретении телефона было вновь рассмотрено в Вер-
ховном суде США. На основании тщательного судебного расследования
и решения суда Сенат США в 2002 г. принял Резолюцию, констатирую-
щую, что первым изобретателем телефона был совсем не Белл, а другой
американский гражданин — Антонио Меуччи, которому в силу трагиче-
ских обстоятельств доказать свое первенство в свое время не удалось.
Следует иметь ввиду, что патентное право в разных странах имеет
свои особенности, что может также приводить к ожесточенным патент-
ным спорам. В некоторых странах экспертиза заявок проводится на ми-
ровую новизну, а в других — только на национальную новизну. Кроме
того, патент на изобретение всегда выдается на определенный срок, после
истечения которого изобретатель теряет юридические права на свою идею
и она становится достоянием всего человечества, в том смысле, что любая
фирма может приступить к выпуску аппаратуры по этому изобретению,
не делая никаких отчислений изобретателю.
Очень часто к одной и той же идее, появление которой, как прави-
ло, подготовлено всем ходом развития в мире данной области техники,
приходят независимо разные люди, живущие в разных странах. Разница
в моменте обнародования ими этой идеи может даже составлять несколько
лет и не всегда право на авторство бывает оформлено кем-либо юриди-
чески. Жизненные обстоятельства и предприимчивость разных людей,
совершенно разные, и поэтому одному из изобретателей (который, быть
5. Споры относительно первенства в изобретении радио 211
может, и не был хронологически первым, кто выдвинул данную идею)
удается, внедрив или широко распространив свою идею, оказать значи-
тельное влияние на жизнь людей на Земле, а другому это в силу разных
причин не удается. В этом случае память человечества может присвоить
пальму первенства не тому, кто реально был первым, а тому, кто всей своей
деятельностью способствовал широкому внедрению данного изобретения.
Защищать в суде права на свои патентные права неоднократно при-
ходилось даже таким знаменитым изобретателям как Томасу Альве Эди-
сону и Самуэлю Финли Морзе. Морзе, например, пришлось противосто-
ять в суде крупнейшему американскому физику Джозефу Генри, который
предъявлял свои претензии на изобрет ение пишущего телеграфа.
Ожесточенные патентные споры разгорались и по поводу изобрете-
ния радио. Самими изобретатели не всегда участвовали в этих спорах,
которые порой поднимались по указке государства, исходя из политиче-
ской конъектуры.
Следует иметь ввиду, что словосочетание «изобретение радио», став-
шее для многих привычным, имеет столь же мало смысла, как словосочета-
ние «изобретение авиации» или «изобретение транспорта». Содержательно
можно рассуждать лишь об изобретении какого-либо конкретного радио-
технического устройства — приемника, генератора, детектора, антенны
и т. п., или о создании линий радиосвязи с применением таких устройств.
Поэтому, используя это словосочетание, следует уточнять, что же имеется
ввиду на самом деле, иначе спор становится беспредметным.
Идея беспроводной связи, как уже отмечалось, прорабатывалась очень
многими учеными и инженерами. Наибольший успех выпал на долю По-
пова и Маркони. Оба они базировались на работах Лоджа и именно по-
этому предложили независимо друг от друга почти идентичные по схеме
усовершенствования его устройства, позволившие приступить к практи-
ческой реализации систем радиосвязи.
Попов первый опубликовал описание своего прибора и результаты
проведенных с его помощью экспериментов. Его первая подробная ста-
тья, в которой был описан его приемник и результаты экспериментов,
появилась на русском языке в самом начале 1896 г. в «Журнале русского
физико-химического общества».
Маркони о публикации Попова ничего не знал и, находясь в Англии,
в которой патентные правила не требовали экспертизы заявки на изоб-
ретение на мировую новизну, первым получил в 1897 г. патент на свою
систему.
Возможность создания систем беспроводной связи приобрела ши-
рокую известность сразу же после 4 июня 1897 г., когда в Королевском
институте в Лондоне состоялось первое публичное представление изоб-
ретения Маркони. Видный электротехник и один из руководителей по-
чтового ведомства Великобритании Вильям Присс выступил с докладом
«Передача сигналов на расстояние без проводов», в котором дал подроб-
ное описание изобретения Маркони. Доклад Присса и схема передатчика
212
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
и приемника Маркони были опубликованы 11 июля этого же года в жур-
нале «The Electrician». Эта статья была вскоре перепечатана во многих
странах, в том числе и в России.
Маркони, имея в Англии государственную поддержку своей деятель-
ности, очень целеустремленно занимался не только совершенствованием
своей систем радиосвязи, но и ее рекламой. Он действовал как очень
квалифицированный менеджер: устраивал многочисленные конференции,
приглашал ученых, журналистов, встречался с министрами, организовал
встречи с королем Италии Виктором-Эммануилом III и с императором
России Николаем II.
Очень скоро о его изобретении узнает широкая публика, Маркони
становится популярным, его знают во всем мире, ценят его вклад в науку
и изобретения, которые служат всему человечеству.
К сожалению, на Западе результаты, полученные Поповым, долгое
время оставались не известными. Даже в России далеко не все специ-
алисты до публикации в 1897 г. сообщений об экспериментах Маркони
знали об опытах, проведенных Поповым еще в 1895 г. Так в 1897 г. на от-
крытии IV съезда железнодорожных и других электротехников в Одессе,
на который был приглашен Попов, выступивший на нем с докладом, пред-
седатель съезда А. Н. Эйлер, потомок знаменитого математика, отметил:
«...4 июня текущего года был представлен подробный доклад об изобретен-
ной Маркони передаче сигналов на расстояние без проводников. ...и тут мы
совершенно случайно узнаем, что в этой области имеются уже работы на-
шего соотечественника, уважаемого А. С. Попова. В 1895 г. и в самом начале
1896 г. он построил прибор для обнаружения и регистрирования электриче-
ских колебаний в атмосфере, по сравнению с которым изобретение Маркони
представляет собой почти точную копию...».
Реакция на статью Присса об экспериментах Маркони и на поток
публикаций о них в прессе у ряда ученых была неоднозначной. Некоторые
из них не видели в этих экспериментах той степени новизны, которую им
в те годы приписывали газеты, и считали, что раздувать из них громкую
сенсацию нет никаких оснований.
Первым на появившуюся публикацию об изобретении Маркони от-
кликнулся Лодж, поместивший в журнале «The Electrician» ироническую
заметку, в которой говорилось: «Один из студентов профессора Риги в Боло-
нье услышал на лекции о передаче на расстояние волн Герца и об их обнаруже-
нии сцеплением металлических опилок. Обладая чувством юмора и большой
энергией, располагая свободным временем, он приступил к изготовлению под-
ходящего когерера, упаковал его в запечатанную коробку и привез в Англию,
как секретное изобретение для сигнализации в дальнейшем без проводов. Вли-
ятельными лицами был представлен главному инженеру Правительственного
телеграфа, по-видимому, слишком занятому для того, чтобы помнить о по-
следних достижениях в области волн Герца, вследствие чего было объявлено,
что коробки содержат „новый план", который „привезен в Англию". Были про-
читаны доклады в Королевском институте и Королевском обществе. Палата
5. Споры относительно первенства в изобретении радио 213
лордов ассигновала 600 фунтов стерлингов на постановку специальных опы-
тов... Можно поздравить Маркони с успехом его предприятия', о нем пишут
в газетах нашей страны и других стран, а также в популярных журна-
лах. Теперь наконец, публика услышала, очевидно, впервые, что существуют
электрические волны, которые могут передаваться на значительные рассто-
яния и могут быть обнаружены необходимым образом. Так секретный ящик
дал публике больше сведений, чем много томов „Philosophical Transactions"
и „Proceedings of Royal Society". Наши старые друзья — волны Герца и коге-
реры — стали общественным достоянием и получили даже международное
признание. Каждая газета содержит сведения о практическом применении
изобретения, за исключением сведений о тех не влиятельных лицах, которые
усердно работают над его дальнейшей разработкой».
Со статьей Присса почти сразу же после ее выхода познакомился
и Попов. Из нее он увидел практически полную схемную идентичность
своего приемника и приемника Маркони. Об этом он написал в журнал
«The Electrician» заметку, которая была опубликована 10 декабря 1897 г.
Из этой заметки европейские специалисты узнали о пионерской работе,
которая была выполнена российским ученым за полтора года до того, как
были обнародованы результаты Маркони.
Эта публикация Попова создала для Маркони серьезные препятствия
в его попытках получить патенты на свою систему радиосвязи во многих
странах. Приоритет Попова в создании первого приемника, практически
пригодного для создания системы беспроволочного телеграфа, был при-
знан не только в России, но и во Франции и Германии.
Французским фабрикантом Эженом Дюкрете 21 января 1898 г. был
сделан доклад на заседании французского физического общества в Пари-
же. В этом докладе, который был опубликован в «Трудах Физического об-
щества», сказано: «Мы имеем все элементы, необходимые для осуществления
телеграфа без проводов на герцевых волнах. Достаточно, чтобы чувстви-
тельное реле включало электромагнит регистрирующего прибора и чтобы
на расстоянии излучались и передавались через пространство электрические
волны путем коротких или длинных разрядов в соответствии с кодом Мор-
зе... Прибор, описанный и построенный в 1895 г. профессором А. Поповым,
был устроен именно так', он был применен для приема электрических волн,
возбуждаемых атмосферными разрядами, и для передачи на большие рассто-
яния телеграфных сигналов...». Военно-морской флот Франции оснащался
некоторое время радиостанциями системы Попов—Дюкрете, производи-
мыми на предприятии Дюкрете.
В Германии профессор Слаби, рассматривавший заявку Маркони
на получение германского патента, запросил у стажировавшегося у него
российского специалиста Б. И. Угримова предоставить ему публикации,
в которых был описан аппарат Попова. Сам Угримов ими не располагал
и обратился к Попову, выславшему Слаби бандероль со своими работами.
Изучив их, Слаби пришел к выводу, что заявка Маркони на получение
214
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
в Германии патента на беспроволочный телеграф повторяет предложение
Попова и должна быть отклонена из-за отсутствия в ней новизны.
Фирма Маркони придерживалась агрессивной коммерческой полити-
ки, пытаясь получить мировую монополию на выпуск и установку своего
радиооборудования. Эта фирма, с целью обеспечения безопасности плава-
ния морских судов, построила широкую сеть береговых станций во многих
странах мира. По указанию Маркони эти станции обменивались сигна-
лами только с теми судами, на которых было установлено оборудование
его фирмы. Маркони хотел узаконить это положение на международном
уровне, тем самым обеспечив себе мировую монополию в производстве
радиостанций для морского флота.
В действиях Маркони, к сожалению, бизнес и мораль не всегда ока-
зывались совместимыми. Его мощная фирма присваивала себе, порой,
идеи других изобретателей, и, используя свое влияние, получала на них
патенты, приносящие колоссальную прибыль.
Так было, например, с патентом на важную для развития радиосвязи
систему «синтонической телеграфии без проводов» — одну из первых ра-
диосистем, в которой на передающей и приемной станциях для повыше-
ния избирательности использовались резонансные контура. В Англии эту
систему предложил в мае 1897 г. Лодж и получил на нее патент. На подоб-
ную же систему в 1900 г. Маркони подал в Англии заявку и также получил
знаменитый патент № 7777, который стал широко известен и применялся
в массовом оборудовании, выпускаемом его фирмой. Для того, чтобы из-
бежать судебное разбирательство Маркони приобрел у Лоджа права на его
изобретение.
Подобная история произошла и в США, где Маркони также направил
в 1900 г. в патентное бюро заявку на эту систему. В патентном бюро США
в это время находилась на рассмотрении заявка Теслы на аналогичную си-
стему, поданная им еще в 1897 г. Первоначально Маркони было отказано
в получении патента, но его интересы в США лоббировали английская
аристократия и многие влиятельные люди в США. Одним из таких людей
был знаменитый Эдисон, состоявший консультантом в недавно отрытом
Маркони филиале своей фирмы в США и вложивший в нее значительные
инвестиции. Позже эта фирма превратилась в знаменитую американскую
фирму «Radio Corporation of America» (RCA). В результате лоббирования
интересов Маркони первоначальное решение патентного бюро США бы-
ло неожиданно изменено, и в 1904 г. он получил патент, которого так
упорно добивался.
В разработках Маркони использовал, не только свои собственные идеи,
но и идеи многих других изобретателей. Так, когда один сотрудников Теслы
в разговоре как-то сказал ему «...смотри, как тебя обходит Маркони», Тесла
саркастически ему ответил: «Маркони хороший парень. Пусть продолжает.
Он уже сейчас использует 17 моих патентов». Когда Тесла узнал о присуж-
дении Маркони в 1909 г. Нобелевской премии по физике, он был взбешен,
так как считал, что заслуги Маркони, как ученого, совершенно не доста-
точны для того, чтобы они были отмечены столь почетной научной наградой.
5. Споры относительно первенства в изобретении радио 215
В 1915 г. Тесла подал в суд на компанию Маркони за незаконное ис-
пользование его патентов, однако у Теслы в то время не оказалось средств
для оплаты судебного разбирательства со столь мощной фирмой.
В 1943 г. уже после смерти Маркони в США состоялся громкий судеб-
ный процесс, на котором рассматривался иск его фирмы к правительству
США по поводу незаконного использования ее патентов при производстве
радиооборудования. Фирма пыталась через суд взыскать с американских
промышленников 6 млн долларов за использование своего американско-
го патента, имевшего приоритет от 1900 г. В этом патенте содержалось
описание системы беспроводного телеграфа, в которой частотно-избира-
тельные цепи применялись как в передатчике, так и в приемнике. Эта
система была аналогична системе, описанной в патенте № 7777, полу-
ченном Маркони в Англии. Иск рассматривался Верховным судом США.
Патентная экспертиза показала, что такая система в США была впервые
предложена еще в 1897 г., но вовсе не Маркони, а Теслой.
Верховный суд аннулировал американский патент, выданный ранее
Маркони, и вынес также следующее интересное для истории радио опре-
деление: «Гульельмо Маркони иногда именуется отцом беспроволочной теле-
графии, но он не был первым, кто открыл, что электрическая связь может
осуществляться без проводов. Первым был Никола Тесла». Решение Вер-
ховного суда США состоялось через несколько месяцев после кончины
Николы Теслы в Нью-Йорке.
К сказанному можно добавить, что Маркони, хотя и не являлся ак-
тивным политиком, придерживался весьма сомнительных политических
взглядов. Он был членом фашистской партии Муссолини, членом ее Боль-
шого совета и Сенатором в парламенте от этой партии.
В СССР разборки вокруг приоритета в открытии радио были одной
из расхожих тем в темные 40-е годы прошлого века, когда в нашей стра-
не одна за другой следовали громкие идеологические компании, в том
числе по борьбе с преклонением перед Западом. В такую, срежиссиро-
ванную идеологическим отделом ЦК КПСС, компанию вынужден был
включиться даже Президиум АН СССР, отказавшись в 1947 г. от участия
в торжествах в Италии по случаю 75-летия Маркони. В газете «Известия»
от 22.10.1947 г. появилось гневное письмо, подписанное Президентом ака-
демии и видными советскими учеными, в котором указывалось, что изоб-
ретение радио есть единоличное достижение русского ученого, у которого
оно было бесстыдно украдено думающим только о наживе итальянским
капиталистическим дельцом и авантюристом.
Спор о приоритете в изобретении радио, затихая и вновь разгора-
ясь, приобретая иногда острый характер, продолжался в нашей стране
в течение длительного воемени. В прежние годы на официальной версии
об абсолютном приоритете Попова настаивали многие крупные ученые.
В эти годы вступать в споры по этому поводу было небезопасно — тут же
от государственных и партийных чиновников следовали оргвыводы.
216
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
Тем не менее, были и другие видные ученые, которые придержива-
лись того мнения, что «...рассматривая и оценивая работы Попова во вза-
имосвязи с совокупностью трудов многих ученых-физиков и инженеров того
времени, следует прежде всего отказаться от долго культивировавшихся
попыток рассматривать радио как результат внезапного озарения изобре-
тателя-одиночки».
По-видимому, эта точка зрения объективна, и сегодня ее придержи-
ваются большинство современных исследователей истории радиосвязи.
В издаваемых в последние годы исторических работах и книгах, в том
числе, и за рубежом, Попов уже давно занял достойное место в ряду
других выдающихся ученых, которым человечество обязано происходя-
щим уже более 100 лет бурным прогрессом в области телекоммуникаций.
В этом ряду такие научные гиганты как Фарадей, Максвелл, Герц, Бранли,
Лодж, Тесла.
В этом же ряду есть, разумеется, и Маркони, который, благодаря
своей неукротимой энергии, изобретательности и предприимчивости, как
никто другой оказал огромное влияние на развитие радиосвязи во всем
мире. Поэтому сегодня споры о приоритете в изобретении радио потеряли
всякий научный интерес.
Знаменитый английский писатель Артур Кларк — отец космической
связи, выступая в 2001 г. на конференции, посвященной 100-летию уста-
новления радиосвязи через Атлантику, дал наиболее точную и объектив-
ную оценку деятельности Маркони: «Он не был в полном смысле изобрета-
телем. Идея носилась в воздухе. Еще до него происходили пробные передачи
сообщений на небольшие расстояния. Но именно Маркони сыграл огромную
роль в распространении радио, так как он первым осознал его значение.
Он основал коммерческую организацию по внедрению радио и сделал первую
трансатлантическую передачу, которую многие ученые считали невозмож-
ной из-за кривизны земной поверхности».
Хронология к главе 2
1892 г. — доклад Николы Теслы о своих опытах в области радио в Институте
инженеров-электриков в Лондоне, где он отметил: «...использо-
ванная в моих экспериментах аппаратура имеет все элементы для
передачи сигналов с помощью искрового или непрерывного радио».
1893 г. — лекция Николы Теслы «О световых и других высокочастотных
явлениях», во Франклиновском институте в Филадельфии, в ко-
торой он указал на возможность осуществления беспроводной
связи, в докладе на съезде Ассоциации электрического освеще-
ния в Сент-Луисе (США) Тесла провел демонстрацию передачи
на расстояние электромагнитных волн, используя для этого ис-
кровой передатчик, заземленные антенны, ключ Морзе, а в ка-
честве индикатора принимаемых сигналов — трубку Гейслера.
Хронология к главе 2
217
1895 г. (7 мая) — создание Александром Степановичем Поповым «при-
бора для обнаружения и регистрирования электрических ко-
лебаний» — первого практически пригодного радиоприемника
и демонстрация его работы на заседании Русского физико-тех-
нического общества, (декабрь) — первая публикация об опытах
А. С. Попова.
1895 1896 гг. применение прибора А. С. Попова в качестве «грозоотмет-
чика» для регистрации на бумажную ленту сигналов, вызванных
электромагнитным излучением гроз.
1895 г. - первые опыты Маркони по передаче с помощью радиоволн
сигналов на расстояние в несколько километров.
1897 г. - начало опытов А. С. Попова по практическому применению
радиосвязи на кораблях Балтийского флота.
1897 г. — Тесла получил патент па первую в мире телематическую систему
и устроил публичную демонстрацию по дистанционному управ-
лению с помощью радиоволн лодкой длиной 1,5 м, находящейся
в бассейне.
1897 г. (июль) — Маркони выдан патент на изобретение «Усовершенство-
вания в передаче электрических импульсов и сигналов и аппара-
туре для этого», создание Маркони «Компании беспроволочного
телеграфа и сигналов», которая сразу же стала заниматься ком-
мерческой деятельностью — установкой аппаратов на плавучих
и наземных маяках вдоль побережья Англии.
1897 г. — опыты немецких инженеров Адольфа Слаби и Георга фон Арко по
беспроводной передаче сигналов на линии протяженностью 21 км.
1899 г. — создание под руководством А. С. Попова линии беспроводно-
го телеграфа длиной 45 км для организации работ по спасе-
нию броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», севшего на мель
в Финском заливе у острова Гогланд, разработка А. С. Поповым
«телефонного приемника депеш», который был запатентован им
в России, Франции и Англии.
1899 г. — создание Маркони первой международной линии радиотелеграф-
ной связи между Англией и Францией протяженностью около
60 км, проведение операции по спасению с пассажиров парохода
«МР. Ф. Мэтьюз», который наткнулся на плавучий маяк «Ист-
Гудвин».
1899 г. — изобретение Карлом Брауном передатчика, в котором разрядник
был помещен в замкнутый колебательный контур, индуктивно
связанный при помощи высокочастотного трансформатора с ан-
тенной.
1900 г. — создание при участии А. С. Попова первого отечественного ра-
диотехнического предприятия «Кронштадтские радиомастерские».
218
Глава 2. Работы по созданию систем беспроводной связи
1900 г. — Маркони в Англии получен патент № 7777 на использование на-
строенных друг на друга передатчиков и приемников, в резуль-
тате чего дальность передачи сигналов увеличилась до 200 км.
1901 г. — проведение под руководством А. С. Попова опытов по приме-
нению беспроводной телеграфии для связи между кораблями
в Черном море, в которых была достигнута дальность радиосвя-
зи на расстоянии 150 км.
1901 г. — успешный эксперимент Маркони по передаче сигналов с южно-
го берега Англии в Америку (в Ньюфаундленд) по радиолинии
протяженностью около 3500 км.
1903 г. — создание при участии Карла Брауна, Адольфа Слаби и Георга
фон Арко компании по производству радиоаппаратуры «Теле-
функен».
1905 г. — Маркони получен патент на применение на передающих стан-
циях направленных антенн.
1905 г. — Карлом Брауном создана направленная антенна, состоящая из трех
вертикальных проводов, токи которых были сдвинугы по фазе.
1909 г. — присуждение Гульельмо Маркони и Карлу Брауну Нобелевской
премии по физике за создание и развитие средств беспроводной
связи.
Литература к главе 2
1. Берг А. И. А. С. Попов и изобретение радио. Л., 1935.
2. Из предыстории радио (сборник статей) // Под ред. Л. И. Мандельштама. М.:
АН СССР, 1945.
3. Изобретение радио А. С. Поповым. Сб. документов. М.; Л., 1945.
4. Радовский М. И. Александр Степанович Попов (1859-1905 гг.). М.; Л.: Изд.
АН СССР, 1963.
5. Бренев И. В. Начало радиотехники в России. М.: Советское радио, 1970.
6. Родионов В. М. Зарождение радиоэлектроники. М.: Наука, 1985.
7. Золотинкина Л. И., Партала М.А., Урвалов В. А. Летопись жизни и деятель-
ности Александра Степановича Попова // Под ред. академика Ю. В. Гуляева.
СПб., 2008.
8. Из истории изобретения и начального периода развития радиосвязи (Сборник
документов и материалов) // Под ред. профессора В. Н. Ушакова. СПб., 2008.
9. Церава Г. К. Никола Тесла. М.: Наука, 1974.
10. Gunston David. Guglielmo Marconi. Geneva, Switzeland, Heron Books «The Great
Nobel Prizes», 1970.
11. Kurylo Frederick, Susskind Charles. Ferdinand Braun: A Life of the Nobel Prizewin-
ner and Inventor of the Cathode-ray Oscilloscope. Cambridg, MA: MIT Press, 1981.
12. Coc L. Wireless Radio Brief History. Jefferson, NC: McFarland, 1996.
13. Toran K. Sarcar, Robert J. Mailloux, Arthur A. Oliner, Magdalena Salazar-Palma,
Dipak L. Senguppta. History of Wireless. New York: Wiley—Interscience, 2006.
Глава 3
Развитие радиотехники до 1912 года
В начальный и в последующие периоды развития радиотехники усилия
инженеров были направлены на повышение чувствительности устройств
приема сигналов, повышение частотной избирательности трактов пере-
дачи и приема сигналов, повышения мощности передающих устройств
и совершенствование передающих и приемных антенн, а также на выпол-
нение исследований в области распространения радиоволн.
Первые передающие и приемные устройства имели весьма слабые
избирательные свойства. Это было связано с тем, что разрядник в пере-
датчике и когерер в приемнике включались непосредственно в антенную
цепь. Поэтому передатчики излучали сигналы с очень широким спектром,
а приемники имели слабую избирательность. Необходимость в повыше-
нии избирательности приемных и передающих устройств возникла в самом
начале развития радиотехники. На передаче применение избирательных
цепей позволяло локализовать излучаемый в эфир спектр сигнала. Это
снижало помехи другим станциям, работающим в соседних частотных
каналах, и, кроме того, повышало излучаемую в эфир мощность полезно-
го сигнала. На приеме это позволяло существенно уменьшить мощность
шумов и помех от станций, работающих в соседних частотных каналах,
повышая тем самым чувствительность приемника. По-видимому, Никола
Тесла был первым, кто широко применял избирательные цепи как в пе-
редатчиках, так и в приемниках сигналов.
В конце XIX и начале XX столетия в совершенствовании приемных
устройств можно выделить следующие три направления:
1) создание новых детекторов принимаемых сигналов,
2) повышение избирательности,
3) начало применения гетеродинного и синхронного приема сигналов.
Развитие передающей техники происходило в следующих направла гаях:
1) повышение избирательности передающих трактов,
2) совершенствование разрядников, применяемых в импульсных пере-
датчиках,
3) переход к передаче сигналов с помощью незатухающих колебаний
путем применения сперва дуговых, а затем, машинных генераторов.
220
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
1. Совершенствование приемных устройств
1.1. Совершенствование детекторов радиосигналов
В первых приемных устройствах Попова, Маркони, а также немецких
исследователей Слаби, Арко и др., в качестве детекторов использовался
когерер Лоджа — устройство релейного действия, которое для восста-
новления своей чувствительности требовало встряхивания. Эти детекторы
работали недостаточно устойчиво, и не обеспечивали высокой чувстви-
тельности приема. До 1903 г. появилось большое число изобретений де-
текторов электромагнитных волн других типов.
Были изобретены более надежные самовосстанавливающиеся когере-
ры, которые делали совершенно ненужной примененную в первых при-
емниках А. С. Попова и Г. Маркони цепь для их автоматического встряхи-
вания перед приемом очередного сигнала.
Оригинальное усовершенствование когерера предложил Никола Тес-
ла — он создал вращающийся когерер, который не нуждался во встряхи-
вании для восстановления своей чувствительности. В результате вращения
когерера, проводящие цепочки, образующиеся под воздействием электро
магнитного поля в толще опилок, разрушались, как только прекращался
сигнал, и когерер оказывался готов к приему нового сигнала.
Интересную конструкцию самовосстанавливающегося когерера со-
здал швейцарский исследователь М. Томмасин в 1899 г. В нем между
двумя электродами из угля или металла была помещена капля ртути. При
отсутствии сигнала капля ртути всегда покрывалась слоем окиси, и сопро-
тивление когерера становилось большим. Во время воздействия на когерер
высокочастотного колебания слой окиси разрушался, и его сопротивление
резко уменьшалось. Когереры аналогичного типа разрабатывались и дру-
гими учеными.
Аналогичная конструкция была разработана в 1902 г. О. Лоджем,
А. Мюирхилом и Е. Робинсоном. В нем между ртугным электродом и не-
прерывно вращающимся стальным диском находилась пленка масла, ко-
торая пробивалась во время приема электромагнитного сигнала. В отсут-
ствие сигнала пленка восстанавливалась.
Создавались также детекторы, работа которых основывалась на иных
принципах. Они работали более стабильно, имели по сравнению с коге-
рером большую чувствительность, позволяли уверено принимать сигналы
меньшего уровня и, следовательно, делали возможным увеличить про-
тяженность линии беспроводной связи. В начальный период развития
беспроводной связи это являлось чрезвычайно важным.
В 1897 г. новозеландский физик Эрнст Резерфорд, получивший впо-
следствии всемирную известность за свои исследования явлений радиоак-
тивности, опубликовал статью «Магнитный детектор электрических волн
и некоторые его применения». В ней сообщалось об использовании магнит-
ного детектора в опытах по обнаружению электромагнитных волн на боль-
ших расстояниях. Принцип его действия был следующим. Внутри катушки
1. Совершенствование приемных устройств
221
непрерывно двигалась ферромагнитная лента,
проходя мимо полюсов постоянного магни-
та. Это движение сопровождалось ее посто-
янным перемагничиванием. Возникающие под
воздействием принимаемого сигнала высоко-
частотное поле наводило ток в катушке в мо-
мент перемагничивания ленты и ослабления
гистерезиса. При этом в другой катушке, со-
единенной с головным телефоном, наводились
индукционные токи, в результате чего в момент
прихода сигнала в телефоне появлялся звук.
Этот, открытый Резерфордом, метод приема
сигналов на слух был использован в детекторах
сигналов, конструкция которых была разрабо-
тана фирмой «Маркони» в 1902 г.
В 1899 г. сотрудники А. С. Попова П. Н. Рыб-
кин и Д. С. Троицкий установили, что вклю-
Рис. 2. Телефонный при-
емник депеш Попова
чение последовательно с когерером головных
телефонов позволяет обнаруживать передавае-
мые сигналы на слух на гораздо большем рас-
стоянии от передатчика, нежели при использовании релейных свойств ко-
герера. При таком использовании когерер работал как обычный линейный
детектор радиосигналов, и цепь декогерирования становилась не нужной.
На основе этого эффекта А. С. Попов построил «телефонный приемник
депеш» для приема путем прослушивания радиосигналов и запатентовал в Рос-
сии, Франции и Англии. Приемники этого типа выпускались в 1899-1904 гг.
фирмой «Дюкрете» и широко использовались для радиосвязи.
Еще в 1874 г. Карлом Брауном была открыта односторонняя прово-
димость металлических сульфидов и некоторых других кристаллических
веществ. В 1901 г. кристаллический детектор был изобретен известным
Рис. 1. Магнитный детектор Маркони
222
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 3. Кристаллический детектор
Рис. 4. Флеминг и его диод
индийским ученым Дж. Бозе. В 1906 г.
американский инженер X. Данвуди пер-
вый применил кристаллический детек-
тор в приемнике. В последующие годы
такие детекторы часто применялись
на практике.
Ключевое событие в радиотехни-
ке произошло в 1904 г. В этом году
знаменитый английский ученый, на-
учный консультант фирмы Маркони
Джон Флеминг изобрел диод — элек-
тронную лампу с накаливаемым като-
дом. Его работа основывалась на «эф-
фекте Эдисона». При включении ее
в приемник она действовала как де-
тектор, пропуская ток только в одном
направлении.
По своей чувствительности при-
емник с таким детектором несколько
уступал детекторам магнитного и кри-
сталлического типа, но его преимуще-
ством было то, что он обладал более
высокой надежностью.
Особое значение этого изобретение состоит в том, что через несколь-
ко лет, в 1906 г., занимаясь совершенствованием диода Флеминга, аме-
риканский и немецкий изобретатели Ли де Форест и Роберт фон Либен
изобрели триод — электронный прибор, приведший к технологическому
перевороту в области радиотехники. С этим изобретение в электросвязи
наступила новая эра — эра электроники, которая продолжалась почти
полвека.
1.2. Повышение частотной избирательности приемников
Никола Тесла с самого начала своих работ в области радиотехники
(с 1893 г.) отчетливо понимал значение резонансных цепей для создания
систем беспроводной связи. В одной из первых схем таких систем Тесла
учел, что антенна имеет значительную емкость и подключил к антенне
индуктивность, выбрав ее так, чтобы антенная цепь на принимаемой ча-
стоте была настроена в резонанс.
В его системе было использовано четыре резонансных контура, на-
строенных на одну и ту же частоту — два на передающей, и два на при-
емной стороне. При замыкании искрового разрядника S первый контур
образовывали конденсатор С и индуктивность первичной обмотки транс-
форматора L1 (рис. 5 5a).
1. Совершенствование приемных устройств
223
Рис. 5. Система беспроводного телеграфа Теслы
Н9С1Р9ЙК9

Наспюйка
цели
Рис. 6. Устройство по патенту Маркони
для одновременного приема двух станций
Для получения больших мощностей на сверхдлинных волнах Тесла
считал целесообразным использовать в качестве источника непрерывных
высокочастотных (ВЧ) колебаний альтернатор (рис. 5-6).
Второй контур образован индуктивностью вторичной обмотки L2 и ем-
костью антенны. Большое число витков вторичной обмотки и настройка ее
в резонанс позволило получать на антенне огромные напряжения. На при-
емной стороне был использован аналогичный резонансный трансформа-
тор с контурами ЬЗСднт и L4C. Буквой R обозначено регистрирующее
устройство. Регистраторами могли служить когерер, электромагнитное ре-
ле, гальванометр, газоразрядная трубка и другие приборы.
224
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 7. Приемник Маркони
с джигером
Рис. 8. Приемное
устройство Слаби
Оливер Лодж также был одним из первых физиков, применивших
избирательные цепи в приемнике и в передатчике. В 1898 г. он получил
патент на «синтоническое телеграфирование».
В этом патенте он применил в приемнике и передатчике резонанс-
ные колебательные контура, которые можно было настраивать на нужную
частоту с помощью изменения их индуктивности и емкости. Это изоб-
ретение впоследствии было приобретено Маркони. Внеся определенные
усовершенствования в изобретение Лоджа, Маркони получил знаменитый
патент № 7777 и наладил массовый выпуск оборудования по этому патенту.
Это изобретение было им применено, в частности, при создании
приемников подключаемых к одной антенне, способных одновременно
принимать сигналы на нескольких частотах.
В 1899 г. Маркони получил патент на приемник с «джиггером» — вы-
сокочастотным трансформатором, включенным в цепь антенны, который
повышал напряжение сигнала, подаваемое на когерер, усиливая действие
антенных токов. Джиггер Маркони, подобный по принципу своего дей-
ствия резонанс-трасформатору Теслы, намного повысил чувствительность
приемника, в результате чего дальность надежной связи возросла с 30
до 85 миль.
Другой метод для повышения чувствительности приемника предло-
жил немецкий инженер Слаби.
Он был первым, кто установил, что распределение напряжения при-
нимаемого сигнала в антенне, зависящее от длины волны сигнала, нерав-
номерно — его пучность находится на верхнем ее конце, а узел — на ниж-
нем. Он понял, что когерер целесообразно располагать именно в этой
пучности. Конструкция приемника, в котором когерер располагался бы
в верхней части антенны, представлялась нерациональной, и Слаби нашел
изящное решение этой задачи. Чтобы снизить пучность напряжения он
устроил специальное ответвление от вертикальной антенны, к которому'
подключался когерер и ввел в это ответвление катушку индуктивности, на-
1. Совершенствование приемных устройств
225
Рис. 9. Избирательный
приемник Теслы
Рис. 10. Гетеродинный
приемник Теслы
страивая которую, он смог получить пучность напряжения принимаемого
сигнала на самом когерере, помещенном внизу. По своей чувствительно-
сти приемник Слаби не уступал приемнику Маркони с «джигером».
Тесла считал обязательным настройку антенного контура в приемни-
ке в резонанс с частотой принимаемого сигнала. Для этого в цепь антенны
совместно с когерером А включалась дополнительная регулируемая катуш-
ка индуктивности L1 (рис. 9), что не только позволяло согласовать антенну
с входом приемника, но и радикально улучшало работу малой приемной
антенны, которая могла извлекать из приходящей волны значительную
мощность. При уменьшении сопротивления когерера под воздействием
ВЧ колебаний ток от батареи В проходил через дроссель RFC, когерер А,
катушку L1 и воздействовал на реле R.
1.3. Гетеродинный, синхронный
и регенеративный прием сигналов
Тесла был первым, кто выдвинул в 1899 г. идею гетеродинного приема
сигналов и применил ее для усовершенствования когерерного приемника.
В те годы было немного устройств, способных генерировать ВЧ коле-
баний. Поэтому гетеродин в приемнике Теслы был подобен искровому'
генератору, но вместо разрядника был использован механический преры-
ватель D (рис. 10), который позже стали называть «тиккером». К цепям
гетеродина относятся батарея В2, реостат г, позволяющий установить оп-
тимальный уровень гетеродинного сигнала, конденсатор С и первичная
катушка трансформатора L1. При замыкании коммутатора D заряжен-
ный от батареи конденсатор С разряжался на катушку, создавая серию
затухающих колебаний с частотой, примерно равной частоте принимае-
мого сигнала. В результате в приемнике формировался сигнал, частота
которого была равна разности частот гетеродина и полезного сигнала,
который воспринимался телефоном R. Современные исследователи работ
Теслы смоделировали этот приемник и экспериментально и установили
226 Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 11. Гетеродинный приемник Фессендена:
1 — машина высокой частоты; 2, 3, 4 — элементы телефонных трубок
его высокую эффективность — чувствительность когерерного приемника
при включении гетеродина возросла на 66 дБ — с десятков милливольт
до десятков микровольт!
Вследствие отсутствия в те годы генераторов незатухающих колеба-
ний идею гетеродинного приемника долгие годы не удавалась осуществить
на практике. В 1905 г. Фессенден предложил одно из возможных воплоще-
ний данной идеи. К двум телефонным трубкам подводились ВЧ колебания
полезного сигнала с выхода антенны и колебания от машины высокой ча-
стоты. В результате биения этих колебаний мембраны телефонных трубок
при приеме сигналов воспроизводили тональные сигналы.
Практическое применение идея гетеродинного приема сигналов на-
шла через несколько лет также в устройствах, сконструированных П. Пе-
дерсеном и В. Паульсеном. Схемы их устройств незначительно отличались
от приемника Теслы.
Удивителен по простоте и изяществу синхронный приемник Теслы,
заявка на изобретение которого была подана в июне 1899 г. В приемнике
был использован электромеханический преобразователь частоты (рис. 12а),
явившийся, по сути дела, первым в мире двойным балансным смесителем.
На вращающемся барабане имелись проводящие полоски, через одну
соединенные с верхней и нижней щетками, подключенными, в свою оче-
редь, к антенне и заземлению. К другим двум щеткам, скользящим по по-
лоскам, был присоединен накопительный конденсатор С. При вращении
барабана обкладки конденсатора поочередно замыкались то с антенной,
то с заземлением. Если частота коммутации совпадала с частотой сигнала,
то на конденсаторе накапливалось синхронно выпрямленное напряжение.
Частота коммутации, равная произведению скорости барабана (числа обо-
ротов в секунду) па число пар полосок, могла достигать десятков и даже
сотен килогерц. Накопленное напряжение было пропорционально ам
плитуде сигнала и косинусу его фазы относительно фазы коммутации.
В современных обозначениях схема приемника дана на рис. 126.
Этот приемник имел две особенности, радикально отличающие его
от всех других радиоприемников того времени. Во-первых, он имел боль-
шую чувствительность. Конденсатор накапливал заряд в течение многих
1. Совершенствование приемных устройств
227
Рис. 12. Синхронный детектор Теслы
периодов слабого сигнала. В результате, на нем устанавливалось напря-
жение, близкое к ЭДС сигнала в антенне. Разряд конденсатора на реги-
стрирующее устройство R, например, телефоны, происходит также пери-
одически, с помощью второго барабана, коммутирующего цепь телефо-
нов со звуковой частотой. Перемещая щетку на втором барабане вверх
и вниз, можно регулировать скважность звуковых импульсов, т. е. по-
стоянную времени разрядной цепи. Чувствительность этого приемника
была порядка 10 мкВ — рекордная цифра для того времени. Кроме того,
этот приемника имел очень высокую селективность. Если частота сигнала
не совпадала с частотой коммутации первого барабана (не была равна ча-
стоте местного гетеродина, говоря современным языком), то конденсатор
просто не накапливал заряда, так как на него приходили разнополярные
импульсы. Увеличивая емкость конденсатора, можно было существенно
сузить полосу пропускания приемника. Приемник Теслы представлял со-
бой, по сути, узкополосный синхронный фильтр, настроенный на частоту
сигнала. Подобного рода фильтры широко применяются в современных
системах связи.
Совершенствуя когерерный приемник, Тесла изобрел первый реге-
неративный приемник, в котором приемная антенна возбуждалась коле-
баниями собственного гетеродина, синхронного по частоте и синфазно-
го с приходящим сигналом. Добавив в антенну принятые и усиленные
колебания, Тесла ввел положительную обратную связь, т. е. осуществил
регенерацию принимаемого сигнала.
В его дневнике («Colorado Springs Notes») приведена схема когерерного
регенеративного приемника (рис. 13). Из этого рисунка ясен принцип дей-
ствия устройства, в котором когерер заменил разрядник обычного искро-
вого генератора тех времен. Пока нет сигнала, сопротивление когерера А
велико, конденсатор С заряжен до напряжения батареи В и колебания
228
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 13. Регенеративный приемник Теслы (1899 г.)
в первичном и вторичном контурах трансформатора, образованного ка-
тушками L1 и L2, отсутствуют. При поступлении сигнала сопротивление
когерера уменьшается, разряд конденсатора С на катушку L1 дает коле-
бания с частотой сигнала, так как контура настроены в резонанс. Их ам-
плитуда во вторичном контуре намного больше (поскольку больше число
витков L2, и она настроена на ту же частоту). Это усиленное напряжение
снова воздействует на когерер и еще более понижает его сопротивление,
тем самым осуществляя положительную обратную связь.
По-видимому, регенератор Теслы можно было довести и до само-
возбуждения (сделать обратную связь больше критической), регулируя
напряжение батареи В и сопротивление реостата г. Начальный толчок
к возбуждению колебаний могли дать пересыпающиеся опилки во враща-
ющемся когерере, хаотически изменяющие его сопротивление.
Регенеративные приемники были созданы в 1914 г. Эдвином Арм-
стронгом и Ли де Форестом с использованием триода, изобретенного Ли
де Форестом в 1906 г. Однако впервые идея регенеративного приема была
выдвинута Теслой на 15 лет раньше.
2. Совершенствование передающих устройств
2.1. Повышение избирательности передающих трактов
На первых порах на линиях беспроводной связи, создаваемых Попо-
вым, Маркони и Слаби в качестве искровых передатчиков использовались
вибраторы Герца или Риги.
Существенными недостатками таких искровых радиостанций были
широкий спектр излучаемого в эфир сигнала. Это снижало эффективность
использования радиочастотного спектра, так как не позволяло из-за помех
сблизить частоты, на которых работали станции, и, кроме того, такие
станции имели очень низкий к. п. д.
В аппаратуре Герца для возбуждения электромагнитных колебаний
использовался открытый контур в виде вибратора из двух металлических
стержней, на дальних концах которых были напаяны металлические листы
в форме квадрата со стороной 40 см. Ближние концы стержней оканчи-
вались шариками, образующими разрядник, подключенный к зажимам
2. Совершенствование передающих устройств
229
Рис. 14. Вибратор Герца
выходной обмотки катушки Румкорфа. Во время появления максимума
напряжений между шариками между ними проскакивала искра, в вибрато-
ре возбуждались колебания и в пространство вокруг вибратора излучались
затухающие электромагнитные волны.
Первый мощный источник радиоколебаний, в котором спектр огра-
ничивался за счет применения резонансных цепей, создал Тесла. Еще
в 1891 г. он сконструировал оригинальный резонанс-трасформатор, в ко-
тором использовалось явление ударного возбуждения связанных и настро-
енных в резонанс контуров. Он имел две хорошо изолированные и свя-
занные друг с другом обмотки. Параллельно выходным зажимам катушки
Румкорфа был подключен конденсатор, один из выводов первой обмотки
которого был соединен с одним из зажимов катушки Румкорфа непо-
средственно, а другой — через разрядник. Ток, поступающий от катушки
Румкорфа, заряжал конденсатор до высокого напряжения, при котором
в разряднике наступал пробой. В результате в контуре, образованном пер-
вой обмоткой и конденсатором возникали высокочастотные колебания,
которые передавались через трансформаторную связь во вторую катушку,
имеющую большое число витков и настроенную посредством своей рас-
пределенной емкости в резонанс с колебаниями, возбужденными в пер-
вом контуре. В оборудовании фирмы Маркони, получившей название
«джигера», использовалась конструкция высокочастотного трансформа-
тора, близкая к резонанс-трасформатору Теслы.
230
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 15. Резонанс-трасформатор Теслы
Во второй катушке резонанс-трансформатора, к которой подключа-
лась передающая антенна, создавались высокочастотные колебания с на-
пряжением в десятки миллионов вольт. Это устройство широко исполь-
зовалось в искровых передатчиках, в том числе и тех, которые применяли
Попов и Маркони.
Важное изобретение, которое быстро нашло широкое применение и
также использовалось пионерами беспроводной связи, сделал в 1899 г. не-
мецкий физик Карл Фердинанд Браун. Как и в резонанс-трансформаторе
Теслы, в его устройстве антенна и искровой разрядник были разделены,
а разрядник был помещен в замкнутый колебательный контур, с которым
антенна связывалась индуктивно при помощи высокочастотного трансфор-
матора. Схема Брауна позволяла заметно повысить излучаемую в простран-
ство энергию сигнала и, тем самым, увеличить протяженность радиолинии.
Недостатком этого устройства было то, что первичный контур и ан-
тенна образовывали систему из двух связных контуров, при ударном воз-
буждении которых возникали колебания на двух разных частотах, отли-
чавшиеся тем в большей степени, чем сильнее была связь между контура-
ми. Чтобы преодолеть данный недостаток инженеры пытались включить
в первичный контур устройства Брауна такой разрядник, который бы
вносил в него большое затухание. В результате этого вторичный контур
получал бы ударное возбуждение, в результате чего в нем возбуждались
Рис. 16. Схема передатчика Брауна
2. Совершенствование передающих устройств
231
слабо затухающие пакеты колебаний. Это увеличивало энергию излучае-
мого сигнала и радиус действия передатчика.
2.2. Совершенствование разрядников
Исследованию процессов в разрядниках были посвящены работы
многих физиков, направленные на увеличения их стабильности и надеж-
ности. Простой воздушный разрядник при очень высоких напряжениях
работал в наряженном тепловом режиме, обладал высокими потерями
при разряде и вносил в колебательный контур большие потери. Для уве-
личения мощности сигнала, излучаемого импульсными радиостанциями,
требовалось создание бысгрогаснувших разрядников.
Для решения этой задачи Тесла в 1896 г. создал вращающийся разряд-
ник, в котором искровой промежуток быстро увеличивался за счет того,
что между неподвижными электродами вращался диск с радиальными зуб-
цами, по очереди проходившими вблизи электродов. Разряд происходил
каждый раз, когда зубцы проходили рядом с электродами. Разряд быстро
заканчивался при удалении зубцов от электродов, а сам разрядник быстро
деионизировался. Длительность каждого разряда определялась скоростью
движения зубцов, которая выбиралась достаточно высокой.
Искровой вращающийся разрядник использовался во многих искро-
вых станциях, мощность которых доходила до 300 кВт. Такие станции
выпускались рядом фирм, в том числе и фирмой «Маркони». Во время
первой мировой войны на Ходынском поле в Москве и в Царском Селе
под С.-Петербургом была построена такая искровая станция, сыгравшая
важную роль в развитии радиосвязи в России.
Другой метод создания бысгрогаснувших разрядников предложил
в 1906 г. немецкий инженер М. Вин, создавший «многократный» разряд-
ник, в котором разрядный промежуток был разделен на несколько авто-
номных последовательно включенных зазоров. Разрядник состоял из на-
бора медных дисков, диаметром около 70 мм, разделенных воздушными
зазорами порядка 0,2 мм. Количество зазоров выбиралось таким, чтобы
на каждом из них падало напряжение около 1000 В.
Рис. 17. Схема вращающегося разрядника Теслы
232
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 18. Вращающийся
разрядник Маркони
Рис. 19. Многократный
разрядник Вина
Разрядник был снабжен радиаторами, с помощью которых рабочие
поверхности охлаждались до температуры 40 -60 °C, что улучшало условия
деионизации. Когда напряжение повышалось до определенной величины
происходил последовательный пробой всех промежутков. Разрядник Вина
работал очень устойчиво. Он производился фирмой «Телефункен» и при-
менялся во многих искровых станциях.
В России многократные разрядники Вина выпускались в 1910-1912 гг.
в «Радиотелеграфном Депо морского ведомства», созданном на основе
«Кронштадских мастерских». Они устанавливались на искровых станциях,
поставляемых на суда морского флота России. Эти станции имели мощ-
ность от 1 до 10 кВт и работали на волнах длиной 200-3000 м. Исследова-
ниями таких разрядников в России занимались работавшие в Радиодепо
такие известные пионеры отечественного радио, как М. В. Шулейкин,
И. Г. Фрейман и др.
Немецкий инженер Ф. Герт построил в 1913 г. надежный передатчик, вклю-
чив последовательно вращающийся разрядник Теслы и многократный раз-
рядник Вина. В этом передатчике происходило быстрое гашение искры и обес-
печивался облегченный тепловой режим обоих разрядников. Такой ком-
бинированный разрядник применялся во многих искровых передатчиках.
Недостатки искровых передатчиков: широкий спектр излучаемого сиг-
нала, затрудняющий работу нескольких станций в одном регионе из-за вза-
Рис. 20. Схема передатчика Герта
имных помех, очень высокие напряже-
ния в антенне, требующие особен! го проч-
ной изоляции, низкий к. п. д. передат-
чиков, к началу XX века были осознаны
учеными и инженерами. В 1912 г. было
принято решение Международного Со-
юза электросвязи о повсеместном пре-
кращении к 1940 г. эксплуатации таких
передатчиков из-за слишком высокого
уровня создаваемых ими помех.
2. Совершенствование передающих устройств
233
В самом начале XX века инженеры приступили к поискам таких
технических решений, которые позволили бы для передачи информации
использовать незатухающие высокочастотные колебания.
2.3. Создание генераторов непрерывных
колебаний средствами импульсной техники
В 1910 г. итальянский инженер Р. Галлети создал устройство, генери-
рующее незатухающие колебания средствами импульсной техники. В нем
в первый антенный контур включался не один, а сразу несколько раз-
рядников, на которые высоковольтные напряжения подавались от одного
генератора. Эти напряжения доходили до разрядников с разным запаз-
дыванием, так как они проходили через RC цепочки, имеющие разные
постоянные времени. Поэтому пакеты колебаний, возникающие при про-
бое каждого разрядника в антенном контуре, также были сдвинуты друг
относительно друг друга во времени.
Сумма этих колебаний в антенне образовывала периодическое неза-
тухающее высокочастотное колебание, которое, однако, имело изменяю-
щуюся амплитуду, что создавало помехи приему передаваемых сигналов.
Инженерами фирмы «Маркони» эта идея была доработана. Они при-
менили комбинированные разрядники Герта, а также тщательно подо-
брали параметры цепей, через которые напряжение от высоковольтного
генератора подавалось на разрядники. Эти передатчики были достаточно
сложны и неудобны в эксплуатации. Два таких передатчика мощностью
300 кВт были построены в Англии и во Франции. На рис. 22 показан вклю-
Рис. 21. Искровой передатчик Галлети
234 Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
I11
I in
Рис. 22. Схема Галлети—Маркони для формирования незатухающих колебаний
ченный в антенную цепь передатчика микрофон, с помощью которого
можно было осуществлять модуляцию такого передатчика телефонными
сообщениями.
2.4. Создание дуговых генераторов
непрерывных колебаний
Дуговые генераторы пришли на смену импульсным генераторам. Прак-
тическое их применение в радиосвязи началось в самом начале XX столе-
тия и продолжалось почти четверть века.
В 1893 г. Тесла в своей лекции в Институте Франклина в Филадельфии
рассказал о способе получения электромагнитных колебаний постоянной
амплитуды с помощью электрической дуги. После изобретения радиосвязи
английский электротехник В. Дуддель использовал эту идею для создания
в 1900 г. первого дугового высокочастотного генератора непрерывных
колебаний.
Включив электрическую дугу с угольными электродами в контур из ин-
дуктивности и емкости, он получил устойчивые гармонические колебания.
Режим работы дуги был выбран таким образом, что она имела отрица-
тельное динамическое сопротивление, компенсирующее потери энергии
колебаний в контуре.
Исследованиям физических процессов в дуговых генераторах было
посвящено значительное количество рабог. В этих исследованиях приня-
ли участие такие известные радиотехники, как Г. Симон, Г. Баркгаузен,
Д. Флеминг и др. Симоном и Баркгаузеном было показано, динамическая
2. Совершенствование передающих устройств
235
Рис. 23. Дуговой генератор Дудделя
тогда, когда амплитуда переменного
вольтамперная характеристика ду-
ги имеет падающий характер, т. е.
она представляет собой «отрица-
тельное сопротивление», величина
которого зависит от температуры
дуги, материалов ее электродов, от
частоты колебаний в контуре и ря-
да других факторов. Было установ-
лено, что возможны три режима
работы дугового генератора в за-
висимости от соотношения между
постоянной и переменной состав-
ляющих текущего через нее тока.
Первый режим осуществлялся
тока дуги была меньше его постоянной составляющей. В этом режиме
мощность колебаний и к. п. д. дугового генератора были невелики.
Во втором режиме амплитуда переменного тока дуги была больше его
постоянной составляющей. При этом дуга проводила ток только в одном
направлении. Этот режим использовался на практике наиболее часто, так
как при этом достигались высокая мощность колебаний и достаточно вы-
сокий к. п. д. генератора. Однако в этом режиме спектр формируемого
в генераторе сигнала имел довольно высокий уровень побочных состав-
ляющих.
Когда дуга работала в третьем режиме, то возникало ударное воз-
буждение колебательного контура, подобное тому, которое имело место
в импульсных передатчиках. Для этого режима также были характерны
небольшая мощность колебаний генератора и низкий к. п. д.
Наиболее совершенные дуговые передатчики, работающие в режиме
второго рода, были разработаны в 1902 г. датским инженером Вальдемаром
Паульсеном. Сконструированные им генераторы получили широкое рас-
пространение при создании весьма мощных радиостанций длинных волн.
Рис. 24. Дуговой генератор Паульсена
236
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 25. Дуговой передатчик фирмы «Телефункен»
Рис. 26. Схема Дудделя с
параллельным включением
дуговых генераторов
Паульсен применил в генераторе медный анод, охлаждаемый водой,
и угольный катод, который для достижения устойчивости горения дуги
вращался вокруг своей оси. Дуга в его генераторе располагалась в специ-
альной ребристой герметической камере, заполненной водородом, нахо-
дящимся под давлением. Кроме того, дуговой промежуток располагался
в поле сильного магнита. В таком генераторе создавались благоприятные
условия для деионизации и охлаждения дуги.
Генераторы Паульсена работали на частотах до нескольких сотен кГц
и имели мощность от 1 до 1000 и более кВт. Мощные генераторы Паульсена
были весьма сложными и громоздкими сооружениями. Такой генератор
мощностью 1000 кВт, сооруженный в Бордо,
весил 80 тонн.
Фирма «Телефункен» в 1906 г. построила
дуговой генератор с многократной дугой. В этом
генераторе также применялось охлаждение водой
электродов, и были созданы улучшенные усло-
вия для деионизации дуговых промежутков. В го-
роде Науэне был построен такой передатчик
с телефонной модуляцией от сильноточного
микрофона, включенного в антенную цепь. Пе-
редатчик работал на частоте 230 кГц и имел
мощность 2 кВт. Генераторы фирмы «Телефун-
кен» могли работать на частотах до 500 кГц.
Некоторое распространение в маломощ-
ных радиостанциях получили дуговые генера-
торы, работающие в режиме 3-го рода. Из-за
большого спектра гармоник и комбинацион-
ных частот в спектре дугового генератора они
не связывались с антенной непосредственно,
а через промежуточный полосовой фильтр.
2. Совершенствование передающих устройств
237
Рис. 27. Схемы модуляции в дуговых генераторах
В России оригинальная конструкция дугового генератора была пред-
ложена в 1906 г. С. М. Айзенштейном. В 1910 г. по его проекту был по-
строен дуговой передатчик в Севастополе.
Управлять амплитудой колебаний, формируемых в самом дуговом
генераторе, было сложно, так как дуга могла погаснуть. Поэтому при
модуляции использовались методы, которые изменяли уровень сигнала,
подводимого к антенне от этого генератора.
Наиболее часто применялись три метода, показанные на рис. 27. В пер-
вых двух методах управляемое передаваемым сигналом реле Р или ключ К
изменяли индуктивность контура, в который была включена дуга: в схеме
238
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
рис. 27 а часть витков этой индуктивности закорачивалась, а в схеме рис. 27 б
вводился специальный дроссель, индуктивность которого изменялась вслед-
ствие подмагничивающего тока, текущего через его дополнительную об-
мотку. При этом изменялась частота колебаний, излучаемых в эфир. Не-
достатком этих методов было то, что для того, чтобы в эфир не излучались
обе генерируемые частоты, было необходимо ставить специальные загра-
дительные фильтры, в которых одна из этих частот поглощалась. В третьем
методе рис. 27 в с помощью реле, управляемом передаваемым сигналом,
колебания от генератора поступали или в антенну, или в балансный кон-
тур. Все методы модуляции были энергетически невыгодны, так как мень-
ше половины энергии генератора доходила до антенны. Обычно к. п. д.
дуговых генераторов не превышал 20 %. Кроме того, амплитуда и частота
таких генераторов сильно зависели от их параметров и были нестабильны.
Эти генераторы были капризны в настройке и эксплуатации.
Дуговые радиостанции строились долгое время. В 1924 г. на острове
Ява в Океании для связи с Голландией была построена самая мощная
в мире дуговая станция мощностью 3600 кВт.
2.5. Создание машинных генераторов
непрерывных колебаний
Другим методом получения непрерывных (незатухающих) высоко-
частотных колебаний на начальном этапе развития радиотехники стало
применение машин высокой частоты.
Создание таких машин также связано с именем Теслы, которыйв 1891 г.
получил патент на такую машину, вырабатывающую ток с частотой 5 кГц
при скорости вращения ротора 1600 об/мин. Мощность машинного ге-
нератора Теслы составляла 1 кВт. В этой машине (альтернаторе) обмотка
располагалась на статоре, а переменные полюса — на роторе. Увеличение
числа полюсов с целью повышения частоты вырабатываемого альтернато-
ром напряжения наталкивалось на значительные технические трудности.
В 1896 г. Тесла построил машинный генератор индукторного типа, в ко-
тором генерировались токи с частотой в два раза большей, чем частота
вращения ротора. В этом генераторе вырабатывалось напряжение с часто-
той 15 кГц.
До 1906 г. было сделано немало работ, направленных на создания
машин высокой частоты. Так в 1904 г. Реджинальдом Фессенденом был
создана такая машина на частоту 60 кГц, а в 1906 г. генератор конструкции
Фессендена мощностью 60 кВт был использован для создания первого
машинного радиопередатчика — радиостанции Бронд-Рок, работающей
на частоте 50 кГц.
После успешных опытов Фессендена инженерам стала ясна перспек-
тивность использования машинных генераторов в радиотехнике. Значи-
тельный вклад в развитие передающей техники на основе машинных ге-
нераторов внес американский инженер Эрнст Александерсон.
2. Совершенствование передающих устройств
239
Эрнст Александерсон
Рис. 28. Машина Александерсона
Начиная с 1908 г. он стал разрабатывать конструкции таких генерато-
ров мощностью от 1 до 200 кВт, создающих высокочастотные колебания
от 200 до 25 кГц.
В генераторе Александерсона скорость вращения ротора доходила до
20000 об/мин и в материале ротора и в его оси вращения — вала маши-
ны, возникали значительные механические напряжения. Для повышения
прочности машины им была применена специальная форма диска ротора
и сконструирован «гибкий вал».
Специальные меры были приняты для стабилизации частоты сигнала,
вырабатываемого генератором. Генераторы Александерсона широко при-
менялись на радиостанциях США, Англии, Швеции, Польши и в других
странах. Их недостатком являлись невысокий к. п. д., сложность изготов-
ления и высокая цена.
В Европе фирмой «Телефункен» выпускались машинные генераторы
конструкции Георга фон Арко. Они работали на частотах от 6 до 10 кГц
и имели мощность до 400 кВт. Для повышения частоты, на которой рабо-
тала радиостанция, применялись умножители частоты. Фирма «Маркони»
также выпускала машинные генераторы, разработанные ее сотрудником,
видным английским инженером К. Франклиным.
В развитии машинных генераторов в России большую роль сыграл
Валентин Петрович Вологдин, в советское время избранный за научные
достижения в области радиотехники членом-корреспондентом АН СССР.
Построенная им в 1912 г. машина имела мощность 2 кВт и работала
на частоте 60 кГц. В 1925 г. он построил генератор мощностью 150 кВт,
работающий на частоте 15 кГц. Машины Вологдина использовались в 20-е
годы XX века на Октябрьской радиостанции в Москве.
Частота электрических колебаний, вырабатываемых машинными ге-
нераторами, была невысокой. Чтобы довести ее до необходимой величины
использовались разные конструкции умножителей частоты, в которых, как
правило, применялись трасформаторы с магнитными сердечниками, ра-
ботающими в режиме насыщения.
240
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Валентин Петрович Вологдин
Рис. 29. Машина Вологдина
На рис. 30 показаны четыре схемы таких умножителей. Схема рис. 30 a
была предложена в Германии инженером Эпштейном в 1902 г. Постоян-
ный ток подмагничивания создавал насыщение сердечников трансфор-
матора и в результате гармонический сигнал, поступающий от генератора
во вторичной обмотке, претерпевал значительные искажения. В эту обмот-
ку включалась избирательная цепь выделяющая вторую гармонику этого
сигнала, который с помощью индуктивной связи передавался на вход мо-
дулятора и далее поступал в антенну.
В умножителе, созданном французским инженером М. Жоли (рис. 30 б),
частота колебаний повышалась в 3 раза. В этом умножителе один из сер-
дечников работал в насыщенном режиме, а другой — в обычном. В утро-
ителе частоты, созданном в 1911 г. английским инженером Г. Валлаури
(рис. 30 в), сердечник трансформатора током подмагничивания вводился
в насыщение, а вторичные обмотки соединялись таким образом, чтобы
на выходе умножителя выделялась третья гармоника основной частоты,
а сама основная частота гасилась. Другой английский инженер А. М. Тейлор
создал в 1914 г. утроитель частоты (рис. 30 г), в котором в первичную
обмотку трансформатора был включен насыщенный дроссель, обогащав-
ший гармониками текущий по ней ток. Вторая обмотка была настрое-
на на выделение 3-й гармоники основной частоты, подаваемой на вход
умножителя.
В России на радиостанциях использовались машинные генераторы
Вологдина и оригинальный умножитель М. В. Шулейкина, применивше-
го для этого резопанс-трасформатор Теслы, вторичная обмотка которого
была настроена на 3-ю гармонику основной частоты.
На рис. 31 показаны схемы модуляторов, которые применялись на ра-
диостанциях с машинными генераторами высокочастотных сигналов. В пер-
вой схеме рис. 31 а телеграфный ключ воздействовал на реле, с помощью
которого путем изменения подмагничивающего тока дросселя изменяется
2. Совершенствование передающих устройств
241
Рис. 30. Схемы умножителей частоты а — Эпштейна,
б — Жоли, в — Валлаури и г — Тейлора.
его индуктивность в контуре, связанном с антенной цепью. Тем самым из-
меняется ток в антенной цепи и мощность сигнала, излучаемая антенной.
Во второй схеме рис. 315 изменение излучаемой в эфир мощности
сигнала осуществлялось за счет того, что телеграфный ключ управлял
реле, которое в зависимости от передаваемого знака изменяло подмагни-
чивающий ток одной или другой индуктивности в балластном контуре,
в диагональ которого включен ВЧ генератор. В результате этого большая
часть тока генератора направлялась в антенну или в балластную нагрузку.
В третьей схеме рис. 31 в показан модулятор Пунгса— Александерсона,
предназначенный для осуществления амплитудной модуляции передатчика
звуковым сигналом. В нем индуктивность дросселя, установленного в кон-
туре, подключенном к выходу умножителя частоты, менялась пропорцио-
нально току в цепи подмагничивания. Этот ток вырабатывался в модуляторе
и был пропорционален громкости звука, воздействующего на микрофон.
Машинные генераторы работали более стабильно, по сравнению с ду-
говыми, и имели более высокий к. п. д. Однако в них было трудно добиться
242
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 31. Схемы управления колебаниями в машинных генераторах
высокой (более, чем 10-3) относительной стабильности частоты, и, кроме
того, их большим недостатком было то, что они изготовлялись для работы
на определенной частоте, которую невозможно было изменить в процессе
эксплуатации.
3. Исследования в области
распространения радиоволн
В первый период развития радиосвязи не было ясного представления
о влиянии различных факторов на дальность связи. Не было известно,
как изменяется уровень принимаемого сигнала в зависимости от его ча-
стоты, длины трассы и т. п. Не известно было, как этот уровень зависит
от параметров используемых антенн и т. п. Для того, чтобы установить
соответствующие закономерности и использовать их для совершенство-
вания систем радиосвязи, в течение многих лет учеными и инженерами
разных странах велись научные исследования и предлагались разные ин-
женерные решения.
Для того чтобы радиосвязь стала востребованной для решения прак-
тических задач и могла в ряде случаев конкурировать с системами провод-
3. Исследования в области распространения радиоволн
243
ной связи, которые были в конце XIX века весьма развиты, необходимо
было увеличить протяженность радиолиний. Над этим интенсивно рабо-
тали ученые и инженеры многих стран, и особенно интенсивно над этим
работали специалисты фирмы Маркони.
В те годы не существовало общепринятых взглядов на то, какова
физика распространения радиоволн на дальние расстояния. Однако счи-
талось, что далеко за пределами прямой видимости между приемной и пе-
редающей антеннами уровень поля сигнала снижается до такой малой
величины, что обнаружить его нельзя. Однако Маркони так не считал.
В конце 1901 г. он решил поставить эксперимент по передаче сигналов
с побережья южной Англии в Северную Америку. Этот эксперимент за-
вершился, как об этом было сказано выше, блестящим успехом. Он оказал
огромное стимулирующее влияние на развитие радиотехники. Возникла
важная для практики задача создания метода расчета линий радиосвязи
большой протяженности. Кроме того, данный эксперимент явился вы-
зовом ученым — физикам и математикам, делом чести которых стало
разобраться в природе тех явлений, которые обусловливали неожиданно
малое ослабление радиосигналов при распространении на столь дальнее
расстояние.
Были выдвинуты три гипотезы, требующие тщательного исследова-
ния. Эти гипотезы относились к разным механизмам распространения
радиоволн и, в исторической перспективе, все они оказались верными
и были развиты.
Оливер Хевисайд в Англии и Артур Кеннеди в США в 1902 г. одно-
временно выдвинули гипотезу о существовании в атмосфере Земли на боль-
шой высоте ионизированного слоя, который способен отражать падающие
на него радиоволны. Гипотеза Хевисайда—Кеннеди оказалась справедли-
вой для радиоволн ниже примерно 30 МГц, которые могли распростра-
няться на значительные расстояния. Именно на основе этой гипотезе
стало возможным объяснить результаты эксперимента Маркони.
Авторами двух других гипотез были немецкий ученый Дж. Ценнек
и знаменитый английский физик Дж. Релей. Гипотеза Ценнека определяла
механизм распространения длинных радиоволн вдоль плоской поверхно-
сти Земли на сравнительно коротких наземных трассах до 200 км, а гипоте-
за Релея относилась к дифракционному механизму распространения мет-
ровых и более коротких радиоволн вдоль сферической поверхности Земли.
Результаты приема сигналов на линии радиосвязи большой протя-
женности, полученные в эксперименте Маркони, ученые в течение 15 лет
пытались объяснить, основываясь только на гипотезах Ценнека и Релея.
3.1. Распространение поверхностных радиоволн
и распространение радиоволн путем дифракции
Согласно гипотезе Ценнека, детально разработанной в 1909 г. извест-
ным немецким физиком А. Зоммерфельдом, на распространение радио-
волн значительное влияние оказывает полупроводящая поверхность Земли.
244
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Кривизну земной поверхности он не учитывал. Зоммерфельд решил си-
стему уравнений Максвелла при плоской границе раздела между воздухом
и полупроводящей средой для случая, когда радиоволны возбуждаются
вертикальным диполем Герца, расположенным непосредственно у поверх-
ности раздела. Теория Ценнека—Зоммерфельда не объясняла эксперимен-
тальных данных об уровне принимаемых сигналов на больших расстоя-
ниях. Как оказалось позднее, на сравнительно небольших расстояниях
на наземных трассах эта теория давала удовлетворительные результаты.
Джон Релей предложил применить для объяснения дальнего рас-
пространения радиоволн теорию дифракции, учтя при этом сферичность
поверхности земли. Решение этой сложной задачи, требующей решения
уравнений Максвелла, помимо Релея, в течение более 15 лет пылились най-
ти выдающиеся математики Европы: Г. Макдональд, А. Никольсон, А. Пу-
анкаре. Наконец, в 1918 г. известному английскому математику Г. Ватсону
удалось найти строгое решение задачи дифракции радиоволн, распростра-
няющихся над сферической идеально проводящей Землей. Это решение
было справедливо для радиоволн длиннее 5000 м распространяющихся
над морской поверхностью.
Теории распространения радиоволн, развитые на основе гипотез Цен-
нека и Релея, не согласовывались с экспериментальными данными, по-
лученными на морских трассах большой протяженности. Это оказалось
возможным только, когда была принята во внимание гипотеза ионосфер-
ного распространения радиоволн Хевисайда—Кеннеди.
3.2. Ионосферное распространение радиоволн
Пока математики бились над созданием нужной теории, опираясь
на гипотезы Ценнека и Релея, инженеры не бездействовали в ожидании
готовых рецептов расчета напряженности поля для длинных морских ра-
диолиний.
В 1909-1910 гг. в США инженер Л. Остин провел важные экспе-
риментальные исследования распространения длинных волн над морем
на радиолиниях протяженностью 2000 км. Обработав результаты измере-
ний, он нашел важную эмпирическую формулу для расчета зависимости
напряженности поля от расстояния и длины волны.
377hi / d
Е ------exp I -0,0015—=
Ad \ з/А
В этой формуле Е — напряженность электрического поля, созда-
ваемого на приемном конце линии связи протяженностью d, h — дей-
ствующая высота передающей вертикальной антенны, питаемой током г.
Из этой формулы видно, что увеличение А — длины волны излучаемого
сигнала, уменьшает ослабление радиоволн на‘трассе, заданной протя-
женности. Эксперименты немецкого инженера Когена позволили суще-
3. Исследования в области распространения радиоволн 245
ственно увеличить область действия формулы Остина в сторону больших
расстояний.
Лишь в 1918 г. Г. Ватсону, который принял во внимание гипотезу
Хевисайда—Кеннеди и на основе уравнений Максвелла рассмотрел зада-
чу распространения радиоволн между двумя концентрическими идеально
проводящими сферами — внутренней и внешней, моделирующими Землю
и ионосферу, удалось получить решение, которое согласовывалось с эм-
пирической формулой Остина—Когена и явилось ее теоретическим обос-
нованием. Однако теория Ватсона не объясняла установленное в опытах
Маркони и Осгина существенное различие в дальности распространения
радиоволн в дневное и ночное время.
Стало понятно, что необходимо создать физическую теорию ионосфе-
ры, установив под воздействием каких факторов формируется ионосфера,
на какой высоте над поверхностью Земли она расположена, исследовать
сам процесс отражения радиоволн от ионосферы и какое влияние на него
оказывает магнитное поле Земли.
На основании этих исследований надо было создать методы расчета
ослабления уровня сигнала на трассах разной протяженности. Такая рабо-
та для радиоволн разных диапазонов частот ведется уже много десятилетий
и, хотя за прошедшие годы наши знания в области распространения ра-
диоволн очень сильно расширились, интенсивные исследования в данном
направлении продолжаются и в настоящее время.
Начало формирования представлений об ионосфере можно отнести
к 1878 г., когда английский ученый Стюарт, выясняя причину изменения
магнитного поля Земли, высказал гипотезу о наличии в верхних слоях
атмосферы электрических токов. Эту шпотезу в 1889 г. теоретически раз-
работал Шустер. Однако ни Стюарт, ни Шустер не рассматривали вопрос
о способности этой среды отражать радиоволны.
Первое теоретическое исследование распространения радиоволн в иони-
зированной среде принадлежит знаменитому голландскому физику Г. Ло-
ренцу, получившему в своей книге «Теория электронов», изданной в 1909 г.,
выражение для показателя преломления электромагнитных волн, распро-
страняющихся в этой среде параллельно или перпендикулярно магнитно-
му полю.
Следующий шаг предпринял английский ученый У. Икклз, который
в 1912 г. вывел формулу, определяющую фазовую скорость и поглощения
волн в ионосфере. Икклз считал, что в ионосфере отражение происходит
за сче т наличия в ней тяжелых ионов, а не электронов. В этом же году
другой ученый Зальперт вывел уравнение преломления радиоволн в иони-
зированном газе.
Интерес к ионосферному распространению радиоволн сильно возрос
в 1924 г., когда радиолюбители установили возможность использования
коротких волн для организации связи на дальние расстояния с небольшой
мощностью передатчика. Исследованиями этого вида распространения
радиоволн в XX веке занимались многие выдающиеся ученые.
246
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
4. Создание антенной техники
Высокоподнятые над землей антенны для осуществления беспровод-
ной связи использовались в опытах и предлагались в патентах Лумиса,
Долбеара, Эдисона и Теслы. Попов и Маркони в своих системах в каче-
стве антенны также использовали антенны в виде вертикально подвешен-
ных заземленных проводов. Позже Попов стал применять вертикальные
антенны с разветвленной горизонтальной частью. Иногда он применял
в качестве антенны вертикальный провод, высоко поднятый с помощью
воздушного змея.
В первые годы беспроводной связи при строительстве антенн руко-
водствовались простой формулой: «чем выше высота передающих и при-
емных антенн, тем больше дальность передачи». Это было связано с тем.
что ток в антенне определялся, в основном, не потерями на излучение,
а вредными потерями (в земле, в проводах и т. п.), а от высоты антенны
зависел не сильно. Если ток в передающей антенне задан, то мощность
излучения возрастает пропорционально ее длине. В приемной антенне
с увеличением ее высоты возрастает наводимая в ней внешним элек-
тромагнитным полем электродвижущая сила, вызывая увеличение тока
в антенне.
В первое время искровой промежуток передатчика помещали в антен-
ну и никаких специальных средств для уменьшения потерь в земле не при-
меняли. Поэтому к. п. д. антенн был весьма мал. Кроме того, не приме-
нялась настройка антенн, и они работали собственной длиной волны.
Антенны представляли собой вертикальный или наклонный провод, воз-
буждаемый искровым промежутком, подключенном к катушке Румкорфа
и расположенном у его основания. Увеличение высоты антенны влекло
за собой увеличение ее емкости. В ряде случаев провод антенны подни-
мался на значительную высоту (100-150 м) с помощью воздушного змея.
Увеличивать емкость антенны приходилось также для того, чтобы, не по-
вышая значительно напряжение в искровом промежутке, увеличить мощ-
ность излучения. Для этого вместо одного длинного провода использо-
вались несколько проводов. При
увеличении емкости антенны уве-
личивалась также длина излучае-
мой волны. Поэтому первые деся-
тилетия для радиосвязи при меня-
лись почти исключительно длин-
ные волны. Мощные станции ра-
ботали на очень длинных волнах
10 000-25 000 м и их антенны име-
ли очень высокие мачты 200-250 м.
Для своего эксперимента по
трансатлантической связи Марко-
ни в 1901 г. построил в Полдью
Рис. 32. Антенна Попова
4. Создание антенной техники.
247
антенну из многих длинных проводов,
которые были закреплены вверху на
4-х башнях высотой 50 м и сходились
внизу. Антенна имела вид опрокину-
той пирамиды.
Антенны, в которых использо-
валось большое число вертикальных
проводов, были очень дорогими со-
оружениями. Поэтому инженеры ста-
ли разрабатывать конструктивно бо-
лее простые антенны, которые имели
горизонтальную часть, состоявшую из
многих проводов. Эти провода уве-
личивали емкость антенны и давали
возможность повысить мощность пе-
редающих станций. Были разработа-
ны три типа антенн длинных волн:
Г-образная, Т-образная и зонтичная Рис. 33. Антенна Маркони в Полдью
антенна, в которой применялись на-
клонные провода.
Фирма «Маркони» стала использовать на своих радиостанциях Г-
образные антенны, начиная с 1906 г. Экспериментально было установлено,
что такие антенны из-за конечной проводимости земли обладают слабым
направленным действием в сторону снижения. Эффект направленности
таких антенн (показанный на рис. 34 стрелкой) теоретически исследовал
и обосновал немецкий ученый Гершельман.
В 1911 г. немецкими специалистами в Науэне была построена большая
зонтичная антенна.
В 1919 г. Александерсон предложил свою конструкцию Г-образной
антенны, длина которой составляла 2 км. В антенне применялись сниже-
ния, которые, влияя друг на друга, увеличивали сопротивление излучения,
в то время, как потери от токов в земле не увеличивались.
Эта антенна имела значительный по сравнению с другими антеннами
к. п. д., доходивший до 20 %, в то время, как для других антенн к. п. д.
обычно составлял 7—9 %.
Антенны длинных волн имели очень малое сопротивление излучения
(К-иэл) — всего несколько десятых долей ома. Для получения достаточно
Рис. 34. Г-образная антенна Маркони
248
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
высокого к. п.д. антенны было необходимо, чтобы сопротивление потерь
(RnOT) было примерно такое же. Основные потери подводимой к антенне
энергии были в ее проводах, а также в земле вблизи антенной системы.
Для уменьшения потерь в проводах их стали делать многожильными.
Это позволяло снизить их высокочастотное сопротивление и уменьшить
потери от поверхностных токов.
Сложной оказалась проблема заземления, состоящая в рациональ-
ном размещении в земле проводов, увеличивающих проводимость земли
вблизи антенны, и, тем самым, уменьшающих потери высокочастотной
энергии в земле. Этой проблемой много занимались специалисты компа-
ний «Маркони», «Телефункен» и «Французской генеральной компании».
В 1910 г. французскими инженерами М. Райхом и Г.Труэ был выполнены
обширные экспериментальные исследования и разработаны рекоменда
ции по построению заземлений и инженерного метод их расчета. Ис-
следования в этой области в 1921 г. были выполнены также известным
немецким ученым и изобретателем А. Мейсснером. Тщательно спроекти-
рованная система заземления позволяла почти в два раза поднять к. п. д.
мощных передающих длинноволновых станций.
4. Создание антенной техники
249
Рис. 37. Антенна К. Брауна и ее диаграмма направленности
Исключительно важным направлением в антенной технике является
создание направленных антенн. Впервые методы создания направленных
передающих и приемных антенн были предложены в конце XIX века.
В 1899 г. британский инженер С. Г. Браун и американский инженер Джон
Стоун для создания направленных передающих антенн стали использовать
две вертикальные антенны, разнесенные на полволны. Подобную же идею
выдвинул в 1900 г. немецкий ученый Дж. Ценнек.
В 1904 г. американский инженер Ли де Форест — прославленный
изобретатель трехэлектродной лампы, впервые предложил в качестве на-
правленной приемной антенны использовать рамочную антенну.
В 1905 г. немецким ученым Карлом Брауном была создана направ-
ленная антенна, состоящая из трех вертикальных проводов, токи которых
были сдвинуты по фазе.
В 1907 г. Г. Пикар предложил для создания направленных антенн
использовать комбинацию рамочной антенны и вертикального провода.
Такая антенна имела кардиоидную диаграмму направленности с миниму-
мом в заднем направлении. Это уменьшало уровень помех, принимаемых
с этого направления. Антенны с кардиоидной диаграммой направленности
нашли широкое применение в системах пеленгации, так как позволяли
определить направление на работающий передатчик.
С появлением направленных антенн сформировалось понятие «диа-
грамма направленности» — важный параметр, определяющий для прием-
ных антенн зависимость уровня принимаемого сигнала от его направления
прихода, а для передающих — зависимость уровня излучаемого сигнала
от направления его излучения.
В 1908 г. в 1ермании Э. Беллини и А. Този изобрели знаменитую гони-
ометрическую антенну, состоящую из двух неподвижных рамочных антенн,
250
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Рис. 38. Гониометрическая антенна
расположенных в пространстве перпендикулярно друг другу. Каждая из них
была соединена со своей катушкой гониометра. Внутри этих катушек
помещалась подвижная катушка, соединенная с приемником. По про-
странственному положению подвижной катушки, при котором ток в ней
достигал максимальной величины, можно было определить направление
прихода сигнала. Гониометрическая антенна и сегодня широко применя-
ется в системах радиопеленгации.
Антенны передающих станций могли использоваться и как приемные.
Однако при этом станции должны были работать в симплексном режиме,
так как одновременная работа станций на передачу и на прием была невоз-
можна из-за сильных помех со стороны передатчиков, мешающих приему
слабых сигналов. Поэтому с 1911 г. стали строить отдельные передающие
и приемные центры, разнося их на расстояние в несколько десятков км.
На приемных центрах для приема сигналов применялись как рамки,
состоящие из многих витков, так и Г-образные антенны. Приемные рамки
обладали направленностью, что позволяло получить определенное подав-
ление помех, если отличались направления прихода полезного сигнала
и помехи.
Строительство антенных сооружений требовало разработки методов
расчета антенн, позволяющих оценить их усиление, к. п. д., выбрать высоту
подвеса и т. п. Создание таких методов имело важное значение, так как
они позволяли определить дальность действия строящейся радиостанции.
Первое физически правильное объяснение работы заземленной антенны
было дано известным немецким инженером А. Слаби, рассматривавшим
излучение вертикального заземленного провода, расположенного над про-
водящей землей, по принципу зеркальных изображений. На основе этих
представлений немецкий ученый М.Абрагам в 1898 г. разработал метод
расчета сопротивления излучения такой антенны, который позволял опре-
делить излученную в эфир мощность сигнала и согласовать выход пе-
редатчика со входом антенны. В теории Абрагама вертикальный провод
5. Первые опытные передачи по радио звуковых сообщений 251
рассматривался как совокупность элементарных вибраторов-диполей с ко-
нечным электрическим моментом, у которых длина стремиться к нулю,
а заряд — к бесконечности. Эта первая теоретическая работа имела боль-
шое значение, так как на ее основе в последующие годы разрабатывались
методы расчета сложных заземленных антенн. Подобные же представления
разрабатывались несколько позднее во Франции Г. Ферье и М. Блонделем.
В 1908 г. Р. Рюденберг ввел важный параметр антенны — ее «дей-
ствующая высота», которая представляла собой геометрическую высоту
антенны при эквивалентном «прямоугольном» распределении тока в вер-
тикальном проводе. Он также показал, что к. п. д. антенны равен отноше-
нию ВиЗл/(Киал 3“ Кпот) •
Необходимые для инженерного проектирования методы расчета ан-
тенн были созданы в последующие годы.
5. Первые опытные передачи
по радио звуковых сообщений
Освоив технику передачи по радио сигналов телеграфа, исследова-
тели в конце XIX и начале XX века перешли к опытам по передаче го-
лосовых сообщений. Первым продемонстрировал беспроводную передачу
речи с помощью радиоволн в 1899 г. американский инженер-электрик
Гринлиф Виттер Пикард. В обсерватории «Blue Hills» в Милтоне (штат
Массачусетс, США) ему удалось передать голосовые сообщения по радио
на расстояние около 18 км.
Значительные работы по созданию систем радиотелефонирования вы-
полнил американский инженер Реджинальд Фессенден.
Свои опыты по созданию таких систем он начал в 1900 г., используя
для передачи голосовых сигналов искровые передатчики, в которых он,
применив разработанный им альтернатор, добился высокой частоты по-
вторения импульсов, равной 10 кГц. Для повышения качества передачи
речи Фессенден стремился увеличить частоту по-
вторения импульсов. Фессенденом в 1901 г. был
получен первый в мире патент на передачу сиг-
налов радиотелефонии. В 1905 г. ему удалось по-
строить искровой передатчик мощностью 0,5 кВт
с альтернатором, в котором частота повторения
импульсов была равна 75 кГц. Несколько поз-
же он создал искровой передатчик мощностью
250 кВт и частотой повторения импульсов 200 кГц.
По существу, в этих передатчиках формировались
непрерывные сигналы, которые позволяли пере-
давать речевые сообщения практически без ис-
кажений. В ноябре 1906 г. Фессенден со своими
коллегами провел первую успешную опытную Реджинальд Фессенден
252
Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
передачу голосовых сигналов из США в Шотландию. Качество передачи
оказалось таким высоким, что по голосу можно было узнать говорящего.
Триумфального успеха в радиотелефонии ему удалось добиться в де-
кабре 1906 г., организовав первую в мире передачу сигналов вещания.
Передача включала речь самого Фессендена, который поздравил слушате-
лей с наступающим Новым 1одом, а затем он исполнил на скрипке музыку.
Передача велась из города Брант Рок (США) и принималась на кораблях,
на которых были установлены разработанные Фессенденом приемники.
Эти корабли находились в плавании в северной Атлантике и районе запад-
ной Индии. Можно себе представить удивление радиооператоров, когда
они вместо сигналов азбуки Морзе услышали человеческую речь и музыку
Фессенден получил большое количество писем от операторов судов, пла-
вающих в северной и южной Атлашике. Их интересовало, каким образом
ему удалось организовать закую передачу.
В 1906 г. в 1ёрмании Георг фон Арко также осуществил по радио
передачу голоса па расстояние около 40 км. Аппарат конструкции Арко
демонстрировался в 1912 г. на международной радиотелеграфной конфе-
ренции в Лондоне.
Над проблемой передачи по радио голосовых сообщений работали
также инженеры в России и в других странах. Одним из пионеров ра-
диотелефонирования являлся С. Я. Лифшиц — сотрудник А. С. Попова.
В 1904 г. он сделал доклад о своих опытах по модуляции искрового пе-
редатчика голосовыми сообщениями. Для этого он включил рассчитан-
ный на большие токи микрофон последовательно с источником питания
в первичную цепь индукционной катушки. Длина волны передатчика со-
ставляла 150 м. Сигналы принимались на расстоянии нескольких км.
Аналогичные опыты выполнил в том же году итальянский физик
Майорана, используя искровой передатчик, работавший в режиме удар-
ного возбуждения с частотой около 10 кГц. В его устройстве микрофон,
как и в схеме Фессендена, был включен в цепь антенны. Майорана пы-
тался передавать не только речь, но и музыку.
Качество передачи в ранних радиотелефонных системах было невысо-
ким, при этом коэффициент полезного действия искровых передатчиков
оказывался незначительным, а полоса пропускания приемника — широкой
и на приеме отношение сигнал/шум было незначительным. Это направле-
ние в создании радиотелефонных систем оказалось тупиковым. Возмож-
ность практической реализации передачи по радио звуковых сигналов по-
явилась только после изобретения трехэлектродной электронной лампы.
Хронология к главе 3
Совершенствование детекторов
электромагнитных колебаний
1874 г. — Карлом Брауном открыта односторонняя проводимость металли-
ческих сульфидов и некоторых других кристаллических веществ.
Хронология к главе 3
253
1890 г. — Эдуардом Бранли создан радиокондуктор — первый чувстви-
тельный детектор электромагнитных колебаний,
1897 г. — Э. Резерфордом создан магнитный детектор электромагнитных
колебаний с приемом сигналов на головной телефон.
1897 г. — Тесла создал вращающийся когерер, который не нуждался во встря-
хивании для восстановления своей чувствительности.
1899 г. — разработка А. С. Поповым конструкции «телефонного прием-
ника депеш», основанного на эффекте детектирования прини-
маемого сигнала в когерере, обнаруженном его сотрудниками
П. Н. Рыбкиным и Д. С. Троицким.
1899 г. — Т. Томмансином (Швейцария) создан самовосстанавливающий-
ся когерер (стеклянная трубка, в которой между двумя электро-
дами находилась капля ртути).
1901 г. — изобретение индийским ученым Дж. Бозе кристаллического де-
тектора.
1902 г. — разработка промышленной конструкции магнитного детектора
фирмой «Маркони».
1902 г. — создание О. Лоджем, А. Мюирхилом и Е. Робинсоном само-
восстанавливающегося детектора электромагнитных колебаний
с приемом сигналов на головной телефон.
1902-1905 гг. — изобретение электролитических детекторов М.Пупином,
Ли де Форестом и Шлемильхом.
1904 г. — изобретение Джоном Флемингом диода — первой двухэлектрод-
ной электронной лампы с накаливаемым катодом, которая стала
применяться в качестве детектора.
1906 г. — изобретение X. Данвуди кристаллического детектора, которой
нашел широкое применение в выпускаемых промышленност ью
приемниках.
1906 г. — изобретение триода — электронного прибора, приведшего к тех-
нологическому перевороту в области радиотехники, американ-
ским и немецким изобретателями Ли де Форестом и Робертом
фон Либеном; до 1912 г. триод применялся только в качестве
детектора и усилителя сигналов.
1907-1910 гг. — исследование японских ученых У. Ториката, Е. Йокаяма
и М. Китамура разных видов веществ, которые могли бы при-
меняться в кристаллических детекторах.
1910 г. — разработка английским ученым У. Икклзом основ теории детек-
тирования сигналов.
Применение в радиотехнике резонансных цепей
1897 г. — изобретение Теслой приемника, в котором для повышения из-
бирательности использовались резонансные цепи.
254 Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
1898 г. — создание Оливером Лоджем системы «сиитонического телегра-
фирования», в которой резонансные цепи были применены
в приемнике и в передатчике.
1899 г. — изобретение Маркони приемника с «джиггером» — высокоча-
стотным трансформатором, включенным в цепь антенны и по-
вышающим напряжение сигнала, подаваемое на когерер, уси-
ливая тем самым действие антенных токов.
1899 г. — изобретение немецкого инженера Адольфа Слаби, предложив-
шего подключать когерер в то место в антенне, где имеется
пучность напряжения.
1901 г. — получение Маркони патента № 7777 на систему приема, способ-
ную одновременно принимать сигналы от нескольких станций,
работающих на разных частотах.
1907 г. — начало применения в приемных устройствах для повышения их из-
бирательности многоконтурных избирательных систем (Дж. Сто-
ун и К. Франклин).
Разработка методов гетеродинного,
синхронного и регеративного приема
1899 г. — изобретение Теслой метода синхронного приема сигналов.
1899 г. — изобретение Теслой первого регенеративного приемника, в котором
приемная антенна возбуждалась колебаниями собственного гетеро-
дина, синхронного по частоте и синфазного с приходящим сигналом.
1901 г. — изобретение Теслой тиккера — прерывателя в цепи приема сиг-
нала, с помощью которого впервые был реализован метод гете-
родинного приема сигналов.
1905 г. — разработка Р. А. Фессенденом гетеродинного приемника, в кото-
ром в качестве гетеродина применялась машина высокой часто
ты, эти колебания смешивались с ВЧ колебаниями полезного
сигнала, и в результате формировались тональные биения, ко-
торые могли быть прослушаны с помощью телефонных трубок.
1907 г. — создание П. О. Педерсеном и В. Паульсеном прерывателей, подоб
ных тиккеру Теслы, которые применялись в приемниках, выпус-
каемых промышленностью.
Развитие техники искровых передатчиков
1883 г. — изобретение А. Риги вибратора с масляным разрядником.
1891 г. — изобретение Теслой резонанс-трансформатора.
1896 г. — изобретение Теслой разрядника с вращающимся диском.
1900 г. — изобретение К. Брауна передатчика с разрядником, помещенным
в резонансный контур.
1906 г. — изобретение М. Вином многократного разрядника.
Хронология к главе 3
255
1910-1912 гг. — производство в России многократных разрядников М. Вина
в «Радиотелеграфном Депо морского ведомства», созданного
на основе «Кронштадских мастерских».
1910 г. — изобретение Р. Галлети устройства получения непрерывных ко-
лебаний средствами импульсной техники.
1913 г. — создание Ф. Гертом надежного искрового передат чика, в кото-
ром последовательно были включены вращающийся разрядник
Теслы и многократный разрядник М. Вина.
Создание и совершенствование дуговых генераторов
1893 г. — доклад Теслы в институте Франклина в Филадельфии, в котором
было доложено о новом методе преобразования постоянного
тока в переменный посредством электрической дуги.
1900 г. — создание В. Дудделем генератора незатухающих высокочастот -
ных электромагнитных колебаний с помощью электрической
дуги с угольными электродами, включенной в последователь-
ный колебательный контур.
1902 г. — создание Паульсеном практической конструкции мощных дуго-
вых генераторов.
1906 г. — разработка С. М. Айзенштейном оригинальных конструкций ду-
говых генераторов.
1906 г. — изобретение П. Педерсеном метода балансной манипуляции ду-
говых генераторов.
1906 г. — создание Г. Арко (фирма «Телефункен») дугового генератора
с многократной дугой.
Создание и совершенствование машин высокой частоты
1889 г. — создание Николой Теслой первой машины высокой частоты.
1896 г. — создание Теслой машинного генератора индукторного т ипа, в ко-
тором вырабатывалось напряжение с частотой 15 кГц.
1902—1914 гг. — работы по созданию для машинных генераторов умножи-
телей частоты, выполненные в Германии и Франции инженера-
ми Эпштейном и М. Жоли, в Англии — инженерами Г. Валлаури
и А. М. Тейлором и в России М. В. Шулейкиным.
1906 г. — создание Р. Фессенденом машинного радиопередатчика мощ-
ностью 60 кВт, работающего на частоте 50 кГц, который был
установлен на радиостанции Бронд-Рок в США.
1908 г. — разработка Эрнстом Александерсоном конструкции машинных
генераторов мощностью от 1 до 200 кВт, создающих высокоча-
стотные колебания от 25 до 200 кГц.
1912 г. — создание В. П. Вологдиным первого отечественного машинного
генератора мощностью 2 кВт.
256 Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
Первые работы по созданию радиотелефонных систем
1899 г. — американский инженер Г. В. Пикард впервые продемонстрировал
передачу речи с помощью радиоволн на расстояние около 18 км.
1901 г. — Р. Фессенденом получен первый в мире патент на передачу сиг-
налов радиотелефонии.
1902 г. — опыты С. Я. Лифшица (сотрудника А. С. Попова) по передаче
речевых сигналов с использованием искровых передатчиков.
1904 г. — опыты итальянского инженера Майорана по передаче речевых
сигналов и музыки с использованием искровых передатчиков.
1906 г. — Р. Фессенден провел первую успешную опытную передачу голо-
совых сигналов из США в Шотландию.
1906 г. — Г. Арко в Германии осуществил передачу по падио голоса на рас-
стояние около 40 км.
Начало исследований в области
распространения радиоволн
1878 г. - начало формирования представлений об ионосфере при выясне-
нии причин изменения магнитного поля Земли — английский
ученый Стюарт, высказал гипотезу о наличии в верхних слоях
атмосферы электрических токов, которую в 1889 г. теоретически
разработал Шустер.
1901 г. — эксперимент Маркони по передаче сигналов с побережья южной
Англии в Северную Америку по радиолинии, протяженностью
3500 км.
1902 г. — выдвижение О. Хевисайдом и А. Кеннеди в фундаментальной
гипотезы о существовании в атмосфере Земли на большой вы-
соте ионизированного слоя, который способен отражать пада-
ющие на него радиоволны.
1903 г. — гипотеза Дж. Редея о дифракционном механизме дальнего рас-
пространения радиоволн вдоль сферичной поверхности Земли.
1909 г. — выдвижение Дж. Ценнеком гипотезы о возможном механизме
распространения радиоволн вдоль полупроводящей поверхно-
сти Земли, которая была детально разработана известным не-
мецким физиком А. Зоммерфельдом.
1909-1910 гг. — проведение Л. Остином (США) экспериментальных ис-
следований распространения длинных волн над морем на ра-
диолиниях протяженностью 2000 км, получение им важной эм-
пирической формулы для расчета зависимости напряженности
поля от расстояния и длины волны.
1909 г. — первое теоретическое исследование голландским физиком Г. Ло-
ренцем распространения радиоволн в ионизированной среде.
Хронология к главе 3
257
1912 г. — получение английским ученым У. Икклзом формулы, определя-
ющую фазовую скорость и поглощения волн в ионосфере.
1918 г. — английский математик Г. Ватсон получил строгое решение за-
дачи дифракции радиоволн, распространяющихся над сфериче-
ской идеально проводящей Землей.
1918 г. — Г. Ватсон, приняв во внимание гипотезу Хевисайда—Кеннеди,
на основе уравнений Максвелла рассмотрел задачу распростра-
нения радиоволн между двумя концентрическими идеально про-
водящими сферами — внутренней (Землей) и внешней (ионо-
сферой) и получил решение, которое согласовывалось с эмпи-
рической формулой Остина.
Начальный период создания антенной техники
Для осуществления беспроводной связи высокоподнятые над землей антенны
использовались в многочисленных опытах и предлагались в патентах мно-
гих изобретателей: Лумиса, Долбеара, Эдисона, Теслы, Попова и Маркони.
1898 г. — немецким инженером А. Слаби впервые дано физически пра-
вильное объяснение работы заземленной антенны, в котором
излучение вертикального заземленного провода, расположенно-
го над проводящей землей, рассматривалось по принципу зер-
кальных изображений; на этой основе немецкий ученый М. Аб-
рагам разработал метод расчета сопротивления излучения такой
антенны (несколько позднее во Франции такой метод был раз-
работан Г. Ферье и М. Блонделем).
1899 г. — британский инженер С. Г. Браун и американский инженер Джон
Стоун для создания направленных передающих антенн пред-
ложили использовать две вертикальные антенны, разнесенные
на полволны, в 1900 г. подобную же идею выдвинул немецкий
ученый Дж. Ценнек.
1901 г. — для проведения эксперимента по созданию трансатлантической
линии связи в Полдью (Англия) сооружена сложная антенна,
имеющая вид опрокинутой пирамиды из многих длинных про-
водов, закрепленных вверху на 4-х башнях высотой 50 м.
1904 г. — американский инженер Ли де Форест впервые предложил в каче-
стве направленной приемной антенны использовать рамочную
антенну.
1905 г. — немецким ученым Карлом Брауном создана направленная ан-
тенна, состоящая из трех вертикальных проводов, токи в кото-
рых сдвинуты по фазе.
1906 г. — фирма «Маркони» стала использовать на своих радиостанциях
Г-образные антенны, которые обладали слабым направленным
действием.
258 Глава 3. Развитие радиотехники до 1912 года
1907 г. — Г. Пикар предложил для создания направленных антенн исполь-
зовать комбинацию рамочной антенны и вертикального прово-
да, имеющую кардиоидную диаграмму направленности с мини-
мумом в заднем направлении.
1908 г. — Р. Рюденберг ввел важный параметр антенны — ее «действую-
щую высоту».
1908 г. — Э. Беллини и А. Този изобрели гониометрическую антенну, со-
стоящую из двух неподвижных рамочных антенн, расположен-
ных в пространстве перпендикулярно друг другу, которая широ-
ко применяется в системах пеленгации.
1910 г. — французскими инженерами М. Райхом и Г.Труэ выполнены об-
ширные экспериментальные исследования и разработаны ин-
женерные методы расчета заземлений антенн и рекомендации
по их построению.
1911 г. — начало строительства отдельных передающих и приемных цен-
тров, разнесенных на расстояние в несколько десятков км.
1911 г. — немецкими специалистами в Науэне (фирма «Телефункен») бы-
ла построена большая зонтичная антенна.
1919 г. — Александерсоном предложена оригинальная конструкция Г-об-
разной антенны, длина которой составляла 2 км.
Литература к главе 3
1. Очерки истории радиотехники (статьи: Сотин Б. С. Развитие техники ра-
диоприема, Родионов В. М. Развитие радиопередающей техники, Домбров-
ский И. А. Эволюция антенной техники, Косиков К. М. Развитие знаний в об-
ласти распространения и применения радиоволн). М.: Изд-во АН СССР, 1960.
2. Зворыкин А.А.,Осьмова Н. И., Чернышев В.И.,ШухардинС.В. История техники
(Глава XXXI Развитие радиотехники и электроники). М.: Изд-во социально-
экономической литературы, 1962.
3. Техника в историческом развитии 70-е годы XIX - начало XX в. / Под ред.
С. В. Шухардина и др. М.: Наука, 1982.
4. Глущенко А. А. Место и роль радиосвязи в модернизации России (1900-1917 гт.).
СПб.: Фонд «Российский фонд истории связи», 2005.
5. Рогинский В.Ю. Валентин Петрович Вологдин. М.: Наука, 1981
6. Raby Ormond. Radio's First Voise: The Story of Regnald Fessenden. Toronto:
Macmillan of Canada, 1970.
7. MacGregor Morris, John T. The Inventor of the Valve: A Biography of Sir Ambrose
Fleming. London: Television Society, 1954.
8. Brittain James E. Alexanderson: Pioneer in American Electrical Engineering. Balti-
more: Johns Hopkins University Press «Studies in the History of Technology», 1992.
9. Coc L. Wireless Radio: Brief History. Jefferson, NC: McFarland, 1996.
10. Taran K. Sarcar, Robert J. Mailloux, Arthur A. Oliner, Magdalena Salazar-Palma,
Dipak L. Senguppta. History of Wireless. New York: Wiley—Interscience, 2006.
Глава 4
Развитие сетей электросвязи в мире
Каждое изобретение становится ценным
не только благодаря тому, кто его совер-
шил, но еще более благодаря тому, кто рас-
крыл его истинный смысл и действенную силу.
Стефан Цвейг
Развитие сетей связи, охвативших большие территории, на которых
располагались ряд государств, началось со строительства станций сема-
форного телеграфа, изобретателем которого являлся французский инже-
нер Шапп. Линии семафорного телеграфа начали создаваться во Франции
в конце XVIII века. В течение около 50 лет происходило строительство
таких линий во многих странах мира. Они оказали чрезвычайно большое
влияние на их безопасность и развитие экономики.
Достижения науки сделали возможным создание более совершен-
ных систем электрической связи. В 1832 г. русский ученый барон Павел
Львович Шиллинг фон Канштадт продемонстрировал первую действую-
щую систему электромагнитного телеграфа, после чего началось развитие
электросвязи, которое шло очень быстрыми темпами.
Следующей вехой в истории электросвязи стало создание Морзе те-
леграфной линии, связавшей Вашингтон и Балтимор в США в 1844 г.
За этим последовало быстрое распространение телеграфной связи на всех
континентах. Изобретение Беллом телефонной связи в 1876 г. также вызва-
ло быстрое строительство линий телефонной связи во всех странах мира.
Наконец, последней важной вехой в истории электросвязи в XIX веке
стало изобретение беспроводной связи в 1895 г., связанное с именами
Н. Теслы, А. С. Попова и Г. Маркони.
Прогресс в развитии электросвязи к 1912 г. — за 80 лет ее развития,
начиная с 1832 г., характеризуется следующими впечатляющими цифрами:
- общая длина наземных телеграфных линий связи составляла 6 000 000 км,
- в год по ним передавалось 1000000 телеграмм,
- в морях и океанах было проложено 1750 телеграфных кабельных ли-
ний связи, их обща! протяженность составляла 300 000 км и по ним
ежедневно передавалось 16 500 телеграмм,
— телефонной связью в мире пользовались 2 000 000 абонентов,
— на судах морского флота и на суше действовали почти 4000 радио-
станций.
260
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
В этой главе рассказывается о том, как в мире происходило развитие
сетей электросвязи, а также развитие промышленности средств связи.
Развитие сетей электросвязи и промышленности средств связи в России
будет освещено в следующей главе.
Во многих западных странах двигателями прогресса в области электро-
связи были конкретные творчески мыслящие и энергичные люди, такие,
например, как У. Кукк и Ч. Уитстон, С. Филд, В. Сименс, С. Морзе, А. Белл,
Т. Эдисон, Г. Маркони, А. Слаби, Г. Арко, К. Браун и многие другие. Имен-
но они раскрыли, по словам Стефана Цвейга, «истинный смысл и действен-
ную силу» новых изобретений в области электросвязи, направив свой опыт
и энергию на их внедрение. Благодаря их изобретательности, предпри-
имчивости и энтузиазму была создана мощная промышленность средств
связи и велись работы по внедрению новых систем связи в жизнь общества.
Поэтому прогресс в электросвязи шел быстрыми темпами, и применение
как проводных, так и радиосистем охватило практически все сферы жизни
общества и за очень короткий по историческим меркам срок коренным
образом изменило жизнь людей на земле, связав самые отдаленные места
на разных континентах нашей планеты линиями связи.
Возникает вопрос, почему расцвет науки и техники стал возможным
в западных странах? Ответ состоит в том, что, хотя в большинстве из них
в те годы действовал монархический строй, в них были приняты и дей-
ствовали такие законы, которые допускали общественную инициативу,
а свобода творчества и предпринимательства не ограничивались. Кроме
того, в ряде случаев государственная политика ряда передовых стран была
направлена на активную поддержку внедрения новой техники связи.
1. Развитие семафорного телеграфа
Семафорный телеграф не относится к электросвязи, но эго было пер-
вое средство связи, которое развивалось более 50 лет и нашло широкое
применение в странах, находящихся в разных районах мира. Были постро-
ены линии семафорного телеграфа, протяженность которых превосходила
порой 1000 км. Такие линии имели более 100 промежуточных станций,
расстояние между соседними станциями составляло около 12 км. Первой
страной, которая стала интенсивно развивать сеть линий семафорного
телеграфа, была Франция. На этих линиях использовались станции кон-
струкции французского изобретателя Клода Шаппа. Первая такая линия
между Парижем и Лиллем длиной 225 км была построена 1793 г. I Преда-
на одного сигнала по этой линии занимала 2 мин. В начале ХЕХ столетия
во Франции была построена телеграфная линия Париж—Тулон, позволяв-
шая передавать сообщения за 20 мин, что, в сравнении с возможностями
обычной фельдъегерской связи с помощью конного транспорта, поражало
воображение и показывало перспективы этого средства связи.
1. Развитие семафорного телеграфа
261
Рис. 1. Сеть семафорного телеграфа во Франции
На рис. 1 показана сеть линий семафорного телеграфа, построенных
к 1850 г., которые связывали Францию с соседними странами: Испанией,
Италией, Германией и Швейцарией,
К 1850 г. протяженность линий семафорного телеграфа во Франции
составляла почти 5000 км, и на них имелось 534 станции — несколько
больше, чем во всей остальной Европе.
Следом за Францией линии семафорного телеграфа стали строить и в дру-
гих странах. Конструкции станций на этих линиях чаще всего соответство-
вали станциям Шаппа, либо отличались от них в незначительных деталях.
Наиболее протяженные линии семафорного телеграфа были построены
в Индии (650 км, 45 станций), в Норвегии (1300 км, 225 станций), в Ан-
глии был построены ряд линий, соединивших Лондон с другими городами
страны. Общее число построенных в Англии станций составило 65. Такие
линии строились во всех европейских странах, а также в Алжире, Египте,
Австралии, Южной Африке и США. Конгрессом США в 1837 г. было
принято решение о финансировании очень дорогостоящего строительства
линии семафорного телеграфа между атлантическим и тихоокеанским по-
бережьями страны (между Нью-Йорком и Новым Орлеаном) протяжен-
ностью 1900 км. Однако создание Морзе электрического телеграфа эти
планы изменило.
В России были построены линии семафорного телеграфа системы
Шато — ученика Шаппа. В 1833 г. была построена линия Петербург—
Ораниенбаум—Кронштадт, в 1835 г. — линия Петербург—Царское Село—
Гатчина, в 1839 г. завершилось строительство самой протяженной в Европе
линии Петербург— Псков—Динабург—Вильна— Варшава. Общая протя-
262 Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
женность линий семафорного телеграфа в России составила примерно
1250 км, а число станций — 156.
Недостатками семафорного телеграфа являлось не только высокая сто-
имость их строительства, но и весьма сложная и дорогая эксплуатация.
Каждую станцию обслуживала бригада из 5 человек. Двое передавали сиг-
налы, управляя рычагами семафорного телеграфа, двое, наблюдая в теле-
скопы за положением рычагов соседней станции, фиксировали принима-
емые сигналы, один из членов бригады, знающий кодовую таблицу, рас-
шифровывал принятые сигналы. Штат работников, занятых обслужива-
нием линий семафорного телеграфа, был значительным. Во Франции он
составлял около 3500, а в России — 1500 человек.
Следует также отметить, что отдельные символы кодовой телеграфной
таблицы соответствовали не отдельным буквам алфавита, а целым словам
или даже фразам. Поэтому ошибка приема одного символа приводила
к полной потере всей переданной по линии информации. Для того чтобы
уменьшить вероятность ошибки, после приема очередного символа он вновь
передавался на станцию, с которой был передан. Если ошибки не было,
то на приемную станцию посылался сигнал подтверждения, если же об-
наруживалась ошибка, то этот символ повторялся вновь. Такой порядок
существенно снижал скорость передачи сообщений по линии связи.
2. Развитие электрического телеграфа
2.1. Воздушные линии связи
Первые коммерческие линии телеграфной связи были созданы в Ан-
глии. Электрический телеграф был важным средством управления движе-
нием поездов на железных дорогах, развитие которых началось с середины
XIX века, и оказывал заметное стимулирующее влияние на экономическое
и промышленное развитие страны.
В первые десятилетия развития электрического телеграфа, начиная
с проекта Шиллинга 1837 г. по прокладке линии связи между Петергофом
и Кронштадтом, применялись только проводные воздушные линии связи.
Это было связано с тем, что такие линии были относительно дешевы, а ка-
чество изоляции прокладываемых в земле проводов было низким и срок
их службы небольшим. Воздушные линии электрического телеграфа по-
степенно заменяли линии семафорного телеграфа, который полностью
вышел из употребления во всех странах к 1870 г.
Для создания воздушных линий связи использовались зарытые в зем-
лю телеграфные столбы высотой 10-15 м, расположенные на расстоянии
30-60 м друг от друга, между которыми натягивались провода. Провода
крепились к столбам с помощью изоляторов разных конструкций. По-
скольку происходил быстрый рост телеграфного обмена, то между теле-
графными станциями часто прокладывалось несколько (по 3—5, а иногда
по 8—10) линий связи. В качестве линий использовались неизолированные
2. Развитие электрического телеграфа
263
Таблица 1
Континент Длина телеграфной сети
Длина линий связи (км) Длина провода (км)
Африка 42400 60480
Америка 549240 1 825600
Азия 128 500 309080
Европа 70280 138090
Государственные линии 1506770 2326600
Частные линии 258996 262 272
Общее число линий 1765 766 4922122
провода, изготовленные из железной проволоки диаметром от 2,5 до 6 мм.
Сопротивление таких линий составляло от 6 до 1,2 Ом/км. Во многих стра-
нах проводные линии связи находились в эксплуатации и в середине XX в.
За 50 лет, начиная с середины и до конца XIX века, общая протяжен-
ность воздушных линий связи увеличилась в Европе в 18 раз, в Америке
в 50 раз, в Австралии в 40 раз. Состояние электрической связи в мире
в конце XIX века (1893 г.) иллюстрируется табл. 1.
Рис. 2. Провода электрического телеграфа в городе
264
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
Интенсивная прокладка воздушных линий в крупных городах Европы
и США приводила к тому, что в копие XIX века натянутые в них провода
закрывали, как это видно из рис. 2, все небо.
Кабельные линии связи
Весьма актуальной, особенно для крупных европейских городов, стала
задача создания проводов с высококачественной изоляцией — кабельных
линий, чтобы их можно было прокладывать в земле, а также преодолевать
водные пространства.
В 1843 г. был открыт материал гуттаперча, обладавший хорошими
изоляционными свойствами. Начиная с 1847 г. его стали широко исполь-
зовать в качестве изоляции для кабельных линий связи, прокладываемых
в земле. Пионерами изготовления таких линий были Самуэль Армстронг
в США и фирма «Сименс и Гальске» в Германии. Во многих странах ми-
ра вместо воздушных телеграфных линии стали прокладывать кабельные.
Кабель укладывался под землей на глубине 0,9 м.
Большая часть (90-95 %) сооружаемых во многих странах мира теле-
графных линий еще долгое время были воздушными, а кабельные исполь-
зовали только в качестве вставок при преодолении водных препятствий
или их прокладки под железнодорожными линиями и т. п. Однако в Евро-
пе и, особенно, в Германии, замена воздушных линий связи на подземные
кабели происходила весьма интенсивно. Общая протяженность кабельных
линий в Европе в 1881 г. составляла 7251 км.
В табл. 2 приведены данные о протяженности кабельных линий связи
в разных странах Европы в 1881 г.
Создание надежных и прочных кабелей позволило начать прокладку
телеграфных линий через моря и океаны и объединить линии связи всех
стран в единое телекоммуникационное пространство.
Морские кабельные линии связи
Проект прокладки морского кабеля для создания первой международ-
ной линии связи между Францией и Британией через пролив Ла-Манш
был выдвинут Чарльзом Уитстоном.
Таблица 2
Страна Протяженность кабельных линий, км Страна Протяженность кабельных линий, км
Германия 5500 Швейцария 46
Франция 851 Австрия 30
Британия 771 Бельгия 11
Россия 202 Румыния 11
Голландия 96 Дания 3
2. Развитие электрического телеграфа
265
Рис. 3. Подводные кабели, связывающие Англию с Ирландией и Европой
Такая линия длиной 43 км была проложена англичанами братьями
Бретт и вошла в эксплуатацию в сентябре 1851 г. С этого времени начался
постоянный телеграфный обмен между Британией и материковой Европой.
Успех создания этой линии побудил Джона Бретта и его компаньона
Тилсона Брайта к организации «Англо-Ирландской телеграфной компа-
нии», которая стала прокладывать кабельные линии между Британией
и Ирландией (1852 г.), между Британией и Бельгией (1853 г.) и соединила
в этом же году датский полуостров с островами Фун и Сьялэнд, на кото-
ром расположен город Копенгаген (рис. 3).
В 1854 г. кабельная линия соединила Данию и Швецию, Италию с ост-
ровами Сицилия и Корсика. Морской кабель соединил Англию с Герма-
нией. Все эти кабельные линии имели небольшую протяженность и про-
кладывались на небольшой глубине.
В 1854 г. Джон Бретт основал новую «Средиземноморскую телеграф-
ную компанию», которая стала прокладывать кабель на глубине до 3000 м
в Средиземном море. Компания проложила кабель между итальянскими
островами Сардиния и Бона, а также соединила их с северным побере-
жьем Алжира.
Попытки прокладки кабельных линий часто терпели неудачу, так как
кабель не выдерживал механических нагрузок и рвался в процессе его
прокладки. В 1857 г. Вернер Сименс создал научную теорию, позволяю-
щую выбрать параметры кабельной линии, которые необходимы для его
266
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
Рис. 4. Телеграфные линии Лондон—Калькутта
надежной глубоководной прокладки. Им же были разработаны способы
прокладки морского кабеля.
Эта теория сыграла большую роль при прокладке трансатлантиче-
ского кабеля, связавшего в 1866 г. два континента — Европу и Америку.
История его прокладки подробно описана в главе 3 первой части книги.
Успех прокладки первого трансатлантического кабеля способствовал
бурному развитию техники подводных телеграфных кабелей. Трансокеан-
ские линии телеграфной связи стали строиться одна за другой. В 1874 году
был проложен кабель длиной в 5700 км, соединивший напрямую Ирлан-
дию и США. К концу XIX века было проложено 15 трансатлантических
телеграфных линий, связавших Европу с Южной и Северной Америкой.
Важнейшей стратегической задачей для Великобритании было со-
здание телеграфной линии, соединяющей Лондон с ее крупнейшим до-
минионом — Британской Индией. За ее сооружение взялась в 1859 г.
«Телеграфная компания Индии и Красного моря», проложившая кабель-
ную линию по маршруту остров Мальта—Александрия — Суэцкий ка-
нал — Красное море и далее через Аден в Карачи. Линия оказалась очень
ненадежной. В 1868 г. была создана «Индо-Европейская телеграфная ком-
пания», которая проложила линию Лондон—Индия по другому маршруту,
2. Развитие электрического телеграфа
267
проходившему через территорию Германии, Турции и Персии. Однако
и эта линия оказалась весьма ненадежной. Перерывы связи по обеим ли-
ниям достигали, порой, несколько недель.
Поэтому в 1867—1870 гг. по предложению фирмы «Сименс и Галь-
ске» была сооружена новая телеграфная линия связи Лондон—Калькутта
длиной 18 000 км. Для ее строительства пришлось решить сложную ди-
пломатическую задачу — добиться от правительств стран, но территории
которых должна была пройти эта линия, согласия на выдачу компании
лицензии на ее строительство и эксплуатацию. Эта линия — самая длин-
ная в то время в мире смешанная подводно-воздушная частная линия,
проходившая через территории нескольких европейских стран, России
и Персии, вступила в эксплуатацию в 1870 г. и обеспечила надежную
связь между Англией и Индией.
Следует отметить, что большая часть трасс всех трех проложенных
линий проходила по территории стран, которые при осложнении отно-
шений с Великобрита!гией могли нарушить ее связь с Индией. Поэтому
правительством страны было принято решение о строительстве еще од-
ной прямой подводной телеграфной линии между Лондоном и Индией. Ее
кабель должен был пройти через зоны свободного плавания: Гибралтар,
Средиземное море, Красное море и Арабское море, в которых проло-
женный кабель мог находиться под полным контролем военного флота
Великобритании. Прямой морской кабель между Англией и Индией был
проложен в 1884 г. На карте рис. 4 нанесены все кабельные телеграфные
линии, соединяющие в XIX веке Англию и Индию.
Доминионы Британии были расположены по всему земному шару
и поэтому, после того как были созданы в 1870 г. телеграфные линии,
соединившие Англию с Индией, на повестку дня встал вопрос о продол-
жении их до Австралии. Для этого была создана «Восточная телеграфная
компания», построившая линию Бомбей—Мадрас, прошедшую через Ин-
дийский полуостров.
В 1871 г. Британско-Австралийской телеграфной компанией был про-
ложен морской кабель от Мадраса через остров Ява до города Дарвин
на северном побережье континента Австралия. В том же году этот город
был соединен трансконтинентальной линией длиной 3000 км с городом
Аделаида на южном побережье континента (рис. 5).
Таким образом, в 1871 г. связь метрополии с Австралией была установ-
лена, и в ноябре 1872 г. состоялся первый обмен телеграммами: в течение
нескольких дней были отправлены и получены первые 150 телеграмм.
Для того чтобы связать телеграфом всю Британскую Империю, остава-
лось проложить телеграфные линии между Австралией, Новой Зеландией
и между Австралией и Американским континентом.
К решению этой сложной задачи приступили в 1902 г. Морской ка-
бель, соединивший Австралию с Новой Зеландией, был проложен в марте
1902 г. А вскоре был проложен морской кабель длиной 11000 км через Ти-
хий океан, соединивший город Южный порт на Золотом берегу Австралии
268 Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
Рис. 5. Телеграфные линии Австралии
FIRST WORLD-CIRCLING TELEGRAPH MESSAGE
The me«Mge ta His Excellency Minto et Government Hoose. OiUwe. Hov. isl. хуэз*
after circling the globe.
Canadian Pacific Railway Company’s Telegraph
ЛИ Г«Ь«п by iMs C«mp*»y *<* tw th» cwedlltott* printed on vur Fww t.
10. KA. HD. RO. (39 Words) 8.35 A.M.
(via Commercial Eastern Australia Pacific)
To Governor General,
Ottawa.
Receive globe encircling message via England,
South Africa, Australia and Pacific Cable congratulating
Canada and the Empire on completion of the first segment
state controlled electric girdle the harbinger of incal-
culable advantages, national and general.
From Ottawa, Oct. 31st, 1902 Sandford Fleming.
Рис. 6. Первая в мире кругосветная телеграмма
2. Развитие электрического телеграфа
269
Таблица 3
Континент и страна Число линии Длина линии, км Континент и страна Число линий Длина линий, км
Европа Америка
Австрия 50 750 США 13 3980
Великобритания 223 5050 Канада 2 740
Германия 100 5245 Венесуэла 7 1125
Дания 148 850 Мексика 2 735
Италия 59 3025 Все страны Америки 92 7215
Испания 24 5800 Азия
Норвегия 770 2600 Британская Индия 13 3720
Франция 77 21045 Япония 180 9115
Россия 32 1370 Россия 1 10
Все страны Европы 1731 48025 Все страны Азии 199 14330
с городом Ванкувер в Канаде. Финансировали строительство этой линии
связи пять стран: Соединенное королевство, США, Канада, Австралия
и Новая Зеландия.
Руководителем работ был сэр Стэнфорд Флеминг — главный инженер
канадской тихоокеанской железнодорожной компании. После завершения
прокладки трансокеанского кабеля он послал 31 октября 1902 г. первую
телеграмму из Оттавы в Лондон лорду Мильтону — министру иностран-
ных дел Британской Империи (рис. 6). Эта телеграмма по телеграфным
линиям связи обогнула весь земной шар. Это эпохальное событие было
отпраздновано во многих столицах Британской Империи.
На рис. 7 показана карта, на которой нанесены основные трансоке-
анские линии связи, проложенные к 1895 г. Ежегодно в начале XX века
по ним передавалось 16 500 телеграмм.
Как уже отмечалось, к началу XX века в морях и океанах было проло-
жено 1750 кабельных линий общей протяженностью 300000 км, а в назем-
ных линиях телеграфной связи общая длина воздушных проводов и жил
проложенного электрического кабеля составляла 6 000 000 км. Карл Маркс
был абсолютно прав, утверждая: «Весь шар земной опутан телеграфной про-
волокой».
Прокладка кабельных подводных телеграфных линий продолжалась
и в XX веке. Эти линии прокладывались как государственными, так и част-
ными компаниями.
В табл. 3 приведены данные о количестве и длине этих линий, проложен-
ных к 1913 г. в разных странах Европы, Америки и Азии государственными
270
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
Рис. 7. Основные трансокеанские кабельные линии
3. Развитие телефонной связи в мире
271
компаниями. Всего в мире к 1913 г. было проложено 2148 линий, общая
длина которых составила 93 475 км.
Протяженность линий, проложенных частными компаниями, было
гораздо больше. В Великобритании было создано 18 частных компаний
по прокладке и эксплуатации кабелей связи. Они проложили 285 линий
общей длиной 256 125 км. В США существовало 7 таких компаний, про-
ложивших 61 линию, в Германии — 4 компании, проложившие 14 линий
общей длиной 38 048 км.
Россия имела, как видно из табл. 3, сравнительно небольшое число
подводных линий связи. Собственного производства кабельных линий
ни в государственном, ни в частном секторе в ней создано не было.
3. Развитие телефонной связи в мире
Патент на телефон был получен Александром Беллом в 1876 г. и
после этого телефонная связь стала развиваться во всем мире удивительно
быстрыми темпами.
Первая в мире телефонная линия была построена в 1877 г. Она связала
квартиру и канцелярию американского бизнесмена Уильдиса в Бостоне.
В январе следующего года в городе Нью-Хевен (штат Коннектикут, США)
компания Белла построила первую коммерческую телефонную станцию
с ручным коммутатором. В Нью-Хевене был выпущен первый в мире
телефонный справочник, содержавший всего 21 страницу.
В деле развития телефонной связи в США начинается острая конку-
ренция. Белл и его партнеры в 1879 г. создали компанию «New England
Telephone» для производства телефонного оборудования, а их конкуренты
Эдисон и Элайша Грей в том же году организовали «Западную электриче-
скую компанию». Обе фирмы в конце 1879 г. объединились, и возникла
знаменитая компания «Bell Telephon Со.», впоследствии ставшая одной
из крупнейших телекоммуникационных компаний мира «AT&T».
Данные о росте количества абонентов телефонных сетей в США, Ев-
ропе и в мире приведены в табл. 4. Эти данные иллюстрируют колоссаль-
ный темп роста числа абонентов в сетях США и Европы. В США, начиная
с 1880 года, за двадцать лет количество абонентов увеличилось почти в 28 раз!
Таблица 4
Год США Европа Остальной мир Всего
1880 47 900 1900 — 49800
1885 147700 58000 11800 217 500
1890 227000 177000 31500 435 500
1900 1 355000 800000 100000 2 255000
272 Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
Таблица 5
Год Американский континент Европа Остальной мир
1876 США — —
1877 — Бельгия, Франция, Германия, Великобритания, Швейцария, Швеция —
1878 Канада, Ямайка Италия Австралия, Новая Зеландия
1879 Чили Нидерланды Сенегал, Сингапур
1880 Мексика Норвегия Южная Африка
1881 Аргентина, Гватемала Австрия, Дания, Венгрия, Россия Китай, Египет, Индия, Таиланд
1882 — Мальта Республика Маврикий
1883 — Чешская республика, Польша, Португалия, Украина —
1884 Барбадос, Никарагуа — Мьянма
1885 Уругвай Люксембург, Испания Новая Каледония
1886 Бермуды, Три- нидад и Тобаго — —
Как видно из табл. 4, к концу XIX века в США было установлено 60 %,
а в Европе 35,5 % всех телефонов.
Следующая табл. 5 иллюстрирует распространение телефонной свя-
зи в разных странах мира. С 1876 года за десять лет линии телефонной
связи стали строиться почти во всех странах. Отметим, что в России к со-
зданию телефонной связи приступили через пять лет после изобретения
телефона. В конце ХГХ века почти во всех крупных городах и индустри-
альных центрах были построены сети телефонной связи. В Европе первая
экспериментальная международная телефонная связь между Швейцарией
и Италией по телеграфной линии длиной 90 км была установлена в 1878 г.
В 1881 г. телефонные линии были проложены между городами Дет-
ройт, Мичиган, Виндзор и Онтарио в США и Канаде. В 1883 г. была
установлена телефонная связь между городами Браунсвилле в штате Техас
(США) и Нуево Ларедо в Мексике. Первая коммерческая международная
телефонная линия между Берном (Швейцария) и Эльзасом (Германия)
была открыта в 1886 г.
На начальном этапе развития телефонной связи использовались воз-
душные медные однопроводные линии, причем в качестве второго провода
3. Развитие телефонной связи в мире
273
использовалась земля. Поскольку полоса частот телефонного сигнала су-
щественно превышала полосу частот телеграфного сигнала, очень скоро
выяснилось, что качество телефонной связи серьезно страдает от всевоз-
можных помех от других линий связи и электрических линий.
Александр Белл был первым, кто предложил в 1881 г. бороться с эти-
ми помехами путем использования двухпроводных телефонных линий,
что исключало помехи, возникающие от токов, протекающих по земле.
В октябре этого года первая такая линия была проложена в США между
городами Бостон и Провиденс. В 1893 г. была проложена 2-проводная
телефонная линия длиной 1500 км между Нью-Йорком и Чикаго, медные
провода которой имели диаметр 4 мм.
Поскольку рост телефонных сетей в крупных городах происходил
очень быстро, то прокладка в них новых воздушных линий превратилась
вскоре в очень сложную техническую проблему. Возникла настоятельная
необходимость перехода от воздушных к подземным кабельным линиям
связи. Крупным недостатком воздушных линий было также то, что затуха-
ние в них сигнала сильно зависело от погоды: при дожде и снеге оно могло
увеличиться в 2 и даже в 4 раза. В первых телефонных кабелях в качестве
изоляции использовалась гуттаперча. Из-за больших диэлектрических по-
терь и близости друг к другу проводников кабеля емкость кабельной линии
получалась значительной, и она имела очень большое затухание. Поэтому
ее длина не могла превышать 30 км. Вскоре была изобретена бумажная
изоляция, позволившая существенно уменьшить как емкость линии, так
и ее затухание.
Первый телефонный кабель с бумажной изоляцией был изготовлен
и проложен между Англией и Францией (пунктами Св. Маргарет и Санга-
те, расположенными на побережье пролива Ла-Манш) фирмой «Сименс»
в 1890 г. Длина линии составляла 40 км. Позже эта линия была продолже-
на от Сангате до Парижа (135 км) и от Св. Маргарет до Лондона (325 км).
Огромное значение для строительства протяженных телефонных ка-
бельных линий связи имело изобретение Михайло Пулина, доказавшего
на практике, что включение в кабельную линию катушек индуктивности
может существенно уменьшить ее затухание. Катушки Пулина имели ин-
дуктивность, равную 250 мГ, и устанавливались на кабельной линии через
1850 м. В США изобретение Пулина нашло очень широкое применение.
В 1910 г. была построена между Бостоном и Вашингтоном через Нью-Йорк
длиной 724 км. Самая длинная телефонная линия в Европе, построенная
по этой технологии, была сооружена в 1914 г. фирмой «Сименс и Гальске».
Она соединила Берлин, Франкфурт, Базель и Милан.
Одновременно со строительством телефонных линий, создавались
и коммутационные станции. В 1878 г. в первой в мире телефонной сети
города Нью-Хевен был установлен ручной коммутатор (РК), обслуживаю-
щий всего 21 абонента; через год это число абонентов увеличилось до 50.
Во всех городах мира, в которых строились телефонные сети, создавались
телефонные станции с РК.
274 Глава 4. Развитие сетей, электросвязи в мире
Таблица 6
Год Страна Город Система
1892 США Ла-Порте Строужер
1905 Канада Вайтхорс Строужер
1908 Германия Хилдесхейм Строужер
1909 Германия Потсдам Мюнхен Сименс Сименс
1910 Австрия Германия Венгрия Грац Алтебург Будапешт Строужер Сименс Строужер
1912 Австралия Великобритания Гилонг Дарлингтон Герефорд Строужер Строужер Строужер
1913 Франция Ницца Строужер
Из-за быстрого роста числа абонентов емкость коммутационных стан-
ций все время возрастала. В начале XX века в таких городах Европы, как,
например, Берлин, Брюссель и Гаага устанавливались РК емкостью 15000
линий. Самый большой в мире РК, рассчитанный на обслуживание 60 000
абонентов, был установлен в 1910 г. в Москве.
Для работы на ручных коммутационных станциях в качестве опера-
торов-телефонисток отбирались исключительно молодые девушки. Они
осваивали эту профессию в специальных школах в течение одного года.
Армия телефонисток быстро росла, росли и расходы на эксплуатацию те-
лефонных сетей. Все более и более актуальной становилась автоматизация
процесса коммутации на телефонных станциях.
В табл. 6 указаны годы, когда впервые (до 1913 г.) в разных странах
Америки и Европы появились автоматические телефонные станции (АТС).
Первая АТС была запущена в коммерческое использование в городе Ла-
Порта (штат Индиана, США) в 1892 г. Эта АТС позволяла соединять друг
с другом 99 абонентов. В 1898 г. в городе Аугусте (штат Джорджия, США)
была построена АТС на 400 номеров.
В 1910 г. в США были построены 130 АТС, которые обслуживали
200 000 абонентов, а в мире емкость таких станций составила 1,1 млн
номеров. Почти во всех городах, где были построены АТС, использовалась
система Строужера. В Германии применялась система Сименса, которая
по сути была усовершенствованной системой Строужера.
Компания «Белл системе» долгое время не вводила на своих теле-
фонных сетях автоматическую коммутацию, а применяла полуавтоматиче-
4. Развитие радиосвязи в мире
275
скую. При этом абонент, поднимая телефонную трубку, соединялся с опе-
ратором и сообщал ему номер вызываемого абонента. Оператор набирал
этот номер на клавиатуре и далее процесс соединения происходил авто-
матически. Полуавтоматическая коммутация существенно облегчала труд
операторов и ускоряла процесс соединения. Это позволяло значительно
сократить персонал телефонных станций. Однако быстрый рост числа
абонентов в телефонных сетях привел, в конце концов, к необходимости
перехода в больших городах на автоматическую коммутацию каналов.
4. Развитие радиосвязи в мире
Опыты Маркони и Попова доказали перспективность беспроводной
связи и необходимость ее применения на судах морского флота. Еще
в 1899 г. радиостанции Маркони и Попова были использованы при про-
ведении спасательных операций терпящих бедствие судов. Кроме того,
в 1901 г. Маркони продемонстрировал возможность создания линий ра-
диосвязи очень большой протяженности в несколько тысяч километров.
Во многих случаях линии беспроводной связи являлись привлекательной
альтернативой проводной связи, так как для их сооружения требовались
меньшие капитальные вложения, их развертывание занимало меньшее
время, эксплуатационные расходы также были незначительны, по срав-
нению с расходами на эксплуатацию и ремонт сетей проводной связи.
Беспроводная связь была единственно возможным видом связи для
находящихся в плавании судов между собой и с береговыми станциями.
Очень рано было осознано значение радиосвязи для управления боевыми
действиями в армии и военно-морском флоте.
Поэтому, начиная с 1900 г., этот вид связи стал быстро развиваться
и применяться во многих случаях, когда создание проводных линий связи
по тем или иным причинам было невозможно либо очень дорого.
Наиболее актуальной задачей было оснащение радиостанциями су-
дов как военно-морского, так и пассажирско-торгового флота. На во-
енном флоте радиостанции обеспечивали боевое управление кораблями,
а на фажданских судах наличие радиостанций позволяло не только управ-
лять их движением, но и играло исключительно важную роль в обеспече-
нии безопасности плавания.
Фирмой Маркони к 1912 г. была построена сеть береговых станций
во многих странах мира: в Англии, Алжире, Австралии, Бельгии, Бра-
зилии, Бирме, Китае, Франции, Французской Гвиане, Германии, Индии,
Японии, Ямайке, Мексике, Занзибаре. В Тихом океане находились 4 стан-
ции, а в Италии 13.
Данные о количестве радиостанции, находящихся в эксплуатации
в разных странах в 1913 году, приведены в табл. 7. В основном, это были
береговые и судовые станции.
276
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
Таблица 7
Страна Наземные станции Судовые станции Общее ко- личество Маркони Телефункен
Бельгия 1 19 20 20 —
Франция 36 228 264 — —
Германия 25 551 546 1 545
Великобритания 143 1347 1490 1317 —
Италия 27 159 186 186 —
Япония 7 32 39 — —
Нидерланды 6 97 103 52 37
Испания 8 58 66 58 8
Швеция 5 49 54 10 44
США 189 789 978 — 9
Уругвай 3 6 9 — 9
Общее количество 450 3305 3755 1644 643
Наиболее широко системы беспроводной связи применялась в Вели-
кобритании и в США. Следом за ними шли Германия и Франция. По-
давляющее количество оборудования в мире выпускалось двумя фирма-
ми: «Маркони» и «Телефункен». Лишь несколько стран Франция, Япония
и США для своего флота производили радиооборудование самостоятельно.
В начальный период развития беспроводной связи использовались
искровые передатчики, к 1912 г. все шире начинают применяться более
совершенные радиостанции, в которых использовались дуговые и машин-
ные генераторы.
В первом десятилетии XX века в разных странах мира строились мощ-
ные радиостанции (с мощностью до 1500 кВт), которые были способны
надежно передавать сообщения на расстояние несколько тысяч км. Такие
радиостанции широко применялись в США, Англии, Швеции, Нидерлан-
дах, Польше, Японии, России и в других странах. Они использовались для
международной связи, а также внутри страны для связи с отдаленными
территориями. Строительство мощных искровых передатчиков прекрати-
лось в 1915 г. В табл. 8 приведены данные о мощности искровых, дуговых
и машинных передатчиков. Указанные в ней искровые передатчики систе-
мы 1ерта были построены в городах Англии, Норвегии и Франции в 1913 г.,
в России мощные искровые передатчики были построены в 1914 г.
5. Развитие промышленности средств связи в мире
277
Таблица 8
Искровые передатчики Дуговые передатчики Машинные передатчики
Мощность (кВт) Страна Мощность (кВт) Страна Мощность (кВ г) Страна
300 Англия 1000 Франция 200 США, Англия, Швеция, Польша
300 Норвегия 1500 о. Ява 100, 400 Германия, Испания
350 Франция 500 США 400 Индия, Голландия
300 Россия 100 Россия 600 Япония
2, 50, 150 Россия
Дуговые передатчики строились западными странами в 1910-1915 гг.
В России дуговые передатчики были построены в 1910 г. в Севастополе
(по проекту С. М. Айзенштейна) и в 1921 г. на Шаболовке в Москве
(по проекту В. М. Лебедева).
В 1910-1920 гг. на передающих центрах ряда стран строились машин-
ные генераторы. В западных странах в основном передатчики произво-
дились фирмами «Маркони» и «Телефункен». Распространенными были
также мощные машинные генераторы системы Александерсона (США)
и Гольдшмидта (Германия). В России мощные импульсные и дуговые
передатчики производились фирмой РБОТиТ, а машинные разрабатыва-
лись В. П. Вологдиным. Эти передатчики устанавливались в Москве и под
Санкт-Петербургом в Детском Селе.
В середине 20-х годов XX века начали изготавливаться, в основ-
ном, ламповые передатчики. Однако эксплуатация построенных ранее
импульсных, дуговых и машинных генераторов в некоторых странах про-
должалась почти до 1940 года.
5. Развитие промышленности
средств связи в мире
В XIX веке в странах Европы и Америки уже были приняты и дей-
ствовали законы, которые давали возможность изобретательным и пред-
приимчивым гражданам реализовывать свой творческий потенциал и ор-
ганизовывать частные предприятия для внедрения своих идей в жизнь
общества. Права личности на творчество и на реализацию своих замыслов
были защищены этими законами. В ряде случаев государство даже финан-
сово поддерживало создание в стране национальной промышленности.
278
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
Поэтому изобретения в области электросвязи в тех странах, в кото-
рых они были сделаны, приводили, как правило, к созданию новых про-
мышленных предприятий. На этих предприятиях не только выпускалось
соответствующее оборудование по патентам изобретателей, но и велись
исследовательские работы, направленные на его совершенствование. В ря-
де случаев эти предприятия брались за выпуск аппаратуры по патентам,
предлагаемым изобретателями со стороны. Некоторые из этих предприя-
тий стали интернациональными и играют определяющую роль в развитии
техники электросвязи в мире и в настоящее время.
Таким образом, лидерами технического прогресса становились, в пер-
вую очередь, те страны, в которых были установлены государственные
законы, гарантирующие права личности на творчество и исключающие
бюрократические препоны, которые препятствовали бы их реализации.
Такими странами оказались, в первую очередь, Британия, Германия, Фран-
ция и США.
Хотя в России родились первые основополагающие идеи создания
телеграфной и кабельной техники (Шиллинг, Якоби), техники беспровод-
ной связи (Попов), предлагались важные усовершенствования телефон-
ной техники (Голубицкий, Фрейденберг) национальной промышленности
в стране создано не было.
Причиной этого являлась жесткая вертикаль власти и бюрократиче-
ский характер управления обществом, ставившие столь высокие барьеры
перед творческими и предприимчивыми людьми, что преодолеть их было
чрезвычайно сложно даже в тех случаях, когда имелась поддержка высоких
сановников (как, например, в случае А. С. Попова, которого поддерживал
адмирал Макаров).
5.1. Создание предприятий для производства
телеграфной и кабельной техники
По-видимому, первой фирмой по производству телеграфного обору-
дования стала «Electric Telegraph Company», которая была основана в Ан-
глии в 1846 г. Вильямом Куком. К работе на своей фирме Кук привлек вы-
дающегося английского электротехника Уитстона. Фирма Кука выпускала
и устанавливала на железных дорогах Англии телеграфную аппаратуру,
созданную по патентам Кука и Уитстона. В Г 855 г. она, объединившись
с другой частной фирмой — «International Telegraph Company», которая
занималась производством, прокладкой и эксплуатацией морских кабель-
ных линий, стала называться «Electric and International Telegraph Company»
и поставлять телеграфные аппараты во все страны, входящие в Британ-
скую империю. В 1868 г. фирма Кука была национализирована Британским
Ведомством Связи (British General Post Office). К этому времени ею было
проложено 10000 миль телеграфных линий.
В ноябре 1856 г. в Лондоне американским бизнесменом Сайрусом
Филдом для прокладки телеграфной кабельной линии, которая должна
была соединить Европу и Америку, была создана международная компания
5. Развитие промышленности средств связи в мире
279
Рис. 8. Фабрика «Glass, Elliot&Co.» по производству кабеля
«The Atlantic Telegraph Company». Этот проект не имел государственного
финансирования. Его средства состояли из взносов акционеров, в число
которых входили многие знаменитые люди, такие как королева Велико-
британии, лорд Кельвин, профессор Уитстон и др. История деятельно-
сти этой компании по прокладке трансатлантического кабеля освещена
в главе 3 первой части книги. Заказ на изготовления кабеля компаниям
сделала двум английским частным фирмам: «R. S. Newall and Со.» и «Glass,
Elliot&Co.».
Компании, производящие кабели связи, появились в Англии вскоре
после создания компании Кука. Одной из первых была создана компания
«R. S. Newall and Со.», хозяином которой был английский инженер Роберт
Невал, получивший в 1840 г. патент на конструкцию кабельной линии.
На его фабрике в 1856-1866 гг. была изготовлена половина кабеля, необ-
ходимого для трансатлантической линии связи.
Другой компанией, построившей в 1854 г. кабельную фабрику (рис. 8)
и принявшей участие в производстве кабеля для трансатлантической ли-
нии связи, стала «Glass, Elliot&Co.». Ее владельцами были два английских
инженера 1ёорг Элиот и Роберт Глас.
В Англии были созданы в середине XIX века ряд частных компаний,
занимавшихся прокладкой и эксплуатацией подводных кабельных линий
телеграфной связи. Как уже отмечалось, первая в мире кабельная подвод-
ная линия, соединившая Англию и Францию, была проложена в 1851 г.
братьями Бретт. Для организации работ ими была создана фирма «The
Electric Telegraph Company». Следует отметить, что правительство Англии
не поддерживало идею прокладки этого кабеля и финансирование всех
работ взяла на себя французская сторона. После завершения строитель-
ства этой линии Джон Бретт со своим компаньоном Тйлсоном создал
280
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
фирму «Англо-Ирландская телеграфная компания», которая проложила
кабельные линии между Британией и Ирландией (1852 г.), между Брита-
нией и Бельгией (1853 г.) и соединила в этом же году датский полуостров
с островами Фун и Сьялэнд, на котором расположен город Копенгаген.
В 1854 г. Джоном Бреттом была основана фирма «Средиземноморская те-
леграфная компания», которая соединила подводным кабелем ряд пунктов
Италии и Алжира.
Таким образом, один человек Джон Бретт смог за несколько лет ор-
ганизовать работы и претворить в жизнь нескольких сложнейших для
того времени технических проектов, в результате чего, во-первых, были
построены новые международные линии телеграфной связи, и, во-вто-
рых, был накоплен пеннейший опыт, который в последующие годы был
использован для реализации еше более амбициозных проектов. Одним
из них стал проект прокладки трансатлантической кабельной телеграф-
ной линии, к реализации которого приступили в 1856 г. по инициативе
американского бизнесмена Сайруса Филда.
В Германии в 1847 г. была создана компания, ставшая одной из круп-
нейших телекоммуникационных компаний мира. Создали ее два челове-
ка — выдающийся немецкий ученый и инженер Вернер Сименс и механик
Георг 1альске. Созданная ими компания стала называться «Сименс и 1аль-
ске». В самом начале это была небольшая мастерская по ремонту и произ-
водству телеграфных аппаратов. Работало в мастерской всего 10 человек.
Производимые в этой мастерской аппараты были усовершенствованны-
ми аппаратами системы Кука и Уитстона. Компания развивалась очень
успешно и расширялась как номенклатура производимой компанией про-
дукции, так и страны, в которых ее оборудование находило применение.
В 1850 г. — всего через два года после своего создания, компания открыла
свой филиал в Лондоне. Ее возглавил брат Вернера Сименса — Вильям
Сименс. В 1855 г. был открыт другой ее филиал в С.-Петербурге, который
возглавил другой брат Вернера Сименса — Карл Сименс. Позже были
открыты филиалы: в США (Чикаго, 1892 г.), в Африке (1895 г.), в Китае
(1904 г.), в Южной Америке (1905 г.) и в Канаде (1912 г.).
Частная компания «Сименс и 1альске» внесла огромный вклад в раз-
витие сетей связи, как в Европе, так и в России. Она играла ключевую
роль в создании Индо-Европейской телеграфной линии. На ее фабриках
производилось не только телекоммуникационное оборудование, но и ка-
бельная техника, а вначале XX века и беспроводные системы связи. Это
была огромная промышленная империя. На фабриках компании в 1907 г.
работало 34 324 инженеров и рабочих. Компания «Сименс» и сегодня яв-
ляется одной из крупнейших телекоммуникационных компаний мира.
История становления телекоммуникационной промышленности в
США связана с именем Морзе — изобретателя самого распространенного
в XIX веке телеграфного аппарата. После успешного завершения строи-
тельства линии Вашингтон—Балтимор он предложил правительству США
5. Развитие промышленности средств связи в мире
281
приобрести его патент за 100000 долл., однако правительство решило, что
оно может выделить на приобретение этого патента только 8000 долл.
Морзе стало ясно, что политики и бюрократы не могут должным об-
разом оценить значимость для страны развития в ней сети телеграфных
линий связи и он решил создать собственную частную компанию. Эта
компания была названа «Magnetic telegraph company» и она стала владель-
цем патентов Морзе. В течение 6 лет с 1844 г. по 1850 гг. в США возникли
22 частные телеграфные компании, которые в короткие сроки связали
телеграфом все регионы США — страны с очень большой территорией.
В США и других странах мира строились телеграфные линии связи,
и на них широко использовалась система телеграфирования Морзе. Одна-
ко при этом его патентные права грубо нарушались. В середине XIX века
в США уже действовали законы, позволявшие защитить права интел-
лектуальной собственности изобретателя. Дело о защите патентных прав
Морзе рассматривалось в Верховном суде США в 1846 г. и было им выиг-
рано. В последующие годы телеграфные компании США, использующие
аппараты Морзе, должны были выплачивать ему гонорар за использова-
ние его изобретения. В 1869 г. руководство крупнейшей в США и в мире
компании «Western Union» признало, что «почти на 95 % существующих
телеграфных линиях связи применяются аппараты Морзе». Патент Морзе,
в конце концов, был признан и многими европейскими странами, таки-
ми как Франция, Германия, Дания, Швеция, Россия, а также Австралия.
В 1859 г. телеграфные компании этих стран в знак признания значимости
его изобретения для всего мира выплатили ему солидный гонорар в сумме
400 000 французских франков.
На развитие телекоммуникационной промышленности в США и во
всем мире оказал большое влияние другой знаменитый американский
изобретатель — Томас Альва Эдисон. Он внес огромный вклад в развитие,
как электротехники, так и техники электросвязи. Вся его жизнь — свобод-
ное изобретательское творчество и внедрение в жизнь своих изобретений,
не стесненные никакими государственными ограничениями. Освоив в 21
год профессию телеграфиста, он в 1869 г. получил патент на изобрете-
ние устройства, позволявшего передавать информацию о биржевых курсах
с помощью телеграфного аппарата. На этом изобретении Эдисон зарабо-
тал 40 тыс. долларов и в 1870 г. организовал в Ньюарке (шт. Нью-Джерси,
США) мастерскую, где изготавливал автоматические телеграфные аппа-
раты и другую электроаппаратуру. Примерно в это же время он разработал
мультиплексный телеграф, а также систему дуплексного и квадруплексно-
го телеграфа. В 1875 г. Эдисон открыл явление термоэлектронной эмиссии
(эффект Эдисона), нашедшее через много лет применение при создании
электровакуумных приборов (прежде всего радиолампы) и термоэлектрон-
ных генераторов.
1одом позже Эдисон организовал крупную лабораторию с мастерски-
ми в Менло-Парке (шт. Нью-Джерси, США). Уникальность деятельности
Эдисона состоит в том, что он создал первый в мире научно-исследова-
282
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
тельский институт, в котором, используя последние научные достижения
и изобретения, сделанные им самим и другими инженерами, создавались
высококачественные устройства и системы самого разного назначения,
находившие широкий спрос в обществе и изменявшие его жизнь.
Эдисон в области электросвязи (и не только) сделал множество важных
изобретений: усовершенствовал микрофон телефонного аппарата Белла
(1876 г.) создал первый фонограф (1877 г.), создал системы уплотнения
телеграфных линий связи, разработал первые системы беспроводной связи.
Патенты на свои изобретения он продавал другим компаниям, кото-
рые выпускали и продавали новое оборудование. В тех случаях, когда он
считал это целесообразным, Эдисон создавал собственные компании или
был соучредителем новых компаний, которые занимались внедрением его
изобретений. Эдисон оставил глубокий след в истории развития техники
в XIX столетии.
5.2. Создание предприятий для производства
техники телефонной связи
Начало развития промышленности, производящей телефонное обо-
рудование, связано с именем еще одного знаменитого изобретателя —
Александра 1рэхэма Белла. Получив в 1876 г. патент на телефонный ап-
парат и потерпев неудачу с его продажей фирме «Western Union Tele-
graph Со.», он вместе со своими компаньонами Теодором Вейлем, зятем
Белла — Гардниером Хаббардом и Томасом Сандерсом основали собствен-
ную фирму «New England Telephone», которая приступила к производству
телефонных аппаратов.
Фирма «Western Union Telegraph Со.», поняв перспективность раз-
вития телефонной связи, создала дочернюю фирму «American Speaking
Telephone Company» и привлекла к участию в ее работах таких крупных
изобретателей, как Элайша Грей и Томас Эдисон. Одновременно она нача-
ла в суде оспаривать патентные права Белла. Однако Беллу удалось в суде
отстоять свои права. В 1879 г. суд отклонил иск, предъявленный Беллу
компанией «Wfestem Union Telegraph Со.».
Вскоре после этого в 1880 г. обе фирмы «American Speaking Telephone
Company» и «New England Telephone» объединяются в одну «American Bell
Telephone Company — АВТС». В 1882 г. была организована международная
фирма «International Bell Telephone Company — 1ВТС» co штаб квартирой
в Антверпене, которая развернула деятельность по строительству телефон-
ных сетей в европейских странах. Первые телефонные сети в крупнейших
городах России были построены специалистами этой фирмы.
Позже АВТС превратилась в знаменитую компанию «American Tele-
phone & Telegraph Company (AT&T)», ставшую на многие десятилетия
крупнейшей телекоммуникационной компанией мира. Научным центром
этой компании стал знаменитый исследовательский центр «Bell Labo-
ratories», выполнивший огромное число пионерских разработок в обла-
сти телекоммуникаций, таких, например, как создание цифровых АТС,
5. Развитие промышленности средств связи в мире
283
изобретение в 1947 г. транзистора Вильямом Шокли, Джоном Бардиным
и Уолтером Браттейном и др. В нем были выполнены важнейшие исследо-
вания в области теории связи, приведшие к созданию теории информации
К. Шенноном и статистической теории связи О. Райсом. В 2006 г. AT&T
была преобразована в глобальную телекоммуникационную корпорацию
«Alcatel-Lucent» со штаб-квартирой в Париже.
В Швеции в 1876 г. была создана еще одна крупнейшая современная
международная фирма — «Эрикссон». Основателем этой фирмы, произво-
дящей сегодня широкий ассортимент телекоммуникационного оборудова-
ния, стал 30-летний Ларс Магнус Эрикссон, некоторое время работавший
чертежником и конструктором в фирме «Сименс и Гальске» в 1ёрмании.
Решив начать собственное дело, он вместе со своим товарищем по работе
Карлом Андерсеном основал электромеханическую мастерскую, в которой
начал ремонтировать телеграфную технику и сигнальное оборудование,
используемое железнодорожниками и пожарниками.
В 1877 г., когда в Швеции впервые появились телефонные аппараты
Белла, в мастерской Эрикссона сзади производить их ремонт. В телефо-
не Белла Эрикссон обнаружил ряд существенных конструктивных недо-
статков и создал новую гораздо более совершенную конструкцию такого
аппарата — настольный телефон с магнето и рупором. В 1880 г., когда
компания Белла запустила в Стокгольме в коммерческую эксплуатацию
первую телефонную сеть, Эдисон разработал телефон принципиально но-
вой конструкции — настенный аппарат с «винтовым микрофоном» и сиг-
налом на постоянном токе.
В 1883 г. в шведском городе Евле наметилось создание телефонной
сети и был объявлен конкурс на поставку оборудования. Свои предложе-
ния дали знаменитая международная фирма Белла и ни кому неизвестная
фирма Эрикссона. Испытания показали значительные преимущества обо-
рудования Эрикссона, которое, к тому же, было гораздо дешевле оборудо-
вания Белла. Эта победа стала началом бурного роста фирмы «Эрикссон».
В течение пяти лет она построила телефонные сети в 64 городах
Швеции. Вскоре в Швеции другой предприниматель Хенрик Седергрен
организовал собственную телефонную компанию, с которой Эрикссон не
которое время сотрудничал, а позже они стали конкурентами. Для того,
чтобы не разориться в конкурентной борьбе, Эрикссон стал поставлять
свое оборудование на экспорт в такие страны как Норвегия, Дания, Фин-
ляндия, Австралия, Новая Зеландия, Южная Африка и Китай. В 1900 г. он
открывает свое представительство и фабрику в Нью-Йорке, строит теле-
фонную станцию в Мехико-сити. Фабрики Эдисона выпускали не только
самые совершенные для своего времени телефонные аппараты, но и ком-
мутаторы для телефонных станций. В 1893 г. фирма «Эрикссон» приходит
в Россию. Первую телефонную сеть она построила в Киеве, затем в Ро-
стове (1897 г.), Риге, Казани и Тифлисе (1900 г.).
Начало внедрения на телефонной сети автоматических телефонных
станций (АТС) связано с американским предпринимателем Алмоном Бра
284
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
уном Строужером. В 1891 г. он получил патент на изобретение декадно-
шагового искателя — основного узла АТС. Это изобретение явилось ре-
волюционным переворотом в развитии коммутационной техники. Скон-
струировав макет своего устройства, он предложил его для внедрения
крупнейшим компаниям США того времени «Bell Telephone Company»
и «Western Electric». Эти компании не проявили к этому предложению
ни малейшего интереса, и тогда Строужер с помощью своего племянни-
ка Вальтера Строужера при финансовой поддержке бизнесмена Джозефа
Харриса из Чикаго основал в том же году собственную компанию «Strowger
Automatic Telephone Exchange Company», которая стала первой в мире ком-
панией, производящей оборудование для АТС.
Уже в 1892 г. в городе Ла-Порта, штат Индиана (США), была установ-
лена первая в мире АТС системы Строужера, а в 1897 г. в штате Джорджия
была построена крупная АТС, рассчитанная на 900 абонентских линий.
После ухода Строужера из своей компании, она была в 1910 г. переимено-
вана в «Automatic Electric Company» или сокращенно «Autelco». Этой ком-
панией к 1912 г. на территории США было построено 130 АТС с емкостью
превышающей 200000 абонентов. Позже в Швеции, Англии, Франции,
Германии и в некоторых других странах появились другие компании, раз-
рабатывающие техническое оборудование для АТС, основанное на других
принципах, нежели те, которые были заложены в систему Строужера.
5.3. Создание производства техники
беспроводной связи
Решающий вклад в развитие производства и распространение в мире
оборудования беспроводной связи в первой четверги XX столетия внесли
несколько выдающихся людей — Гульельмо Маркони в Англии, Адольф
Слаби, leopr фон Арко и Карл Браун в [ёрмании. Именно благодаря их
изобретательности, предприимчивости и энтузиазму прогресс в радиотех-
нике шел быстрыми темпами, и применение радиосистем охватило прак-
тически все сферы жизни общества.
Гульельмо Маркони получил в 1897 г. в Англии патент на устройство
«Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в
аппаратуре для этого». Сразу же после получения патента он основал соб-
ственную фирму «The Marconi Company Ltd.», а в следующем году недале-
ко от Лондона в городе Челмсфорд построил первое в мире предприятие,
начавшее промышленный выпуск систем беспроводной связи.
К работе на своей фирме, которая не только разрабатывала и про-
изводила радиотехническое оборудование, но и вела исследовательские
работы, он привлек крупных специалистов. В ней работали, например,
такие выдающиеся ученые, как профессор Оливер Лодж — сделавший
первый лабораторный прибор для обнаружения волн Герца с использо-
ванием трубки Бранли, профессор Флеминг — изобретатель электронно-
го диода, известный в Европе специалист в области вакуумной техники
и один из первых изобретателей регенеративной схемы приема сигналов
5. Развитие промышленности средств связи в мире
285
Г. Раунд, видный изобретатель К. Франклин, разработавший одну из пер-
вых схем приемников, в которых для повышения их избирательности
применялись многоконтурные фильтры, оригинальные машинные гене-
раторы высокочастотных колебаний, первые направленные синфазные
коротковолновые антенны и др. Специалисты фирмы были в курсе самых
последних достижений науки и использовали их для разработки новых
устройств. Самим Маркони и многими его сотрудниками были сделаны
ряд важных изобретений в области радиотехники и получены патенты,
защищавшие на рынке продукцию фирмы.
В 1900 г. компания Маркони была переименована и стала называться
«Marconi’s Wireless Telegraph Company». В этом же году он основал еще од-
ну компанию «The Marconi International Marine Communication Company
Ltd.», которая стала заниматься исключительно производством судового
оборудования. На ней Маркони развернул производство береговых и судо-
вых станций для военного и гражданского флота. Выпускаемое оборудова
ние постоянно совершенствовалось с учетом последних достижений тех-
ники того времени. Во многих странах мира в первом десятилетии XX века
большая часть такого оборудования закупалась у фирмы «Маркони».
Лидерство в области производства радиооборудования самого разного
назначения фирма Маркони продолжала удерживать и в начале XX века.
В 1919 г. в США им была открыта фирма «Marconi Wireless Telegraph Com-
pany of America», ставшая позже называться «Radio Corporation of Ameri-
ca — RCA». Эта американская компания вплоть до середины XX столетия
играла в США ключевую роль в развитии производства радиотехнического
оборудования как гражданского, так и военного назначения.
В 1921 г. фирмой Маркони была построена коммерческая вещатель-
ная станция, ведущая регулярные радиопередачи. Вскоре Маркони осно-
вал в Англии крупнейшую вещательную компанию — знаменитую «British
Broadcasting Company (ВВС)», вещательные программы которой прини-
маются сегодня во многих странах мира.
В 1934 г., когда стала ясна перспективность развития систем телеви-
зионного вещания, Маркони основал в Англии фирму «The Marconi-EMI
Television Со. Ltd.», которая приступила к выпуску приемного и передаю-
щего оборудования для таких систем. В 1936 г. оборудование этой фирмы
компания ВВС использовала для первых в мире опытных передач сигна-
лов телевидения высокой четкости.
После успешной демонстрации возможности организации протяжен-
ных радиолинии, в том числе, между континентами атлантические кабель-
ные компании поняли, что их ожидает жесткая конкуренция со стороны
компаний, создающих протяженные линии беспроводной связи. Поэтому
они делали все возможное, чтобы затормозить создание линий беспро-
водной связи. Первая в мире коммерческая линия беспроводной связи,
осуществлявшая регулярную радиосвязь между Европой и Америкой, была
открыта фирмой «Маркони» в 1907 г.
286
Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
Еще в 1906 г. Маркони предложил Британскому ведомству связи со-
здать сеть радиостанций, которые связали бы все страны, входящие в Бри-
танскую империю. Однако к началу Первой мировой войны монополия
трансокеанских связей оставалась за кабельными обществами, которые
препятствовали реализации этого предложения. Поэтому, когда во время
войны немецкие корабли перерезали английские кабели, у англичан воз-
никли весьма большие сложности в поддержании связи со своими домини-
онами. Это показало необходимость развития систем дальней радиосвязи.
К предложению Маркони вернулись в 1924 г., когда появилась техни-
ка передачи сигналов на коротких волнах. По заказу правительства Бри-
тании компания «Маркони» построила сеть радиостанций — Имперскую
сеть беспроводной связи, которая связала Англию с Канадой, Австралией,
Южной Африкой и Индией. В радиостанциях этой сети использовались
направленные антенны. В 1929 г. правительство Британии создало компа-
нию «British and Dominion Governments, Cable and Wireless Ltd.», которая
стала эксплуатировать эту сеть, приобретя у фирмы Маркони построен-
ные ею станции, а также ее патенты и лицензии.
Долгие годы единственным серьезным конкурентом фирмы «Марко-
ни» в области радиосвязи являлась немецкая фирма «Телефункен», осно-
ванная в 1903 г. Эта фирма, была совместным предприятием компании
«Сименс и Гальске», с которой сотрудничал выдающийся немецкий уче-
ный Карл Браун, руководивший разработками радиостанций для немец-
кой армии, и «General Electricity Company», созданной двумя крупными
немецкими инженерами Адольфом Слаби и Георгом фон Арко, разработки
которых предназначались для военно-морского флота (ВМФ) Германии.
Выпускаемое фирмой «Телефункен» оборудование было защищено па-
тентами на основополагающие изобретения в области радиотехники, сде-
ланными этими специалистами. Об их технической сущности рассказыва-
лось в главе 3 второй части книги. Многие из этих изобретений стали клас-
сикой радиотехники и позволили радикально улучшить характеристики при-
емного и передающего оборудования и антенн. Оборудованием фирмы «Те-
лефункен» оснащались не только армия и военно-морской флот Германии.
Оно поставлялось также во многие страны мира, в том числе и в Россию.
Обе фирмы «Маркони» и «Телефункен» уже более ста лет успешно
работают на рынке радиотехнического оборудования, поставляя его во все
страны мира.
Хронология к главе 4
Создание фирм, производящих телеграфное
и телефонное оборудование, строящих
и эксплуатирующих кабельные линии связи
1844 г. — Морзе основал частную компанию «Magnetic telegraph company»,
которая строила в США телеграфные линии связи по патентам
Морзе.
Хронология к главе 4

1844-1850 гг. — в США были созданы 22 частных телеграфных компании,
связавшие в короткие сроки телеграфом все регионы США.
1846 г. — Вильямом Куком основана фирма «Electric Telegraph Company»,
выпускавшая и устанавливавшая на железных дорогах Англии
телеграфную аппаратуру, созданную по патентам Кука и Уитстона.
1847 г. — В. Сименсом и Г. Гальске создана компания «Сименс и Гальске»,
ставшая вскоре одной из крупнейших телекоммуникационных
компаний мира: компания «Сименс и Гальске» открыла свои
филиалы в Лондоне (1850 г.), в С.-Петербурге (1855 г.), в США
(Чикаго, 1892 г.), в Африке (1895 г.), в Китае (1904 г.), в Южной
Америке (1905 г.) и в Канаде (1912 г.).
1850 г. — английским инженером Робертом Невалом создана компания
«R. S. Newall and Со.», изготовившая в 1856—1866 гг. половину
кабеля, необходимого для трансатлантической линии связи.
1851 г. — братьями Бретт создана фирма «The Electric Telegraph Company»,
выполнившая работу по прокладке первого морского кабеля
через пролив Ла-Манш.
1851 г. — основана компания «Western Union Со.» — крупнейшая в США
в XIX веке телекоммуникационная компания.
1852 г. — Дж. Бретом и Т Брайтом создана фирма, проложившая кабель-
ные линии между Британией и Ирландией, между Британией
и Бельгией, Данией и Швецией, Италией и островами Сицилия
и Корсика, Англией и Германией.
1852 г. — Дж. Бреттом создана фирма «Англо-Ирландская телеграфная
компания», проложившая кабельные линии связи между Бри-
танией и Ирландией, между Британией и Бельгией (1853 г.),
а также меду датским полуостровом и островами Фун и Сьял-
энд, на котором расположен город Копенгаген.
1854 г. — Дж. Бреттом основана фирма «Средиземноморская телеграф-
ная компания», соединившая подводным кабелем, проложен-
ным на глубине до 3000 м, ряд пунктов Италии и Алжира.
1854 г. — английскими инженерами Г. Элиотом и Р. Гласом создана фирма
«Glass, Elliot&Co.», принявшая участие в производстве кабеля
для трансатлантической линии связи.
1855 г. — объединение фирмы Кука — «Electric Telegraph Company», с дру-
гой частной фирмой «International Telegraph Company»; объеди-
ненная фирма «Electric and International Telegraph Company» за-
нималась производством, прокладкой и эксплуатацией морских
кабельных линий, и поставляла телеграфные аппараты во все
страны, входящие в Британскую империю.
1856 г. — С. Филдом создана компания «The Atlantic Telegraph Company»
для прокладки телеграфной кабельной линии, которая в тече-
288 Глава 4. Развитие сетей электросвязи в мире
ние 10 лет вела работы по созданию трансатлантической линии
телеграфной связи между Европой и Америкой.
1859 г. — создание «Телеграфной компании Индии и Красного моря»,
проложившей кабельную линию по маршруту остров Мальта —
Александрия — Суэцкий канал — Красное море и далее через
Аден в Карачи.
1867-1870 гг. — фирмой «Сименс и Гальске» сооружена новая телеграфная
линия связи Лондон—Калькутта длиной 18 000 км.
1868 г. — создание «Индо-Европейской телеграфной компании», проло-
жившей линию Лондон—Индия по маршруту, проходящему че-
рез территорию Германии, Турции и Персии.
1871 г. — организована «Британско-Австралийская телеграфная компания»
и «Восточная телеграфная компания», проложившие телеграф-
ные линии, соединившие Англию с Индией, построившая ли-
нию Бомбей—Мадрас, прошедшую через Индийский полуост-
ров, а далее, через остров Ява до города Дарвин на северном
побережье континента Австралии, а затем трансконтиненталь-
ную телеграфную линию длиной 3000 км до южного побережья
Австралии.
1871 г. — Эдисон организовал крупную лабораторию с мастерскими в Мен-
ло-Парке (шт. Нью-Джерси, США), ставшую первым в мире на-
учно-исследовательским институтом, в котором, используя по-
следние научные достижения и изобретения, сделанные им и
другими инженерами, создавались высококачественные устрой-
ства и системы самого разного назначения.
1876 г. — Л. М. Эрикссоном в Швеции создана одна из крупнейших меж-
дународных фирм — «Эрикссон», с 1880 г. эта фирма стала по-
ставлять свое оборудование на экспорт в такие страны как Нор-
вегия, Дания, Финляндия, Австралия, Новая Зеландия, Южная
Африка, Китай и в Россию.
1879 г. — А. Белл и его партнеры создал и компанию «blew England Telephone»
для производства телефонного оборудования, а их конкуренты
Эдисон и Элайша Грей органи зовали «American Speaking Telephone
Company», обе фирмы в 1880 г. объединились в одну — «American
Bell Telephone Company — АВТС», — впоследствии одну из круп-
нейших телекоммуникационных компаний мира «AT&T».
1882 г. — создана международная фирма «International Bell Telephone Com-
pany — 1ВТС» co штаб квартирой в Антверпене, развернувшая
деятельность по строительству телефонных сетей в европейских
странах.
1891 г. — А. Б. Строужер основал собственную компанию «Strowger Auto-
matic Telephone Exchange Company», которая стала первой в мире
компанией, производящей оборудование для АТС.
Литература к главе 4
289
1902 г. — проложена телеграфная линии связи через Тихий океан длиной
11 000 км, которая стала последним звеном кругосветной линии
телеграфной связи.
1910 г. — компания «Strowger Automatic Telephone Exchange Company» пре-
образована в компанию «Automatic Electric Company», которая
к 1912 г. на территории США построила 130 АТС, суммарная
емкостью которых превышала 200000 абонентов.
Создание фирм, производящих радиооборудование,
строящих и эксплуатирующих системы беспроводной связи
1897 г. — основана фирма «The Marconi Company Ltd.», построившая в 1898 г.
первое в мире предприятие, начавшее промышленный выпуск
систем беспроводной связи, поставляемое во многие страны мира.
1900 г. — основана компания «The Marconi International Marine Commu-
nication Company Ltd.», производящая оборудование для берего-
вых и судовых станций как для военного, так и для гражданского
флота, поставляемое во многие страны мира.
1903 г. — К. Брауном, А. Слаби и Г. Арко в Германии создана фирма «Те-
лефункен», долгие годы бывшая единственным серьезным кон-
курентом фирмы «Маркони» в области радиосвязи.
1919 г. — в США создана фирма «Marconi Wireless Telegraph Company
of America» (позже она стала называться «Radio Corporation of
America — RCA»), сыгравшая ключевую роль в развитии произ-
водства радиотехнического оборудования в США.
1921 г. — фирмой Маркони была построена первая коммерческая веща-
тельная станция, ведущая регулярные радиопередачи, и основа-
на в Англии крупнейшая вещательная компания — знаменитая
«British Broadcasting Company (ВВС)».
1934 г. — в Англии основана фирма «The Marconi-EMI Television Со. Ltd.»,
приступившая к выпуску приемного и передающего телевизи-
онного оборудования.
Литература к главе 4
1. Oslin G. Р. The story of Telecommunications. Macon, GA: Mercer University Press,
1992.
2. Huurdeman Anton A. The Worldwide History of Telecommunications. Wiley—
Intersience, 2003.
3. Hugill P. J. Global Communications since 1884: Geopolitics and Technology. Bal-
timore: Johns Hopkins Press, 1999.
Глава 5
Развитие электросвязи в России
Условия развития электросвязи в России были совсем иные, чем
в развитых странах Запада. В ней в силу исторических причин укорени-
лась жесткая централизация власти, в результате чего во всех вопросах,
в том числе в вопросах развития связи, главную роль играли решения,
принятые самим императором или окружающим его бюрократическим
аппаратом. В течение столетий тотальный контроль за личностью и обще-
ственной жизнью являлся принципом внутренней государственной поли-
тики России. К личности и к общественным организациям власть отно-
силась с большим подозрением и их свобода ограничивалась.
Со времени правления императора Николая I в России были приня-
ты законы, не дававшие возможности изобретателям и предпринимателям,
готовым вложить свой талант и денежные средства в развитие электросвя-
зи, создавать свои предприятия, строить сети электросвязи и выпускать
необходимое для этого оборудование. Такое право имела только верховная
власть и ее бюрократический аппарат.
Именно поэтому, несмотря на то, что первые идеи и практически дей-
ствующие устройства систем телеграфной связи (Шиллинг) и радиосвязи
(Попов) появились в России, это не оказало должного влияния на разви-
тие отечественной науки и промышленности электросвязи.
В России идеи отечественных изобретателей применения, как прави-
ло, не находили. Не находя поддержки на родине, изобретатели нередко
уезжали за рубеж, где у них появлялась возможность реализовать свои
замыслы. Так было, например, с изобретателем дуговой осветительной
лампы П. Н. Яблочковым, с изобретателем трехфазной электрической си-
стемы М. О. Доливо-Добровольским, с М. Ф. Фрейденбергом — изобрета-
телем автоматической системы коммутации и многими другими.
Известный российский изобретатель в области телефонии Павел Ми-
хайлович Голубицкий, безуспешно пытавшийся внедрить свои изобрете-
ния на родине, с горечью писал: «Недавно я взялся строить телефонное
сообщение между Серпуховым и Москвой и нашел капиталистов, которые
давали на это деньги. Я представил ходатайство правительству, но оно
отклонило его. Самые большие русские города эксплуатируются иностранной
компанией Белла, все другие города, более или менее важные, намечены для
правительственной эксплуатации, причем практически оказывается покро-
вительство аппаратам иностранных компаний Белла, Эрикссона и прочим».
Во своих статьях П. М. Голубицкий, вынужденный продавать свои
изобретения иностранным фирмам, с болью писал об отношении в России
Глава 5. Развитие электросвязи в России 291
к своим талантливым гражданам: «Уже неоднократно высказывалось, что
в России нет условий для изобретателей. Прожив два года в Париже, я могу
засвидетельствовать, что там всякий дельный изобретатель легко найдет
поддержку капиталистов, которые помогут ему осуществить его задачи.
У нас же русского изобретателя при жизни терзают всякие лишения, а после
смерти его часто не на что похоронить».
Отсутствие свободы творчества и возможности талантливым людям
внедрить свои идеи на родине привело к тому, что вплоть до 20-х годов XX
столетия в России не было создано национальной промышленности, вы-
пускающей оборудование электросвязи, а действовали только иностран-
ные фирмы.
Создание сетей электросвязи в России полностью зависело от дея-
тельности таких иностранных фирм как «Сименс и 1альске», «Междуна-
родная компания Белла», «Телефункен», «Маркони» и др.
Как уже отмечалось, одной из основных причин этого являлся уста-
новленной высшей властью бюрократический характер управления об-
ществом. Как правило, даже если отечественный чиновник и проявлял
инициативу в развитии электросвязи, то он не всегда он мог добиться
нужного стране решения. Косность и медлительность в принятии реше-
ний, отсутствие должного контроля за их исполнением, а также игно-
рирование предложений по развитию связи, исходящих от частных лиц
и организаций, приводило к тому, что электросвязь, столь необходимая
для такой огромной страны, какой являлась Россия, развивалась медленно
и бессистемно.
Это существенно сказывалось на экономическом, политическом и про-
мышленном развитии страны, а также на ее обороноспособности. Чрез-
вычайно слабое развитие связи в России явилось одной из важных причин
ее поражения в двух войнах: Крымской войне 1854 г. и в войне с Японией
в 1904-1905 гг. Во время Первой мировой войны русская армия потерпела
ряд крупных неудач при проведении военных операций также из-за ее
слабого оснащения беспроводной связью.
Одной их особенностей государственной технической политики Рос-
сии, начиная с середины XIX века, было то, что с самого начала создания
сетей телеграфной связи императором Николаем I было решено, что их
строительство и эксплуатация являлись исключительно государственной
привилегией. В России связь развивалась в первую очередь в интересах
государственного управления обширными территориями Империи. Обще-
ственные интересы, связанные с развитием ее экономики, промышленно-
сти и торговли, с интересами гражданского общества никогда не стояли
в России на первом месте.
Из-за этого, в том числе, правительство нс допускало привлечение
частного капитала для создания телеграфных линий связи, а так как соб-
ственных средств у государства для развития в стране линий связи было
недостаточно, то планы по развитию электросвязи в стране выполнялись
292
Глава 5. Развитие электросвязи в России
с большой задержкой и, по сравнению с западными странами, темпы раз-
вития были низкими.
Эта особенность характерна также и для более поздних периодов, ко-
гда в стране стали развиваться сети телефонной связи и сети радиосвязи.
Во многих случаях развитие сетей электросвязи велось без четких планов,
частная инициатива наталкивалась на бюрократические преграды, на пре-
одоление которых тратилось много сил и времени.
Россия в XIX столетии в административном отношении представля-
ла собой государство, состоящее из крупных регионов, слабо связанных
между собой в экономическом, промышленном и культурном отношении.
Окраины страны были по сути «забытыми и заброшенными» территория-
ми, о положении дел в которых центральной власти мало что было извест-
но. Губернаторы этих регионов не раз докладывали в центр о положении
дел и настаивали на строительстве линий телеграфной связи, а позже,
радиосвязи. С инициативой строительства таких линий выступали также
торгово-промышленные структуры. Государство не часто поддерживало
такие инициативы, а в случае поддержки требовало согласия заказчиков
на покрытие значительной части расходов на строительство и эксплу-
атацию таких линий, а также безвозмездной передачи в собственность
государства построенных линий после окончания срока действия выдан-
ной частному предпринимателю лицензии.
В России отсутствовал четкий стратегический план развития связи
с учетом всего комплекса интересов государства. Приведем только один
пример. Так, при строительстве сетей радиосвязи ряд крупных специ-
алистов (А. А. Ремерт, С. М. Айзенштейн, Г. Маркони и др.) предлагали
правительству России в основу плана положить радиальный принцип со-
оружения мощных станций в крупных административно-промышленных
центрах империи. Это должно было позволить:
1) соединить линиями радиосвязи со столицей все губернии страны
и обеспечить резервирование линий проводной связи,
2) создать возможность вхождения России в систему международной
связи,
3) используя мощные радиостанции в качестве опорных, радиофициро-
вать прилегающие к ним районы, в том числе путем постройки радио-
станций за счет торгово-промышленных структур, испытывающих ост-
рейшую необходимость в оперативной связи с Европейской Россией.
Однако этот план поддержки не нашел, а реализовываться стал другой
план, составленный в 1911 г. Главным управлением почт и телеграфов,
который не имел системного характера.
В результате отсутствия продуманной государственной технической по-
литики к 1917 г. в стране не было ни достаточного количества квалифици-
рованных отечественных специалистов в области электросвязи, ни нацио-
нальной промышленности, выпускающей оборудование связи. Разнотип-
ность систем строившихся станций, разнообразие типов оборудования,
1 Строительство телеграфных линий связи
293
которое поставлялось разными фирмами и вводилось в эксплуатацию,
создавало трудности в снабжении станций запасными частями и в подго-
товке национальных кадров для их обслуживания.
Тем не менее, так как Россия не могла существовать без связи, в ней
в XIX веке были построены телеграфные линии связи, протяженность ко-
торых была одной из самых больших в Европе. Сооружение линий теле-
графной и телефонной связи, а позже радиосвязи, оказало значительное
влияние на развитие страны. На построенных иностранным капиталом
в России заводах, производящих связное оборудование, трудились отече-
ственные специалисты, составившие после 1917 г. тот костяк, из которого
впоследствии сформировался отечественный корпус ученых и инженеров,
создавших в годы советской власти отечественную научную школу радио-
техники и промышленность средств связи.
1. Строительство телеграфных линий связи
1.1. Строительство телеграфных линий
связи на европейской части страны
Развитие электрического телеграфа в России началось с 1850 г. В те-
чение многих лет в создании в России линий электрического телеграфа
ключевую роль играла фирма «Сименс и Гальске», поставлявшая в Россию
телеграфную и кабельную технику, а также осуществлявшая строительство
самих линий.
Первая линия, соединившая С.-Петербург и Москву, была построена
в 1852 г. Из-за частых повреждений подземного кабеля она просуще-
ствовала совсем недолго и в 1855 г. кабель был заменен на воздушную
линию, которая и была в этом же году открыта для эксплуатации. Перво-
начально на ней использовались аппараты Уитстона—Кука, передававшие
телеграммы со скоростью 25 слов в час, а затем в 1854 г. они были заме-
нены на аппараты Морзе, работавшие со скоростью до 550 слов в час.
В 1853 г. Россия оказалась вовлеченной в Крымскую войну с Турцией,
которую поддерживала мощная коалиция европейских государств в соста-
ве Англии, Франции и Сардинии. Отсутствие в стране линий электросвя-
зи в южном направлении привело к большим трудностям в управлении
российскими войсками. Единственная линии семафорного телеграфа, по-
строенная между Севастополем и Николаевым, была разрушена вскоре
после начала военных действий. Поэтому связь центра с войсками под-
держивалась с помощью фельдъегерей. Время доставки сообщений таким
способом доходило, порой, до двух недель.
В тоже время неприятельской стороной в самом начале военных дей-
ствий сразу же после высадки союзных войск в Крыму был проложен
морской кабель длиной 600 км, связавший Балаклаву в Крыму и Варну
в Болгарии. Вскоре проложенный кабель был соединен с европейскими
294
Глава 5. Развитие электросвязи в России
телеграфными линиями. Эта линии была сооружена в рекордно короткие
строки и надежно работала в течение всей компании по осаде Севастополя.
Отсутствие связи центра с войсками, ставшее одной из причин пора-
жения России в этой войне, продемонстрировало необходимость принятия
срочных мер по развитию в стране сети линий электрического телеграфа.
Это был горький урок для руководства страны, и в 1853 г. Николай 1
принял решение о создании в России линий электрического телеграфа,
который должен был связать все стратегически важные области европей-
ской части Империи.
Весной 1855 г. положение на фронте военных действий в Крыму
необычайно обострилось и царь Николай I принял решение о немедлен-
ном строительстве телеграфной линии С.-Петербург—Севастополь. Рабо-
ты поручалось провести фирме «Сименс и Гальске». Николаю I не суждено
было узнать о завершении этого проекта, так как 18 февраля 1855 г. он
умер. В невероятно трудных условиях фирма «Сименс и Гальске» завер-
шила строительство этой линии в сентябре этого года. Правда, довести
линию до Севастополя не удалось, так как в это самое время Севастополь
пал и Крымская война завершилась поражением России. Построенная
новая телеграфная линия закончилась в Симферополе и была включена
в телеграфную сеть империи.
С окончанием Крымской войны работы по строительству в России
сети телеграфных линий продолжились. В 1853-1858 гт. в России про-
исходило интенсивное строительство телеграфных линий и заключались
двухсторонние соглашения с соседними государствами по организации
телеграфной связи.
Были построены линии телеграфа, связавшие С.-Петербург с Вар-
шавой, Ревелем, Гельсингфорсом, Москву с Киевом и Казанью и др.
Протяженность российской телеграфной сети в 1858 г. составила бо-
лее 9880 км и она имела около 50 телеграфных станций. Создание ли-
нии С.-Петербург—Варшава позволили российскому правительству иметь
практически мгновенную связь с западными губерниями и со странами
Западной Европы, а также сэкономить значительные средства, которые
тратились на содержание линий семафорного телеграфа. На рис. 1 показа-
на карта линий электрического телеграфа, построенных в России к 1858 г.
Очень большое значение имело развитие телеграфной связи на севере
России в районе Архангельска и Мурманска. В 1894 г. губернатор Архан-
гельской области писал министру внутренних дел И. Н. Дурново: «В то
время, как соседняя нам Норвегия уже давно имеет удобные пути сношения
и обширную телеграфную сеть, наши промышленники должны действовать
наудачу, надеясь на случайность или счастье... Устройство телеграфных
станций по Мурманскому побережью представляется чрезвычайно важным
для успеха промысла рыбы... Только с устройством телеграфа, который при-
носит вести с далеких рынков, торговцы смогут следить за общим ходом
дела и ... точно и определенно знать о появлении той или иной породы ры-
бы в одной из бухт». Предложения губернатора Архангельской области
1. Строительство телеграфных линий связи
295
Рис. 1. Телеграфная сеть в России в 1858 г.
были поддержаны министром финансов С. Ю. Витте и на строительство
телеграфа были выделены средства. В 1896 г. большая часть имперской
телеграфной сети вдоль Мурманского побережья была построена.
В XX веке продолжилось строительство телеграфных линий в евро-
пейской части России. Многие линии были перегружены, не справлялись
с передачей огромного числа телеграмм и требовали увеличения своей
пропускной способности. Это достигалось прокладкой вдоль существую-
щих линий дополнительных проводов. Кроме того, в 1896 г. было принято
решение о строительстве в 1896—1905 гг. прямых телеграфных линий меж-
296
Глава 5. Развитие электросвязи в России
ду С.-Петербургом и Казанью, Харьковом и Киевом (1896 г.), Самарой
и Ростовом-на-Дону (1904 г.), Саратовым, Омском и Иркутском (1905 г.).
Строительство этих линий позволяло передавать сообщения без переприе-
ма их на промежуточных пунктах. Это значительно ускорило прохождение
корреспонденции и повысило надежность ее доставки адресатам.
1.2. Строительство телеграфных линий
связи на Кавказе и в Закавказье
Отсутствие надежной и оперативной связи с Кавказским регионом
было одной из острейших проблем России в середине XIX века. Почтовая
связь была ненадежна и крайне медленна. В 1856 г. наместником на Кав-
казе становится князь А. И. Барятинский, который командовал боевыми
операциями русской армии на Кавказе против возглавляемых Шамилем
мятежных горцев. Он направил императору Александру 11 доклад, в ко-
тором отмечал: «Закавказские области связаны с империей только на гео-
графической карте', в сущности, они составляют край во всех отношениях
отделенный от России. Чрезвычайное затруднение в сообщениях и огромные
расстояния от пунктов, в которых сосредоточены главные силы государства,
вполне разъединяют Закавказье с Империей и в военном, и в экономическом
отношениях».
В 1856 г. Александр II отдал распоряжение построить телеграфную
линию, которая должна была соединить Москву, Тулу, Орел, Харьков
и далее ее нужно было продолжить в Новочеркасск и на Кавказ.
Строительство первой телеграфной линии на Кавказе Тифлис—Коджеры
(резиденция грузинских царей) было завершено в 1858 г. Летом 1860 г.
в Тифлисе было открыто отделение фирмы «Сименс и 1альске», которое
приступило к систематическому строительству на Кавказе линий элек-
трического телеграфа. В том же году была проложена линия между Ти-
флисом и Поти с промежуточными телеграфными станциями в 1ори,
Сурами, Кутаиси, Боржоми и в Коджерах. В следующем году Тифлис был
соединен с Владикавказом, Пятигорском и Ставропольем, а также с Гроз-
ным, Темир-Хан-Шуром, Дербентом. Через построенную в 1863 г. линию,
соединившую Ставрополь с Новочеркасском, Екатеринодаром, Таманью
и Керчью, телеграфная сеть Закавказья была связана с телеграфной сетью
российской Империи. В 1864 г. к этой сети через Тифлис был подсоединен
Ереван, а в 1868 г. — Баку.
1.3. Строительство телеграфных линий
связи в Сибири и на Дальнем Востоке
Районы Сибири и Дальнего Востока были так же практически отде-
лены от российской Империи, так как связь центра с ними была край-
не затруднена из-за огромных пространств этой территории и ее крайне
низкой заселенности. Между тем этот богатый природными ресурсами
(золотом, пушниной и т. п.) регион был очень важен для государства, тем
1. Строительство телеграфных линий связи
297
более, что в нем активную деятельность развивали конкуренты России:
Англия, Франция, США и Япония. Попытки колонизации российских
земель на Дальнем Востоке предпринимал Китай. Поэтому строительство
линий электрического телеграфа в этом регионе, хотя и было весьма доро-
гостоящим предприятием, являлось чрезвычайно важной государственной
задачей.
Великая идея связать два континента Европу и Америку телеграфной
связью родилась в 1854 г. у американского коммерсанта Сайруса Филда.
Строительство этой трансатлантической линии, соединившей побережье
Англии с канадским островом Ньюфаунленд, завершилось, как об этом
рассказывалось в главе 3 первой части книги, в 1866 г.
Однако в том же 1854 году другой американец — инженер Т. Шафнер
также вынашивал подобную идею. Им был разработан проект телеграф-
ной линии, которая должна была быть проложена по территории России
через Сибирь, Камчатку, Алеутские острова и Аляску. Эта линия связа-
ла бы три континента: Европу, Азию и Америку. От Аляски линия должна
была пройти по западному берегу Тихого океана в Орегон и Калифорнию.
Шафнер хотел получить от правительства России лицензию на строитель-
ство и эксплуатацию этой линии, и, кроме того, выдвигал требование,
согласно которому он и его потомки могли эксплуатировать эту линию
в течение 100 лет. Этот проект рассматривался царем Николаем I, но был
отклонен, так как требовал для своей реализации огромных затрат.
В 1857—1859 гг. предлагались другие грандиозные проекты строитель-
ства такой линии. Один из таких проектов был самым тщательным образом
разработан подполковником российской армии Д. И. Романовым.
Проект предусматривал строительство комбинированной воздушной и
кабельной телеграфной линии протяженностью около 22000 км от Москвы
вдоль Сибирского почтового тракта до Кяхты, далее к устью Амура, затем
через Камчатку, острова Алеутской гряды до Новоархангельска на Аляске.
Указывая на значение этой телеграфной линии, Романов писал, что она
«станет действительно главнейшим, великим мировым путем для сношения
Старого света с Новым, Европы и Америки с Китаем, Японией и Средней
Азией и никогда никакая, впоследствии возникшая, телеграфная линия не мо-
жет ее ослабить, ни иметь подобного мирового значения».
Проект трансконтинентальной связи Романова, исключал трудности
прокладки трансатлантического кабеля и не только полностью решал за-
дачу связи двух континентов, но и учитывал торговые и политические
интересы России. В своем проекте Романов дал подробные расчеты и эко-
номическое обоснование целесообразности создания такой линии. Однако
бюджет страны не позволял профинансировать реализацию этого проекта,
и он был отклонен российским правительством.
Другой проект создания транссибирской телеграфной линии был пред-
ложен коммерческим агентом США на Амуре Пери Коллинзом. Этот проект
одобрили российское правительство и Конгресс США, и он был поддер-
жан знаменитым изобретателем Самуилом Морзе. В реализации этого

298
Глава 5. Развитие электросвязи в России
I
lill
Рис. 2. Пояснительная карта к проекту Д. И. Романова
проекта согласилась принять участие крупнейшая американская компа-
ния «Western Union». Коллинз получил от России концессию на 33 года
на строительство и эксплуатацию этой линии на ее территории, а также
финансовую поддержку, как от России, так и от Торговой палаты Нью-
Йорка. Проект Коллинза предполагал проложить телеграфную линию,
которая связала бы Москву с Сан-Франциско через Берингов пролив.
В 1865 г. компанией «Western Union» была проложена часть такой линии
по тихоокеанскому побережью от города Портланда до пункта Святой
Михаил, протяженностью более 1000 км. Строительство велось в исклю-
чительно трудных условиях: температура воздуха опускалась до —60 °C
градусов, земля была промерзшей на глубину до 1,5 м.
Однако, в 1866 г. Сайрусом Филдом была успешно завершена про-
кладка трансатлантического кабеля, и данный проект потерял свою ком-
мерческую привлекательность. В 1867 г. компания «Western Union» оста-
новила его реализацию.
В 1858 г. генерал-губернатор Восточной Сибири возбудил вопрос
об организации телеграфной связи от Петербурга до устья Амура. По ре-
шению правительства в 1859 г. началось строительство сибирской теле-
графной магистрали от Казани до Иркутска.
Это строительство осуществлялось фирмой «Сименс и Тальске». Не-
смотря на сложные условия, оно велось очень интенсивно, и было закон-
чено в весьма короткие для того времени сроки. В 1863 г. воздушная теле-
графная линия была проведена до Омска, в 1867 г. — через Томск до Ир-
кутска. В 1868 г. была построена телеграфная линия, соединившая Иркутск
1. Строительство телеграфных линий связи
299
Рис. 3. Транссибирская магистраль
и Читу. Далее эта линия в 1870 г. была продолжена через Нерчинск, Сре-
тенск и Благовещенск до Хабаровска, а в 1871 г. она была доведена до Вла-
дивостока — самого восточного города России. Сибирская магистраль
длиной в 13 000 км северным путем связала Европу с Дальним Востоком.
Дальнейшее продвижение телеграфной линии в Китай и в Японию
было осуществлено датской фирмой «Большая северная телеграфная ком-
пания», проложившей линию из Владивостока морским кабелем через
Японское море в Японию до Осаки, Йокогамы и Нагасаки и далее в Китай
до Шанхая и 1онконга. Схема построенной транссибирская телеграфной
магистрали показана на рис. 3.
Важное для России значение имело сооружение Сахалинского теле-
графа, который до начала 80-х годов XIX века имел почтовую связь с мате-
риком только 9 месяцев в году. Этот телеграф был нужен для эффективно-
го контроля за содержавшимися на Сахалине каторжными и ссыльными,
побеги которых из мест заключения стали в эти годы массовыми. Такая
линия была построена в 1881 г.
В XX веке в Сибири и на Дальнем Востоке также происходило стро-
ительство новых и модернизация уже построенных линий связи. В 1901 г.
вступила в строй телеграфная линия Иркутск—Якутск.
Построенная в XIX веке сибирская магистраль, проходившая вдоль
почтового тракта, работала крайне ненадежно. При повреждении линии
ее ремонт занимал несколько недель. О невозможности пользоваться рус-
300
Глава 5. Развитие электросвязи в России
ским телеграфом по причине его постоянной неисправности заявлял ге-
неральный консул России в Шанхае, сообщавший в центр: «совершенно
дискредитировано это правительственное учреждение в глазах коммерче-
ского мира». Приамурский генерал-губернатор С. М. Духовский сообщал
в центр; «...телеграфная линия, требуя постоянных значительных расходов
на ремонт, не в состоянии поддерживать правильное сообщение, перерывы
которого сделались хроническими». Русские предприниматели предпочита-
ли платить вдвое дороже за отправку телеграмм по английским линиям,
нежели рисковать неожиданными задержками и пропуском сроков при
использовании отечественных линий.
После прокладки Транссибирской железнодорожной магистрали
в 1895-1898 гг. Сибирский телеграф был перенесен на железную дорогу,
что значительно улучшило телеграфное сообщение от Хабаровска до Вла-
дивостока. В 1896 г. было начато строительство Китайской Восточной
железной дороги через Маньчжурию и одновременно вдоль нее начато
строительство телеграфной линии. В 1901 г. эта линия надежно связала
Россию с Дальним Востоком и с Китаем.
После окончания Русско-японской войны правительство, учитывая
угрозу мирного завоевания окраин государства японцами и американца-
ми, приняло решение о строительстве телеграфной линии по побережью
Японского моря от Владивостока до поста Святой Ольги. Эта линия была
построена и вступила в эксплуатацию в 1904 г. В 1909 г. была построена
линия Якутск—Охотск длиной 1100 верст (1 верста=1,07 км), Строитель-
ство линии Охотск—Петропавловск длиной 2945 верст началось в 1909 г.
и велось в невероятно сложных условиях. Однако к началу Первой миро-
вой войны линию до Петропавловска довести не удалось. В 1914 г. был
построен только участок этой линии от Петропавловска до селения Тигиль
(900 верст), а в 1916 г. — участок от Охотска до Тауйска (748 верст).
Важное значение для развития телеграфной связи на Дальнем Восто-
ке имело строительство по берегу Татарского пролива линии длиной 326
версты между пунктами Де-Кастри и Императорской гавани. Ее строи-
тельство началось в 1909 г. и было завершено в 1915 г.
В 1914 г. на Сахалине была построена телеграфная линия между рус-
ским пунктом Онора на Северном Сахалине и японским пунктом Шикота
на Южном Сахалине, соединенным с японской телеграфной сети. Эта ли-
ния соединила телеграфные сети Российской Империи и Японии.
1.4. Строительство телеграфных линий связи в Средней Азии
В 60-70-х годах XIX века в состав России были включены огромные
территории Средней Азии. В 1865 г. небольшим русским отрядом под
командованием генерала М. Г Черняева был взят важнейший экономиче-
ский центр Средней Азии — город Ташкент. На завоеванных обширных
территориях в 1865 г. была образована Туркестанская область с центром
в Ташкенте, вошедшая в состав Оренбургского генерал-губернаторства.
Создание почтовой службы на обширных, безводных и малонаселенных
2. Данные о развитии телеграфной связи в России в начале XX века 301
пространствах Туркестанского края, на которых практически не было до-
рог, являлось практически неразрешимой задачей. Поэтому для управ-
ления новыми территориями создание линий телеграфной связи стало
насущной необходимостью.
В 1871 г. началось строительство линии между Ташкентом и Омском
протяженностью 2544 версты. Строительство велось три года и было за-
вершено в 1873 г. В 1875 г. телеграфная линия была доведена до Ходжета,
а в следующем — до Самарканда и Коканда. В 1878 г. она дошла до пункта
Каттыкурган, находящегося на границе с Бухарским ханством. В 1883 г.
была построена телеграфная линия Ташкент—Орск, позволившая соеди-
нить телеграфные сети Империи и Туркестана. В 1884 г. по просьбе бу-
харского эмира Каттыкурган был соединен с Бухарой.
1.5. Строительство городских телеграфных линий связи
С 1855 г. в крупных городах России начинают создаваться городские
телеграфные сети, предназначенные для связи между отделениями поли-
ции, почты, пожарной службы, городских и правительственных учрежде-
ний. Первый городской телеграф был создан в 1856 г. Москве. Телеграфная
линия соединила московскую телеграфную линию с императорским двор-
цом в Кремле. Затем телеграфные линии были построены в С.-Петербурге,
вслед за этим в Варшаве (1866 г.), Киеве (1878 г.) и в Харькове (1881 г.).
Первая Центральная телеграфная станция в Москве была расположе-
на на Большой Никитской улице и введена в эксплуатацию в 1863 г. В ней
были установлены 13 аппаратов Морзе и телеграфные линии связыва-
ли ее с Петербургом, Киевом, Тулой, Саратовым, Казанью и Ярославлем.
В 1865 г. на магистрали Москва—С.-Петербург были установлены быстро-
действующие буквопечатающие аппараты Юза, обеспечивавшие скорость
передачи до 1200 слов в час. В 1867 г. на Центральной станции работали
28 аппаратов Морзе и 4 аппарата Юза. В 1869 г. она была переведена
на Мясницкую улицу. В 1870 г. в Москве были открыты 34 телеграфных
отделений, связанных с Центральной станцией.
2. Данные о развитии телеграфной
связи в России в начале XX века
Из-за экономической отсталости и отсутствия отечественной промыш-
ленности, Россия для развития телеграфной сети вынуждена была приоб-
ретать все телеграфное оборудование на Западе. Эта сеть состояла из воз-
душных линий и немногочисленных подводных кабелей. Для воздушных
линий применялась оцинкованная железная проволока диаметром от 1,7
до 5 мм. Семижильные и трехжильные подводные кабели изолировались
тремя слоями гуттаперчи или резины и защищались броней из проволок
и пенькой. Телеграфная сеть была рассчитана, в основном, на эксплуатацию
аппаратов Морзе.
302
Глава 5. Развитие электросвязи в России
Таблица 1
Год Протяженность, верст (1 верста — 1,07 км) Количество станций Количество исходящих телеграмм Количество телеграфных аппаратов
ЛИНИЙ проводов Морзе Юза Уитстона Бодо
1857 7744 10744 — — — — — —
1861 20681 34243 — — — — — —
1863 26352 45 867 264 816983 589 — — —
1873 55644 106591 678 3431574 1607 76 — —
1883 90905 168441 1372 10226139 2929 126 2 —
1893 114356 225568 2134 13297048 4066 164 19 —
1903 149 204 358 249 3130 20 867 810 5801 324 42 —
1913 198855 533596 5111 47650 341 9014 790 121 115
1916 — 585000 — 13297048 10951 1566 157 260
Таблица 2
Государство или регион На одно телеграфное учреждение На одну квадратную милю
кв. миль тыс. жителей линий проводов
Россия 59,4 21,8 0,4 1,4
Европейская часть 17,5 19,2 1,3 4,7
Северо-западная часть 9,0 21,7 2,0 4,9
Юго-западная часть 6,2 17,9 2,7 7,4
Кавказ 19,2 22,4 1,2 2,7
Средняя Азия 365,5 45,6 0,1 0,2
Сибирь 301,2 8,4 0,1 0,3
Германия 0,4 2,5 11,0 43,0
Япония 3,0 17,7 3,7 16,5
3. Развитие телефонной связи
303
Развитие телеграфной связи в России в 1857-1916 гг. характеризуется
данными, приведенными в табл. 1. Как видно из этой таблицы в теле-
графной сети Империи большая часть аппаратов была системы Морзе.
На наиболее загруженных линиях с 1873 г. стали использоваться аппараты
Юза, позволявшие передавать сообщения с большей скоростью.
Телеграфная сеть России строилась по радиальной схеме, в соответ-
ствии с принятым в 1879 г. планом, предусматривавшим организацию
связи всех уездных городов с губернскими центрами.
Хотя протяженность линии связи в России была весьма большой,
что соответствовало размерам ее территории, плотность телеграфной се-
ти до конца первого десятилетия XX века была весьма незначительна.
В табл. 2 приведены данные о плотности телеграфной связи в 1905 г.
Подавляющее число населенных пунктов России телеграфной связи
не имело. В первую очередь это относится к северным районам страны,
а также к районам Сибири и Дальнего Востока.
Недостаточной была и пропускная способность линий связи, а на-
дежность многих линий связи была низкой. Большие трудности возникали
при необходимости ремонта линий, так как они были проложены через
труднопроходимые и малонаселенные территории. Поэтому в случае по-
вреждения линии перерывы связи длились, порой, несколько недель.
Одна из причин, по которой проект прокладки линии связи между
Россией и Америкой через Берингов пролив не был реализован, состояла
в том, что прокладка телеграфных линий в условиях Крайнего Севера и ее
последующая эксплуатация оказались технически и организационно го-
раздо более сложными и практически неразрешимыми задачами, по срав-
нению с прокладкой и эксплуатацией трансатлантической линии связи.
Для сравнения уровня развития телеграфной связи в России и в других
странах в двух последних строках табл. 2 указаны данные о телеграфной
плотности в двух других странах — Германии и Японии. Сравнение по-
казывает, что развитие телеграфной связи в России было в десятки раз
ниже того, что было достигнуто в развитых странах. Плата за передачу
телеграмм в России была одной из самых высоких в Европе. Поэтому
население и многие небольшие торговые и промышленные предприятия
практически не имели возможности пользоваться услугами телеграфа.
Слабое развитие связи в стране объясняется технической политикой
государства, которое, в отличие от западных стран, не имея достаточных
собственных денежных средств для строительства линий государственно-
го телеграфа, считало необходимым жестко контролировать в Империи
передачу телеграфных сообщений и не допускало создание частных теле-
графных компаний.
3. Развитие телефонной связи
В США и многих странах западной Европы строительство сетей те-
лефонной связи началось сразу же после изобретения Беллом телефона
304
Глава 5. Развитие электросвязи в России
в 1876 г. К 1882 г. телефонную связь ввели у себя большинство европей
ских стран, стран Американского континента, Австралия, Южная Африка,
Индия и Китай.
В России инициатором внедрения телефонной связи стал генерал-
майор П. А. Черевин — заместитель начальника III отделения импера-
торского величества канцелярии. Как и в случае создания в стране сети
телеграфной сети, российские чиновники считали необходимым разви-
вать телефонную связь, в первую очередь, в интересах государственной
машины управления. В 1879 г. Черевин написал к министру путей сообще-
ния К. Н. Посьету письмо о необходимости приступить к строительству
первой телефонной линии, в котором говорилось: «...аппараты следует
поставить на С.-Петербургской станции в кабинете управляющего дорогой,
и на царскосельской в кабинете начальника той станции..., чтобы пользо-
ваться сим телефоном было предоставляемо чинам корпуса жандармов».
Главной целью организации первой в России телефонной линии было
обеспечение безопасности во время поездок императора из С.-Петербурга
в свою летнюю резиденцию и обратно. Никто из государственных деятелей
России не связывал создание телефонной связи в стране с необходимо-
стью развития в пей промышленности, торговли, гражданского общества,
как это делалось, например, в европейских странах и в США. Сфера свя-
зи в России полностью находилась под жестким контролем государства.
Частному7 предпринимателю было весьма сложно получить разрешение
в государственных органах на создание за свои средства линии связи
и удавалось это далеко не всегда.
В 1881 г. министр внутренних дел Н. П. Игнатьев направил в кабинет
министров записку, в которой изложил свой, типично бюрократический
подход, к развитию телефонной связи встране: «...введение у нас телефонов
для общего пользования должно принадлежать правительственному почи-
ну, подобно тому, как правительству принадлежит начало устройства
и дальнейшее распространение телеграфной сети в империи... право на-
шего правительства на исключительное устройство телефонных сообще-
ний для общественного пользования представляется несомненным». Вместе
с тем, он отмечал, что: «...вследствие новизны дела и отсутствия дан-
ных для суждения о размерах, которые может достигнуть употребление
телефонов, а также на основания опыта большинства зарубежных стран,
возможно передать устройство и эксплуатацию телефонов в России част-
ным предпринимателям».
На основании этой записки Александром III было угверждепо поло-
жение «Об устройстве городских телефонных сообщений», которое давало
юридические основания выдачи лицензий на устройство частных линий
телефонной связи, правда со многими жесткими условиями контроля чи-
новниками за работой таких линий и рядом финансовых обязательств
владельцев таких линий перед государством. Государство оставляло также
за собой право развивать телефонную связь в тех же городах, в которых
создавались частные телефонные сети.
3. Развитие телефонной связи
305
Таблица 3
Год 1. С.-Петербург Москва Варшава Одесса Рига
количество абонентов
1882 338 224 220 161 103
1886 1105 707 548 541 406
Принятое положение открывало возможность коррупции в области
связи, так как оно позволяло за взятки получать лицензию фиктивным
концессионерам, которые сами не намеревались начинать строительство
сетей телефонной связи, а получали лицензию исключительно с целью ее
перепродажи другим предпринимателям.
Это проявилось уже в 1881 г. при выдаче первой лицензии на создание
городской сети телефонной сети связи в пяти крупных городах России:
С.-Петербурге, Москве, Варшаве, Одессе и Риге. Получил эту лицензию
купец 1-й гильдии В. О. Баранов, который уже в 1882 г., так и не присту-
пив к строительству телефонных сетей, продал свои права и обязанности
по всем пяти контрактам Международной компании Белла.
Компания Белла получила право в течение 20 лет развивать и эксплу-
атировать телефонные сети в указанных городах России. В 1882 г. во всех
этих городах телефонное сообщение было открыто. Данные табл. 3 ил-
люстрируют стремительный рост количества абонентов телефонных сетей
в этих пяти российских городах, в которых за четыре года число абонентов
увеличивалось в 3-4 раза.
В построенных компанией Белла городских телефонных станциях
применялись однопроводные абонентские линии и ручные коммутаторы
Гилеланда, емкостью 50 номеров.
Частные телефонные сети создавались и в других городах Империи.
Местными предпринимателями на оборудовании, закупленном у фирмы
«Эрикссон», были построены телефонные сети еще в нескольких городах
России. В 1886 г. такие сети были созданы в Нижнем Новгороде, в Ре-
веле, в Ростове-на-Дону, в Баку. Всего в городах России было построено
небольшое количество частных телефонных сетей.
Рост числа абонентов в частных сетях Российской империи иллю-
стрируются данными табл. 4, которая показывает, что число абонентов
в частных сетях телефонной связи увеличивалось очень быстро: с 1883 г.
по 1917 г. количество абонентов в этих сетях выросло почти в 30 раз.
Частные сети телефонной связи приносили своим владельцем хо-
роший доход. Поэтому правительство решило взять выгодное для казны
дело сооружения и эксплуатации телефонных линий под свой полный
контроль. С 1886 г. в стране (за исключением Финляндского княжества)
перестали выдавать лицензии на создания частных телефонных сетей и на-
чали создавать только государственные сети. Такие сети создаются в Киеве,
306
Глава 5. Развитие электросвязи в России
Таблица 4
Годы Количество абонентов Годы Количество абонентов
1883 772 1900 25 523
1885 1704 1905 46024
1890 4795 1910 97 355
1895 9838 1915 205476
1917 252337
С.-Петербурге, Петергофе, Гатчине и Красном Селе. К 1895 г. в стране
было сооружено 35 государственных телефонных сетей.
В Финляндском княжестве Александр III предоставил в 1886 г. пра-
во финскому сенату самому рассматривать и решать вопросы развития
связи на территории княжества. Процедура выдачи лицензий здесь была
открытой, и предприниматели могли действовать, не наталкиваясь на бю-
рократические преграды. Поэтому здесь развитие телефонной связи шло
гораздо более быстрыми темпами. В результате этот регион российской
империи оказался наиболее телефонизированным. Уровень его телефони-
зации был одним из самых высоких в Европе.
Развитие частных телефонных сетей в России происходило гораздо
быстрее государственных. Так, в 1913 г. в стране были развернуты 180
городских телефонных сетей, обслуживающих 244776 абонентов. Из них
только 14 были частными (7,8 %), однако они обслуживали 168 853 абонен-
тов (69 %). Скорость роста числа абонентов в частных сетях была в 1,5 раза
выше, чем в государственных.
Приведенные данные показывают, что установленные в России зако-
ны, поддерживающие полную государственную монополию на сооруже-
ние и эксплуатацию телефонных сетей, значительно тормозили развитие
в стране телефонной связи.
Тем не менее, потребность в телефонной связи была большой и те-
лефонизация крупных и средних городов России шла быстрыми темпа-
ми. Если в 1895 г. все телефонные сети империи обслуживали 15 228
абонентов, то в 1913 г. это число составляло 244776 абонентов, то есть
за 18 лет рост составил 18 раз. Подавляющее число абонентов было в С.-
Петербурге (53496) и в Москве (53 678). В табл. 5 приведен список городов
России, в которых в 1889-1894 гг. были построены государственные теле-
фонные сети.
При строительстве городских телефонных сетей абонентские линии
обычно прокладывались к единственной в городе центральной телефон-
ной станции. С ростом числа абонентов такая организация телефонной
сети в городе приводила к необходимости прокладывать к абонентам длин-
ные линии, что очень удорожало строительство линейных сооружений.
3. Развитие телефонной связи
307
Таблица 5
Год начала эксплуатации Города
1889 Саратов
1890 Николаев, Царицын, Астрахань, Московская загородная линия
1891 Курск, Кишинев, Севастополь, Таганрог, Белосток
1892 Сосновицы, Екатеринбург, Тула, Иркутск, Кременчук, Керчь, Елисаветград, Орел
1893 Тифлис, Воронеж, Полтава, Симферополь, Иваново-Вознесенск, междугородняя линия Одесса—Николаев
1894 Тюмень, Томск, Ярославль, Смоленск, Чернигов, Гатчина, Ялта
Поэтому для снижения затрат в городах начинают строить телефонные
подстанции. В 1914 г. в Москве действовали 12 подстанций.
Начало развития междугородной телефонной связи в нашей стра-
не относится к 80-м годам XIX века. Первая междугородная линия была
устроена между Петербургом и резиденциями царя в Гатчине (1882 г.), Пе-
тергофе (1883 г.) и Царском Селе (1885 г.). В 1885 г. на средства московских
промышленников были построены однопроводные стальные телефонные
линии между Москвой и Богородском, Пушкином, Химками, Одинцо-
вом, Коломной, Подольском и Серпуховом. Связь Петербурга и Москвы
со своими окрестностями из-за сравнительно небольшой протяженности
телефонных линий в те годы не считалась междугородной. Ее называли
«загородной» телефонной связью.
Протяженные линии междугородной телефонной связи в России могли
быть только государственными. Из-за недостаточного финансирования
и неэффективного управления строительством такие линии создавались
крайне медленно. Дальность телефонирования по стальным проводам в те
годы не превышала 300 км. В 1912 г. была открыта междугородная теле-
фонная связь Москвы с Харьковом. К 1913 г. телефонная связь по мед-
ным двухпроводным линиям имелась у Москвы с Харьковом, Рязанью,
Нижним Новгородом и Костромой, у Петербурга — с Ревелем и Гель-
сингфорсом, у Баку — с Тифлисом. В эти годы правительство начинает
выдавать разрешение на строительство междугородных линий телефонной
связи частным компаниям.
Первая в нашей стране магистральная линия телефонной связи Петер-
бург—Москва была оборудована коммутаторами, закупленными в Бель-
гии. Они позволяли обеспечить соединение междугородной телефонной
линии с любым абонентом московской и петербургской телефонных се-
тей по соединительным линиям, а также организовывать переговорные
кабины для связи между телефонами обеих столиц. Такие первые меж-
308
Глава 5. Развитие электросвязи в России
дугородные телефонные станции — «централи» — в последующие 20 лет
были построены в Одессе, Варшаве, Риге и Лодзи. В табл. 6 указаны не-
которые характеристики междугородной телефонной сети России.
В 1913 г. в стране уже действовали 87 междугородных телефонных
линий, по которым было осуществлено 300 тыс. разговоров. Первая ми-
ровая война нанесла значительный урон телефонному хозяйству, особенно
междугородной телефонной сети, протяженность которой к 1917 г. сокра-
тилась более чем вдвое.
4. Развитие радиосвязи
Развитие радиосвязи в России происходило совсем не так, как в таких
странах, как Великобритания, Франция, Германия и США. В этих странах
оно зависело, в основном, от таланта, инициативы и предприимчивости
тех людей, которые решили посвятить себя новому делу. В России же
оно целиком зависело от бюрократического аппарата который решал где,
как и в каких государственных целях следует развивать этот новый вид
связи. Причем, несмотря на то, что в иностранной печати публиковались
материалы, свидетельствующие о большой перспективности беспровод-
ной связи, в том числе, и для морского флота, отечественные работы
в этом направлении развертывались медленно и выполнялись малыми си-
лами. Большая часть чиновников не осознавала в должной степени, какое
огромное значение этот новый вид связи имел для развития нашей страны,
бескрайние просторы которой и малая заселенность многих территорий
делали, во многих случаях, этот вид связи единственно возможным.
Тем не менее, выполненные под руководством А. С. Попова успешные
рабогы по организации протяженной линии беспроводной связи между
островами Гогланд и Кутсало, которая в течение трех месяцев надежно
функционировала во время операции по спасению крейсера «Генерал-
адмирал Апраксин», окончательно убедили морское командование в не-
обходимости оснащения радиооборудованием судов военного флота.
Таблица 6
Годы Количество линий Протяженность линий, верст
1890 2 75
1898 11 1153
1900 12 1208
1910 72 6161
1911 92 7566
1916 194 15 850
4. Развитие радиосвязи
309
Весной 1900 г. по инициативе вице-адмирала И. М. Дикова А. С. По-
пов — практически единственный в России специалист, способный про-
фессионально руководить разработками в этой области, полностью вы-
свобождается от всех преподавательских обязанностей и за удачно прове-
денные работы во время готландской операции ему выплачивается премия
в 33 тыс. рублей. Военное ведомство рассчитывало, что теперь он все свои
силы сосредоточит на организации производства в России отечественного
радиооборудования.
Однако в это время А. С. Попов принимает приглашение занять долж-
ность профессора на кафедре физики в Электротехническом институте
и практически отходит от работ по дальнейшему развитию беспроводной
связи. Как отмечал академик А. И. Берг: «...невольно создается впечатление,
что после гогландских достижений Попов считал свою миссию в основном
законченной. И беда заключалась в том, что в России не оказалось свежих,
новых людей, способных подхватить и довести до конца новое дело».
С 1900 г. Россия начинает стремительно отставать от Великобри-
тании, Германии, Франции и США в деле развития радио. Александр
Адольфович Ремерт — один из активных участников организации ста
новления отечественной радиопромышленности, руководивший с 1904 г.
радиооснащением ВМФ, в своем заключении о деятельности Кронштадт-
ской радиомастерской писал: «Несмотря на то, что идея телеграфирования
без проводов возникла и создавалась в России, иностранцы нас настолько обо-
гнали, что станции, выделанные у нас, считаются самыми примитивными».
Следует отметить, что в России конца XIX — начала XX столетия, по сути,
отсутствовала продуманная государственная политика развития связи.
По мнению чиновников, наиболее важными направлениями развития
беспроводной связи в России были ее применение в военных целях для
оснащения военно-морского флота (ВМФ) и армии. Однако даже в этом
направлении работы по внедрению беспроводной связи во флоте велись
крайне неудовлетворительно. Вот как оценивалось в письме Морского тех-
нического комитета, направленного начальнику Главного Морского шта-
ба в январе 1903 г., положение с радиотелеграфом во флоте: «Положение
беспроволочного телеграфа в нашем флоте в настоящее время совершенно
пока еще не регламентировано. Нет ни законоположений, ни инструкций,
заведование станциями на кораблях и обслуживание их не формулировано
и устраивается по способности. Установление станций на новых судах про-
изводится без предварительных соображений. ...Обучение личного состава
телеграфированию недостаточно и так же, как и все относящиеся к этой
отрасли, носит характер случайных исканий. ... Такое положение ведет к то-
му, что беспроволочный телеграф в нашем флоте остается без движения,
и хотя превосходит... всякую другую сигнализацию, но еще не дает тех
результатов, которые мы вправе ожидать. Во всех первоклассных флотах
с величайшей энергией работают по вопросам телеграфирования, и если мы
сейчас же не упорядочим это дело у себя, то очень скоро в этом отношении
окажемся далеко позади всех иностранных флотов».
310
Глава 5. Развитие электросвязи в России
Вопросы применения этого нового средства связи для нужд граждан-
ского флота и наземной связи, находящиеся в введении почтово-телеграф-
ного ведомства, которые были нисколько не менее важными для России,
вообще оставались на втором плане. Они начали рассматриваться лишь
значительно позднее — после Русско-японской войны. Следствие такой
недальновидной технической политики было то, что до 1917 г. в стране
практически так и не была создана отечественная радиотехническая про-
мышленность, а общий уровень развития в России беспроводной связи
по сравнению с западными странами был крайне низок.
Кроме того, поскольку государственные заказы на радиооборудование
для ВМФ и армии размещались бессистемно на предприятиях разных
иностранных фирм («Маркони», «Телефункен», «Дюкрете» и др.), то армия
и флот оснащались разнотипным оборудованием. Это весьма затрудняло
подготовку специалистов по его эксплуатации и ремонту. В результате чего
установленное оборудование нередко использовалось неэффективно.
Отставание России в развитии беспроводной связи от других стран
ярко иллюстрируется следующими цифрами: к началу 1913 г. в России
имелось всего около 230 передающих радиостанций, из которых 170 было
установлено на судах, и только 60 работало в системах наземной связи.
Для сравнения, можно отметить, что число передающих радиостанций
в Англии превышало 1600.
4.1. Радиосвязь в ВМФ
До начала в 1905 г. Русско-японской войны, радиовооружение флота
производилось, в основном, в Кронштадтской мастерской, изготовившей
в 1900-1904 гг. 54 радиостанции, а также поставлялось фирмой Дюкре-
те (с 1900 по 1904 г. от нее поступило 25 станций). Этими станциями
оснащались корабли первой тихоокеанской эскадры, которые отдельны-
ми отрядами в течение 1900—1904 гг. уходили из состава Балтийского флота
на Дальний Восток. По одной станции было установлено во Владивостоке
и в Порт-Артуре. Технические характеристики станций не соответствова-
ли современным для того времени достижениям в технике радиосвязи,
а дальность их действия (меньше 100 миль) была совершенно недостаточ-
на для нужд флота.
В связи с решением правительства отправить в 1904 г. на Дальний Во-
сток вторую тихоокеанскую эскадру срочно потребовалось дополнительно
изготовить 24 станции. Заказ на них был сделан фирме «Телефункен».
Ей же были заказаны и три мощные береговые радиостанции с дально-
стью действия до 1 тыс. км, причем одна из них предназначалась для
Владивостока.
К началу Русско-японской войны флот был оснащен устаревшей и
имевшей низкую надежность аппаратурой фирм «Телефункен» и «Марко-
ни». Кроме того, личный состав флота оказался неподготовленным к ее
использованию.
4. Развитие радиосвязи
311
После окончания Русско-японской войны корабельная радиосвязь
пришла в упадок. На Дальнем Востоке осталось всего семь военных ко-
раблей, оборудованных радиостанциями.
Вместе с тем шло развитие береговой службы наблюдения и связи. К на-
чалу 1907 г. на Балтийском море уже имелось 14 действующих береговых
радиостанций и 53 наблюдательных поста, на Черном море — 2 береговые
радиостанции и 19 наблюдательных постов, на Тихом океане — 1 берего-
вая радиостанция и 7 наблюдательных постов. Все передающие станции
были искровыми.
Перевооружение кораблей флота более совершенными передатчиками
ударного возбуждения началось в 1909 г. В новых искровых передатчиках
использовались либо разрядники Вина, либо вращающиеся разрядники.
Они работали в диапазоне длин волн от 200 до 2000 м и имели следующие
градации мощности: 0,5; 1,2 или 8 кВт. К ходе введения новой системы
радиовооружения на кораблях было установлено 120 радиостанций.
В 1912-1913 гг. осуществлялось перевооружение береговых радио-
станций. Старые искровые радиопередатчики в Гельсингфорсе, Гапсале
и Ревеле были заменены дуговыми передатчиками, имеющими мощность,
равную соответственно 8, 15 и 25 кВт. В 1910 г. была введена в экс-
плуатацию мощная Севастопольская дуговая радиостанция, построенная
С. М. Айзенштейном взамен искровой станции, действовавшей с 1904 г.
На флоте получили распространение подвижные радиостанции, преиму-
щественно для постов службы наблюдения и связи (0,5 кВт). Более мощ-
ные станции в 2 кВт иногда использовались в качестве стационарных.
В 1912 г. на всех российских морских судах имелось 21 подобных станций
обоих типов.
В 1914 г. на Балтийском и Черном морях, а также на Тихом океане
действовали 109 береговых радиостанций, на кораблях ВМФ были уста-
новлены 173 радиостанций. Все это оборудование было закуплено у фирм
«Маркони» и «Телефункен».
4.2. Радиосвязь в армии
К началу Русско-японской войны наша армия подошла, совершенно
не имея радиовооружения. Лишь в ходе юйны в Петербурге были сфор
мированы две искровые (радиотелеграфные) роты, прибывшие на театр
военных действий в мае 1905 г. Каждая рота имела по шесть действующих
радиостанций и по две запасных. Станции были закуплены у фирмы «Мар-
кони». Дальность их действия не превышала 80 км. Кроме того, в Военной
электротехнической школе была разработана отечественная полевая ра-
диотелеграфная станция. Хотя армейские радиостанции были включены
в работу почти в самом конце юйны, опыт их использования подтвердил
целесообразность применения радиосвязи в боевых условиях.
По окончании Русско-японской войны было решено увеличить чис-
ло воинских радиочастей. К началу Первой мирогой войны в русской
армии имелось уже семь отдельных радиотелеграфных рот, из них две
312
Глава 5. Развитие электросвязи в России
дислоцировались в Сибири, четыре — в европейской части и одна —
в Тифлисе. В составе каждой роты находилось шесть действующих ра-
диостанций и по одной-две запасных. При мобилизации число рот удва-
ивалось и с началом новой войны русская армия должна была бы иметь
около 100 полевых радиостанций, 30 легких кавалерийских, 12 базисных
и 8 крепостных радиостанций. Полевые радиостанции образца 1910 г. име-
ли дальность действия до 270 км, диапазон волн передатчика составлял
400-2300 м, диапазон волн приемника — 320-2500 м.
Крепостные станции находились в Свеаборге, Кронштадте, Ковно,
Новогеоргиевске, Осовце, Брест-Литовске и в других пунктах. Была со-
здана цепь стратегических радиостанций от Бобруйска до Владивостока.
В 1914 г. во время Первой мировой войны возникла острая необхо-
димость создания радиостанции, с помощью которых руководство Рос-
сии могло поддерживать связь со своими с союзниками — странами Ан-
танты Францией и Англией. Всего за три месяца на основе разработок
С. М. Айзенштейна Российское общество беспроводных телеграфов и те-
лефонов (РОБТиТ) построило две самые мощные в Европе передающие
искровые радиостанции, Ходынскую в Москве и Царскосельскую вбли-
зи С.-Петербурга. Искровые передатчики этих станций с вращающимися
разрядниками имели мощность 300 кВт и работали на волнах 5000-9000 м.
Была также построена приемная радиостанция в Твери. Вскоре после на-
чала войны вступили также в строй станция в Николаеве мощностью
100 кВт и станции в Ташкенте, Кушке и Чите мощностью от 10 до 20 кВт.
В 1914 г. армия была оснащена 26 радиостанциями, изготовленных
фирмами «Маркони», «Телефункен» и РОБТиТ.
4.3. Применения радиосвязи
почтово-телеграфным ведомством
Одним из первых мест практического применений радио в России стало
строительство летом 1901 г. линии беспроводной связи между лоцманским
постом, расположенным на острове Перебойном, и плавучим маяком, на-
ходящимся от него на расстоянии около 13 км в районе города Ростов-на-
Дону. Аппаратура для связи без проводов была заказана у фирмы Дюкрете,
а все работы по строительству линии выполнены под непосредственным
руководством А. С. Попова. В начале сентября того же года линия связи
вступила в строй и эксплуатировалась вплогь до начала Первой мировой
войны. Она сыграла важную роль в истории донского судоходства.
В июле 1902 г. министр внутренних дел России «разрешил устройство
опытных станций беспроводного телеграфирования в окрестностях С.-Петер-
бурга для всестороннего изучения на практике условий устройства и эксплуа-
тации станций беспроводных телеграфных сообщений, сравнительного испыта-
ния различных систем аппаратов для телеграфирования без проводов и озна-
комления с ними почтово-телеграфных чинов». Полученная из Германии и
Франции аппаратура была установлена на трех станциях — в Петербурге
4. Развитие радиосвязи
313
Таблица 7
Поставщик Число радиостанций
Кронштадская мастерская, Депо морского ведомства 153 (22,3%)
Мастерская Дюкрете 25 (3,6%)
Фирма «Маркони», включая завод РОБТиТ 183 (26,6%)
Фирма «Телефункен», включая завод «Сименс и Гальске» 325 (47,5%)
Всего 686 (100%)
на Крестовском острове, в Ораниенбауме и в Сестрорецке, причем уста-
новка аппаратуры на станции, находившейся на Крестовском острове,
производилась под личным наблюдением А. С. Попова. Эти три опытные
станции открылись в конце 1904 г. Позже, в конце 1905 г., аппарату-
ра Ораниенбаумской станции беспроводного телеграфа была перенесена
в Царское Село, а Сестрорецкой — в Зимний дворец.
Планомерное строительство радиостанций почтово-телеграфного ве-
домства началось лишь в 1909 г., когда было решено установить радио-
станции в Петропавловске-на-Камчатке и в Николаевске-на-Амуре. Про-
тяженность этой радиолинии составляла 1300 км. Станции были оборудо-
ваны аппаратурой фирмы «Телефункен». Передатчики работали по прин-
ципу звучащей искры и имели мощность 5 кВт. Станции, работавшие
в диапазоне волн 1500—2000 м, вступили в строй в конце 1911 г.
Начиная с 1908 г., радиостанции стали устанавливаться на русских тор-
говых судах. Первые станции появились на судах Русского восточно-азиат-
ского пароходства, затем на судах других компаний («Добровольный флот»,
Русское общество пароходства и торговли и др.). В 1914 г. на судах россий-
ского торгово-пассажирского флота были установлены 74 радиостанции.
В табл. 7 приведены общие данные о поставщиках радиооборудования
для ВМФ, армии и почтово-телеграфного ведомства России в 1895-1913 гт.
Эта таблица показывает, что большая часть используемого в России ра-
диооборудования изготовлялось иностранными фирмами.
Береговые станции России строились по берегам Азовского, Каспий-
ского, Черного и Балтийского морей, а также вдоль Северного морского
пути и па Дальнем Востоке. В табл. 8 указаны береговые станции граждан-
ского назначения, построенные в разных регионах страны до 1916 г.
Особое значение имело строительство радиостанций в районе Крайнего
Севера и на Дальнем Востоке. В этих регионах даже в тех местах, в которые
уже были построены телеграфные линии, связь была ненадежной, так как
эксплуатация и ремонт этих линий вследствие суровости климата и необ-
житости мест были весьма затруднительны.
314
Глава 5. Развитие электросвязи в России
Таблица 8
Азовское море Ростов-на-Дону, о. Лоцманский форт, Таганрог
Каспийское море Петровск-Дагестанский, Александровский форт, Астрахань
Черное море Одесса, Новороссийск
Балтийское море Рига, о. Руно, Либава, Ревель
Северный морской путь Архангельск, Югорский Шар, Карские ворота, Маточкин Шар, Мурманск
Дальний Восток Николаевск-на-Амуре, Петропавловск-на-Камчатке, Охотск, Наяхан, Анадырь, Кербь, Сахалин
Вместе с тем, уже было известно, что в этих краях имеются зна-
чительные запасы золота, драгоценных камней, каменного угля и других
полезных ископаемых. На Дальнем Востоке добывались пушнина, а в рус-
ских территориальных водах — огромное количеств ценной рыбы. При
этом значительная часть пушнины и улова попадала в руки американцев
и японцев.
Стратегическое значение для России имел Северный морской путь —
самый короткий морской путь, связывавший западные и восточные реги-
оны страны. Радиостанции были самым дешевым и надежным средством,
позволяющим установить связь с самыми отдаленными районами стра-
ны. Поэтому наибольшее число радиостанций было построено на севере
и на Дальнем Востоке.
К 1914 г. в почтово-телеграфном ведомстве насчитывалось уже око-
ло 29 радиостанций, которые располагались преимущественно по берегам
морей, омывающих территорию страны. В табл. 9 указаны пункты разме-
щения гражданских береговых радиостанций.
С началом Первой мировой войны строительство гражданских ра-
диостанций практически прекратилось. Лишь в 1916 г. была построена
единственная радиостанция на острове Диксон для нужд главного гидро-
графического управления.
5. Развитие промышленности средств связи
5.1. Развитие промышленности проводной связи
В 1855 г. в С.-Петербурге был построен электротехнический завод
«Сименс и Гальске», на котором фирма изготовляла телеграфную аппара-
туру собственной разработки для строящихся в стране телеграфных линий
связи. Кроме того, на нем выпускалось и другое нужное стране оборудо-
вание: аппаратура железнодорожной сигнализации, измерительное обору-
5. Развитие промышленности средств связи
315
Таблица 9
№ Место станции Год ввода Система Мощность, кВт
] о. Перебойный 1901 Попов—Дюкрете 0,5
2 Маяк Донского гира 1901 Попов—Дюкрете 0,5
3 Байкал 1904 Телефункен 0,5
4 Танхой 1904 Телефункен 0,5
5 Петропавловск- на- Камчатке 1910 Телефункен 2и8
6 Николаевск-на-Амуре 1910 Телефункен 2 и 8
7 Петровск 1911 Телефункен 1,5
8 Александровский форт 1911 Телефункен 1,5
9 Охотск 1912 Телефункен 2 и 8
10 Наяхань 1912 Телефункен 2 и 8
11 Новомариинск 1912 Телефункен 2 и 8
12 Рига 1912 Телефункен 1,5
13 о. Руно 1912 Телефункен 1,5
14 Кербь 1912 Телефункен 1,5
15 Либава 1913 Телефункен 1,5
16 Астраханский рейд 1913 Телефункен 1,5
17 Ревель 1913 Телефункен 1,5
18 Таганрог 1913 Телефункен 1,5
19 Таганрогский рейд 1913 Телефункен 1,5
20 Архангельск 1913 РОБТиТ 1,5 и 8
21 Югорский Шар 1914 РОБТиТ 1,5 и 8
22 Маре-Сале 1914 РОБТиТ 1,5
23 о. Вайгач 1914 РОБТиТ 1,5
24 Новороссийск 1914 Телефункен 1,5
25 Астрахань 1915 Телефункен 2,5
26 о. Диксон 1915 РОБТиТ 2
27 Александровск-на-Мурмане 1915 РОБТиТ 2
28 Соловецкие острова 1916 Телефункен 1,5
29 о. Сахалин 1916 Телефункен 1,5
316
Глава 5. Развитие электросвязи в России
дование и т. п. С появлением радиотехники на заводе стали выпускать-
ся военно-полевые армейские радиостанции, кавалерийские, переносные
и автомобильные радиостанции. В 1903-1913 гг. было выпущено 325 стан-
ций для ВМФ России. После революции завод был национализирован
и стал называться стал называться заводом им. Козицкого. Это название
он сохраняет и в настоящее время.
Важную роль в развитии в России телефонного производства сыграл
завод акционерного общества «Н. К. Гейслер и компания», созданный в 1895 г.
Гейслером — бывшим механиком завода «Сименс и Гальске», на котором
он стал работать в 1871 г. В 1874 г. он вместе со своим компаньоном
Яном Спаре открыл собственную мастерскую по ремонту телеграфных
аппаратов. Получив в 1896 г. кредит и часть денег от компании «Вестерн
Электрик», Гейслер построил в С.-Петербурге завод. В 1901 г. завод был
уже довольно крупным предприятием и выпускал следующую продукцию:
телеграфные станции Уитстона, индукторные телефонные станции, теле-
фонные коммутаторы, швейцарские телеграфные коммутаторы и другое
оборудование.
В 1902 г. завод Гейслера выиграл конкурс, в котором участвовали такие
крупные фирмы, как «Сименс и Гальске» и «Эрикссон», на постройку в С.-
Петербурге новой городской телефонной станции с центральным вызовом.
К концу 1905 г. эта станция была построена и сдана в эксплуатацию. Кроме
телефонной станции в С.-Петербурге на 50 тыс. номеров, завод Гейслера
построил такие станции и в других городах России: в Либаве и Воронеже —
на 900 абонентов, в Херсоне — на 400 абонентов, в Ярославле — на 1200
абонентов, в Архангельске и Перми — на 1500 абонентов.
В 1905 г. завод Гейслера стал акционерным обществом, основным
акционером которого была американская фирма «Вестерн Электрик».
В 1906-1909 гг. ассортимент продукции завода расширился: стали вы-
пускаться новые аппараты Морзе, телефонные аппараты с центральной
батареей, измерительное оборудование. В продаже телефонного оборудо-
вания завод Гейслера успешно конкурировал с фирмами «Сименс и Галь-
ске» и «Эрикссон». После революции завод стал называться «Приборо-
строительным заводом им. А. А. Кулакова». Это название он сохраняет
и в настоящее время.
Другой иностранной компанией, пришедшей на российский теле-
коммуникационный рынок в 1882 г., и работавшей на нем в течение
20 лет, была «Международная компания телефонов Белла», перекупившая
у официального концессионера В. О. Баранова лицензию на строитель-
ство и эксплуатацию телефонных сетей в С.-Петербурге, Москве, Вар-
шаве, Одессе и Риге. Помимо указанных городов компания построила
телефонные сети в Гатчине и Петергофе, построила правительственную
Царскосельскую пригородную сеть, В 1897 г. телефонные сети компании
Белла обслуживали 8000 абонентов, при этом общее число абонентов те-
лефонных сетей России составляло 21 500. Компания поставляла в Россию
телефонные аппараты и коммутаторы системы американского инженера
5. Развитие промышленности средств связи
317
Гилелаида. В 1903 г. 76% от всех телефонов, установленных на сетях Рос-
сии, были системы Белла. Своего производства телефонного оборудования
в России компания Белла не имела и в начале XX века ее присутствие
в России закончилось.
Появление в России компании «Эрикссон» относится к 1881 г., когда
основателю компании Ларсу Магнусу Эрикссону поступил заказ из С.-
Петербурга на изготовление небольшой партии телефонов. В 1893 г. эта
компания поставила в Россию свою первую телефонную станцию для
Киевской телефонной сети.
В 1897 г. в С.-Петербурге была создана фирма «Л. М. Эрикссон и ком-
пания», которая развернула в России производство телефонных аппаратов
и построила завод, на котором был налажен массовый выпуск телефонных
аппаратов и двух типов коммутаторов: «обыкновенный Эрикссон» со шну-
рами, каждый стол которого был рассчитан на 100 абонентов, и «Мюль-
типль», рассчитанный на 300 абонентов. На вновь строящихся государ-
ственных станциях и при реконструкции ранее построенных применялись,
начиная с 1890 г., коммутаторы, а также настольные и настенные теле-
фоны фирмы «Эрикссон». Эта компания не участвовала в эксплуатации
городских телефонных сетей в России, однако она была эксклюзивным
поставщиком оборудования для телефонных сетей многих городов Рос-
сии: Харькова, Ростова, Казани, Саратова, Самары, Астрахани, Омска,
Томска и Нижнего Новгорода.
Фирмой «Л. М. Эрикссон», действовавшей через «Шведско-датско-
русское акционерное общество», была проведена реконструкция москов-
ской городской сети. На новой станции были смонтированы коммутаторы
распределительной системы с возможностью включения в поле много-
кратных коммутаторов до 60 тыс. гнезд. Открытие первой очереди новой
станции с 7844 абонентами состоялось 30 октября 1904 г., а к началу 1914 г.
емкость московской телефонной сети была доведена до 44 293 номеров.
Компания «Л. М. Эрикссон» сыграла ключевую роль в снабжении рус-
ской армии телефонным оборудованием во время Первой мировой вой-
ны. В 1915 г. она довела выпуск полевых телефонных аппаратов до 102000
штук. До революции эта компания была крупнейшим предприятием в Рос-
сии по выпуску телефонного оборудования. На нем работало около 3500
человек. Благодаря фирме «Л. М. Эрикссон» количество телефонных ли-
ний в России в 1890—1916 гг. возросло в 100 раз. После революции завод
фирмы «Л. М. Эрикссон» был национализирован и стал называться «Крас-
ная заря». Он сохраняет это название и в настоящее время, являясь одним
из крупнейших предприятий России по производству телекоммуникаци-
онного оборудования для российских сетей связи.
5.2. Развитие радиопромышленности
Местом рождения радиотехнической промышленности России явля-
ется Кронштадтская мастерская «для производства и ремонта аппаратов
318
Глава 5. Развитие электросвязи в России
телеграфирования без проводов». Она была организована по заданию мор-
ского технического комитета А. С. Поповым в сентябре 1900 г. Мастерская
располагалась в небольшом помещении, принадлежавшем новому элек-
тромеханическому заводу Кронштадтского порта, и имела штат всего пять
человек. В 1910 г. мастерская была переведена в Петербург ив 1911 г. ста-
ла именоваться «Радиотелеграфным депо морского ведомства». К концу
1911 г. на базе имевшегося в составе депо «поверочного отделения» была
организована лаборатория, ставшая первой отечественной научно-иссле-
довательской промышленной организацией в России. До 1913 г. объем
выпуска оборудования мастерской составлял 1—2 десятка станций, в кон-
це Первой мировой войны (1915-1916 гг.) он увеличился до примерно 90
станций, что, конечно, не покрывало всех потребностей России в аппа-
ратуре радиосвязи. Все же в ходе войны завод морского ведомства произ-
водил для флота большое количество радиоаппаратуры (радиоприемники,
радиопеленгаторы, тиккеры и т. д.) и освоил производство мощных стан-
ций на 10 и 25 кВт. Число работающих на заводе к 1917 г. возросло до 328
человек. Данное предприятие разрабатывало аппаратуру только для ВМФ.
Первым руководителем мастерской был товарищ А. С. Попова по уни-
верситету Е. Л. Коринфский. После него ее руководителями последова-
тельно были А. А. Петровский (1912 г.), Л. Д. Исаков (1913 г.), М. В. Шу-
лейкин (1913-1916 гг.). Научным консультантом лаборатории являлся про-
фессор Н. А. Булгаков (1912-1917 гг.). Эти специалисты сыграли большую
роль в развитии радиотехники и радиотехнической промышленности в на-
шей стране в советское время.
В 1915 г. депо было преобразовано в «Радиотелеграфный завод мор-
ского ведомства». Кронштадская мастерская являлась единственным оте-
чественным государственным заводом по производству радиоаппаратуры.
По масштабам производства она не могла конкурировать с иностранными
фирмами.
Военно-морской флот, российская армия и линии гражданской связи
оснащались, в основном, фирмами «Маркони» и «Телефункен». Некото-
рое количество радиостанций для ВМФ в 1899-1904 гг. изготовляла также
по заказам России мастерская Эжена Дюкрете, с которой тесно сотрудни-
чал А. С. Попов.
Предвидя большой спрос на радиоаппаратуру, общество «Сименс
и Гальске» еще в 1904 г. организовало в Петербурге отделение беспро-
волочной телеграфии по системе А. С. Попова. В последующем это отде-
ление превратилось в представительство фирмы «Телефункен», сохраняя
свое прежнее наименование предприятия «Сименс и 1альске». Общество
в течение многих лет поставляло радиоаппаратуру русской армии, флоту
и почтово-телеграфному ведомству.
Война 1914-1918 гг. внесла значительные коррективы в развитие ра-
диотехнической промышленности в России. Прежде всего, это выразилось
в росте производства радиоаппаратуры. Так, на заводе «Сименс и Гальске»
рост военного производства по сравнению с 1914 г. выразился в увели-
5. Развитие промышленности средств связи
319
Семен Моисеевич
Айзенштейн
чении штата сотрудников в 2,6 раза, а объема про-
дукции — в 3,6 раза. Предприятия, контролируе-
мые в свое время немецким капиталом, были кон-
фискованы, но продолжали деятельность под на-
званиями «Акционерное общество русских элек-
тротехнических заводов Сименс и Гальске» и «Рус-
ское акционерное общество Сименс—Шуккерт».
Первое крупное частное отечественное пред-
приятие в России было организовано в 1908 г.
Оно называлось «Общество беспроволочных теле-
графов и телефонов системы Айзенштейна». Ини-
циатором создания этого предприятия был Семен
Моисеевич Айзенштейн — крупный российский
изобретатель и организатор производства радио-
технического оборудования.
В 1908 г. Русским обществом пароходства и торговли было создано
еще одно частное предприятие — Одесская радиомастерская, которая из-
готавливала и поставляла радиостанции, устанавливавшиеся на торговых
судах «Русского восточно-азиатского пароходства» и др. В 1914 г. на судах
российского торгово-пассажирского флота были установлены 74 радио-
станции, изготовленные в этой мастерской. Деятельность этой мастерской
была прекращена, так как фирмы РОБТиТ и Маркони предъявили к ней
претензии по нарушению при изготовлении выпускаемого ею оборудова-
ния их патентных прав.
В 1909 г. обществом был построен в С.-Петербурге завод, на котором,
используя патенты и разработки С. М. Айзенштейна, начался выпуск по-
левых, кавалерийских и стационарных радиостанций. В 1910 г. общество
стало называться «Русское общество беспроволочных телеграфов и теле-
фонов — РОБТиТ». Необходимость привлечения значительных капиталов
для расширения производства привела к тому, что РОБТиТ приняло пред-
ложение Маркони об увеличении его уставного капитала и приема новых
акционеров. В их числе была компания «Маркони», сам Г. Маркони и его
родной брат А. Маркони. При этом РОБТиТ получило право использовать
при производстве радиостанций патенты компании «Маркони», а компа-
ния «Маркони» — патенты Айзенштейна.
В задачи РОБТиТ входило строительство станций беспроволочного
телеграфа для промышленных предприятий, далеко отстоящих от прави-
тельственных телеграфных линий (например, золотопромышленных пред-
приятии в Сибири), сооружение таких станций по берегам Аральского,
Каспийского, Черного, Азовского, Балтийского, Белого и Карского морей
и снабжение радиостанциями судов, плавающих по этим морям. Фирмой
РОБТиТ выпускалось также оборудование для ВМФ, армии и почтово-те-
леграфного ведомства. В 1912 г. это предприятие стало издавать первый
в России радиотехнический журнал «Вестник телеграфии без проводов».
320
Глава 5. Развитие электросвязи в России
С началом Первой мировой войны в 1914 г. РОБТиТ получило сроч-
ный правительственный заказ на строительство мощных (мощностью
300 кВт) передающих искровых радиостанций в Москве (на Ходынском
поле), в Царском Селе под С.-Петербургом и приемной станции в Тве-
ри. В течение полугода строительство было завершено, и станции вошли
в строй. За создание этих станций в исключительно короткие сроки Фран-
ция наградила Айзенштейна орденом Почетного легиона и предоставила
ему статус французского подданного. Российское правительство за выпол-
нение важных для государства работ по строительству радиостанций как
военного, так и гражданского назначения присвоило ему звание «статско-
го советника».
К работе в РОБТиТ были привлечены крупные отечественные специ-
алисты — Н. Д. Папалекси, ставший позже академиком, и Р. В. Львович.
В этом Обществе под руководством Айзенштейна велись пионерские ис-
следовательские работы: изучались возможности телеуправления по радио
передвижных тележек с электроприводом, проводились опыты по радио-
связи с подводными лодками в погруженном состоянии и др.
Айзенштейн принимал активное участие в строительстве новых ра-
диостанций и в советское время. Однако в 1921 г. он дважды арестовывался
органами ВЧК, и это вынудило его в 1922 г. эмигрировать за границу.
После национализации промышленности Электрическим трестом сла-
бого тока на базе РОБТиТ была создана Центральная радиолаборатория
(ЦРЛ), сыгравшая в России огромную роль в развертывании научно-ис-
следовательских работ в области радиотехники.
Еще одним предприятием, которое до 1917 г. выпускало в России
радиотехническое оборудование, было «Акционерное общество электро-
механических сооружений (ДЕКА)». Оно было создано в 1892 г. швей-
царским гражданином Дюфлоном. Производственная деятельность ДЕКА
была направлена на ремонт электродвигателей и генераторов, а также
на сборку электротехнического оборудования из комплектующих, посту-
пающих из Франции.
В 1912 г. круг деятельност и предприятия расширился, так как на завод
пришел В. П. Вологдин (впоследствии член-корреспондент АН СССР),
получивший заказ то морского ведомства на создание для опытных радио-
станций генератора высокой частоты, вырабатывающий колебания с ча-
стотой 1 кГц и имеющий мощность 500 Вт. Создание таких станций по-
требовалось потому, что в эти годы в радиотехнике начался переход от ис-
кровых передатчиков к более совершенным, использующим непрерывные
колебания. Заказ морского ведомства был выполнен в 1913 г. Вологдин
сконструировал новую машину высокой частоты, которая имела мощ-
ность 2 кВт и давала высокочастотное напряжение с частотой 60 кГц.
Эта машина была им испытана в 1913 г. совместно с М. В. Шулейки-
ным (впоследствии академиком). К концу 1913 г. она была использована
для радиотелефонной связи на расстоянии около 5 км между 1ребным
портом и Главным адмиралтейством в С.-Петербурге. Кроме того, Волог-
Хронология к главе 5
321
диным была создана, а Шулейкиным испытана машина высокой частоты,
предназначенная для радиотелеграфного обмена. Она была установлена
в 1916 г. на линейном корабле «Андрей Первозванный» и обеспечивала
связь Петрограда с Гельсингфорсом. Позже эта машинная радиостанция
поддерживала радиосвязь с Тверью, Ревелем и Гельсингфорсом.
Успех испытаний, а также то, что за рубежом началось широкое ис-
пользование машин высокой частоты на радиостанциях, побудил фирму
ДЕКА продолжать работы в этом направлении. Вологдину было предло-
жено приступить к конструированию машинного генератора мощностью
150 кВт при частоте колебаний 15—20 кГц. В ноябре 1917 г. такая машина
была построена. До 1917 г. на российских радиостанциях машинные ге-
нераторы непрерывных колебаний не применялись.
В 1914-1915 гг. на заводе ДЕКА был налажен выпуск всевозможных
агрегатов для питания искровых радиостанций для армии и ВМФ. Изго-
товленные фирмой Дека искровые радиостанции устанавливались на аэро-
статах, аэропланах, а также на автомобилях. В годы Первой мировой вой-
ны завод ДЕКА поставлял армии артиллерийские, вьючные и полевые
радиостанции различной модификации и мощности, зарядные агрегаты,
усилители низкой частоты и т. п.
Хронология к главе 5
Создание фирм, производящих
оборудование электросвязи в России
1852 г. — предоставление фирме «Сименс и Гальске» концессии на стро-
ительство в России сети телеграфных линий связи.
1853 г. — строительство первой телеграфной линии, соединившей С.-Петер-
бург и Москву.
1853 г. — построен электротехнический завод «Сименс и Гальске» в С.-Пе-
тербурге, на котором изготовлялась телеграфная аппаратура, вы-
пускалось аппаратура железнодорожной сигнализации, измери-
тельное оборудование и т. п.; после революции этот завод был
национализирован и стал называться «Заводом им. Козицкого».
1855 г. — сооружение телеграфной линии С.-Петербург—Крым.
1857 г. — подполковником российской армии Д. И. Романовым предло-
жен проект создания трансконтинентальной телеграфной линии
связи между Европой и США.
1859—1871 гг. — строительство фирмой «Сименс и Гальске» телеграфной
линии связи длиной в 13 000 км от С.-Петербурга до Владиво-
стока.
1865 г. — строительство датской фирмой «Большая северная телеграфная
компания» телеграфных линий связи между Россией, Китаем
и Японией.
322 Глава 5. Развитие электросвязи в России
1881 г. — компания «Эрикссон» поставила партию телефонов для теле-
фонной сети С.-Петербурга, а в 1893 г. поставила телефонную
станцию для Киевской телефонной сети.
1882 г. — предоставление концессии «Международной компании телефонов
Белла» на строительство и эксплуатацию в течение 20 лет теле-
фонных сетей в С.-Петербурге, Москве, Варшаве, Одессе и Риге.
1886 г. — создание частных сетей телефонной связи в городах Нижнем
Новгороде, в Ревеле, в Ростове-на-Дону, в Баку, построенных
на оборудовании, закупленном у фирмы «Эрикссон».
1886 г. — в России (за исключением Финляндского княжества) переста-
ли выдавать лицензии на создания частных телефонных сетей
и начали создавать только государственные сети.
1892 г. — создание «Акционерного общества электромеханических соору-
жений (ДЕКА)» швейцарским гражданином Дюфлоном, кото-
рое выпускало радиотехническое оборудование, в 1914-1915 гг.
на заводе ДЕКА был налажен выпуск радиостанции для россий-
ской армии.
1895 г. — создано акционерное общество «Н. К. Гейслер и компания», на
заводе которого выпускались телеграфные станции Уитстона,
индукторные телефонные станции, телефонные коммутаторы,
швейцарские телеграфные коммутаторы и другое оборудование.
1897 г. — в С.-Петербурге создана фирма «Л. М.Эрикссони компания», раз-
вернувшая в России производство телефонных аппаратов и по-
строившая завод, на котором был налажен массовый выпуск
телефонных аппаратов и коммутаторов; после революции завод
фирмы «Л. М. Эрикссон» был национализирован и стал назы-
ваться «Красная заря».
1900 г. (сентябрь) — по заданию морского технического комитета А. С. По-
повым создана Кронштадтская мастерская «для производства
и ремонта аппаратов телеграфирования без проводов» — един-
ственный отечественный государственный завод по производ-
ству радиоаппаратуры.
1904 г. — общество «Сименс и Гальске» организовало в Петербурге отде-
ление беспроволочной телеграфии по системе А. С. Попова, ко-
торое поставляло радиоаппаратуру русской армии, флоту и по-
чтово-телеграфному ведомству.
1905 г. — завод Геслера преобразован в акционерное общество, основ-
ным акционером которого стала американская фирма «Вестерн
Электрик», после революции завод стал называться «Приборо-
строительным заводом им. А. А. Кулакова».
1908 г. — создание «Общества беспроволочных телеграфов и телефонов си-
стемы Айзенштейна» — первого крупного частного отечествен
ного предприятия в России, построившего в 1909 г. в С.-Пе-
Литература к главе 5
323
тербурге завод, на котором для российской армии выпускались
полевые, кавалерийские и стационарные радиостанции, в 1910 г.
общество стало называться «Русское общество беспроволочных
телеграфов и телефонов — РОБТиТ», а после революции на базе
РОБТиТа была основана Центральная радиолаборатория, в ко-
торой работали крупнейшие отечественные специалисты.
1908 г. — создание Одесской радиомастерской Русского общество паро-
ходства и торговли, которая поставляла радиостанции, устанав-
ливавшиеся на торговых судах «Русского восточно-азиатского
пароходства» и др.
Литература к главе 5
1. Сименс В. Мои воспоминания. СПб., 1893.
2. Почта и телеграф в XIX столетии. СПб., 1902.
3. Очерк развития радиотелеграфных сообщений в России и за границей. СПб.,
1913.
4. Высокое М.С. Электросвязь в российской империи от зарождения до начала
XX века. Южно-Сахалинск: Сахалинский государственный университет, 2003.
5. Глущенко А. А. Место и роль радиосвязи в модернизации России (1900-1917 гг.).
СПб.: Фонд «Российский фонд истории связи», 2005.
6. Артоболевский И. И., Благонравов А. А. Очерки развития техники в России.
Техника электросвязи (1861-1917 гг.).
http://historic.ru/books/item/f00/s00/z0000086/st043.shtml
7. Васильева Т. С. Компания Белла в истории телекоммуникаций России //
Электросвязь: история и современность. № 2. 2007.
8. Васильева Т С. «Эрикссон» в России — долгие годы сотрудничества // Элек-
тросвязь: история и современность. № 4. 2007.
9. Булатов В. Ф. Историяпетербургскогоприборостроигельногозаводаим.А. А. Ку-
ликова // Электросвязь: история и современность. № 3. 2008.
10. Непомнящий А. М., Нейман В. Е., Забелин К. И., Гольдина Е.Л. Вклад в раз-
витие отечественной радиотехники петербургского завода им. Козицкого //
Электросвязь: история и современность. № 3. 2008.
Глава б
Международное сотрудничество
в области электросвязи
Человеческое общество представляет собой единый организм. Поэто-
му для его развития необходима единая телекоммуникационная сеть, свя-
зывающая между собой самые удаленные районы мира. Такая сеть начала
создаваться, начиная с 30-х годов XIX века, когда появились первые си-
стемы электрического телеграфа. Строительство телеграфных линий шло
стремительными темпами на всех континентах, и очень скоро стало яс-
но, что проблема развития сетей электросвязи не может ограничиваться
развитием лишь национальных сетей в отдельных странах, а носит гло-
бальный характер. Поэтому разные страны должны тесно сотрудничать
в развитии техники электросвязи, с тем, чтобы была обеспечена возмож-
ность передавать сообщения из одной страны в любую другую.
Необходимость широкого и тесного взаимного сотрудничества в ре-
шении общих практических задач была впервые осознана человечеством
именно в связи с проблемами развития в мире телекоммуникаций. Для
создания единого мирового информационного пространства, обеспечива-
ющего надежную связь между всеми странами, было необходимо, чтобы
в каждой стране линии связи и создаваемое оборудование удовлетворяли
некоторым общим стандартам и для передачи телеграфных сообщений
во всех странах использовались единые телеграфные коды. Кроме то-
го, было необходимо, чтобы между странами действовали общие правила
обмена сообщениями, единые тарифы и правила взаиморасчетов за ис-
пользование каналов связи.
Хотя создание первого электромагнитного телеграфа относится к 1832 г.,
когда Шиллинг впервые продемонстрировал действующую систему пере-
дачи телеграмм по проводной линии связи, особенно быстро телеграфная
связь стала развиваться во всех странах мира после 1844 г. В этом году
в США знаменитый изобретатель Самуэль Морзе впервые передал по ли-
нии связи Вашингтон—Балтимор сообщение, используя созданный им
пишущий телеграфный аппарат.
Уже через несколько лет телеграф стал общественной службой, услуга-
ми которой пользовались значительное количество людей и организацией.
Поскольку в каждой из стран использовалось разное оборудование, то при
передаче международных сообщений, на границе приходилось осуществ-
лять прием посланных сообщений и далее вручную вновь передавать его
в соседнюю страну. Это существенно уменьшало пропускную способность
Глава 6. Международное сотрудничество
325
Рис. 1. Участники учредительного съезда 1TU 1865 г.
международных линий связи и скорость передачи по ним сообщений.
Между тем, поток международных сообщений постоянно нарастал.
Для того чтобы улучшить связь, многие страны заключали между со-
бой двухсторонние соглашения, регламентирующие состав используемого
на границах оборудования и правила телеграфного обмена.
Первое такое соглашение было заключено между Австро-Венгрией
и Пруссией в 1849 г. В этом соглашении было принято, что для междуна-
родного телеграфного обмена должен использоваться код Морзе, дорабо-
танный Фредериком Герке — телеграфным инспектором в Гамбурге.
В последующие годы текст этого соглашения послужил основой для
более общего единого соглашения, заключенного между многими европей-
скими странами. Двухсторонние соглашения, заключенные в 1849-1850 гг.
между Австро-Венгрией и Пруссией, Пруссией и Савойей, Австрией и Ба-
варией послужили основой для создания в 1850 г. первого Австро-Герман-
ского Телеграфного Союза. Общая протяженность линий связи Союза
составляла 7870 км. Все линии связи Австрии были воздушными, а линии
Пруссии и Савойи большей частью были проложены в земле и имели
низкую надежность из-за несовершенства изоляции.
На собрании Союза в Вене в 1855 г. было решено, что международные
линии связи должны иметь физическое соединение, а телеграфные ап параты
Морзе должны работать на таких линиях в автоматическом режиме, чтобы
избежать ручных операций переприема телеграмм на границе между странами.
326
Глава 6. Международное сотрудничество
Ряд других евро! гейских стран: Франция, Бельгия, Швейцария, Испания,
Норвегия, Россия и др. также заключали между собой двухсторонние со-
глашения, а в 1855 г. в Париже состоялось собрание, на котором все они
объединились в Западно-Европейский Телеграфный Союз, цели кото-
рого были аналогичны целям Австро-Германского Телеграфного Союза.
В 1861 г. в состав Западно-Европейского Телеграфного Союза входили
следующие страны: Франция, Германия, Италия, Испания, две Сицилии,
Дания, Люксембург, Норвегия, Ватикан, Португалия, Россия, Швеция
и Турция.
По приглашению императора Франции Наполеона III в. 1865 г. в Па-
риже состоялся учредительный съезд Международного Телеграфного Со-
юза (International Telegraph Union — ITU), который co временем превра-
тился в крупную международную организацию ООН — Международный
Союз Электросвязи (МСЭ), определяющую мировую техническую поли-
тику развития телекоммуникаций.
В первом съезде этой организации приняли участие 20 суверенных
стран: Австрия, Нидерланды, Баден, Португалия, Бавария, Пруссия, Бельгия,
Россия, Дания, Саксония, Франция, Испания, Греция, Швеция, Норве-
гия, 1амбург. Швейцария, 1анновер, Турция, Италия и Вюттемберг. Пред-
седателем этой конференции был министр иностранных дел Франции
де Луис. На конференции всеми участниками была принята Конвенция,
которая включала положения соглашений, действующих между членами
Австро-Германского и Западно-Европейского Телеграфных Союзов.
Французский язык стал официальным языком конференции. Было
достигнуто соглашение об единых тарифах, к которому не присоедини-
лись только Турция и Россия. Частные компании государств-членов Союза
должны были придерживаться принятой Конвенции. Соединенные штаты
Америки не участвовали в конференции, так как в этой стране государ-
ственных телеграфных компаний не было. Несмотря на это был принят
Телеграфный регламент, который рекомендовал использовать на междуна-
родных линиях связи широко распространенный телеграф Морзе. Протя-
женность таких линий на территории членов Союза составляла 500000 км,
а общее число переданных по ним в течение года телеграмм составляло
30 миллионов.
Международный Телеграфный Союз стал первой в мире международ-
ной организацией, в которой страны мира объединились для сотрудни-
чества в решении общих задач. Следующими стали: Международный По-
чтовый Союз, основанный через 9 лет — в 1874 г, и Международный
Железнодорожный Союз, основанный значительно позже — в 1922 г.
Вторая Полномочная Конференция ITU состоялась в 1868 г. в Вене.
На этой конференции в члены ITU были приняты Индия (в те годы до-
минион Великобритании) и Персия. На ней было принято Решение о со-
здании в Берне (Швейцария) постоянного Бюро Союза, которое вело бы
административную работу в перерывах между Конференциями. Это Бюро
Глава 6. Международное сотрудничество
327
находилось в Берне до 1948 г. Позже оно переехало в Женеву, где в насто-
ящее время находится штаб-квартира ITU.
Другим важным Решением Конференции было учреждение между-
народного журнала «Journal Telegraphique», в котором должны были от-
ражаться последние достижения в области телеграфной техники. Первый
номер этого журнала был выпущен в 1869 г. До 1948 г. журнал выпускался
на французском языке, а позже — на трех языках: французском, англий-
ском и испанском.
На этой Конференции была также принята Рекомендация об исполь-
зовании на основных международных линиях связи быстродействующих
печатающих телеграфных аппаратов Юза.
В 1871 г. состоялась третья Полномочная Конференция ITU, на кото-
рой в члены ITU была принята Великобритания. В качестве наблюдателя
на конференции присутствовала Япония.
Последняя в XIX веке Полномочная Конференция ITU прошла в 1875 г.
в С.-Петербурге. На Конференции было решено, что технические экспер-
ты-члены делегации администрации связи ответственны на территории
своих стран за соблюдение принятых Союзом правил, регулирующих теле-
графную связь. Эксперты должны были для решения вопросов регулярно
собираться и представлять интересы своих администраций на Админи-
стративных Конференциях.
После изобретения телефонной связи в 1876 г. и ее быстрого рас-
пространения во многих странах мира в 1885 г. в Берлине собралась Ад-
министративная Конференция, на которой ITU приступил к выработке
международных правил регулирования этого нового вида связи. На этой
конференции были рассмотрены также вопросы телеграфной связи, и было
рекомендовано ограничить использование на международных линиях свя-
зи аппаратов Морзе в связи с тем, что появилась более совершенные бук-
вопечатающие аппараты Юза, обеспечивающие более высокую скорость
передачи сообщений. На линиях связи, на которых велся особенно интен-
сивный телеграфный обмен (передавалось более 500 телеграмм в сутки)
было рекомендовано для телеграфирования использовать систему Бодо.
К концу XIX столетия членами ITU были 52 страны и 25 частных компании.
В 1895 г. в области телекоммуникации началась новая эра — эра бес-
проводной связи. Темпы развития этого вида связи были высоки. Большое
значение беспроводная связь имела для морского флота, особенно, для
обеспечения безопасности морского плавания.
В начале XX века для радиосвязи применялись только длинные вол-
ны, на которых невозможно было обеспечить круглосуточный обмен со-
общениями на длинных трассах. Кроме того, число станций на земном
шаре, которые могли бы одновременно работать в диапазоне от 2000 м
(150 кГц) до 20000 м (15 кГц) было ограничено. Этот диапазон составлял
всего 135 кГц. При скоростях телеграфирования до 70 слов в минуту по-
лоса каждой станции должна была быть около 250 1ц. С учетом защитных
частотных интервалов между станциями, также равных 250 Гц, нетрудно
328
Глава 6. Международное сотрудничество
Рис. 2. Участники подготовительной радиоконференции 1903 г.
видеть, что одновременно в эфире могли работать всего 270 станций. Еще
меньше станций могли работать на волнах от 10000 до 20000 м. Их число
не превышало 30.
Все это требовало международной координации использования радио-
частотного спектра. Весьма остро стояли также вопросы обмена сообщени-
ями между радиостанциями, которые производились разными фирмами.
Поэтому к 1903 г. назрела необходимость в международно-правовом
регулировании этого нового вида связи. Для изучения вопросов исполь-
зования беспроводной связи по инициативе императора Германской им-
перии Вильгельма II была созвана подготовительная радиоконференция,
которая состоялась в Берлине в 1903 г.
Созыву этой конференции предшествовал инцидент, который про-
изошел с принцем Генрихом — братом германского императора. Принц
Генрих, возвращаясь на яхте в Европу после официального визита, кото-
рый он нанес Президенту США Теодору Рузвельту (родственнику Фран-
клина Рузвельта — президента США в 1933-1945 гг.), решил послать ему
приветственную телеграмму с борта своей яхты, на которой было уста-
новлено оборудование немецкой фирмы «Телефункен». Однако, это ему
сделать не удалось, так как береговые радиостанции на американском
континенте были оснащены оборудованием фирмы «Маркони», а опера-
торы этих станций имели инструкции принимать сообщения только с тех
судов, на которых было установлено оборудование этой же фирмы. Таким
образом, Маркони пытался обеспечить себе мировую монополию на про-
изводство и продажу своего оборудования.
Глава 6. Международное сотрудничество
329
В первой подготовительной радиоконференции участвовали делегации
от Австро-Венгрии, Британии, Франции, Германии, Италии, России, Испа-
нии и США. Одним из руководителей российской делегации был А. С. Попов.
Делегация Великобритании пыталась навязать другим странам реше-
ние об обязательном оснащении всех судов оборудованием фирмы «Мар-
кони». Стремление Маркони к мировой монополии вызвало недовольство
многих стран, которые указали, что такая монополия нанесет «серьезный
ущерб свободному развитию нового способа сообщения и станет серьезным
тормозом в дальнейших изобретательских успехах в этом деле». Большин-
ство стран не согласилось с предложениями делегации Великобритании.
В результате обсуждения вопросов международного обмена телеграм-
мами, передаваемыми по радио, большинством участников конференции
(за исключением Британии и Италии) был подписан протокол в котором
устанавливалось, что: «Береговые станции обязаны в сношении с судами,
находящимися в море, принимать и передавать все телеграммы без различия
системы беспроводного телеграфа. ...Действия этого телеграфа предполага-
ется организовать таким образом, чтобы отдельные станции, по возмож-
ности, друг другу не препятствовали и не мешали». Это решение открывала
путь к развитию радиотехнической промышленности во всех странах.
На этой конференции русская делегация занимала центральное ме-
сто. Председательствующий на конференции министр почт и телеграфов
Германии Креке в своей вступительной речи отметил значение России
в истории изобретения нового средства связи. Касаясь работ ученых, со-
здавших беспроволочный телеграф, он, в первую очередь, отметил работы
Попова, сказав: «В 1895 г. Попов при производстве опытов для обнаружения
электрических нарушений в атмосфере пришел к мысли воспользоваться вол-
нами Герца для передачи телеграфных знаков, и он устроил первый аппарат
искровой телеграфии».
Тремя годами позже в 1906 г. в Берлине, опять по инициативе Гер-
мании, состоялась первая Полномочная международная радиоконферен-
ция, на которой были приняты первые Конвенция и Регламент радиосвя-
зи. Эти документы были подготовлены администрацией связи Германии
по образцу подобных документов, принятых в 1875 г. на международной
телеграфной конференции в С.-Петербурге. В конференции участвовали
29 делегаций, включая Британию и Италию. Документы конференции бы-
ли одобрены всеми участниками. Этими документами было определено,
что: 1) все береговые станции должны быть включены в международную
телеграфную сеть, 2) абсолютный приоритет отдавался передаче и приему
сигналов бедствия и 3) отмечалось, что должны приниматься все возмож-
ные меры для снижения помех на радиолиниях.
На конференции было также решено, что Бюро ITCJ в Берне будет ве-
сти административные дела Радиотелеграфных Конференций. Это Бюро
должно было выполнять работу по регистрации и координации частот-
ных назначений радиостанциям. Был согласован перечень их параметров,
который должен был направляться в Бюро: тип радиостанции, рабочие
частоты, часы работы, позывные.
330
Глава 6. Международное сотрудничество
На этой международной радиотелеграфной конференции был при-
нят первый Регламент радиосвязи, содержащий решения о распределении
частот для разных служб. Частоты 500 и 1000 кГц были выделы для обще-
ственной связи в морской службе, частоты ниже 188 кГц предназначались
для связи береговых станций и морских судов на больших расстояниях,
в то время как частоты от 188 до 500 кГц были выделены для работы
военно-полевых радиостанций и радиостанций военно-морского флота.
Важным Решением Конференции явилось принятие единого для всех ра-
диостанций сигнала бедствия «SOS», за которым закрепилось название
«Save Our Soul — спасите наши души».
В 1912 г. в Лондоне состоялась вторая Полномочная международная
радиоконференция. Эта конференция проходила через три месяца после
того, как произошла крупнейшая в истории мореплавания катастрофа —
столкнувшись с айсбергом, потерпел крушение гигантский морской лай-
нер «Титаник».
Как раз перед этим крушением компания «Маркони» дала инструк-
ции операторам береговых станций поддерживать связь со всеми судами,
независимо от того, оборудование какой фирмы на них установлено. Это
позволило быстро организовать спасательные работы и уменьшило число
жертв этой катастрофы, так как первый сигнал бедствия с борта «Титани-
ка» был принят на береговой станции Маркони се оператором Давидом
Сарновым, в будущем Президентом одной из крупнейших компаний —
Radio Corporation of America (RCA). Несколько дней Сарнов не отходил
от телеграфного аппарата, оповещая суда, находящиеся поблизости от ме-
ста катастрофы, о необходимости прийти на помощь «Титанику».
На этой конференции было принято решение о создании трех новых
служб: радиомаяков, службы передачи сигналов точного времени и ме-
теорологической службы. Радиомаяки могли использовать любые частоты
ниже 2 МГц, а для организации службы точного времени и метеорологи-
ческой можно было использовать любые частоты ниже 188 кГц.
Хронология к главе 6
1849 г. — заключено первое международное телеграфное соглашение меж-
ду Австро-Венгрией и Пруссией об использовании кода Морзе
при международном телеграфном обмене.
1849—1850 гг. — заключены двухсторонние соглашения между Австро-
Венгрией и Пруссией, Пруссией и Савойей, Австрией и Бава-
рии, на основе которых в 1850 г. был создан Австро-Германский
Телеграфный Союз.
1855 г. — на собрании Австро-Германского Телеграфного Союза в Вене при-
нято решение, что международные линии связи должны иметь
физическое соединение, и на таких линиях до/гжны работать
телеграфные аппараты Морзе в автоматическом режиме.
Литература к главе 6
331
1855 г. — создан Западно-Европейский Телеграфный Союз, в который во-
шли все европейские страны, в 1861 г. в состав Союза входили:
Франция, Германия, Италия, Испания, две Сицилии, Дания,
Люксембург, Норвегия, Ватикан, Португалия, Россия, Швеция
и Турция.
1865 г. — создан Международный Телеграфный Союз (International Tele-
graph Union — ITU), (учредительный съезд состоялся в Париже).
1868 г. — в Вене состоялась вторая Полномочная Конференция ITU, на ко-
торой в члены этой организации были приняты Индия (в те годы
доминион Великобритании) и Персия, было принято также Реше-
ние о создании в Берне (Швейцария) постоянного Бюро Союза
и был учрежден международный журнал «Journal Tclcgraphique».
1871 г. — состоялась третья Полномочная Конференция ITU, на которой
в члены организации была принята Великобритания; в качестве
наблюдателя на конференции присутствовала Япония.
1875 г. — в С.-Петербурге состоялась четвертая Полномочная Конферен-
ция TTU, на которой было решено, что технические эксперты-
члены делегации администрации связи ответственны на терри-
тории своей страны за соблюдение принятых Союзом правил,
регулирующих телеграфную связь.
1885 г. — в Берлине состоялась Административная Конференция, на ко-
торой ITU приступил к выработке международных правил ре-
гулирования телефонной связи, (к концу XIX столетия членами
ITU были 52 страны и 25 частных компаний).
1903 г. — в Берлине состоялась подготовительная радиоконференция, на
которой был принят протокол, исключающий чью-либо моно-
полию в производстве радиоаппаратуры.
1906 г. — в Берлине состоялась первая Полномочная международная ра-
диоконференция, на которой были приняты первые Конвенция
и Регламент радиосвязи, содержащий решения о распределении
частот для разных служб, а также принят единый для всех ра-
диостанций сигнал бедствия «SOS».
1912 г. — в Лондоне состоялась вторая Полномочная международная радио-
конференция, на которой было принято решение ITU о создании
новых служб: радиомаяков, службы передачи сигналов точного
времени и метеорологической службы, а также о повсеместном
прекращении к 1940 г. эксплуатации искровых передатчиков.
Литература к главе 6
1 Authony М. R. From Semaphore to Satellite. Geneva: International Telecommuni-
cation Union, 1965.
2 . Глущенко А. А. Место и роль радиосвязи в модернизации России (1900-1917 гг.).
СПб.: Фонд «Российский фонд истории связи», 2005.
Заключение
Мировая история — это в первую очередь эти-
ческая поэма об исключительных людях, чьи
мысли и поступки, свойства характера, добро-
детели и победы, решали судьбу человечества.
Уинстон Черчилль
В двух частях данной книги изложены основные факты истории фи-
зической науки, произошедшие с 1600 по 1912 гг., которые привели к со-
зданию электросвязи. В этот период были открыты многие физические
явления в области электричества и магнетизма, установлены их количе-
ственные закономерности, на основе которых началось развитие электро-
связи. История электросвязи дает яркий пример взаимовлияние техники
и научных знаний.
С одной стороны, на основе научных знаний, добытых несколькими
поколениями ученых, была создана техника телеграфной, факсимильной
и телефонной связи, разработана технология создания протяженных ка-
бельных линий связи, охвативших весь земной шар. Сеть телеграфной
связи стала всемирной. В конце XIX века были изобретены системы бес-
проводной связи и, вскоре, было установлена возможность создания ли-
ний беспроводной связи протяженностью в тысячи километров.
Радиосвязь также развивалась очень быстро. В результате в начале
XX века была создана сеть береговых станций, существенно повысивших
безопасность плавания морских судов, построены протяженные радиоли-
нии, в том числе и для международной связи.
С другой стороны практические задачи, возникающие при создании
систем связи, приводили к новым научным открытиям. В качестве приме-
ров можно указать на научные проблемы, связанные с распространением
сигналов в кабельных линиях связи, над решением которых работали зна-
менитые английские ученые Вильям Томсон (лорд Кельвин) и Оливер
Хевисайд, а также на проблемы, связанные распространения радиоволн
на дальние расстояния (как на трассах, проходящих как над поверхностью
Земли, так и трассах, в которых радиоволны распространяются в иони-
зированных слоях атмосферы), которыми занимались такие выдающиеся
физики, как Анри Пуанкаре, лорд Релей, Арнольд Зоммерфельд, Гендрик
Лоренц и Джонатан Ватсон.
В период, рассмотренный в данной книге, были впервые выдвинуты
многие новые технические идеи создания систем многоканальной связи
с частотным и временным уплотнением, которые обеспечивали бы пе-
редачу большого числа каналов по одной линии связи, телевизионных
систем, эффективных методов приема и передачи сигналов и т. п. Эти
Заключение
333
идеи, однако, нельзя было реализовать на имевшейся в то время техно-
логической базе. Они получили полное развитие только в XX веке, когда
стала создаваться техника электросвязи, основанная на применении элек-
тронных ламп.
История электросвязи выявляет значение личности в том колоссаль-
ном прогрессе, который за сравнительно короткое время (около 150 лет)
произошел в этой важнейшей для человечества области науки и техники.
Все мировые религии, провозглашают, что каждый человек на Земле
по своему предназначению является образом Всевышнего, основными
атрибутами которого являются любовь и бесконечный потенциал творче-
ской и созидательный энергии. Отсюда следует, что истинной целью жизни
каждого человека является осознание своего предназначения и реализация
данного ему свыше творческого потенциала на благо всего Человечества.
Тем, кому это удается, достигают того состояния, которое люди называют
счастьем.
В области электросвязи основополагающие работы были выполнены
людьми огромного творческого потенциала. При этом, специальность этих
людей, которой они зарабатывали себе на жизнь, не редко никак не была
связана с проблемами электросвязи. Обратившись к проблемам электро-
связи, они, подчиняясь внутреннему импульсу, выдвигали новаторские
идеи в данной области и, рискуя, порой, своим благополучием, все силы
приложили к тому, чтобы претворить эти идеи в жизнь. Первый в мире
электромагнитный телеграфный аппарат создал Павел Львович Шиллинг.
Он был дипломатом и известным ученым-востоковедом. Изобретатель
самого распространенного во всем мире в ХЕХ веке телеграфного аппара-
та Самуэль Морзе в середине XIX века, когда он приступил к разработке
своего изобретения, был очень популярным в США художником. Телефон
изобрел Александр Белл, бывший по специальности логопедом и обучав-
ший в своей школе речи глухих людей. Создателем первой практической
автоматической коммутационной станции был Алмон Браун Строужер —
владелец похоронного бюро в городе Канзас-Сити (США).
Что же могло двигать этими людьми, которые получили профессию,
обеспечивающую им материальный достаток, успешно в ней проработали
много лет, имели твердое положение в обществе, а некоторые заслужили
признание и достигли широкой известности. Что могло заставить их столь
резко изменить свою жизнь и, говоря словами Пастернака, «окунуться
в неизвестность»? Конечно же, не жажда разбогатеть или прославиться.
Некоторые из них выполняли свои разработки за свои личные сбережения
и ограничивали себя во всем. Не все из них достигли мирового признания
своих заслуг перед человечеством и при жизни были должным образом
вознаграждены за реализацию своих идей. Некоторые же, в силу разных
причин, не смогли достичь триумфа при жизни, хотя их вклад в развитие
электросвязи огромен.
Думается, что эти и очень многие другие люди, создававшие технику
электросвязи, самозабвенно брались за труднейшие технические и науч-
334
Заключение
ные проблемы потому, что они ясно понимали, какие блага их решение
может принести Человечеству. Ради этого они были готовы пожертвовать
всем. Они были не только великими тружениками, но и великими альтру-
истами. Возможно, их энтузиазм был порожден творческим восприятием
новых научных открытий в области электротехники, поразивших их своей
красотой и грандиозностью открывающихся перспектив создания техники
электросвязи, развитие которой позволит кардинально изменить условия
жизни людей и сделать их более счастливыми. Грандиозность таких за-
мыслов вводила их в состояние творческого вдохновения и поэтому они
не были обескуражены преследовавшими их неудачами. Их поддерживала
твердая вера в успех, и, игнорируя трудности и скептицизм многих своих
современников, они направляли всю свою энергию на достижение по-
ставленных целей.
Альберт Эйнштейн считал религиозным такого человека, «...который
в наиболее доступной для него степени освободился от пут эгоистических же-
ланий и проникся мыслями, чувствами и вдохновением, которые захватили его
их сверхличными ценностями». С этой точки зрения многие пионеры в об-
ласти электросвязи, без сомнения, были людьми глубоко религиозными.
И, возможно, их жизнь и дела, оставшиеся Человечеству, свидетельствуют
о том, что во Вселенной существует высший смысл человеческой жизни
и существует бессмертие человеческой души, о котором так убежденно
писал великий итальянский зодчий Микеланджело Буонароти:
Я умер, подчиняясь естеству,
В груди ж моей миллион душ совмещалось.
Одна из них погасла, что за малость.
Я в миллионах душ оставшихся живу.
Материалы по истории
электросвязи в Интернете
Развитие техники
1. Энциклопедия ламповой аппаратуры.
http://www.amradio.ru/issues/issueO 19.htm
2. Ранняя история радио.
http://www.localhistory.scit.wlv.ac.uk/Museum/Engineering/Electronics/
history/ValveEra.htm
3. История изобретения радио.
http://en.wikipedia.Org/wiki/Invention_of_radio#Early_wireless_work;
http://www.viol.uz/history/history/page2.shtml
4. История развития электросвязи.
http://www.intuit.ni/department/history/ithistoiy/3/7.html;
http://www.computer-museurn.rU/connect/0.htm
5. Персональный сайт Марка Быховского. На сайте представлены статьи
и книги автора по разным аспектам истории электросвязи.
http://www.bykhmark.ru
6. История телеграфа, телефона, радио.
http://home.mts-nn.ru/~petvomay/history/telefon.html
7. История создания и развития телеграфа.
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_telegraph
8. Изобретение магнитофона.
http: //schools, keldysh. ru/sch444/M (JSEUM/1-17—19. htm
9. История телевидения. http://www.qrz.rU/articles/category/8
10. Ретроспектива развития электросвязи.
http://www.comsoc.org/livepubs/cil/public/anniv/joel.html
11. Исторический центр IEEE.
http://www.ieee.org/organizations/histoiy_center/comsoc/techhist.html
12. Развитие телеграфной техники.
http://www.faradic.net/~gsraven/index. shtml#contents
13. Развитие техники электросвязи.
http://www.vwlowen.demon.co.uk/radio/radhist.htm
14. История исследований в Белл лаборатории.
http://www.bell-labs.com/history/
15. История развития телефона.
http://www.privateline.com/TelephoneHistory
336 Материалы по истории электросвязи в Интернете
16. Development of radio technology.
http://www.britannica.com
17. Поляков В. Т. Радиоприемники Теслы.
http://qrp.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=3
18. Летопись истории электросвязи с древних времен до 2006 г.
http://www.viol.uz/history/chronicle/pagel.shtml
19. Увлекательная история фотографии — от дагеротипа до «цифры».
http://www.3dnews.ru/editorial/foto_history
20. Как начиналась фотография, http://photo-history.ru/
21. История фотографии, http://photo.far-for.net/
22. Кинематограф. http://ru.wikipedja.org/wiki/KnHCMaTO^Kt)
Жизнь и деятельность ученых и инженеров
23. Биографические сведения о Тесле.
http://www.pbs.org/tesla/ins/lab_radio.htmlhttp://www.bezmolvie.ru/Neposnannoe/tesla.htm
24. Биографические сведения о А. С. Попове.
http://www.connect.ru/article. asp?id=5481
25. Биографические сведения о Г. Маркони.
http://www.qrz.ru/articles/articlel41.html
26. Биографические сведения о К. Брауне.
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/130327
27. Биографические сведения о Бозе.
www.vigyanprasar.gov.in/scientists/JCBOSE.htm
28. История в именах, http://www.viol.uz/history/index.shtml
29. Интервью выдающихся американских ученых на исторические темы.
http://www.ieee.org/web/aboutus/history_center/oraLhistory/comsoc_oh.html
Музеи
30. Центральный музей связи им. А. С. Попова.
http://www.rustelecom-museum.ru
31. Политехнический музей (Москва). http://eng.polymus.ru/rv/?s=4
32. Радиомузей РКК. http://www.rkk-museum.ru
33. Музей радио, http://www.radioljubitel.ru
34. Музей телевизионной техники, http://www.radiolristory.org/
35. Музей телеграфной техники, http://www.porthcumo.org.uk
Книги, посвященные биографиям
ученых и изобретателей
Книги, изданные в России
- Арно Ф. Биографии знаменитых астрономов, физиков и геометров,
том II и III (содержит биографические очерки жизни и деятельности
Томаса Юнга, Огюстена-Жака Френеля, Алессандро Вольта, и Андре-
Мари Ампера и Симеона-Дениса Пуассона). М.; Ижевск: R&C Dy-
namics, 2000.
- Белъкинд Л. Д. Томас Альва Эдисон. М.: Наука, 1964.
- Белъкинд Л. Д. Андре Мари Ампер. М.: Наука, 1968.
- Берг А. И. А. С. Попов и изобретение радио. Л., 1935.
— Боголюбов А. Н. Августин Августинович Бетанкур (1758-1824 гг.). М.,
1969.
- Болотовский Б. М. Оливер Хевисайд. М.: Наука, 1985.
— Борисов В. П. Сергей Аркадьевич Векшинский. М.: Наука, 1988.
- Борисов В. П. Владимир Козьмич Зворыкин. М.: Наука, 2004.
— Гарное В. И. Академик Александр Расплетин. М.: Московский рабо-
чий, 1990.
- Гернек Ф. Пионеры атомного века. Великие исследователи от Макс-
велла до Гейзенберга. М.: Изд. Прогресс, 1974.
- Гоголь А. А., Урвалов В. А. Павел Васильевич Шмаков. М.: Наука, 2002.
— Горохов П. К. Розинг Борис Львович. М.: Наука, 1964.
— Григорьян А. Т, Вяльцев А. Н. 1енрих Герц. М.: Наука, 1968.
- Роланд Львович Добрушин (сборник статей о Добрушине). М.: URSS,
1999.
— Золотинкина Л. И., Шошков Е. Н. Имант 1еоргиевич Фрейман. М.:
Наука, 1989.
- Лежнева О. Л., Ржонсницкий Б. Н. Эмилий Христианович Ленц. М.:
Л.: Энергоиздат, 1952.
- Мак-Дональд Д. Фарадей, Максвелл и Кельвин. М.: Атомиздат, 1967.
— Академик Л. И. Мандельштам (к 100-летию со дня рождения). М.:
Наука, 1979.
- Мусский С. А. 100 великих нобелевских лауреатов (содержит биографи-
ческие очерки жизни и деятельности Гендрика Лоренца, Джозефа Том-
сона, Макса Планка, Александра Михайловича Прохорова, Николая
1еннадьевича Басова и Жореса Ивановича Апферова). М.: Вече, 2003.
338 Книги, посвященные биографиям ученых и изобретателен
— Остроумов Г. А., Остроумов А. Г. Борис Андреевич Остроумов. М.:
Наука, 1991.
- Радовский М. И. Александр Степанович Попов (1859—1905 гг.). М.; Л.:
Изд-во АН СССР, 1963.
- Рогинский В. Ю. Михаил Александрович Бонч-Бруевич. М.: Наука, 1966.
— Рогинский В. Ю. Валентин Петрович Вологдин. М.: Наука, 1981.
— Рогинский В.Ю., Чернышева М.А. Александр Алексеевич Чернышев.
М.: Наука, 1998.
— Рожанский И.Д., Рожанская М. М., Филонович С. Р. Дмитрий Аполли-
нарьевич Рожанский. М.: Наука, 2003.
— Рущук И.М. Владимир Васильевич Татаринов. М.: Наука, 1976.
- Сомин Д. К. 100 великих ученых (содержит биографические очерки жиз-
ни и деятельности Шарля Кулона, Андре-Мари Ампера, Карла Гаусса,
Ганса Эрстеда, Георга Ома, Майкла Фарадея, Эмилия Христиановича
Ленца, Германа Гельмгольца, Джеймса Максвелла, Александра Гри-
горьевича Столетова, Гендрика Лоренца, Макса Планка, Александра
Флеминга, Джозефа Томсона, Норберта Винера, Петра Николаевича
Лебедева и Андрея Николаевича Колмогорова). М.: Вече, 2000.
- Творцы российской радиотехники (Жизнь и вклад в мировую науку) //
Под ред. М. А. Быховского, серия изданий «История электросвязи
и радиотехники». Вып. 3. М.: «Эко-Трендз», 2005.
- Уилсон М. Американские ученые и изобретатели / Пер. с англ. М.:
Знание, 1964.
- Урвалов В. А., Шошков Е. И. Александр Федорович Шорин. М.: Наука,
2008.
- Церава Г. К. Никола Тесла. М.: Наука, 1974.
- Церава Г. К. Джозеф Генри. М.: Наука, 1983.
— Шнейберг Я. Ф. Титаны электротехники (содержит биографические
очерки жизни и деятельности Алессандро Вольта, Василия Петрова,
Андре—Мари Ампера, Майкла Фарадея, Георга Ома, Эмилия Ленца,
Бориса Якоби, Николы Теслы, Томаса Эдисона) М.: Изд. МЭИ, 2004.
- Михаил Васильевич Шулейкин (Сборник статей) / Под ред. Б. А. Воз-
несенского. Советское радио, 1952.
- Яроцкий А. В. Павел Михайлович 1олубицкий. М.: Наука, 1976.
- Яроцкий А. В. Павел Львович Шиллинг. М.: Тосэнергоиздат, 1953.
- Яроцкий А. В. Борис Семенович Якоби. М.: Наука, 1988.
Книги, изданные за рубежом
- Brittain J. Е. Alexanderson: Pioneer in American Electrical Engineering,
Baltimore: Johns Hopkins University Press «Studies in the History of Tech-
nology», 1992.
Книги, посвященные биографиям ученых и изобретателей 339
— Stevenson О. J. The Talking Wire: The Story of Alexander Graham Bell,
London: Bodley Head, 1954.
— Wile Frederick, William Emile Berliner, Maker of the microphone, Indi-
anapolis: Robbs—Merrill, 1926.
- Bhattacharryya P., Engineer M. Acharya L. C. Bose — A Scientist and
a Dreamer, Calcutta: Bose Institute, 1996.
- Kurylo Frederick, Susskind Charles. Ferdinand Braun: A Life of the Nobel
Prizewinner and Inventor of the Cathode-ray Oscilloscope, Cambridg, MA:
MIT Press, 1981.
- Bowers Brian. Sir Charles Wheatstone (1802-1875), London: HMSO, for
the Science Museum, 1975.
- Jolly W. P. Sir Oliver Lodge: Physical Reaseacher and Scientist, Cranbury,
NJ: Assosiated Univcsity Press, 1975.
- Hubbard Geoffrey. Cook and Wheatstone and the Invention of the Electrical
Telegraph, London: Routledge&Kegan Paul, 1965.
- Hijiya James. Lee de Forest and the Fatherhood of Radio, Cranbury, NJ:
Lehigh University Press, 1993.
- Brokmeyer E. et al. The Life and Works of A. K. Erlang, Copenhagen:
Copenhagen Telephone Company, 1946.
— Farnsworth Elma G. Distant Vision: Romance and Discovery on an Invisible
Frontier, Salt Lake City: Pemberly Kent Publishing, 1990.
— Raby Ormond. Radio's First Voise: The Story of Regnald Fessenden, Toron-
to: Macmillan of Canada, 1970.
— MacGregor Morris, John T. The Inventor of the Valve: A Biography of Sir
Ambrose Fleming, London: Television Society, 1954.
- Coulson Tomas. Joseph Henry: His Life and Work: Princeton, NJ: Princeton
Univercity Press, 1949.
- Korn Terry and Elizabeth P. Rom. Trailblazer to Television, New York:
Scribner’, 1950.
— Rowlands Peter and Patrick Wilson. Oliver Lodge and the Invention of Radio,
Liverpool, England: PD Publications, 1994.
- Appeby Thomas. Mahlon Loomis, Inventor of Radio, Washington: Loomis
Publication, 1967.
- Gunston David. Guglielmo Marconi: Geneva, Switzeland, Heron Books
«The Great Nobel Prizes», 1970.
— Schiavo Giovanni E. Antonio Meucci: Inventor of the Telephone, New York:
The Vigo Press, 1958.
- Mabee Carleton. American Leonardo: The Life of Samuel E. B. Morse, New
York: Knopf, 1943.
- Baker E. C. Sir William Preece E. R. S.: Victorian Engineer Extraordinary,
London: Hutchinson, 1976.
340 Книги, посвященные биографиям ученых и изобретателей
- Pupin Michael. From Immigrant to Inventor, New York: Scribner’s, 1922.
- Thomson Silvanus P Philip Reis: Inventor of the Telephone, London:
E&F.N. Spon, 1883 (reprinted by Arno Press «Telecommunications», 1974).
- Lomas Robert. The Man who Invented the Twentieth Century (Nikola Tesla,
Forgotten Genius of Electricity), London: HEADLINE BOOK PUBLISH-
ING, 1999.
- Bridgewater T. H. A. A. Campbell Swinton, London: Royal Television Soci-
ety «Monograph I», 1982.
URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru
Другие книги нашего издательства:
Серия «НАУКУ — ВСЕМ! Шедевры научно-популярной литературы»
Харкевич А. А. Автоколебания.
Каганов М. И. Электроны, фононы, магноны.
Каганов М. И., Цукерник В. М. Природа магнетизма.
URSS
Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Беседы о преломлении света.
Ланге В. Н. Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи. Кн. 1,2.
Ланге В. Н. Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи: Механика.
Молекулярная физика. 'Гермодинамика.
Ланге В. Н. Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи: Электричество
и магнетизм. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика.
Гарднер М. Теория относительности для миллионов.
Гарднер М. Этот правый, левый мир.
Сазанов А. А. Четырехмерная модель мира по Минковскому.
Хвольсон О.Д. Теория относительности А. Эйнштейна и новое миропонимание.
Владимиров Ю. С. 11ространство-время: явные и скрытые размерности.
Перельман Я. И. Занимательная астрономия.
Кононович Э. В. Солнце — дневная звезда.
Липунов В. М. В мире двойных звезд.
Колмогоров А. Н. Математика — наука и профессия.
Гнеденко Б. В. Беседы о математической ст атистике.
Гнеденко Б. В. Беседы о теории массового обслуживания.
Мизес Р. Вероят ность и статистика.
Стинрод Н., Чинн У. Первые понятия топологии.
Калягин Ю. М., Саркисян А. А. Познакомьтесь с т опологией: На подступах к топологии.
Больберг О. А. Основные идеи проективной геометрии.
Меннхен Ф. Некоторые тайны артистов-вычислителей.
Вильямс Дж. Д. Совершенный стратег, или Букварь по теории стратегических игр.
Широков П. А. Краткий очерк основ геометрии Лобачевского.
Юдин Д. Б., Юдин А.Д. Математики измеряют сложность.
Ашкинази Л. А. Электронные лампы: Из прошлого в будущее.
Шейд К. Опыты по химии для начинающих.
Кац Е.А. Фуллерены, углеродные нанотрубки и нанокластеры.
Гампсон В., Шеффер К Парадоксы природы.
Серия «Наука в СССР: Через тернии к звездам»
Сарданашвили Г. А. Дмитрий Иваненко — суперзвезда советской физики.
Шноль С. Э. Герои, злодеи, конформисты отечественной науки.
Горобец Б. С. Советские физики шутят... Хотя бывало не до шуток.
Серия «Классики науки»
Ньютон И. Математические начала натуральной философии.
Гейзенберг В. Избранные груды.
Смородинский Я. А. Избранные труды.
Тодхантер И. История математических теорий притяжения и фигуры Земли.
Циолковский К. Э. Труды по ракетной технике.
URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru
URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru

Марк Аронович БЫХОВСКИЙ
Доктор технических наук, профессор, академик
Международной академии связи, заведующий
кафедрой систем радиосвязи Московского
технического университета связи и информатики
(МТУСИ). Лауреат премии Правительства РФ
в области науки и техники. Автор популярных
книг по истории развития телекоммуникаций.
а
I
ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
I ШЧАСТОТИОГО
дот _
РАДИОЧАСТОТНОГО
Р1ШМ —
Наше издательство предлагает следующие книги:
10755 ID 156821 Отзывы о настоящем издании,
а также обнаруженные опечатки присылайте
по адресу URSS@URSS.ru.
Ваши замечания и предложения будут учтены
и отражены на web-странице этой книги
в нашем интернет-магазине http://URSS.ru URSS
E-mail:
URSS@URSS.ru
Каталог изданий
в Интернете:
http://URSS.ru
«Эта содержательная историческая книга дает широкую панораму мирового
развития телекоммуникаций в период с 1600 г. до начала XX столетия».
Член-корреспондент РАН, профессор В. В. Шохги ч дян *
IIDCC НАШИ НОВЫЕ +7(499)724-25-45
WlXUV КООРДИНАТЫ 117335, Москва, Нахимовский пр-т, 56